10.5 带电粒子在电场中的运动 同步巩固练习 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

人教版高中物理必修第三册第十章第五节 带电粒子在电场中的运动同步巩固练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示，一质量为m的小滑块沿半椭圆绝缘轨道运动，不计一切摩擦，小滑块由静止从轨道的右端释放，由于机械能守恒，小滑块将恰能到达轨道的左端，此过程所经历的时间为t，下列说法正确的是（　　） A．若将滑块的质量变为2m，则滑块从右端到左端的时间不变 B．若将此椭圆的长轴和短轴都变为原来的2倍，则滑块从右端到左端的时间将不变 C．若让滑块带上正电，并将整个装置放在竖直向下的电场中，则小滑块仍能到达左端，且时间不变 D．若让滑块带上负电，并将整个装置放在竖直向下的电场中，则小滑块仍能到达左端，且时间不变 2．如图所示，水平向右的匀强电场，场强大小为。质量为1kg、电量为1.6C带正电的小物块，从原点O以的初速度向右运动，物块所受阻力f与位移x的关系为。则物块运动的最大速度为（　　） A． B． C． D． 3．如图所示，一不计重力的带电粒子从电场中A点无初速释放，带电粒子运动过程中下列说法正确的是（　　）    A．电场力一定减小 B．电场力做正功 C．电势能逐渐增大 D．加速度一定增大 4．某空间区域有竖直方向的电场（图中只画出了一条电场线），一个质量为m、电荷量为q的带正电的小球，在电场中从A点由静止开始沿电场线竖直向下运动，不计一切阻力，运动过程中小球的机械能E与小球位移x的关系图象如图所示，由此可以判断（  ） A．小球所处的电场为非匀强电场，且场强不断减小，场强方向向下 B．小球一定做变加速运动，且加速度不断增大 C．小球所处的电场为匀强电场，场强方向向下 D．小球可能先做加速运动，后做匀速运动 5．如图所示，某带正电荷的小球沿电场中一竖直电场线从A运动到B。E表示电场强度，表示小球的电势，Ep表示小球的电势能，Ek表示小球的动能，则下列说法正确的是（　　）    A．小球从A点到B点一定是匀加速度运动 B．电场强度EA一定大于EB，一定大于 C．小球电势能EpA大于EpB，动能EkA小于EkB D．小球在A点的机械能大于在B点的机械能 6．一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左，不计空气阻力，则小球（　　） A．做直线运动 B．做变加速曲线运动 C．速率一直增大 D．速率先减小后增大 二、多选题 7．如图所示，空间存在两块平行的彼此绝缘的带电薄金属板A、B，间距为d，中央分别开有小孔O、P。现有甲电子以速率v0从O点沿OP方向运动，恰能运动到P点。若仅将B板向右平移距离d，再将乙电子从P′点由静止释放，则（　　） A．金属板A、B组成的平行板电容器的电容C不变 B．金属板A、B间的电压增大 C．甲、乙两电子在板间运动时的加速度相同 D．乙电子运动到O点的速率为2v0 8．如图所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔M和N。今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落（P、M、N在同一竖直线上），空气阻力忽略不计，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回。若保持两极板间的电压不变，则（　　） A．把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回 B．把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落 C．把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回 D．把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落 三、解答题 9．如图所示，一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两点．已知该粒子在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°．不计重力．求A、B两点间的电势差． 10．密立根油滴实验装置如图所示： 两块间距为d的平行金属板A、B分别与电源正、负极相接。当两极板间不加电压时，带电油滴最后以速度匀速竖直下落；当两板间加上电压U时，该带电油滴最后以速度匀速竖直上升。已知油滴所受阻力大小与速度大小成正比， 即，其中比例系数k已知，取重力加速度为g。求： （1）判断该带电油滴带什么电； （2）油滴的质量； （3）求该油滴所带电荷量q。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 人教版高中物理必修第三册第十章第五节 带电粒子在电场中的运动同步巩固练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示，一质量为m的小滑块沿半椭圆绝缘轨道运动，不计一切摩擦，小滑块由静止从轨道的右端释放，由于机械能守恒，小滑块将恰能到达轨道的左端，此过程所经历的时间为t，下列说法正确的是（　　） A．若将滑块的质量变为2m，则滑块从右端到左端的时间不变 B．若将此椭圆的长轴和短轴都变为原来的2倍，则滑块从右端到左端的时间将不变 C．若让滑块带上正电，并将整个装置放在竖直向下的电场中，则小滑块仍能到达左端，且时间不变 D．若让滑块带上负电，并将整个装置放在竖直向下的电场中，则小滑块仍能到达左端，且时间不变 【答案】A 【难度】0.94 【知识点】带电物体（计重力）在匀强电场中的一般运动 【详解】A．物体在下滑过程中由重力产生加速度，使其下滑和上滑，产生的加速度与质量无关，故将滑块的质量变为2m，则滑块从右端到左端的时间不变，A正确； B．若将此椭圆的长轴和短轴都变为原来的2倍，在整个运动过程中产生的加速度与原来相同，但是运动的路程增大，所需时间增大，B错误； C．若让滑块带上正电，并将整个装置放在竖直向下的电场中，产生的加速度比原来变大，小滑块仍能到达左端路程不变，所需时间变短，C错误； D．若让滑块带上负电，并将整个装置放在竖直向下的电场中，产生的加速度比原来变小，小滑块仍能到达左端路程不变，所需时间变长，D错误； 故选A。 2．如图所示，水平向右的匀强电场，场强大小为。质量为1kg、电量为1.6C带正电的小物块，从原点O以的初速度向右运动，物块所受阻力f与位移x的关系为。则物块运动的最大速度为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【难度】0.94 【知识点】带电物体（计重力）在匀强电场中的一般运动 【详解】由题意知，电场力大小等于所受阻力大小时，合力为零，物块速度达到最大，设物块所受电场力为，场强为，电量为q，此时 则 代入得 则可知，当物块运动1m时速度达到最大，由题知阻力为变力，设当时，阻力为，当时，设阻力为，物块初速度为，物块末速度为，由动能定理知 代入得 B正确； 故选B。 3．如图所示，一不计重力的带电粒子从电场中A点无初速释放，带电粒子运动过程中下列说法正确的是（　　）    A．电场力一定减小 B．电场力做正功 C．电势能逐渐增大 D．加速度一定增大 【答案】B 【难度】0.85 【知识点】带电粒子在径向电场中的运动 【详解】AD．带电粒子电性未知，所受电场力方向未知，其运动方向未知，所以电场力的大小变化情况未知，由牛顿第二定律可知 带电粒子的加速度变化情况未知。故AD错误； BC．依题意，不计重力，虽然电场力方向未知，但是从A点无初速度释放后，其运动方向一定与电场力方向一致，即电场力做正功，带电粒子的电势能逐渐减小。故B正确；C错误。 故选B。 4．某空间区域有竖直方向的电场（图中只画出了一条电场线），一个质量为m、电荷量为q的带正电的小球，在电场中从A点由静止开始沿电场线竖直向下运动，不计一切阻力，运动过程中小球的机械能E与小球位移x的关系图象如图所示，由此可以判断（  ） A．小球所处的电场为非匀强电场，且场强不断减小，场强方向向下 B．小球一定做变加速运动，且加速度不断增大 C．小球所处的电场为匀强电场，场强方向向下 D．小球可能先做加速运动，后做匀速运动 【答案】B 【难度】0.85 【知识点】带电物体（计重力）在非匀强电场中的直线运动 【详解】AC．物体的机械能先减小，后保持不变，故电场力先做负功，后不做功，故电场强度方向向上，再根据机械能的变化关系可知，电场力做功越来越小，故电场强度不断减小，故AC错误； BD．根据牛顿第二定律可知，物体受重力与电场力，且电场力越来越小，故加速度越来越大，故B正确，D错误。 故选B。 5．如图所示，某带正电荷的小球沿电场中一竖直电场线从A运动到B。E表示电场强度，表示小球的电势，Ep表示小球的电势能，Ek表示小球的动能，则下列说法正确的是（　　）    A．小球从A点到B点一定是匀加速度运动 B．电场强度EA一定大于EB，一定大于 C．小球电势能EpA大于EpB，动能EkA小于EkB D．小球在A点的机械能大于在B点的机械能 【答案】C 【难度】0.65 【知识点】带电物体（计重力）在非匀强电场中的直线运动 【详解】AB．只有一条电场线不能判断电场强度的变化，故不能得到加速度不变，沿着电场线方向电势逐渐降低，则一定大于，故AB错误； CD．电场方向竖直向下，小球带正电，可知电场力竖直向下，则小球从A点到B点，电场力做正功，小球的机械能增加，电势能减少，则小球电势能EpA大于EpB，小球在A点的机械能小于在B点的机械能；由于电场力和重力都做正功，则小球的动能增加，动能EkA小于EkB，故C正确，D错误。 故选C。 6．一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左，不计空气阻力，则小球（　　） A．做直线运动 B．做变加速曲线运动 C．速率一直增大 D．速率先减小后增大 【答案】D 【难度】0.65 【知识点】带电物体（计重力）在匀强电场中的一般运动 【详解】AB．小球受水平向左的恒定电场力和竖直向下的重力，合力方向指向左下方，合力的方向与初速度方向不在一条直线上，因此小球做匀变速曲线运动，AB错误； CD．由于初始状态，合力的方向与速度方向夹角为钝角，因此小球先做减速运动，当速度方向与合力的方向夹角为锐角时，小球再做加速运动，故小球先做减速运动，后做加速运动，C错误，D正确。 故选D。 二、多选题 7．如图所示，空间存在两块平行的彼此绝缘的带电薄金属板A、B，间距为d，中央分别开有小孔O、P。现有甲电子以速率v0从O点沿OP方向运动，恰能运动到P点。若仅将B板向右平移距离d，再将乙电子从P′点由静止释放，则（　　） A．金属板A、B组成的平行板电容器的电容C不变 B．金属板A、B间的电压增大 C．甲、乙两电子在板间运动时的加速度相同 D．乙电子运动到O点的速率为2v0 【答案】BC 【难度】0.85 【知识点】带电粒子在匀强电场中做直线运动 【详解】A． 将B板向右平移距离d时，金属板A、B组成的平行板电容带电量不变，根据电容的决定式分析知电容C减小，故A错误； B． 根据电容的定义式，知Q不变，C减小，则U增大，故B正确； C． 根据匀强电场电场强度的公式，电容的决定式 以及电容的定义式，可得 则知，在电量Q不变的情况下，仅改变两板间距离，场强不变，电子所受的电场力相同，加速度相同，故C正确； D．甲电子从O到P过程有 0-v02=-2ad，乙电子从P'到O过程有 v2=2a•2d，解得乙电子运动到O点的速率为，故D错误； 故选：BC。 8．如图所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔M和N。今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落（P、M、N在同一竖直线上），空气阻力忽略不计，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回。若保持两极板间的电压不变，则（　　） A．把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回 B．把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落 C．把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回 D．把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落 【答案】ACD 【难度】0.65 【知识点】带电物体（计重力）在匀强电场中的直线运动 【详解】由题意根据动能定理得 AB．移动A板，质点从P点到N点，电场力做功和重力做功不变，根据动能定理得质点仍然可以到达N孔，并且速度为零。A正确，B错误； C．把B板向上平移一小段距离，质点从P点到N点，电场力做功不变，重力做功减少，所以质点将不能到达N点，即在N点前速度减为0，之后返回。C正确； D．把B板向下平移一小段距离，质点从P点到N点，电场力做功不变，重力做功增加，所以质点能到达N点，并且速度不为0，之后继续下落。D正确。 故选ACD。 三、解答题 9．如图所示，一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两点．已知该粒子在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°．不计重力．求A、B两点间的电势差． 【答案】 【难度】0.65 【知识点】带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算 【详解】设带电粒子在B点的速度大小为vB，粒子在垂直于电场方向的速度分量不变，即 vBsin30°=v0sin60° 由此得 设A、B两点间的电势差为UAB，由动能定理有： 解得 【考点定位】动能定理；带电粒子在电场中运动 【方法技巧】本题主要是动能定理在带电粒子在电场中运动的应用和类平抛运动 10．密立根油滴实验装置如图所示： 两块间距为d的平行金属板A、B分别与电源正、负极相接。当两极板间不加电压时，带电油滴最后以速度匀速竖直下落；当两板间加上电压U时，该带电油滴最后以速度匀速竖直上升。已知油滴所受阻力大小与速度大小成正比， 即，其中比例系数k已知，取重力加速度为g。求： （1）判断该带电油滴带什么电； （2）油滴的质量； （3）求该油滴所带电荷量q。 【答案】（1）带负电；（2）；（3） 【难度】0.65 【知识点】带电物体（计重力）在匀强电场中的直线运动 【详解】（1）两板间加电压时带电油滴向上运动，说明电场力竖直向上，而电场方向竖直向下，故油滴带负电。 （2）不加电压时，根据平衡条件有 解得 （3）在极板间加上电压，极板间的电场强度为 油滴向上匀速运动，根据平衡条件有 解得 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $