专题09电场带电粒子在电场中的运动（练习）（解析版）.docx

专题09电场带电粒子在电场中的运动目录01电场的性质2考向一电场的性质2考向二电场中的图像问题3202带电粒子在电场中的运动37考向一带电粒子在电场中的加速和偏转37考向二带电粒子在电场中的综合问题42考点Ol电场的性质考向一电场的性质1. （2023重庆高考真题）真空中固定有两个点电荷，负电荷Q/位于坐标原点处，正电荷。2位于X轴上，。2的电荷量大小为。的8倍。若这两点电荷在X轴正半轴的X=XO处产生的合电场强度为0,则。八。2相距（）A. y2x0B. （2虚-I）XOC. 2缶。D. （2+l¼【答案】B【详解】依题意，两点电荷电性相反，且Q2的电荷量较大，所以合场强为0的位置应该在X轴的负半轴,设两点电荷相距L,根据点电荷场强公式可得攀y,又Q=8Q,解得L=（2-l）x0°故选B。2.（2023北京高考真题）如图所示，两个带等量正电的点电荷位于M、N两点上，E、尸是MN连线中垂线上的两点，O为EF、MN的交点,EO=OF.一不计重力带负电的点电荷在E点由静止释放后（）©-圣-M：N¥IA.做匀加速直线运动B.在O点所受静电力最大C.由E到。的时间等于由。到户的时间D.由E到尸的过程中电势能先增大后减小【答案】C【详解】AB.带负电的点电荷在E点由静止释放，将以O点为平衡位置做往复运动，在O点所受电场力为零，故AB错误；C.根据运动的对称性可知，点电荷由E到O的时间等于由O到F的时间，故C正确；D.点电荷由E到F的过程中电场力先做正功后做负功，则电势能先减小后增大，故D错误。故选C。3 （2023湖北高考真题）在正点电荷Q产生的电场中有M、N两点，其电势分别为外口外，电场强度大小分别为Em、Eti.下列说法正确的是（）A.若。m>8n,则M点到电荷。的距离比N点的远B.若Em<E一则M点到电荷。的距离比N点的近C.若把带负电的试探电荷从M点移到N点，电场力做正功，则为V保D.若把带正电的试探电荷从M点移到N点，电场力做负功,则鼎>鼎【答案】C详解A.沿着电场线的方向电势降低，根据正点电荷产生的电场特点可知若外>外则M,点到电荷Q的距离比N点的近，故A错误；B.电场线的疏密程度表示电场强度的大小，根据正点电荷产生的电场特点可知若Em<En,则M点到电荷Q的距离比N点的远，故B错误；C.若把带负电的试探电荷从M点移到N点，电场力做正功，则是逆着电场线运动，电势增加，故有如处，故C正确；D.若把带正电的试探电荷从M点移到N点，电场力做负功，则是逆着电场线运动；根据正点电荷产生的电场特点可知EMVEN，故D错误。故选C。4 .（2023湖南高考真题）如图，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为。、。2和。3,P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90。、60。、和30。若P点处的电场强度为零，q>0,则三个点电荷的电荷量可能为（）P-、!、I、（L迎L3诙8储。2。3A.。尸q,Q=Qs=qB.Qi-q,Q2Q3=-4qC.Qi=_q,Q2=-Jlq,Qj=qD.Q=q,Q2,Q3=4q【答案】D【详解】AB.选项AB的电荷均为正和均为负，则根据电场强度的叠加法则可知，P点的场强不可能为零，AB错误；C.设P、Ql间的距离为r,则Ql、Q3在P点产生的合场强大小有CoSI20Ql间的距离为r,则QI、Q3在P点产生的合场强大小有COSI20 =(4)2÷(-E2厂4广9 4022.百,解得E =解得E=2,而Q2产生的场强大小为E=±箪，则P点的场强不可能为零，C错误：D.设P、4r4r而Q2产生的场强大小为E=犁，则P点的场强可能为零，D正确。r故选D。5.（2023天津高考真题）（多选）如图，一位于P点左侧的固定正电荷产生的电场中，同一个正电荷g两次以大小相同、方向不同的初速度从P点出发，分别抵达M点，N点,且q在M,N点时速度大小也一样，则下列说法正确的有（）PMA. P点电势大于MB.M点电势大于NC.4从尸到M一直做减速运动D.M、N两点处电场强度大小相同【答案】AD【详解】ABC.由题意知，同一个正电荷q两次以大小相同、方向不同的初速度从P点出发，分别抵达M点与N点，且q在M,N点时速度大小也一样，由动能定理可知M、N两点的电势相同，M、N两点位于以场源电荷为圆心的同一圆周上，由于场源点荷在P点左侧，所以P点电势高于M点电势，q从P到M做加速运动，故BC错误，A正确；D.根据以上分析可知，M、N两点在同一等势面上，且该电场是固定正电荷产生的电场，则说明M、N到固定正电荷的距离相等，由点电荷的场强公式可知M、N两点处电场强度大小相同，故D正确。故选AD。6.（2023山东高考真题）（多选）如图所示，正六棱柱上下底面的中心为。和O,A、。两点分别固定等量异号的点电荷，下列说法正确的是（）A.尸点与。'点的电场强度大小相等B. &点与E点的电场强度方向相同C. H点与尸点的电势差小于O'点与D0点的电势差D.将试探电荷+4由尸点沿直线移动到。点，其电势能先增大后减小【答案】ACD【详解】D.将六棱柱的上表面拿出由几何条件可知正电荷在OF中点K的场强方向垂直OF,则K点的合场强与OF的夹角为锐角，在F点的场强和OF的夹角为钝角，因此将正电荷从F移到0点过程中电场力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，D止确；C.由等量异种电荷的电势分布可知G=。>。，%=W<0,（PO=b,%.>0因此七一=。一%<%一%=OC正确；AB.由等量异种电荷的对称性可知产和C也场强度大小相等，夕和£电场强度方向不同，A正确B错误；故选ACDo7.（2023广东高考真题）（多选）电子墨水是一种无光源显示技术，它利用电场调控带电颜料微粒的分布,使之在自然光的照射下呈现出不同颜色.透明面板下有一层胶囊，其中每个胶囊都是一个像素.如图所示，胶囊中有带正电的白色微粒和带负电的黑色微粒.当胶囊下方的电极极性由负变正时，微粒在胶囊内迁移（每个微粒电量保持不变），像素由黑色变成白色.下列说法正确的有（）黑色微粒（带负电）白色微粒（带正电）A.像素呈黑色时，黑色微粒所在区域的电势高于白色微粒所在区域的电势B.像素呈白色时，黑色微粒所在区域的电势低于白色微粒所在区域的电势C.像素由黑变白的过程中，电场力对白色微粒做正功D.像素由白变黑的过程中，电场力对黑色微粒做负功【答案】AC【详解】A.像素呈黑色时，当胶囊下方的电极带负电，像素胶囊里电场线方向向下，所以黑色微粒所在的区域的电势高于白色微粒所在区域的电势，故A正确；B.像素呈白色时，当胶囊下方的电极带正电，像素胶囊里电场线方向向上，所以黑色微粒所在的区域的电势高于白色微粒所在区域的电势，故B错误；C.像素由黑变白的过程中，白色微粒受到的电场力向上，位移向上，电场力对白色微粒做正功，故C正确：D.像素由白变黑的过程中，黑色微粒受到的电场力向下，位移向下，电场力对黑色微粒做正功，故D错误。故选ACo8«（2023河北高考真题X多选）如图，在X轴上放置四个点电荷外生、和夕位于A点两侧，分位于B点两侧。C点在了轴上，且04=08=07。取无穷远处电势为零，电荷位置与电荷量满足一定关系，使得以。点为球心、以OC为半径的球面上各点的电势均为零。下列说法正确的是（）九CAB八A%。%夕4XA.48两点电场强度的方向一定沿X轴正方向B.若在。点放一正点电荷，则48两点的电势一定升高C.试探电荷夕沿轴运动过程中，若静电力始终不做功，则它受到的静电力始终为零D.试探电荷q沿y轴运动过程中，若静电力始终不做功，则C点的电场强度一定为零【答案】BD【详解】A.以0点为球心、以OC为半径的球面为等势面，由电场强度和等势面的关系可知，48两点电场强度的方向与半径垂直，与X轴重合。由于无法判断各个电荷的电性，故48两点电场强度的方向无法判断，故A错误；B.取无穷远处为零电势点，由于正点电荷周围的电势为正值，若在。点放一正点电荷，则48两点的电势一定升高，故B正确；C.试探电荷夕沿y轴运动过程中，根据电荷分布，若静电力始终不做功，则经过y轴且垂直于X轴的平面为等势面，但静电力不定为零，故C错误：d.根据以。点为球心、以。C为半径的球面为等势面，可知C点的电场强度方向应与y轴重合，再根据经过y轴且垂直于K轴的平向为等势而，可知C点的电场强度方向应与y轴垂直，同点电场强度的方向是唯的，故C点的电场强度一定为零，故D正确。故选BDo9（2023辽宁高考真题）（多选）图"）为金属四极杆带电粒子质量分析器的局部结构示意图，图"）为四极杆内垂直于X轴的任意截面内的等势面分布图，相邻两等势面间电势差相等，则（）A. P点电势比M点的低B. P点电场强度大小比M点的大C. M点电场强度方向沿Z轴正方向D.沿X轴运动的带电粒子，电势能不变【答案】CD【详解】A.因P点所在的等势面高于M点所在的等势面，可知P点电势比M点的高，选项A错误；B.因M点所在的等差等势面密集，则M点场强较P点大，即P点电场强度大小比M点的小，选项B错误；C.场强方向垂直等势面，且沿电场线方向电势逐渐降低，可知M点电场强度方向沿Z轴正方向，选项C正确；D.因X轴上个点电势相等，则沿X轴运动的带电粒子，则电势能不变，选项D正确。故选CDo10.（2023海南高考真题）（多选）如图所示，正三角形三个顶点固定三个等量电荷，其中48带正电，C带负电，O、/、N为4A边的四等分点，下列说法正确的是（）C/、/、A>-NBMONA.M、N两点电场强度相同B.M、N两点电势相同C.负电荷在点电势能比在。点时要小D.负电荷在N点电势能比在。点时要大【答案】BC【详解】A.根据场强叠加以及对称性可知，MN两点的场强大小相同，但是方向不同，选项A错误；B.因在AB处的正电荷在MN两点的合电势相等，在C点的负电荷在MN两点的电势也相等，则MN两点电势相等，选项B正确；CD.因负电荷从M到O,因AB两电荷的合力对负电荷的库仑力从O指向M,则该力对负电荷做负功，C点的负电荷也对该负电荷做负功，可知三个电荷对该负电荷的合力对其做负功，则该负电荷的电势能增加，即负电荷在M点的电势能比在O点小；同理可知负电荷在N点的电势能比在O点小。选项C正确，D错误。故选BCoH（2022天津高考真题）如图所示，一正点电荷固定在圆心，M、N是圆上的两点，下列说法正确的是（）C.负电荷由M点到N点，电势能始终增大D.负电荷由M点到N点，电场力始终做正功【答案】A【详解】AB.M、N是以O为圆心的圆上的两点，则电势相同，场强大小相等方向不同，A正确，B错误;CD.由于两点电势相等，负电荷由M点到N点，电场力做功为零，电势能变化量为零，CD错误。故选A。12. （2022福建高考真题）平时我们所处的地球表面，实际上存在场强大小为100V/m的电场，可将其视为匀强电场，在地面立一金属杆后空间中的等势面如图所示。空间中存在。、尻C三点，其中。点位于金属杆正上方，。、C等高。则下列说法正确的是（）A.b、C两点的电势差U%=0B.。点场强大小大于IooV/mC.点场强方向水平向右D.0