10.5 带电粒子在电场中的运动 同步练习 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第三册

10.5带电粒子在电场中的运动同步练习 2025-2026学年高一下学期人教版必修三 一、单选题 1．如图所示，带电荷量之比为的带电粒子A、B，先后以相同的速度从同一点水平射入平行板电容器中，不计重力，带电粒子偏转后打在同一极板上，水平飞行距离之比为，则带电粒子的质量之比为以及在电场中飞行的时间之比分别为（    ） A．， B．， C．， D．， 2．如图所示，竖直平面内存在水平方向的匀强电场，带电粒子沿虚线由A点向B点做直线运动，当粒子运动到B点时速度恰好为零。已知粒子质量为m，电荷量为，虚线AB长度为L，与水平方向的夹角为，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A．粒子将在A、B两点间做往复运动 B．仅增加粒子的质量，粒子仍能在电场中做直线运动 C．电场强度的大小为 D．粒子在A点速度的大小为 3．匀强电场中，用长为的绝缘细线系住一质量为、电荷量为的带电小球，小球在竖直平面内绕点做圆周运动，运动过程中速度最小值为，此时绳子拉力为0。已知小球在速度最小时和速度最大时机械能相等，电场强度方向与圆周平面平行，重力加速度为，不计空气阻力，则匀强电场的电场强度大小为（    ） A． B． C． D． 4．如图所示，地面上方某区域存在着水平向右的匀强电场，一个质量为m、电荷量为q的带负电小球（可视为质点）以水平向右的初速度由O点射入该区域，刚好竖直向下通过P点，已知OP与初速度方向的夹角为45°，重力加速度为g，以下说法正确的是（　　） A．小球由O点到P点用时为 B．小球运动过程中的最小速率为 C．O、P两点的电势差为 D．匀强电场的电场强度大小为 5．如图所示，在水平向左且足够大的匀强电场中，一长为L的绝缘细线一端固定于O点，另一端系着一个质量为m、电荷量为q的带电小球，小球静止在M点。现给小球一垂直于OM的初速度，使其在竖直面内绕O点沿顺时针方向恰好能做完整的圆周运动，AB为圆的竖直直径。已知A点电势为0，OM与竖直方向的夹角，重力加速度大小为g。则（    ） A．电场强度E的大小为 B．小球电势能最大值为 C．小球在M点初速度为 D．小球运动到B点时突然剪断细线后，小球运动过程中速度的最小值为 6．如图长为L，倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电量为+q，质量为m的小球，以初速度v0由斜面底端的A点开始沿斜面上滑，到达斜面顶端速度仍为v0，则（　　） A．AB两点的电势差为 B．小球在B点的电势能一定大于小球在A点的电势能 C．若电场是匀强电场，则该电场的场强的最小值为 D．若该电场是斜面中点正上方某点的点电荷产生的，则一定是正电荷 7．一质量为m的带电小滑块，在水平方向的匀强电场中以初速度v0沿光滑斜面加速下滑，斜面倾角为30°，小滑块的加速度大小为，则小滑块在沿斜面下滑L距离过程中，下列说法错误的是（　　） A．动能增加了 B．电势能减少了 C．重力势能减少了 D．机械能增加了 二、多选题 8．如图（a），水平放置长为l的平行金属板右侧有一竖直挡板。金属板间的电场强度大小为，其方向随时间变化的规律如图（b）所示，其余区域的电场忽略不计。质量为m、电荷量为q的带电粒子任意时刻沿金属板中心线射入电场，均能通过平行金属板，并打在竖直挡板上。已知粒子在电场中的运动时间与电场强度变化的周期T相同，不计粒子重力，则（    ） A．金属板间距离的最小值为 B．金属板间距离的最小值为 C．粒子到达竖直挡板时的速率都大于 D．粒子到达竖直挡板时的速率都等于 9．一电子（电荷量大小为e，质量为m）由静止释放，经U1的加速电压加速后，沿平行于板面方向进入匀强电场。如图所示，两板相距为d，板长为l，极板间的电压为U2。电子射出偏转电场时速度偏转角为θ，偏移的距离为y。则下列选项正确的是（　　） A．偏转电场中电场线竖直向上 B．加速电场中左极板电势较低 C． D． 10．如图，空间存在沿OM方向的匀强电场，ON与OM的夹角∠NOM=θ，某带正电粒子从OM上的P点垂直于OM进入电场，仅在电场力作用下运动，第一次经过ON的位置记为Q点。当粒子以不同大小的初速度进入电场，Q点的位置会不同，若Q点离O点最远距离OQ=L。下列说法正确的是（　　） A．Q点最远时，粒子的速度沿ON方向 B．粒子在OM方向的分运动是匀加速直线运动，垂直OM方向的分运动是匀速直线运动 C．粒子进入电场的初速度越大，Q点离O点越远 D．根据条件可以求得 三、填空题 11．如图所示，实线是一正电荷仅在电场力作用下由点运动到点的运动轨迹，虚线可能是电场线，也可能是等差等势线。若虚线是电场线，则正电荷在点的动能_____（选填“大于”“小于”或“等于”）在点的动能，点的电势_____（选填“大于”“小于”或“等于”）点的电势。若虚线是等差等势线，则正电荷在点的电势能_____（选填“大于”“小于”或“等于”）在点的电势能。 12．如图所示的示波管，当两偏转电极、上的电压为零时，电子枪发射的电子经加速电场加速后会打在荧光屏上的正中间（图示坐标系的O点，其中x轴与电场的场强方向重合。x轴正方向垂直于纸面向里，轴与电场的场强方向重合，y轴正方向竖直向上）。若要电子打在图示坐标系的第I象限，则、极接电源的______（填“正极”或“负极”）；若、极接电源的正极，、接电源的负极，电子将打在图示坐标系的第______象限。 四、解答题 13．密立根油滴实验的示意图如图所示。两水平金属平板上下放置，间距固定，可从上板中央的小孔向两板间喷入大小不同、带电量不同、密度相同的小油滴。两板间不加电压时，油滴a、b在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动，速率分别为v0、；两板间加上电压后（上板为正极），这两个油滴很快达到相同的速率，均竖直向下匀速运动。油滴可视为球形，所受空气阻力大小与油滴半径、运动速率成正比，比例系数视为常数。不计空气浮力和油滴间的相互作用。 （1）求油滴a和油滴b的质量之比； （2）判断油滴a和油滴b所带电荷的正负，并求a、b所带电荷量的绝对值之比。    14．如图所示，半径R=1m的四分之一光滑圆弧形绝缘轨道与水平绝缘轨道AB平滑连接于B点，轨道所在空间存在方向水平向右、电场强度大小E=2.5×103N/C的匀强电场。将质量m=0.5kg的带电体P（可视为质点）从水平轨道AB上的A点由静止释放后，P沿轨道开始运动。已知P的电荷量q=+8.0×10-4C，P与轨道AB间的动摩擦因数µ=0.2，A、B两点间的距离L=8m，取重力加速度大小g=10m/s2。求： (1)P从A点运动到B点的加速度a及所用的时间t； (2)P运动到圆弧轨道的末端C点时，圆弧轨道对P的弹力大小FN。 15．如图，在水平向右的匀强电场（图中未画出）中，长度为的绝缘轻质细线的一端固定在点，另一端拴接质量为的带电小球，小球电荷量为。小球从点正上方的点水平向左抛出后在竖直面内做圆周运动，经过点时细线的拉力恰好为零，运动至点时细线刚好断裂。已知圆周的直径与竖直方向的夹角，重力加速度为，小球可视为质点，不计空气阻力，取。求： (1)小球在点抛出时的速度大小和细线能承受的最大拉力大小； (2)细线断后，小球运动至与点等高处的位置到点的距离。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C C A D A D AD BC ABD 11． 大于 小于 大于 12． 负极 Ⅱ 13．（1）8:1；（2）油滴a带负电，油滴b带正电；4:1 【详解】（1）设油滴半径r，密度为ρ，则油滴质量 则速率为v时受阻力 则当油滴匀速下落时 解得 可知 则 （2）两板间加上电压后（上板为正极），这两个油滴很快达到相同的速率，可知油滴a做减速运动，油滴b做加速运动，可知油滴a带负电，油滴b带正电；当再次匀速下落时，对a由受力平衡可得 其中 对b由受力平衡可得 其中 联立解得 14．(1)2m/s2，水平向右， (2)12N 【详解】（1）根据牛顿第二定律可得 代入数据解得 方向水平向右，根据位移时间关系可得 代入数据解得 （2）滑块从A运动到C，根据动能定理可得 在C点，根据牛顿第二定律可得 联立解得 15．(1)， (2) 【详解】（1）点时细线的拉力恰好为零，则重力和电场力的合力提供向心力 A点到B点，由动能定理得 解得 B点到C点，由动能定理得 在C点有 联立解得 （2）C点之后，小球做类平抛运动。以C点为原点，沿速度方向和垂直速度方向建立直角坐标系，速度方向上有 垂直速度方向上有 由牛顿第二定律得 联立解得 学科网（北京）股份有限公司 $