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专题09 电场带电粒子在电场中的运动
考试时间 ：2024 年X 月X 日 命题人： 审题人：
本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8 页，满分100 分，考试时间90 分钟。
考生注意：
1. 答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规
定的位置上。
2. 答题时，请按照答题纸上 “注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上
的作答一律无效。
3. 非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B
铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
4. 可能用到的相关参数：重力加速度g 均取10m/s2。
第I 卷（选择题部分）
一、单项选择题（本题共12 小题，每小题5 分，共60 分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题
目要求的,不选、多选、错选均不得分）
1．（2024·广东中山·中山市华侨中学校考模拟预测）在维护和检修高压供电线路时，为了不影响城市用电，
电工经常要在高压线上带电作业．为了保障电工的安全，电工全身要穿上用金属丝线编织的衣服（如图
甲）．图乙中电工站在高压直流输电线的A 供电线上作业，头顶上方有B 供电线，B 供电线的电势高于A
电线的电势，虚线表示电工周围某一截面上的等差等势线，c、d、e、f 是等势线上的四个点．以下说法中
正确的是（ ）
A．在c、d、e、f 四点中，c 点的电场最强
B．在c、d、e、f 四点中，f 点的电势最高
C．将某电子在d 点由静止释放，它会向e 点所在等势面运动
D．将电子由d 移到e 电场力所做的功等于将电子由e 移到f 电场力所做的功
1
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2．（2024·福建漳州·统考模拟预测）静电纺纱利用了高压静电场使单纤维两端带上异种电荷，其电场分布
如图所示，则（ ）
A．图中虚线是等势线，电场强度
B．图中虚线是电场线，电场强度
C．一电子在A 点的电势能大于其在D 点的电势能
D．将一电子从C 移动到D，电场力做功为零
3．（2023·河南·校联考模拟预测）物理学家在研究带电粒子在特殊电场中运动规律时，设计了一种特殊的
电场：在正方形四个顶点固定等量同种电荷，电场线如图，则正方形内部电场强度为零的点个数是
（ ）
A．4 个
B．5 个
C．6 个
D．7 个
4．（2023·四川成都·棠湖中学校考一模）在一些电子显示设备中，让阴极发射的电子束通过适当的非匀强
电场，可以使发散的电子束聚集。如图，带箭头的实线表示电场线，虚线表示电子的运动轨迹，M、N 是
这条轨迹上的两点。下列说法正确的是（ ）
A．M 点的电势高于N 点
B．电子在M 点的加速度大于在N 点的加速度
C．电子在M 点的动能大于在N 点的动能
D．电子在M 点的电势能大于在N 点的电势能
2
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5．（2023·浙江·慈溪中学校联考模拟预测）如图所示，两平行金属板相距为d，电势差为U，一个质量为
m，电荷量为e 的电子，从O 点沿垂直于极板的方向射出，最远到达距O 点为h 处的A 点，然后返回。则
此电子在O 点射出时的速度大小是（ ）
A．eU
B．
C．
D．
6．（2024·辽宁沈阳·东北育才学校校考二模）电场线分布如图所示，以下说法正确的是（ ）
A．a 点电势低于b 点电势
B．c 点场强大于b 点场强
C．若将一检验电荷＋q 由d 点移至a 点，它的电势能增大
D．若在d 点再固定一点电荷
，将一检验电荷＋q 由a 移至b 的过程中，电势能增大
7．（2024·贵州·统考一模）如图所示，将带正电的试探电荷沿等量异种点电荷连线从A 点移动到B 点，再
沿连线中垂线从B 点移动到C 点。在此过程中，对试探电荷所受的静电力F，所经过的各点处电势φ 的高
低，试探电荷的电势能E 的大小，下列判断正确的是（ ）
A．A 处与C 处的电场力方向相反
B．
3
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C．
D．
8．（2023·浙江·校联考一模）在
轴上
两点分别放置两电荷
和
为两电荷中垂线上一点，且
，在
轴上的电场强度与的图线如图所示，规定场强沿轴正方向为正，则（ ）
A．两电荷为等量异种电荷
B．
点电势小于0
C．电子从
到
运动过程中电势能增大
D．电子从
到
运动过程中加速度先增大后减小
9．（2023·河北秦皇岛·校联考二模）如图所示的螺旋线，是一不计重力的带电粒子在匀强磁场中的运动轨
迹，螺旋线的几何轴线为图中虚线，虚线与z 轴平行、与y 轴相交。下列说法正确的是（ ）
A．匀强磁场的方向平行于z 轴
B．带电粒子一定带正电
C．运动时带电粒子的动量不变
D．运动时带电粒子的动能改变
10．（2023·湖南永州·湖南省道县第一中学校考模拟预测）人体的细胞膜模型图如图a 所示，由磷脂双分
子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位），现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为d，膜内
4
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的电场可看作匀强电场，简化模型如图b 所示，初速度可视为零的一价正钠离子仅在电场力的作用下，从
图中的A 点运动到B 点，下列说法正确的是（ ）
A．A 点电势小于B 点电势
B．钠离子的电势能增大
C．若膜电位不变，仅增大d，则钠离子到达B 点的速度越大
D．若d 不变，仅增大膜电位，则钠离子到达B 点的时间越短
11．（2023·浙江温州·统考一模）阴极射线管可简化成如图甲所示结构，电子在O 点由静止开始向右加速，
加速电压为
；经加速后进入偏转电场，偏转电压为
，偏转极板间距为d；电子射出偏转电场后，直线
运动时掠射到荧光屏上，荧光屏上的亮线显示出电子束的径迹。某次实验加上如图乙所示的偏转电压，荧
光屏出现如图丙所示的两条亮线。已知电子的电荷量为e，下列说法正确的是（ ）
A．电子射出偏转电场时的动能为
B．若仅使偏转极板间距d 变为原来的2 倍，两亮线右端点的间距会变为原来的
C．若仅使加速电压
变为原来的2 倍，电子离开偏转电场时的动能会变为原来的2 倍
D．若仅使偏转电压
变为原来的
倍，两亮线之间的夹角的正切值会变为原来的
12．（2023·河北·校联考模拟预测）如图所示，是某晶体分子结构示意图。在该正八面体的M、N 两个点
上分别放置电荷量为+q 的正点电荷，在 F、Q 两点分别放置电荷量为-q 的点电荷，为研究问题方便，在图
中画出了以O 为球心的正八面体的内切球，其半径为r2。以无穷远为零电势点，则下列说法正确的是（
）
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A．P 点电势与R 点电势不相等
B．将一正电荷由P 点移到R 点，电荷的电势能增加
C．将一个负电荷由内切球与PMN 面切点移至与QRF 的切点，电场力做负功
D．圆心O 位置的电场强度大小为
二、多项选择题（本题共2 小题,每小题5 分,共10 分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目
要求的。全部选对的得5 分,选对但不全的得3 分,有选错的得0 分）
13．（2024·四川成都·四川省成都列五中学校考一模）（多选）一个带电粒子（不计重力）射入一点电荷
的电场中，粒子运动的轨迹如图实线
所示，图中虚线是同心圆弧，表示电场中的等势面，下列判断正
确的是（ ）
A．粒子在a 点的电势能一定小于在b 点的电势能 B．粒子在b 点的速率一定大于在a 点的速率
C．粒子在a 点和c 点的动能相等 D．粒子在b 点所受的电场力小于在a 点所受的电场力
14．（2024·山东德州·校联考模拟预测）（多选）如图1，在矩形MNPQ 区域中有平行于PM 方向的匀强电
场，电场强度为
，一电荷量为
，质量为m 带电粒子以
的初速度从M 点沿MN 方向进入匀强电场，
刚好从Q 点射出。
，
。现保持电场强度的大小不变，使匀强电场的方向按图2
做周期性变化。使带电粒子仍以
的初速度从M 点沿MN 方向进入，粒子刚好能从QN 边界平行PQ 方向
射出。不计粒子重力，取图1 中方向为电场正方向。则下列说法正确的是（ ）
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A．电场强度大小为
B．电场强度大小为
C．电场变化的周期可能为
D．电场变化的周期可能为
第II 卷（非选择题）
三、计算题（本题包括3 小题，10 分+10 分+10 分共30 分，解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理
演算过程，只写出最终结果的不得分）
15．（2023·贵州六盘水·统考模拟预测）如图所示，平行放置的薄金属板A、B 中心开有小孔
、
，板
间距离为
。现让A、B 两板间加电压
，两板间形成匀强电场，板外电场忽略不计。由质量均为
、所
带电荷量均为
的带电粒子组成长为
的直线阵列，阵列中所有粒子均以水平初速度
从小孔
穿入电场，
经电场加速后从小孔
穿出。忽略阵列中粒子间的相互作用和重力的影响。求：
（1）最右端的带电粒子离开小孔
时速度的大小；
（2）最左端的带电粒子离开小孔
时粒子阵列的长度。
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16．（2023·河北·校联考模拟预测）在“质子疗法”中，质子先被加速到具有较高能量，然后被引向攻击
肿瘤细胞。如图所示，质量为
、电荷量为的质子从极板
处由静止加速，通过极板
中间的小孔以
射出，然后从坐标系
中的
点
平行于
坐标轴进入
区域，该区域充满沿
轴
负方向的匀强电场，电场强度为
与轴夹角
。质子在电场中偏转并垂直击中边界
上的
点（图中未标出）。取质子比荷为
，不计质子的重力。求：
（1）极板
间的加速电压
；
（2）电场强度
的大小；
（3）质子到达
轴上的坐标。
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17．（2024·山东德州·校联考模拟预测）如图所示的装置由加速器、辐向电场和平移器组成，平移器由两
对水平放置、相距l 的相同平行金属板构成，极板长度为l、间距为d，两对极板间偏转电压大小相等、电
场方向相反。如图所示，一比荷为k 的带正电粒子由静止经加速电压
加速后，垂直进入辐向电场（电场
强度方向指向圆心），沿着半径为R 的圆弧虚线（等势线）运动，之后水平射入偏转电压为
的平移器，
最终离开时打在荧光屏上的A 点。不同区域内电场互不影响，不计粒子的重力。求：
（1）粒子射出加速器时的速度大小
；
（2）圆弧虚线处电场强度E 大小；
（3）粒子从进入平移器到打在A 点，求竖直总位移y。
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