小练35 带电粒子(带电体)在电场中的运动-【衡水金卷·先享题】2026年新高考物理拿满基础分自主小练

参考答案及解析 3.D【解析】充电完成后电容器所带电量Q=CU 0.2C,A项错误；根据题意可知击穿电压大于8kV, B项错误；电容器的电容大小是由电容器本身结构决 定的，与电容器带电量无关，C项错误；放电过程中通 过人体组织的平均电流1=9一2品A=10A, D项正确。 4.D【解析】闭合开关S,若只将上极板转过30°，则电 ES 容器两极板正对面积减小，根据C一众a可知，电容 器的电容减小，又因为开关闭合，则两极板间电压不 变，根据Q=CUU可知，电容器所带电荷量减小，A、B 项错误；断开开关S,则电容器所带电荷量Q不变，根 据C=盆5=告Q=CU可得E Q2 E:S 4πka·d 怨，若只将极板间距变为原来的2倍，可知两极板 间场强不变，带电粒子P受力情况不变，将保持静止 状态，若只将极板间距变为原来的2，则两极板间场 强不变，又因为带电粒子P所在处与下极板间的距 离不变，则带电粒子P所在处与下极板间的电势差 不变，所在处的电势也不变，C项错误，D项正确。 5.AC【解析】静电计的张角反应金属杆与外壳间的 电势差，而a板与静电计金属杆相连，b板与静电计 外壳相连，所以静电计的指针偏转角度大小反映电容 器两平行板间的电势差大小，A项正确；电容决定式 C=&S 一46，只将电容器b板向下平移，侧正对面积减 小，电容C减小，又由C=号，Q一定，则U增大，所 以张角变大，B项错误：实验中，只在极板间插入有机 玻璃板，则电容C增大，则U减小，所以张角变小，C 项正确；实验中，只增加极板带电量，两极板电压变 大，静电计指针的张角变大，但不能表明电容器的电 容变大，D项错误。 6.BD【解析】将绝缘介质抽出，由电容的决定式C= 品可知C变小，G不变其中G-是G-是， U1=U2,Q十Q2=Q。,Q。不变，综合以上分析可知 Q增加，Q2减小，U1、U2均增大，B、D项正确，A、C 项错误。 7.BD【解析】若手机有向右的加速度，则N板加速度 向右，合力向右，弹力向右，弹簧被压缩，两板间距变 大，大于d,根据C=品可知，电容C变小，A项错 误，B项正确：电容器充电后与电源断开，则电荷量Q ·44 物理 不变，根据C=号可知，电容器两端的电压变大，电压 传感器的示数大于UD项正确：根据C=岛C 8B= 可得E=。 Q一=4k d ,可知M、N两板 4nka·d 间的电场强度不变，C项错误。 8.(1)放电(1分)0.2s内电容器放出的电荷量(2分) 不变(1分) (2)430(2分) 【解析】(1)电容器充电结束后，将电容器的两端与一 个闭合的外电路接通时，电容器开始放电，而开关S改 接2后，电容器与左侧形成一个闭合回路，进行的是放 电过程。开关接1时，对电容器充电，接2时电容器放 电，根据q=t可知，I-t图像中阴影标记的狭长矩形 的面积的物理意义是0.2s内电容器放出的电荷量。 因为总电荷量不会因为电阻R而变化，且由于电阻变 小，电路中的平均电流变大，所以放电时间将变短，曲 线会有变化，但是曲线与坐标轴所围成的面积表示这 一时间间隔内通过导体的总电荷量，总电荷量不变，所 以曲线与坐标轴所围成的面积不变。 (2)根据C-号，且U=E,得C-344X10F=4.3 8 ×104F=430uF。 小练35带电粒子（带电体）在电场中的运动 1.C【解析】根据动能定理有△Ek=W。一W:十W,解 得W电=一4J,故金属块克服电场力做的功为4J,金 属块的电势能增加量为4J,BD项错误；金属块下滑 的过程中，电场力做负功，故金属块受到的电场力的方 向水平向右，故金属块带正电，A项错误：金属块机械 能的减少量△E=W|十|W电|=12J,C项正确。 2.C【解析】由静止释放该装置，释放后该装置的轻杆 始终保持竖直且做周期性往复运动，当小球A到达 电场下边界MV,轻杆的速度刚好为0时，该装置中 轻杆具有最大长度，设为Lm;根据动能定理可得 2mg(Lm十L)十gEL-3gEL=0,解得Lm=3L,C项 正确。 3.B【解析】加速罩外表面均匀带电，则加速罩是一个 等势体，加速罩内的电场强度为零，A项正确：加速罩 与大地之间形成稳定的高电压U,大地电势为零，加 速罩是一个等势体，所以加速罩内的电势大小等于 U,B项错误；△t时间内喷射到橡胶带表面上的电荷 量Q=I,△t十I2△t,△t时间内喷射到橡胶带表面上的 面积S=Dv△t,则喷射到橡胶带表面上的电荷面密度 为冬=十，C项正确；根据动能定理有g心 Du 物理 1 m心，质子束进人电磁铁时的速度u= 2d,D项 m 正确。 4.AD【解析】质子在加速电场中加速，根据动能定理 有cU=之m,根据电流的微观表达式有1=mS, 联立解得=√受=太√亮AD项正确， ,n= 5.CD【解析】带电粒子在匀强电场中只受电场力，粒 子做曲线运动，所受电场力方向指向轨迹凹侧，且垂 直于等势线，所以粒子在A点时所受电场力方向向 下，如图所示： V2 d- FY 即从A点到B点的过程中电场力做负功，A项错误： 负电荷所受电场力方向向下，故电场线竖直向上，沿 电场线方向电势降低，即9。<9<<9，B项错误； K 由于粒子从A点到B点的过程中电场力做负功，电 势能增加，所以粒子在B点的电势能大于在A点的 电势能，C项正确：设匀强电场的电场强度大小为E, 根据动能定理有一ELo9=号md-之moi,解得 E-,D项正确， 6.AD【解析】将小球从A点由静止释放，小球受到电 场力与重力，由题意可知F=qE=mg,根据牛顿第二 定律有√F十(mg)严=ma,解得a=√2g,设合力方 向与水平方向的夹角为0，则tan0=mg=1,解得0= F 45°，故先做匀加速直线运动，则小球从释放到最低点 的位移x=√2l,根据2=2a.x,解得小球到达最低点 时的速度=2√g(,A项正确；小球从A点由静止 释放到最低点的过程中，沿与水平方向成45°角方向 做匀加速直线运动，在最低点时轻绳突然绷紧，小球 沿轻绳方向的速度立即减为零，而水平方向的速度不 变，总能量减小，B、C项错误；从最低点到达)点左 侧与圆心等高处，根据动能定理有一gl十gEl= 之md-号n(dc0s45,解得u=V2g,D项正确。 1 7.【解析】(1)粒子在AB极板间，有eU,=号mG (1分) ·45 参考答案及解析 又w=当 (1分) 解得加速电压U,=2 (1分) eT (2)电子在水平方向上做匀速直线运动，有L=ot (1分) 解得t=L=工 w-2 (1分) t=0时刻进入偏转电场的电子加速度大小a=心 d (1分) 电子离开电场时距中心线的距离y=号ad2 (1分) eUo T 解得y= (1分) 8md (3)t= 时刻射入偏转电场的电子，在平~T的时 4 3eU 间内加速度大小a1= (1分) md 此过程的侧移量y=a1(T-3买)-3T 1 4 32md (1分) 在1=T时刻整直方向的分速度大小，=a(T-3平 =3eU.T (1分) Amd 在了~平时间内电子的加速度大小a:= (1分) md 此过程的侧移量为=，（买-刀一子，（识-TD 1 _5eUT° 32md (1分) 电子离开偏转电场时的偏转距离y=十为= Amd (1分) 8.【解析】(1)电子从静止出发到坐标原点，根据动能定 理eU= 2m (1分) 得=N eUo (1分) (2)电子在YY'极板间偏转，根据牛顿第二定律a= eU (1分) d 设电子在偏转电场中的运动时间为t1,则=wt1,y (1分) PU 解得y=4dU (1分) 电子离开偏转电场到打在荧光屏上的过程中，做匀速 直线运动，设运动时间为t2,有L=wt,y2=y,t2,, =ati (1分) 参考答案及解析 解得为一 2Uod (1分) 电子打在荧光屏上的位置到坐标原点的距离y=y 十y=1+2L)U AUd (1分) (3)由题图丙，得到XX间电压在一个周期里随时间 变化的关系式U,-华4一-U (1分) 类比(2)中结果，得到亮斑的位置坐标随时间变化的 关系式x=+2L)10(1-1) (1分) 4Uod _ti 在偏转电极YY'之间加电压U,=U sin工t时，荧光 t 屏上看到的图形如图所示 (2分) 小练36欧姆定律电阻定律 实验：测定全属的电阻率 1.D【解析】由R-号可知图像的斜率等于电阻，可知 A的电阻较大；两电阻串联后的阻值比A的阻值更 大，则U-I图线在区域I;两电阻并联后的阻值比B 的阻值更小，则U-I图线在区域Ⅲ，A、B、C项错误， D项正确。 2.B【解析】由图可知金属铝的电阻率ρ=2.9× 108Q·m,根据电阻的决定式R=pS,解得R=1 ×10-52,根据欧姆定律有U=IR,解得U=4× 103V=4mV,B项正确。 3.B【解析】此次放电电流大小I=9=1×10A,A 项错误；云层与金殿间电势差U=Ed=3×10”V,B 项正确：此次放电中金段与云层间等效电阻R-号 3.0×102,C项错误；雷雨天气时，游客躲在殿内， 处于静电屏蔽状态，则不会增加被雷电击中的风险， D项错误。 U 4.B【解析】根据欧姆定律可得I=京9=It可得q= 只，结合U:图像面积可得锑铯光阴极倍增管输出 物理 信号的脉冲电量大小g=10C,B项正确。 5.C【解析】将金属导线对折一次时根据R=ρS,可 知金属线的电阻变为朵，A项错误；根据欧姆定律可 U 知'= R =41,B项错误：根据电流的微观表达式I 4 =nquS,可知n、e不变，S变为原来的2倍，电流变为 原来的4倍，则此时自由电子定向移动的平均速率为 20,C项正确，D项错误。 6.BD【解析】导电性不同，导体的电阻率不同，人体内 水和脂肪相比，脂肪的电阻率更大一些，不是电阻，A 项错误；体型相近的两人相比，脂肪含量高者，接入电 路中的电阻较大，电路中的电流较小，根据U=E一 I(R十)可知，电压表示数较大，B项正确：测量时电 流方向从M经过身体流向V,电子运动方向是电流 的反方向，所以是从N经过身体流向M,C项错误； 饮水后，人体水分增多，人体脂肪所占比例减小，所以 脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会偏 小，D项正确。 7.AD【解析】由手机电池的标签可知，该电池的总电 量为500mA·h,A项正确；该电池以5mA电流工 作，可用时间号-100h,B项销误：由于不知道电 池的工作时间，所以无法计算放电电流大小，C项错 误；若电池以10mA的电流工作，有t=Q- 12 500mA,h=50h,D项正确。 10 mA 8.BD【解析】托盘中未放物体时，调节电阻丝ab的高 低位置，使滑片P恰好指在a端，同时调节电阻箱，使 电压表达到满偏电压Um,即满偏电压Um处标注质 量为零，A项错误；当电压表示数为U时，设托盘中 质量为m,有U=Um,根据平衡条件有mg=kx,而 西=。一x,联立解得m=西一U,可得质量与 g Ung 电压为线性关系，电压大处标注的质量小，B项正确， C项错误；当滑片P恰好指在b端时U=0,解得 =k,D项正确。 g 9.(1)3.860(1分)3.850(1分) (2)-U(2分) I。 (3)D(2分)不变(2分) A 【解析】(1)由图丙可知，螺旋测微器的示数为 3.5mm十36.0×0.01mm=3.860mm,考虑到螺旋拿满基础分自主小练·物理 小练35带电粒子（带 (考试时间：30分 第1~3小题为单项选择题，每小题4分；第 46小题为多项选择题，每小题6分 1.如图所示，在水平向右的匀强电场中有 绝缘斜面，斜面上有一带电金属块沿斜面 向下运动，已知在金属块下滑的过程中动 能增加了12J,摩擦生热8J,重力做的功为 24J,测下列说法正确的是 A,金属块带负电 B.金属块克服电场力做 的功为8J C.金属块机械能的减少 7 量为12J D.金属块的电势能减少量为4J 2.(教材改编题)如图所示，水平边界PQ、MN 间存在方向竖直向下的匀强电场，电场的 宽度为L。一绝缘轻杆两端分别固定质量 均为m的带电小球A、B,A、B两小球所带 电荷量分别为一3q、十q。现将该装置移到 边界PQ上方且轻杆保持竖直，使小球B 刚好位于边界PQ上，然后由静止释放该装 置，释放后该装置的轻杆始终保持竖直且 做周期性往复运动。已知电场强度的大小 E=4g,重力加速度为g,忽略两带电小球 对电场的影响，两小球均可视为质点，则该 装置中轻杆的最大长度为 YA A.L B.2L C.3L D.4 3.(教材改编题)范德格拉夫静电加速器由两 部分组成，一部分是产生高电压的装置，叫 作范德格拉夫起电机，加速罩（即金属球 壳)是一个铝球，由宽度为D、运动速度为) 的一条橡胶带对它充电，从而使加速罩与 大地之间形成稳定的高电压U。另一部分 是加速管和偏转电磁铁，再加上待加速的 质子源就构成了一台质子静电加速器，如 图所示。抽成真空的加速管由多个金属环 及电阻组成，金属环之间由玻璃隔开，各环 与电阻串联。从质子源引出的质子进入真 空加速管加速，然后通过由电磁铁产生的 一个半径为b的圆形匀强磁场区域引出打 击靶核。已知质子束的等效电流为I1,通 过电阻的电流为12，质子的比荷为g。单位 m 面积上的电荷量叫作电荷面密度，下列说 法错误的是 69 班级： 姓名： 电体)在电场中的运动 钟，满分56分) 绝缘玻璃隔板 加速罩加速管的金属环 电磁铁 质子源 加 速管 ,电阻链R 之质子束氟靶 A.若不考虑传送带和质子源的影响，加速 罩内的电场强度为零 B.若不考虑传送带和质子源的影响，加速 罩内的电势大小为零 C.要维持加速罩上大小为U的稳定电压， 喷射到橡胶带表面上的电荷面密度 为已 D.质子束进入电磁铁时的速度大小 为网 4.(多选，教材改编题)某些肿瘤可以用“质子 疗法”进行治疗，在这种疗法中，为了能让 质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速 运动，该过程需要一种被称作“粒子加速 器”的装置来实现。质子先被加速到较高 的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如 图所示，来自质子源的质子（初速度为零）， 经加速电压为U的加速电场加速后，从A 处以速度)的细柱形的质子流向前运动。 已知细柱形的质子流横截面积为S、等效电 流为I,质子的质量为m、带电荷量为e,下 列说法正确的是 A.从A处流出质子源 A质子流 的速 度 2eU 为 B.从A处流出的 速度为，√完 C.质子流单位体积内的质子数为Sm I 2eU D.质子流单位体积内的质子数为人m eS\2eU 5.(多选，教材改编题)如图所示，水平线a、b、 c、d为匀强电场中的等差等势线，一质量为 m、电荷量绝对值为q、带负电的粒子在匀强 电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两个 点，已知该粒子在A点的速度大小为1，在 B点的速度大小为v2、方向与等势线平行， A、B两点间的连线长度为L,连线与竖直 方向的夹角为，粒子所受重力忽略不计， 下列说法正确的是 A.粒子从A点到Ba B 点的过程中电场 力做正功 2 B.a、b、c、d四条等势 线对应的电势pa >96>9>pd C.粒子在B点的电势能大于在A点的电 势能 D,匀强电场的电场强度大小为心c。 6.（多选)如图所示，在水平向左的匀强电场 中，一根长度为1的绝缘轻绳一端固定于O 点，另一端连接一个质量为m、带电荷量为 g(q>0)的小球，电场强度大小E=”8,重 力加速度为g。现将轻绳拉至右侧水平，且 轻绳刚好伸直，将小球从A点由静止释放， 关于此后小球的运动情况（轻绳不会被拉 断)，下列说法正确的是 A.小球刚到最低点时的速 度大小为2√gl B.小球在整个运动过程中 只有电势能、重力势能、 动能相互转化，总能量 保持不变 C.小球的运动轨迹总在以O点为圆心的圆 弧上 D.小球到达O点左侧与圆心等高处的速度 大小为√2gl 7.(14分，教材改编题)如图甲所示，极板A、B 间存在加速电场，从极板A的放射源O点 连续无初速度地释放质量为、带电荷量 为e的电子，经电场加速后从偏转电场的中 心线射入。极板C、D的长度均为L、间距 为d,两极板之间加有如图乙所示的交变电 压，0~2时间内极板C的电势高于极板D 的电势。电子被加速后离开加速电场的速 度大小-头电子不会打到偏转极板上。 (1)求极板A、B间的加速电压； (2)对于t=0时刻进入偏转电场的电子，求 离开偏转电场时的侧移距离； (3)对于1-平时刻进入偏转电场的电子， 求离开偏转电场时的侧移距离。 A U TT32T D -3Uo- 甲 70 8.(12分，教材改编题)示波管的结构如图甲 所示，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组 成，管内抽成真空，两对偏转电极XX'、YY 相互垂直。如图乙所示，荧光屏上有xOy 直角坐标系，坐标原点位于荧光屏的中心， x轴与电极XX的金属板垂直，其正方向由 X指向X,y轴与电极YY的金属板垂直， 其正方向由Y指向Y。电子枪中的金属丝 加热后可以逸出电子，电子经加速电极间 的电场加速后进入偏转电极，两对偏转电 极分别使电子在两个相互垂直的方向发生 偏转，最终打在荧光屏上，产生一个亮斑。 已知两对偏转电极极板都是边长为（的正 方形金属板，每对电极的两个极板间距都 为d,加速电极间电压为U。,电子的带电荷 量为e、质量为m。忽略电子刚离开金属丝 时的速度，不计电子之间的相互作用力及 电子所受重力的影响。下列各情形中，电 子均能打到荧光屏上。 (1)若两个偏转电极都不加电压时，电子束 将沿直线运动，且电子运动的轨迹平行于 每块偏转极板，最终打在xOy坐标系的坐 标原点。求电子到达坐标原点前瞬间的速 度大小； (2)若在偏转电极YY'之间加恒定电压U1, 而偏转电极XX之间不加电压，已知电极 YY'的右端与荧光屏之间的距离为L1,求 电子打在荧光屏上的位置与荧光屏中心O 点之间的距离； (3)若电极XX'的右端与荧光屏之间的距 离为L2,偏转电极XX'之间加有如图丙所 示的扫描电压。当偏转电压发生变化时， 可利用下述模型分析：由于被加速后电子 的速度较大，它们都能从偏转极板右端穿 出极板，且时间极短，此过程中可认为偏转 极板间的电压不变。在偏转电极YY'之间 加电压U,=Um sin平t时，请在图丁中定性 画出在荧光屏上看到的图形。 电子枪 。十 亮斑 Y 偏转电极 荧光屏 加速电极 甲示波管的结构 乙荧光屏（从右向左看） U ◆y Um 112t 丙扫描电压