2023届高考物理一轮复习专题：带电粒子在匀强电场中的偏转（word版含答案）.docx

2023届高考物理一轮复习专题：带电粒子在匀强电场中的偏转一、单选题（本大题共8题）1（2022·浙江·高考真题）如图所示，带等量异种电荷的两正对平行金属板M、N间存在匀强电场，板长为L（不考虑边界效应）。t=0时刻，M板中点处的粒子源发射两个速度大小为v0的相同粒子，垂直M板向右的粒子，到达N板时速度大小为；平行M板向下的粒子，刚好从N板下端射出。不计重力和粒子间的相互作用，则（）AM板电势高于N板电势B两个粒子的电势能都增加C粒子在两板间的加速度D粒子从N板下端射出的时间2（2022·安徽·合肥市第八中学模拟预测）固定的足够长斜面顶端有一个质量为m、电荷量为q的带正电荷的小球，以速度v0平抛。整个装置处在竖直向下的匀强电场之中，场强大小E，小球从抛出到落到斜面的时间为t1，重力做功为WG1，电势能减少量为Ep1，落到斜面上时的动能为Ek1；若将电场方向改为竖直向上，其他条件不变，小球从抛出到落到斜面的时间为t2，重力做功为WG2，电势能增加量为Ep2，落到斜面上时的动能为Ek2，则下列关系式不正确的是（）At1：t2=1：3BEk1：Ek2=1：1CWG1：WG2=1：1DEp1：Ep2=1：33（2022·陕西·宝鸡市渭滨区教研室模拟预测）如图所示，一质量为、电荷量为的粒子以速度从连线上的点水平向右射入大小为、方向竖直向下的匀强电场中。已知与水平方向成角，粒子的重力可以忽略，则粒子到达连线上的某点时（）A所用时间为B速度大小为C与点的距离为D速度方向与竖直方向的夹角为4（2022·安徽省桐城中学三模）如图甲所示，两平行金属板A、B水平放在真空中，板间距为d，金属板长2d，OO为板间中线，AB板间的电势差U随时间t的变化情况如图乙所示。有一个质量为m，电荷量为q的带电小球，t0时刻从O点以v0的速度水平沿OO射入。T时刻小球恰好从O点射出，小球运动过程中恰好未B与极板相碰。已知重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（）A小球所受的电场力大小等于重力大小B板间电压C时，小球速度大小为v0D时，小球速度大小为v05（2022·重庆·三模）如题图所示，质量为m的一价正离子从A点射入水平方向的匀强电场，初速度方向与水平方向的夹角60°。当离子运动到电场中的P点时速度最小（P点未画出），且最小速度为v。不计离子重力，下列说法正确的是（）A电场方向水平向左，B电场方向水平向左，C电场方向水平向右，D电场方向水平向右，6（2022·河北·三模）如图所示，在截面半径为R，圆心为O的圆柱形区域内有一方向平行于直径ab向右的匀强电场，电场强度大小为E。某带电粒子自圆形边界上c点以速度，方向垂直ab射入该电场区域，粒子恰好自b点离开电场，已知aOc60°，运动中粒子仅受电场力作用。则该粒子的比荷为（）ABCD7（2022·广东·三模）如图所示，正方形ABCD区域内存在竖直向上的匀强电场，质子（H）和粒子（He）从A点垂直射入匀强电场，粒子重力不计，质子从BC边中点射出，则（）A若初速度相同，粒子从CD边离开B若初速度相同，质子和粒子经过电场的过程中速度增量之比为1：2C若初动能相同，质子和粒子经过电场的时间相同D若初动能相同，质子和粒子经过电场的过程中动能增量之比为1：48（2022·浙江·二模）如图所示，氘核和氦核以相同初速度从水平放置的两平行金属板正中间进入板长为、两板间距离为、板间加直流电压的偏转电场，一段时间后离开偏转电场。不计粒子重力及其相互作用，则下列说法不正确的是（）A两个粒子同时离开偏转电场B粒子离开偏转电场时速度方向不同C两粒子离开偏转电场时速度大小相同D两个粒子从偏转电场同一点离开二、多选题（本大题共4题）9（2022·山西省长治市第二中学校二模）如图所示，有质子（）、氘核（）、氚核（）和氦核（）四种带电粒子，先后从加速电压为U1的加速电场中的P点由静止释放，被加速后从B板的小孔射出沿C、D间的中线进入偏转电压为U2的偏转电场，都能够从偏转电场的另一端射出。如果不计重力的影响，以下判断中正确的是（）A质子（）的偏转位移y最大B氦核（）的偏向角最小C氦核（）射出偏转电场时的动能最大D质子（）射出偏转电场时的速度最大10（2022·湖北·二模）如图所示，ab边长为L，bc边长为2L的矩形区域内存在匀强电场，场强方向与bc边平行，电荷量为+q，动能为Ek的带电粒子从a点沿ab方向进入电场，不计粒子重力，则有（）A若粒子恰好从c点离开电场，则离开电场时粒子动能为5Ek B若粒子恰好从bc中点离开电场，则场强C若粒子离开电场时动能小于17Ek，则粒子一定从bc边离开电场D若粒子离开电场时动能为2Ek，则场强11（2022·重庆·巫山县官渡中学二模）a、b、c三个粒子由同一点同时垂直场强方向进入偏转电场，其轨迹如图所示，其中b恰好飞出电场，以下说法错误的是（）A在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上Bb和c同时飞离电场C进入电场时，c的速度最小，a的速度最大D动能的增量相比，c的最小，a和b的一样大12（2022·天津·模拟预测）如图所示，一个带正电粒子以一定的初速度v0沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内，C恰好沿下板的边缘飞出，已知板长为L，平行板间距离为d，板间电压为U，带电粒子的质量为m，不计粒子的重力，则（）A粒子的电荷量B粒子动能增加量为C在粒子运动前一半时间和后一半时间的过程中，电场力做功之比为1：3D在粒子运动前一半时间和后一半时间的过程中，电场力做功之比为1：2三、解答题（本大题共6题）13（2022·陕西·二模）如图所示，水平放置长为L的平行金属板A和B的距离为d，它们的右端安放着垂直于金属板的靶MN，现在A、B板上加上如图所示的方波电压，电压的正向值为U0，反向电压值为，且每隔换向一次，现有质量为m、带正电且电量为q的粒子束从A、B的中点O沿平行于金属板OO方向源源不断的射入（O点是靶MN的中点），设粒子能全部打在靶上而且所有粒子在A、B间的飞行时间均为T。不计重力的影响，则：（1）若粒子全部打在靶MN上，求粒子打在靶上的最高和最低位置（用到O点的距离表示）；（2）求在0T之间入射的粒子中，恰好打在靶上O点的粒子的入射时刻。14（2022·上海市七宝中学二模）如图所示，在第一象限的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E。一个带正电粒子沿垂直于y轴方向从y轴上M点进入第一象限，M点距坐标原点O的距离为，粒子经电场偏转后轨迹与x轴交于N点，N点距离原点O为L。该粒子的质量为m，电荷量为q，重力忽略不计。求粒子经过N点时，速度方向与x轴正方向夹角的正切值tan。15（2022·云南师大附中三模）M、N是两块水平放置的平行金属极板，如图甲所示，板的长度为L= 30cm，板的宽度足够长，两板间距为d=20cm，板右端到荧光屏的距离为D= 60cm， OO为垂直于屏的中心轴线。以屏中心O为原点建立xOy直角坐标系，其中x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向。一电荷量为q=1.6×10-5C，质量为m=3.2×10-11kg的带正电粒子从O'点以速度v0=5×104m/s射入极板，速度方向平行于板面且与OO夹角=53°，如图乙所示，最终带电粒子打到荧光屏上而发光。若两极板间的电场为匀强电场，所加偏转电压UMN= 1000V，不计带电粒子的重力，取cos53°=0. 6， sin53°=0.8。 求（1）带电粒子从射入到打到屏上运动的时间t；（2）带电粒子打到屏上的位置坐标。16（2022·辽宁·鞍山市华育高级中学二模）如图所示，一带电粒子比荷为C/kg，从靠近左板的a点由静止开始经电压为U = 100V的电场加速后，垂直进入虚线PQ、MN间的匀强电场中，从MN上的某点b（图中未画出）离开匀强电场时速度与电场方向成45°角。已知PQ、MN间距离为d = 20cm，带电粒子的重力忽略不计。求：（1）带电粒子到达PQ位置时的速率v1；（2）PQ、MN间匀强电场的电场强度E的大小；（3）a、b两点间的电势差。17（2022届四川省攀枝花市高三（下）第三次统一考试理综物理试题）如图所示，在y<0的区域存在方向沿y轴正方向的匀强电场，场强大小为E；在y>0的区域存在方向沿x轴正方向的匀强电场，场强大小为。纸面内过某点B有一足够长的平直荧光屏，屏与y轴的夹角。现让一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从y轴上的A点由静止释放，刚好击中光屏上距坐标原点O最近的点。已知A、O间的距离为d，不计粒子重力，求：（1）粒子通过坐标原点O的速度v；（2）B点与坐标原点O的距离l；（3）若让粒子从y轴上的另一点C（图中未画出）由静止释放，正好可以垂直打在屏上，求C与坐标原点O的距离s。18（2022·云南·模拟预测）如图所示，质量为m、带电量为+q的小球（可视为质点）与绝缘不可伸长的轻绳相连，绳子另一端固定在拉力传感器上的O点（拉力传感器没有画出），O点距离水平地面的高度为2R，空间存在竖直向下的匀强电场。现使小球获得一初速度后绕O点在竖直平面内做半径为R的圆周运动，拉力传感器显示出绳子拉力的最小值为0，最大值为12mg，g为重力加速度。求：（1）匀强电场的场强大小；（2）若小球运动到最低点时绳子断裂，小球落地点到O点的水平距离。试卷第9页，共9页参考答案：1C2C3C4C5B6A7D8B9CD10BC11BC12AC13（1）在靶MN上距其中心点有粒子击中的范围是：粒子打在距O点正下方的最大位移为，粒子打在距O点正上方的最大位移为；（2），1415（1）；（2）（1.2m，0.625m）16（1）104m/s；（2）1.0 × 103N/C；（3）200V17（1）；（2）；（3）18（1）；（2）答案第1页，共1页