带电粒子在电场中的直线运动 典型常考练习题-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 以动力学与功能关系双视角构建解题体系，分层突破带电粒子（计/不计重力）在电场中直线运动问题，强化运动和相互作用观念与科学推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |方法总结|1填空|动力学（匀强电场，F=ma+运动公式）；功能关系（任意电场，W=qU=ΔEk）|从原理选择条件到公式应用，构建方法选择框架| |不计重力题型|4题（含1解答）|平行板加速（动能定理）、粒子比荷比较（运动学公式）|聚焦电场力单一作用，强化能量与运动学综合应用| |计重力题型|13题（含4解答）|平衡条件（电场力与重力平衡）、直线运动条件（合力与速度共线）|结合重力场，深化受力分析与功能关系综合，体现模型建构能力|

带电粒子在电场中的直线运动典型常考练习题 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、静电场 1．（25-26高二上·全国·课前预习）分析带电粒子在电场中加速运动的两种方法 动力学角度 功能关系角度 选择条件 匀强电场，电场力是恒力 任意电场，恒力或变力 常用关系式 F＝ma，v＝v0＋at， x＝v0t＋at2， v2－＝2ax 匀强电场中：_________ 非匀强电场中：___________ 题型一：带电粒子（不计重力）在静电场中的直线运动 2．（25-26高二上·湖南·学业考试真题）在现代科学实验和技术设备中，常常利用电场使带电粒子加速。其原理如图，给真空中的两平行金属板M、N加电压U，一带正电的粒子（不计重力）从靠近M板的O点静止释放，粒子将沿直线加速运动到N板，到N板时的速度为v。下列说法正确的是（　　） A．M板带正电、N板带负电 B．M板带负电、N板带正电 C．若增大U、则v减小 D．若增大U、则v不变 3．（25-26高二上·广东肇庆·期末）如图所示，真空中固定放置两块较大的平行金属板，板间距为，下极板接地，板间匀强电场大小恒为。现有一质量为、电荷量为（）的金属微粒，从两极板中央点由静止释放。若微粒与极板碰撞前后瞬间机械能不变，碰撞后电性与极板相同，所带电荷量的绝对值不变，不计微粒重力。求： (1)微粒第一次到达下极板所需时间； (2)微粒第一次回到点时的速度大小。 4．（25-26高二上·陕西安康·期末）如图所示，平行板电容器两极板、接在电压为的直流电源两端。假设质子和粒子同时从紧靠板的位置由静止释放，不计粒子重力和粒子之间的相互作用力，则对两粒子从板到板的运动过程中，下列说法错误的是（　　） A．质子和粒子所受的电场力大小之比为 B．质子和粒子的电势能变化量之比为 C．质子和粒子到达板时的速度大小之比为 D．质子和粒子运动的时间之比为 5．（25-26高二上·天津河西·期末）如图所示，两极板加上恒定的电压，将一质量为、电荷量为的带电粒子（不计重力）从正极板附近由静止释放，粒子向负极板做加速直线运动。若将两板间距离减小，再次从正极板附近由静止释放该粒子，则（    ） A．带电粒子获得的加速度变小 B．带电粒子到达负极板的时间不变 C．带电粒子到达负极板的速度变小 D．加速全过程静电力对带电粒子做的功不变 题型二：带电粒子（计重力）在静电场中的直线运动 6．（25-26高二上·浙江杭州·期中）（多选）如图，在竖直放置的无限大平行金属板间用长为1.4m的轻质柔软绝缘的细线拴一质量为、电荷量为的带电小球（可视为点电荷），细线的上端固定于O点，开关S闭合稳定时小球静止在板间的A点，细线与竖直方向成夹角，A点距右极板的距离为0.15m，且左极板接地，其中，g取，则下列说法正确的是（　　） A．小球带负电荷 B．将的滑片向右移，细线与竖直方向的夹角将变小 C．将绝缘细线剪断，小球将做曲线运动 D．S断开后，将右极板向右平移少许，A点电势不变 7．（25-26高二上·四川眉山·期中）如图，光滑绝缘斜面倾角处于匀强电场中，电场方向平行于斜面向上。质量、电荷量的带电小球，恰能沿斜面匀速下滑（，，）。求： (1)小球所受电场力F的大小； (2)电场强度E的大小。 8．（25-26高二上·广东汕头·期末）如图所示，水平放置的两平行金属板与电源相连，两板间的电场可视为匀强电场，板间距离为d，其正中间O点有一质量为m的带电液滴，当两板间电压为U时，液滴恰好处于静止状态，重力加速度大小为g，忽略空气阻力。 (1)判断带电液滴的电性并求其所带电荷量； (2)若两板间的电压变为2U，求液滴运动到金属板所用的时间。 9．（25-26高二上·新疆喀什·期末）（多选）如图所示，水平放置的平行金属板A、B相距为d，分别与电源两极相连，两板中央各有一个小孔M和N。闭合开关S，将一质量为m的带电微粒从距A板为d的P点由静止释放，忽略空气阻力，重力加速度为g，微粒通过N孔时的动能小于mgd。下列说法正确的是（　　） A．微粒带正电 B．若将A板上移一小段距离，则微粒经过N孔时动能将不变 C．若将B板上移一小段距离，则微粒经过N孔时动能将减小 D．若将S断开，再将A板上移一小段距离，则微粒可能无法到达N孔 10．（25-26高二上·山西晋城·期末）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 11．（25-26高二上·上海·课前预习）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 12．（25-26高二上·四川凉山·期末）如图所示，一质量为的带电液滴以竖直向下的初速度进入某电场中，由于电场力和重力的作用，液滴沿竖直方向下落一段距离后，速度变为0。在此过程中，以下判断正确的是（　　） A．液滴一定带负电 B．合外力对液滴做的功为 C．液滴的电势能增加了 D．液滴的重力势能减少了 13．（25-26高二上·西藏昌都·期末）如图所示，空间存在水平向右的匀强电场，场强大小为。一个质量为、带电荷量为的小球，用绝缘轻绳悬挂于点。静止时，轻绳与竖直方向成角。已知重力加速度为。 (1)求电场强度的大小； (2)若将轻绳剪断，求剪断后瞬间小球的加速度大小； (3)从剪断轻绳开始计时，求秒末小球的速度大小。 14．（25-26高二上·广西桂林·期中）如图所示，平行板电容器两个极板与水平面成θ角，极板的长度为L，A板带负电，B板带正电。一比荷为k的带电小球恰能沿电容器A、B板边缘的连线（水平直线）向右通过电容器，已知电容器的电容为C，重力加速度大小为g，则电容器所带的电荷量为（　　） A． B． C． D． 15．（23-24高二下·湖南株洲·阶段检测）水平放置的平行板，上板带负电，下板带正电，间距为d。一个带正电的液滴带电量为q，质量为m，从上板边缘射入电场，沿直线从下板边缘射出，下列说法中错误的是（　　） A．液滴做的是匀速直线运动 B．液滴做的是匀减速直线运动 C．两板的电势差大小为 D．液滴的电势能增加了mgd 16．（25-26高二上·广东广州·阶段检测）竖直放置的两块足够长的带电平行金属板间有匀强电场，其电场强度为E，在该匀强电场中，用细线悬挂质量为m的带正电小球，当细线跟竖直方向成θ角，小球与右板距离为b时，小球恰好平衡，如图所示（重力加速度为g）。求： (1)小球带电荷量q； (2)若剪断细线，小球碰到金属板所需的时间。 17．（25-26高二上·北京东城·阶段检测）（多选）如图所示，平行板电容器的两个极板与水平面成一定角度，两极板与一直流电源相连（图中电源省略）。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线向右通过电容器，则在此过程中，该粒子（忽略空气阻力）（　　） A．所受重力与电场力的合力水平向左 B．电势能逐渐减小 C．动能逐渐增大 D．做匀减速直线运动 18．（25-26高二上·广西百色·阶段检测）如图所示，平行等距的竖直虚线为某一电场的一组等差等势面，一带负电的微粒以一定初速度射入电场后，恰能沿直线从向运动，则由此可知（　　） A．点的电势小于点的电势 B．微粒从到点，电势能先减小后增大，机械能先增大后减小 C．微粒从点到点，合力做负功 D．若初速度方向改变，微粒不可能做直线运动 题号 难度系数 详细知识点 一、知识点填空题 1 0.85 带电粒子在匀强电场中做直线运动 二、单选题 2 0.85 带电粒子在匀强电场中做直线运动 4 0.65 电场力做功和电势能变化的关系；带电粒子在匀强电场中做直线运动 5 0.85 带电粒子在匀强电场中做直线运动 10 0.65 带电物体（计重力）在匀强电场中的直线运动 11 0.65 带电物体（计重力）在匀强电场中的直线运动 12 0.65 带电物体（计重力）在匀强电场中的直线运动 14 0.65 带电物体（计重力）在匀强电场中的直线运动 15 0.64 带电物体（计重力）在匀强电场中的直线运动 18 0.85 带电物体（计重力）在匀强电场中的直线运动 三、解答题 3 0.65 带电粒子在匀强电场中做直线运动 7 0.83 带电物体（计重力）在匀强电场中的直线运动 8 0.85 带电物体（计重力）在电场中的平衡问题；带电物体（计重力）在匀强电场中的直线运动 13 0.85 带电物体（计重力）在电场中的平衡问题；带电物体（计重力）在匀强电场中的直线运动 16 0.65 带电物体（计重力）在电场中的平衡问题；带电物体（计重力）在匀强电场中的直线运动 四、多选题 6 0.57 平行板电容器中某一点的电势；电容器的动态分析(U不变）；带电物体（计重力）在匀强电场中的直线运动；电容器内的受力平衡问题 9 0.65 带电物体（计重力）在匀强电场中的直线运动 17 0.85 带电物体（计重力）在匀强电场中的直线运动 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 《带电粒子在电场中的直线运动典型常考练习题》参考答案 题号 2 4 5 6 9 10 11 12 14 15 答案 A B D AD BCD C A C C B 题号 17 18 答案 AD C 1． 【详解】略 2．A 【详解】AB．带正电的粒子从做加速运动，说明电场力的方向向右，而正电荷所受电场力的方向与场强方向相同，故M板带正电、N板带负电，故A正确,B错误； CD．由动能定理有 解得 若增大U、则v增大，故CD错误。 故选A。 3．(1) (2) 【详解】（1）由牛顿第二定律 由运动学公式 联立可得微粒第一次到达下极板所需的时间为 （2）微粒第一次到达下极板时的速度大小为 由于微粒与极板碰撞前后瞬间机械能不变，碰撞后电性与极板相同，所带电荷量的绝对值不变，则碰撞后微粒做加速运动的加速度大小保持不变，设微粒第一次回到点时的速度大小为，根据运动学公式可得 解得 4．B 【详解】A．质子所受电场力为，粒子所受电场力为 质子和粒子所受的电场力大小之比为，故A正确，不符合题意； B．质子电势能的变化量为，粒子电势能的变化量为 质子和粒子的电势能变化量之比为，故B错误，符合题意； C．根据动能定理 解得到达B板时的速度 则质子的速度为 粒子的速度 质子和粒子到达板时的速度大小之比为，故C正确，不符合题意； D．粒子做初速度为零的匀加速直线运动，位移 加速度 解得运动时间 则质子和粒子运动的时间之比为，故D正确，不符合题意。 本题要求选择错误的说法，故选B。 5．D 【详解】A．根据 若将两板间距离d减小，则带电粒子获得的加速度变大，A错误； B．根据，因d减小，a变大，可知带电粒子到达负极板的时间减小，B错误； C．根据动能定理可知，带电粒子到达负极板的速度不变，C错误； D．加速全过程静电力对带电粒子做的功，不变，D正确。 故选D。 6．AD 【详解】A．由电路连接可知，右极板接电源正极，左极板接电源负极，平行板间电场方向水平向左；小球向右偏转，说明电场力方向向右，与电场方向相反，因此小球带负电，故A正确； B．开关S闭合稳定后，电容器在直流电路中相当于断路，电路中电流为0，​、​无电压降，因此电容器两端电压始终等于电源电动势，不随滑片移动改变。电场强度不变，电场力不变，细线夹角不变，故B错误； C．剪断细线后，小球初速度为0，受到恒定的重力和电场力，合力恒定，因此小球将做初速度为零的匀加速直线运动，不是曲线运动，故C错误； D．S断开后，电容器带电荷量不变。根据，，联立可得电场强度 可见与板间距无关，因此不变。左极板接地，A点到左极板的距离不变，A点电势，因此​不变，故D正确。 故选AD。 7．(1) (2) 【详解】（1）物体匀速运动，根据平衡可知，电场力 代入数据得 （2）根据 代入数据得 8．(1)负电， (2) 【详解】（1）由题意可知，上极板与电源正极相连，所以板间电场向下，因为粒子处于静止状态，所以粒子受力平衡，则电场力向上，所以粒子带负电；带电微粒恰在极板间静止，则 其中 解得 （2）若两板间的电压变为2U，根据牛顿第二定律可得 解得 根据 可得，液滴运动到金属板所用的时间为 9．BCD 【详解】A．带电微粒下落到N孔时的动能Ek＜mgd，则电场力对其做负功，所以微粒带负电，故A错误； B．由题设条件知，把A板向上平移一小段距离后，极板间电势差不变，电场力做功不变，重力做功也不变，根据动能定理WG+W电=Ek知，微粒到达N孔时的动能与原来的相等，故B正确； C．由题设条件知，把B板向上平移一小段距离后，极板间电势差不变，电场力做功不变，重力做功减小，根据动能定理WG+W电=Ek知，微粒到达N孔时的动能减小，故C正确； D．若将S断开，则两极板所带电荷量不变，将A板上移一小段距离，电容器的电容减小，根据可知，两极板间的电势差增大，若qU′＞mgd，则微粒无法到达N孔，故D正确。 故选BCD。 10．C 【详解】C．由题意知，带电粒子所受合外力方向与线段AB共线，因此，所以，C正确； A．当粒子从B点回到A点时速度不为零，会继续向前运动，A错误。 B．仅增大粒子质量，粒子的加速度与初速度将不再共线，粒子不再做直线运动，B错误； D．由于合外力与线段AB共线，所以粒子的加速度，由可知，初速度，D错误； 故选C。 11．A 【详解】A．A到B速度未变，说明小球克服重力做功等于电场力做功，则A、B两点的电势差为，故A正确； B．小球在运动的过程中，受重力、支持力和电场力，重力做负功，支持力不做功，而小球的动能不变，外力所做的总功为零，可知电场力做正功，电势能减小，故小球在A点的电势能大，故B错误； C．若电场是匀强电场，电场力恒定，到达B点时小球速度仍为v0，故小球做匀速直线运动，电场力与重力、支持力的合力为零，小球的重力沿斜面向下的分力为一定，则当电场力沿斜面向上，大小为时，电场力最小，场强最小，根据电场力，则该电场的场强的最小值一定是，故C错误； D．正电荷在A点处的电势能大，则A点的电势高，若该电场是斜面中点正上方某点的点电荷Q产生的，则Q一定是负电荷，故D错误。 故选A。 12．C 【详解】A．液滴向下做减速运动，所受合力向上，所以液滴受到的电场力向上，与场强方向相同，液滴带正电，故A错误； B．根据动能定理可得合外力对液滴做的功为，故B错误； C．根据动能定理可得 可得电场力做功为 则液滴的电势能增加了，故C正确； D．重力做功为 则液滴的重力势能减少了，故D错误。 故选C。 13．(1) (2) (3) 【详解】（1）小球静止时，受力平衡，受力分析如图所示 根据几何关系有 可得 （2）剪断瞬间，绳子拉力消失，小球只受重力和电场力，合力大小为 根据牛顿第二定律可得加速度 联立可得 （3）剪断后，小球做初速度为零的匀加速直线运动，加速度 t秒末速度 可得 14．C 【详解】小球受竖直向下的重力，以及垂直于电容器极板的电场力，小球恰能沿图中所示水平直线向右通过电容器，则小球所受电场力方向为垂直电容器极板斜向左上方，小球的受力分析如图 根据几何关系可得板间距为 竖直方向，有 根据电容的定义式， 联立解得 故选C。 15．B 【详解】AB．要使液滴做直线运动，则必须满足重力等于电场力，即合力为零，做匀速直线运动，A正确，B错误； C．根据公式，可得，C正确； D．该过程中，电场力向上，所以电场力做负功，电势能增大，根据动能定理可得，所以电场力做功为，即电势能增大，D正确。 此题选择错误的，故选B。 16．(1) (2) 【详解】（1）小球受力平衡，对小球进行受力分析，如图所示： 根据几何关系有 解得小球的带电荷量为 （2）剪断细线后，小球沿着细线的方向向右下方做匀加速直线运动，其运动可以看成水平向右的匀加速直线运动和竖直方向自由落体运动的合成。设小球水平方向的加速度为，则在水平方向列牛顿第二定律方程有 解得 由匀变速直线运动的位移公式有 解得小球碰到金属板所需的时间为 17．AD 【详解】ACD．因带电粒子沿水平直线向右运动，故带电粒子所受重力与电场力的合力必沿水平直线，又因带电粒子所受电场力与两极板垂直，故带电粒子所受重力与电场力的合力必水平向左，又因带电粒子所受合力为恒力，故带电粒子做匀减速直线运动，动能逐渐减小，故AD正确，C错误； B．根据以上分析可知，带电粒子所受电场力垂直于两极板向左上方，即电场力与速度成钝角，故电场力做负功，电势能逐渐增大，故B错误。 故选AD。 18．C 【详解】A．负电荷受到电场力与重力作用才能沿着到做直线运动，电场力必定水平向左，所以电场的方向应水平向右，则点的电势高于点的电势，故A错误； BC．从到过程微粒克服电场力做功，电势能增加，由能量守恒定律可知，微粒的机械能减少，且合力与运动方向相反做负功，故B错误、C正确。 D．若初速度方向反向，微粒还可能做直线运动，故D错误。 故选C。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $