课后限时练11 电场的性质 带电粒子在电场中的运动（教师用书Word版）-【高考快车道】2026年高考物理大二轮专题复习与策略（江苏专版）

课后限时练11　电场的性质　带电粒子在电场中的运动 说明：选择题每小题4分，本试卷总分40分 1．(2025·江苏徐州模拟)如图所示，在示波管水平极板YY′加电压U1、竖直极板XX′加电压U2后，亮斑会偏离荧光屏中心位置。能使亮斑离荧光屏中心的竖直距离增大的是(　　) A．增大U1　　　 B．减小U1 C．增大U2 D．减小U2 A　[由题图可知，示波管水平极板YY′加电压U1，能使粒子在竖直方向发生位移，若使亮斑离荧光屏中心的竖直距离增大，则需要竖直分位移增大，增大U1，故选A。] 2．(2025·江苏南京二模)如图甲所示是一种静电除尘装置，在金属板A与金属棒B间加恒定高压，烟气从一端进入静电除尘区经过净化后从另一端排出。其原理如图乙所示，其中一带负电的尘埃微粒沿图乙中虚线向左侧金属板A运动，P、Q是运动轨迹上的两点，不计重力和微粒间的相互作用，不考虑微粒运动过程中的电荷量变化。下列说法正确的是(　　) A．P点电势比Q点电势低 B．Q点电场强度垂直A板向右 C．微粒在P点速度比Q点的大 D．微粒在P点具有的电势能比Q点小 A　[由题图甲可知，金属板A带正电，金属棒B带负电，电场线的方向是由正电荷指向负电荷，沿电场线方向电势降低，P点靠近负极， Q点靠近正极，所以P点电势比Q点电势低，故A正确；电场线的方向是由正电荷指向负电荷，某点的电场强度方向为该点电场线的切线方向，由题意可知Q点的切线方向不可能垂直A板，故B错误；由题意可知，微粒在运动过程中，静电力做正功，微粒做加速运动，微粒在P点速度比Q点的小，电势能减小，微粒在P点具有的电势能比Q点大，故C、D错误。] 3．(2025·江苏镇江模拟预测)如图所示，abc为均匀带电半圆环，O为其圆心，O处的电场强度大小为E，将一试探电荷从无穷远处移到O点，静电力做功为W。若在cd处再放置一段圆的均匀带电圆环，如虚线所示，其单位长度带电量与abc相同，电性与abc相反，则此时O点电场强度大小及将同样的试探电荷从无穷远处移到O点静电力做功为(　　) A．E，W B．E，W C．E，W D．E，W A　[把题图中半圆环abc等分为两段，即每段为圆环，每段在点O的电势为，电场强度为E0，且方向分别与E夹角为θ＝45°，根据电场强度的叠加原理可知E0＝E，因为电势是标量，每段圆环在O上的电势为φ＝，同理，在cd处再放置一段圆的均匀带电圆环后，可等分为3个圆环，由于电性与abc相反，根据电场强度叠加可知O处的电场强度大小为E′＝＝E，电势为3个圆环在O点的电势之和，为φ1＝＝，将同样的试探电荷从无穷远处移到O点静电力做功为W，故选A。] 4．(2024·江苏苏锡常镇二模)两个点电荷，电性未知、电荷量大小分别为4q和q，其电场线如图所示(未标明方向，且未画出对称轴附近的电场线)，A、B、C、D为对称轴上的四个点，且满足AB＝BC＝CD，则下列说法正确的是(　　) A．A、D两点的电场强度方向一定相反 B．从D点向左至无穷远，电场强度不断减小 C．若电荷量为4q的点电荷为负电荷，则电子从A向B移动的过程中，电势能减小 D．若电荷量为4q的点电荷为负电荷，则A点电势低于D点电势 D　[由题图中电场线分布情况可知，两点电荷为异种电荷，且B处电场线密集，则B处电荷量为4q，C处电荷量为q，设电荷量为4q的点电荷为负电荷，则电荷量为q的点电荷为正电荷，设AB＝BC＝CD＝r，则A点的电场强度大小为EA＝k－k＝(方向指向负点电荷4q)，D点的电场强度大小为ED＝k－k＝0，由于D点的电场强度大小为零，可知从D点向左至无穷远，电场强度先增大后减小，故A、B错误；若电荷量为4q的点电荷为负电荷，由以上分析可知，电子从A向B移动的过程中，电场强度方向由A指向B，静电力与运动方向相反，静电力对电子做负功，电势能增加，故C错误；若电荷量为4q的点电荷为负电荷，则B处为4q的负电荷，C处为q的正电荷，根据离正点电荷越近电势越高，离负点电荷越近电势越低，可知－4q点电荷在A点的电势低于D点电势，＋q点电荷在A点的电势低于D点电势，则A点电势低于D点电势，故D正确。] 5．(2025·江苏南京二模)如图所示，A、B、C、D、E、F、G、H是竖直光滑绝缘圆轨道的八等分点，AE竖直，空间存在平行于GC的匀强电场，从A点静止释放一质量为m的带电小球，小球沿圆弧恰好能到达C点。若在A点给带电小球一个水平向右的冲量，让小球沿轨道做完整的圆周运动，则小球在运动过程中(　　) A．E点的动能最小 B．B点的电势能最大 C．C点的机械能最大 D．F点的机械能最小 C　[从A点静止释放一质量为m的带电小球，小球沿圆弧恰好能到达C点，根据对称性可知静电力和重力的合力方向沿FB方向斜向下，可知B点为“等效最低点”，F点为“等效最高点”，则小球在F点速度最小，动能最小，故A错误；由于静电力和重力的合力方向沿FB方向斜向下，根据几何关系可知，小球受到的静电力水平向右，则小球从G到C过程，静电力一直做正功，电势能一直减小，可知小球在G点电势能最大，在C点电势能最小，因小球的电势能与机械能之和守恒，可知在C点机械能最大，在G点机械能最小，故B、D错误，C正确。] 6．(2024·江苏苏锡常镇一模)一质量为m、电荷量为－q的小球从水平放置的、带电荷量为＋Q的均匀带电圆环的轴线处A点由静止释放，A、A′关于O点对称，下列判断正确的是(　　) A．小球在O点处动能最大 B．小球在O点的加速度最大 C．小球在O点的电势能最小 D．小球可能在A、A′间往复运动 C　[小球从A点到O点的运动过程中，受到向下的重力和静电力，重力和静电力对小球做正功，小球的动能增大，在O点时，电场强度是零，小球受静电力是零，此时小球只受重力，小球的动能继续增大，因此小球在O点处的动能不是最大，A错误；小球从A点到O点的运动过程中，受到向下的重力和静电力，其合力大于重力，则加速度大于重力加速度，小球在O点时只受重力，加速度等于重力加速度，因此小球在O点的加速度不是最大，B错误；小球从A点到O点的运动过程中，静电力对小球做正功，电势能减小，小球穿过O点后，所受静电力方向向上，静电力做负功，电势能增大，因此小球在O点的电势能最小，C正确；若小球只受静电力作用，因A、A′关于O点对称，则小球在A、A′间往复运动，可小球从A点运动到A′点，小球受静电力的作用同时又受重力作用，重力方向一直向下，因此小球不可能在A、A′间往复运动，D错误。] 7．(2025·江苏泰州高三阶段练习)图甲所示的是由导电的多晶硅制成的电容加速度传感器。图乙是其原理图，传感器可以看成由两个电容C1、C2组成，当传感器有沿着箭头方向的加速度时，多晶硅悬臂梁的右侧可发生弯曲形变。下列对这个传感器描述正确的是(　　) A．匀速向上运动时，C1减小，C2增加 B．保持向上匀加速运动时，C1不变，C2不变 C．由静止突然加速向上运动时，C1增加，C2减小 D．正在匀速向上运动的传感器突然停止运动时，C1减小，C2增加 B　[匀速向上运动时，多晶硅悬臂梁相对于顶层多晶硅和底层多晶硅位置不变，两个电容C1、C2不变，A错误；保持加速度恒定向上运动时，与加速度为零时相比，多晶硅悬臂梁的右侧虽发生弯曲形变，但此时多晶硅悬臂梁相对于顶层多晶硅和底层多晶硅位置不变，两个电容C1、C2不变，B正确；由静止突然加速向上运动时，多晶硅悬臂梁的右侧发生弯曲形变，多晶硅悬臂梁与顶层多晶硅距离变大，与底层多晶硅距离变小，由C＝可知，C1减小，C2增加，C错误；正在匀速向上运动的传感器突然停止运动时，多晶硅悬臂梁的右侧发生弯曲形变，多晶硅悬臂梁与顶层多晶硅距离变小，与底层多晶硅距离变大，C1增加，C2减小，D错误。] 8．(12分)(2025·江苏苏州高三统考)如图甲所示建立坐标系，α射线管由平行金属板A、B和平行于金属板的细管C组成，放置在第二象限，细管C离两板等距，细管C开口在y轴上。放射源P在A极板左端，可以沿特定方向发射某一速度的α粒子。若极板长为L，间距为d，当A、B板加上某一电压时，α粒子刚好能以速度v0从细管C水平射出，进入位于第一象限的静电分析器恰好做匀速圆周运动，t＝0时刻α粒子垂直x轴进入第四象限的交变电场中，交变电场随时间变化关系如图乙所示，规定沿x轴正方向为电场正方向。静电分析器中电场的电场线方向为沿半径方向指向圆心O，运动轨迹处的电场强度大小为E0。已知α粒子电荷量为q、质量为m，重力不计。求： (1)α粒子从放射源P发射至运动到C的过程中动能的变化； (2)α粒子在静电分析器中运动的时间t0； (3)当t＝nT时，α粒子的坐标。(n＝1，2，3，…) [解析]　(1)α粒子运动到C处时速度为v0，α粒子反方向的运动为类平抛运动，水平方向有L＝v0t 竖直方向有＝at2，U＝Ed 由牛顿第二定律有qE＝ma 联立解得U＝ α粒子从放射源P发射至运动到C的过程，由动能定理得 －q·U＝ΔEk 解得ΔEk＝。 (2)由牛顿第二定律有qE0＝ 解得r＝ 同时有πr＝v0t0 解得t0＝。 (3)时，α粒子在x轴方向的速度为 vx＝ 所以一个周期内，α粒子在x轴方向的平均速度 ＝vx＝ 根据运动的对称特点，每个周期α粒子在x轴正方向前进的距离为 x0＝·T＝ 因为开始计时时α粒子横坐标为r＝，所以t＝nT时，α粒子的横坐标为 x＝(n＝1，2，3，…) α粒子的纵坐标为 y＝－v0nT(n＝1，2，3，…) 所以当t＝nT时，α粒子的坐标为 (n＝1，2，3，…)。 [答案]　　(2)　(3)(n＝1，2，3，…) 22/22 学科网（北京）股份有限公司 $