1.9 带电粒子在电场中的运动(Word练习)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理必修第三册（教科版)

**基本信息** 聚焦带电粒子在电场中的运动，通过基础到综合题梯度设计，系统覆盖加速偏转模型、动能定理应用及实际情境，体现运动与相互作用观念及模型建构思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础应用|8题（单选4、多选3、计算1）|单一过程（加速/偏转），直接应用动能定理、类平抛规律|从加速（qU=ΔEk）到偏转（类平抛分解），构建“受力-运动-能量”逻辑链| |综合拓展|2题（多选1、计算1）|多粒子比较、实际情境（XCT扫描），需综合分析运动过程|整合加速偏转模型，结合粒子比荷差异及实际应用，深化科学推理与科学探究|

9.带电粒子在电场中的运动 1.质量和电荷量不同的带电粒子，在电场中由静止开始经相同电压加速后（　　） A．比荷大的粒子速度大，电荷量大的粒子动能大 B．比荷大的粒子动能大，电荷量大的粒子速度大 C．比荷大的粒子速度和动能都大 D．电荷量大的粒子速度和动能都大 2.〔多选〕如图所示，M、N是真空中的两块平行金属板，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v0由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子恰好能到达N板，如果要使这个带电粒子到达M、N板间距的后返回，下列措施中能满足要求的是（不计带电粒子的重力）（　　） A．使初速度减为原来的 B．使M、N间电压加倍 C．使M、N间电压提高到原来的4倍 D．使初速度和M、N间电压都减为原来的 3.当今医学上对某些肿瘤采用质子疗法进行治疗，该疗法用一定能量的质子束照射肿瘤杀死癌细胞，如图所示。现用一直线加速器来加速质子，使其从静止开始被加速到1.0×107 m/s。已知加速电场的场强为1.3×105 N/C，质子的质量为1.67×10－27 kg，电荷量为1.6×10－19 C，则下列说法正确的是（　　） A．加速过程中质子电势能增加 B．质子所受到的电场力约为2×10－15 N C．质子加速需要的时间约为8×10－6 s D．加速器加速的直线长度约为4 m 4.水平放置的两个平行带电金属板间存在匀强电场，同位HeHe的原子核先后以相同的速度，从同一位置P沿垂直于电场的方向射入匀强电场中，并最终运动到下金属板。不计原子核的重力，已HeHe的原子核质量之比为3∶4，带电荷量之比为1∶1，HeHe的原子核从P点运动到下金属板的过程中沿初速度方向发生的位移之比为（　　） A.3∶4　　B.4∶3 C.2∶　　D．∶2 5.〔多选〕（2026•成都列五中学第一次段考）如图所示，平行板电容器充电后，两极板间的电场为匀强电场。一电子以初动能Ek从A点沿平行极板的方向水平向右飞入匀强电场，它从B点离开匀强电场时，动能为2Ek、所受电场力的功率为P。仅将该电容器所带电荷量减到原来的，一电子仍以初动能Ek从A点沿平行极板的方向水平向右飞入匀强电场，下列说法正确的是（　　） A．匀强电场的电场强度变为原来的 B．电子飞越匀强电场的过程中电势能的变化为原来的 C．电子离开匀强电场时的动能为1.5Ek D．电子离开匀强电场时所受电场力的功率为 6.如图所示，从炽热的金属丝飘出的电子（速度可视为零），经加速电场加速后从两极板中间垂直射入偏转电场，电子的重量不计。在满足电子能射出偏转电场的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是（　　） A．仅增大加速电场的电压 B．仅增大偏转电极间的距离 C．仅增大偏转电极间的电压 D．仅减小偏转电极间的电压 7.〔多选〕如图所示，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右点。不计重力，下列表述正确的是（　　） A．粒子在M点的速率最小 B．粒子所受电场力沿电场方向 C．粒子在电场中的加速度不变 D．粒子在电场中的电势能始终在增加 8.将一带电粒子以初速度v0沿水平方向从A点射入方向竖直向上的匀强电场中，粒子从B点飞出电场时速度方向与电场方向的夹角为150°，电场的水平宽度为L，如图所示，不计粒子的重力，设粒子的质量为m，电荷量的绝对值为q。 （1）该匀强电场的电场强度为多大？ （2）A、B两点间的电势差UAB为多大？ 9.〔多选〕（2026•七中高新9月月考）如图所示为真空中的实验装置，平行金属板A、B之间的加速电压为U1，C、D之间的偏转电压为U2，P为荧光屏。现有质子、氘核和α粒子三种粒子分别在A板附近由静止开始加速，最后均打在荧光屏上。已知质子、氘核和α粒子的质量之比为1∶2∶4，电荷量之比为1∶1∶2，则质子、氘核和α粒子三种粒子（　　） A．三种粒子都打在荧光屏上同一个位置 B．从开始到荧光屏所经历时间之比为2∶1∶1 C．打在荧光屏时的动能之比为1∶2∶1 D．打在荧光屏时的动能之比为1∶1∶2 10.（2026•泸州高中10月月考）XCT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，可用于对多种病情的探测。图甲是某种XCT机主要部分的剖面图，其产生X射线部分的示意图如图乙所示。图乙中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内为偏转元件中的匀强偏转电场S；经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到水平圆形靶台上的中心点P，产生X射线（如图中带箭头的虚线所示）。已知电子的质量为m，带电荷量为e，MN两端的电压为U0，偏转电场区域水平宽度为L0，竖直高度足够长，偏转电场的电场强度E=，P点距离偏转电场右边界的水平距离为L，忽略电子的重力影响，不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度，不计空气阻力。求： （1）电子刚进入偏转电场时的速度大小； （2）电子束射出偏转电场S时速度方向与水平方向夹角； （3）打在P点的电子束偏离原水平方向的竖直高度H。 答案 9.带电粒子在电场中的运动 1.A　根据动能定理得qU=mv2，解得v= ，根据上式可知，经相同电压加速后，比荷大的粒子速度v大，电荷量q大的粒子动能大，故A正确，B、C、D错误。 2.BD　由qE•l=m，知l=m，当l′=时，v0′=v0，选项A错误；由•=m，得U′=2U，选项B正确，C错误；当电压U″=U时，由•=mv0″2，得v0″=v0，选项D正确。 3.D　电场力对质子做正功，质子的电势能减少，A错误；质子受到的电场力大小F=qE≈2×10－14 N，B错误；质子的加速度a=≈1.2×1013 m/s2，加速时间t=≈8×10－7 s，C错误；加速器加速的直线长度x=≈4 m，D正确。 4.D　原子核在电场中运动，有a=，h=at2，x=vt，联立可得x=v，解得x1∶x2=∶2，D正确，A、B、C错误。 5.BD　仅将该电容器所带电荷量减到原来的，根据U=和E=，电场强度变为原来的，选项A错误；电势能的减少等于电场力做功，W=eEy，y=t2，L=v0t，则电势能的变化为原来的，选项B正确；根据动能定理，动能的增量等于电场力做功，则粒子动能增量变为原来的，即Ek′=Ek＋Ek=Ek，选项C错误；电场力的功率P=eEvy=eE•t，则电子离开匀强电场时所受电场力的功率为，选项D正确。 6.C　电子在加速电场中，根据动能定理知eU1=mv2－0，在偏转电场中由类平抛规律可得vy=at=t，运动时间为t=，可得偏转角的正切值为tan θ=，解得tan θ=，若使偏转角变大即使tan θ变大，由上式看出可以增大U2，或减小U1，或增大L，或减小d。故C正确，A、B、D错误。 7.AC　带负电粒子受到的电场力向左，在向右运动的过程中，电场力对负电粒子做负功，带负电粒子的速度减小，运动到M点时，带负电粒子的速度最小，A正确；带负电粒子受到的电场力的方向与电场方向相反，B错误；由于带负电粒子是在匀强电场中运动的，受到的电场力的大小是不变的，所以粒子在电场中的加速度也不变，C正确；当带负电粒子向右运动的过程中，电场力对带负电粒子做负功，电势能增加，在向左运动的过程中，电场力对带负电粒子做正功，电势能减小，D错误。 8.（1）　（2）－ 解析：（1）设粒子在电场中运动的时间为t，则 水平方向上有L=v0t 竖直方向上有vy=v0tan 60°=t 联立解得E=。 （2）由粒子偏转方向可知，粒子带负电，由动能定理得 －qUAB=mv2－m 又v==2v0 解得UAB=－。 9.AD　粒子在偏转电场做类平抛运动L=v0t，y=at2，其中q=ma，又因为U1q=m，可得y=，可知三种粒子打到荧光屏上的位置相同，故A正确；设加速电场AB间距离为d，偏转极板长度为l，偏转极板间的距离为h，屏到偏转电场右边缘距离为s，粒子在加速过程中，根据U1q=m，可得v0=，在加速电场中运动的时间t1=，从进入偏转电场，到打到屏上的时间t2=，总时间t=＋，与v0成反比，由于m1∶m2∶m3=1∶2∶4，q1∶q2∶q3=1∶1∶2，设质子、氘核和α粒子三种粒子离开加速电场的速度分别为v1，v2，v3。因此∶∶=∶∶=1∶∶，故B错误；根据动能定理U1q＋y=Ek，因此Ek1∶Ek2∶Ek3=q1∶q2∶q3=1∶1∶2，故D正确，C错误。 10.（1）　（2）30°　（3） 解析：（1）根据动能定理有U0e=mv2－0 电子刚进入偏转电场时的速度大小为v=。 （2）电子在偏转电场的加速度为a= 电子在偏转电场运动的时间为t= 设电子束射出偏转电场S时速度方向与水平方向夹角为α，可得tan α== 联立解得tan α= 可得α=30°。 （3）电子在偏转电场的偏转位移 y=at2== 电子束射出偏转电场S时速度反向延长将交于水平位移的中点，由相似三角形可知== 联立解得H=。 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $