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专题39 带电粒子在电场运动（一）
一、多选题
1．（2023·全国·统考高考真题）在O 点处固定一个正点电荷，P 点在O 点右上方。从P 点由静止释放一个
带负电的小球，小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动，其一段轨迹如图所示。M、N 是
轨迹上的两点，OP > OM，OM = ON，则小球（ ）
A．在运动过程中，电势能先增加后减少
B．在P 点的电势能大于在N 点的电势能
C．在M 点的机械能等于在N 点的机械能
D．从M 点运动到N 点的过程中，电场力始终不做功
2．（2022·福建·高考真题）我国霍尔推进器技术世界领先，其简化的工作原理如图所示。放电通道两端电
极间存在一加速电场，该区域内有一与电场近似垂直的约束磁场（未画出）用于提高工作物质被电离的比
例。工作时，工作物质氙气进入放电通道后被电离为氙离子，再经电场加速喷出，形成推力。某次测试中，
氙气被电离的比例为95%，氙离子喷射速度为
，推进器产生的推力为
。已知氙离子的比
荷为
；计算时，取氙离子的初速度为零，忽略磁场对离子的作用力及粒子之间的相互作用，
则（ ）
A．氙离子的加速电压约为
B．氙离子的加速电压约为
C．氙离子向外喷射形成的电流约为
D．每秒进入放电通道的氙气质量约为
1
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3．（2022·海南·高考真题）如图，带正电
的物块A 放在水平桌面上，利用细绳通过光滑的滑轮与
B 相连，A 处在匀强电场中，
，从O 开始，A 与桌面的动摩擦因数
随x 的变化如图所示，
取O 点电势能为零，A、B 质量均为
，B 离滑轮的距离足够长，则（ ）
A．它们运动的最大速度为
B．它们向左运动的最大位移为
C．当速度为
时，A 的电势能可能是
D．当速度为
时，绳子的拉力可能是
4．（2022·湖北·统考高考真题）如图所示，一带电粒子以初速度v0沿x 轴正方向从坐标原点О 射入，并经
过点P（a>0，b>0）。若上述过程仅由方向平行于y 轴的匀强电场实现，粒子从О 到Р 运动的时间为t1，
到达Р 点的动能为Ek1。若上述过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场实现，粒子从O 到Р 运动的时间为t2，
到达Р 点的动能为Ek2。下列关系式正确的是·（ ）
A．t1<t2
B．t1> t2
C．Ek1<Ek2
D．Ek1>Ek2
5．（2022·浙江·统考高考真题）如图为某一径向电场的示意图，电场强度大小可表示为
， a 为常
量。比荷相同的两粒子在半径r 不同的圆轨道运动。不考虑粒子间的相互作用及重力，则（ ）
A．轨道半径r 小的粒子角速度一定小
2
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B．电荷量大的粒子的动能一定大
C．粒子的速度大小与轨道半径r 一定无关
D．当加垂直纸面磁场时，粒子一定做离心运动
6．（2022·全国·统考高考真题）地面上方某区域存在方向水平向右的匀强电场，将一带正电荷的小球自电
场中Р 点水平向左射出。小球所受的重力和电场力的大小相等，重力势能和电势能的零点均取在Р 点。则
射出后，（ ）
A．小球的动能最小时，其电势能最大
B．小球的动能等于初始动能时，其电势能最大
C．小球速度的水平分量和竖直分量大小相等时，其动能最大
D．从射出时刻到小球速度的水平分量为零时，重力做的功等于小球电势能的增加量
7．（2022·全国·统考高考真题）一种可用于卫星上的带电粒子探测装置，由两个同轴的半圆柱形带电导体
极板（半径分别为R 和
）和探测器组成，其横截面如图（a）所示，点O 为圆心。在截面内，极板间
各点的电场强度大小与其到O 点的距离成反比，方向指向O 点。4 个带正电的同种粒子从极板间通过，到
达探测器。不计重力。粒子1、2 做圆周运动，圆的圆心为O、半径分别为
、
；粒子
3 从距O 点
的位置入射并从距O 点
的位置出射；粒子4 从距O 点
的位置入射并从距O 点
的位置出
射，轨迹如图（b）中虚线所示。则（ ）
A．粒子3 入射时的动能比它出射时的大
B．粒子4 入射时的动能比它出射时的大
C．粒子1 入射时的动能小于粒子2 入射时的动能
D．粒子1 入射时的动能大于粒子3 入射时的动能
3
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8．（2021·天津·高考真题）两个位于纸面内的点电荷产生电场的等势面如图中实线所示，相邻等势面间的
电势差相等。虚线
是一个电子在该电场中的运动轨迹，轨迹与某等势面相切于P 点。下列说法正确
的是（ ）
A．两点电荷可能是异种点电荷
B．A 点的电场强度比B 点的大
C．A 点的电势高于B 点的电势
D．电子运动到P 点时动能最小
9．（2021·全国·高考真题）四个带电粒子的电荷量和质量分别
、
、
、
它
们先后以相同的速度从坐标原点沿x 轴正方向射入一匀强电场中，电场方向与y 轴平行，不计重力，下列
描绘这四个粒子运动轨迹的图像中，可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
10．（2021·湖南·高考真题）如图，圆心为
的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，
和
为该
圆直径。将电荷量为
的粒子从
点移动到
点，电场力做功为
；若将该粒子从点移动
到
点，电场力做功为
。下列说法正确的是（ ）
4
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A．该匀强电场的场强方向与
平行
B．将该粒子从
点移动到
点，电场力做功为
C．
点电势低于点电势
D．若只受电场力，从
点射入圆形电场区域的所有带电粒子都做曲线运动
11．（2019·全国·高考真题）静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M 点由静止开始运动，N 为粒
子运动轨迹上的另外一点，则（ ）
A．运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小
B．在M、N 两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合
C．粒子在M 点的电势能不低于其在N 点的电势能
D．粒子在N 点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行
12．（2014·海南·高考真题）如图（a），直线MN 表示某电场中的一条电场线，a、b 是线上的两点，将一
带负电荷的粒子从a 点处由静止释放，粒子从a 运动到b 过程中的v-t 图线如图（b）所示．设a、b 两点的
电势分别为
、
，场强大小分别为Ea、Eb，粒子在a、b 两点的电势能分别为Wa、Wb，不计重力，则
有
A．
>
B．Ea>Eb
C．Ea<Eb
D．Wa>Wb
13．（2015·四川·高考真题）如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN 水平，
a、b 是两个完全相同的带正电小球（视为点电荷），b 固定在M 点，a 从N 点静止释放，沿半圆槽运动经
过P 点到达某点Q（图中未画出）时速度为零．则小球a
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A．从N 到Q 的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小
B．从N 到P 的过程中，速率先增大后减小
C．从N 到Q 的过程中，电势能一直增加
D．从P 到Q 的过程中，动能减少量小于电势能增加量
14．（2015·江苏·高考真题）一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左，
不计空气阻力，则小球（ ）
A．做直线运动
B．做曲线运动
C．速率先减小后增大
D．速率先增大后减小
15．（2015·天津·高考真题）如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速度地飘入电场线水
平向右的加速电场
，之后进入电场线竖直向下的匀强电场
发生偏转，最后打在屏上，整个装置处于
真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么（ ）
A．偏转电场
对三种粒子做功一样多
B．三种粒子打到屏上时速度一样大
C．三种粒子运动到屏上所用时间相同
D．三种粒子一定打到屏上的同一位置，
16．（2018·全国·高考真题）如图，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的极板水平，两微粒a、b
所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、下极板附近，与极板距离相等。现同时
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释放a、b，它们由静止开始运动，在随后的某时刻t，a、b 经过电容器两极板间下半区域的同一水平面，
a、b 间的相互作用和重力可忽略。下列说法正确的是（ ）
A．a 的质量比b 的大
B．在t 时刻，a 的动能比b 的大
C．在t 时刻，a 和b 的电势能相等
D．在t 时刻，a 和b 的动量大小相等
17．（2016·全国·高考真题）如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面(纸面)内，且相
对于过轨迹最低点P 的竖直线对称．忽略空气阻力．由此可知( )
A．Q 点的电势比P 点高
B．油滴在Q 点的动能比它在P 点的大
C．油滴在Q 点的电势能比它在P 点的大
D．油滴在Q 点的加速度大小比它在P 点的小
18．（2016·海南·高考真题）如图，一带正电的点电荷固定于O 点，两虚线圆均以O 为圆心，两实线分别
为带电粒子M 和N 先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e 为轨迹和虚线圆的交点不计重力下列说法
正确的是
A．M 带负电荷，N 带正电荷
B．M 在b 点的动能小于它在a 点的动能
C．N 在d 点的电势能等于它在e 点的电势能
D．N 在从c 点运动到d 点的过程中克服电场力做功
19．（2015·山东·高考真题）如图甲，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示．t＝0
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时刻，质量为m 的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间，0～
时间内微粒匀速运动，T 时刻微粒恰好
经金属板边缘飞出．微粒运动过程中未与金属板接触，重力加速度的大小为g，关于微粒在0～T 时间内运
动的描述，正确的是( )
A．末速度大小为
v0
B．末速度沿水平方向
C．重力势能减少了
mgd
D．克服电场力做功为mgd
20．（2015·广东·高考真题）如图所示的水平匀强电场中，将两个带电小球M 和N 分别沿图示路径移动到
同一水平线上的不同位置，释放后，M、N 保持静止，不计重力，则( )
A．M 的带电荷量比N 的大
B．M 带负电荷，N 带正电荷
C．静止时M 受到的合力比N 的大
D．移动过程中匀强电场对M 做负功
二、单选题
21．（2023·北京·统考高考真题）如图所示，两个带等量正电的点电荷位于M、N 两点上，E、F 是MN 连
线中垂线上的两点，O 为EF、MN 的交点，EO = OF。一带负电的点电荷在E 点由静止释放后（ ）
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A．做匀加速直线运动
B．在O 点所受静电力最大
C．由E 到O 的时间等于由O 到F 的时间
D．由E 到F 的过程中电势能先增大后减小
22．（2023·浙江·统考高考真题）AB、CD 两块正对的平行金属板与水平面成30°角固定，竖直截面如图所
示。两板间距10cm，电荷量为
、质量为
的小球用长为5cm 的绝缘细线悬挂于A 点。
闭合开关S，小球静止时，细线与AB 板夹角为30°；剪断细线，小球运动到CD 板上的M 点（未标出），
则（ ）
A．MC 距离为
B．电势能增加了
C．电场强度大小为
D．减小R 的阻值，MC 的距离将变大
23．（2023·全国·统考高考真题）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。下列4 幅图中带箭头的实线表示电场线，如果用虚线表示电子可能的运动轨迹，
其中正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
24．（2023·浙江·高考真题）如图所示，示波管由电子枪竖直方向偏转电极YY′、水平方向偏转电极XX′和
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荧光屏组成。电极XX′的长度为l、间距为d、极板间电压为U，YY′极板间电压为零，电子枪加速电压为
10U。电子刚离开金属丝的速度为零，从电子枪射出后沿OO′方向进入偏转电极。已知电子电荷量为e，质
量为m，则电子（ ）
A．在XX′极板间的加速度大小为
B．打在荧光屏时，动能大小为11eU
C．在XX′极板间受到电场力的冲量大小为
D．打在荧光屏时，其速度方向与OO′连线夹角α 的正切
25．（2022·湖北·统考高考真题）密立根油滴实验装置如图所示，两块水平放置的金属板分别与电源的正
负极相接，板间产生匀强电场。用一个喷雾器把密度相同的许多油滴从上板中间的小孔喷入电场，油滴从
喷口喷出时由于摩擦而带电。金属板间电势差为U 时，电荷量为q、半径为r 的球状油滴在板间保持静止。
若仅将金属板间电势差调整为2U，则在板间能保持静止的球状油滴所带电荷量和半径可以为（ ）
A．q，r
B．2q，r
C．2q，2r
D．4q，2r
26．（2022·浙江·统考高考真题）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（ ）
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A．M 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
27．（2021·广东·高考真题）图是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸板接在高压电源两端，两极间
产生强电场，虚线为等势面，在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极，a、b 是其路径上的两
点，不计液滴重力，下列说法正确的是（ ）
A．a 点的电势比b 点的低
B．a 点的电场强度比b 点的小
C．液滴在a 点的加速度比在b 点的小
D．液滴在a 点的电势能比在b 点的大
28．（2020·浙江·统考高考真题）如图所示，固定在水平面上的半径为r 的金属圆环内存在方向竖直向上、
磁感应强度大小为B 的匀强磁场。长为l 的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴
上，随轴以角速度
匀速转动。在圆环的A 点和电刷间接有阻值为R 的电阻和电容为C、板间距为d
的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其它电阻和摩
擦，下列说法正确的是（ ）
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A．棒产生的电动势为
B．微粒的电荷量与质量之比为
C．电阻消耗的电功率为
D．电容器所带的电荷量为
29．（2020·浙江·统考高考真题）如图所示，一质量为m、电荷量为
（
）的粒子以速度
从
连
线上的P 点水平向右射入大小为E、方向竖直向下的匀强电场中。已知
与水平方向成45°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P 点的距离为
D．速度方向与竖直方向的夹角为30°
30．（2020·全国·统考高考真题）CT 扫描是计算机X 射线断层扫描技术的简称，CT 扫描机可用于对多种
病情的探测。图（a）是某种CT 机主要部分的剖面图，其中X 射线产生部分的示意图如图（b）所示。图
（b）中M、N 之间有一电子束的加速电场，虚线框内有匀强偏转磁场；经调节后电子束从静止开始沿带箭
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头的实线所示的方向前进，打到靶上，产生X 射线（如图中带箭头的虚线所示）；将电子束打到靶上的点
记为P 点。则（ ）
A．M 处的电势高于N 处的电势
B．增大M、N 之间的加速电压可使P 点左移
C．偏转磁场的方向垂直于纸面向外
D．增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P 点左移
31．（2020·浙江·高考真题）如图所示，电子以某一初速度沿两块平行板的中线方向射入偏转电场中，已
知极板长度l，间距d，电子质量m，电荷量e。若电子恰好从极板边缘射出电场，由以上条件可以求出的
是（ ）
A．偏转电压
B．偏转的角度
C．射出电场速度
D．电场中运动的时间
32．（2019·江苏·高考真题）一匀强电场的方向竖直向上，t=0 时刻，一带电粒子以一定初速度水平射入该
电场，电场力对粒子做功的功率为P，不计粒子重力，则P-t 关系图象是
A．
B．
C．
D．
33．（2019·天津·高考真题）如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为
的带电小球，以初速度
从
点竖直向上运动，通过
点时，速度大小为
，方向与电场方向相反，则小球从
运动到
的过程
（ ）
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A．动能增加
B．机械能增加
C．重力势能增加
D．电势能增加
34．（2019·浙江·高考真题）用长为1.4m 的轻质柔软绝缘细线，拴一质量为1.0×10－2kg、电荷量为2.0×10-
8C 的小球，细线的上端固定于O 点．现加一水平向右的匀强电场，平衡时细线与铅垂线成370，如图所示．
现向左拉小球使细线水平且拉直，静止释放，则（sin370=0.6）
A．该匀强电场的场强为3.75×107N/C
B．平衡时细线的拉力为0.17N
C．经过0.5s，小球的速度大小为6.25m/s
D．小球第一次通过O 点正下方时，速度大小为7m/s
35．（2019·浙江·高考真题）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．现用
一直线加速器来加速质子，使其从静止开始被加速到1.0×107m/s．已知加速电场的场强为1.3×105N/C，质
子的质量为1.67×10-27kg，电荷量为1.6×10-19C，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2×10－15N
C．质子加速需要的时间约为8×10-6s
D．加速器加速的直线长度约为4m
36．（2015·全国·高考真题）如图所示，两平行的带电金属板水平放置．若在两板中间a 点从静止释放一
带电微粒，微粒恰好保持静止状态．现将两板绕过a 点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转45°，再由a 点从静
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止释放一同样的微粒，该微粒将
A．保持静止状态
B．向左上方做匀加速运动
C．向正下方做匀加速运动
D．向左下方做匀加速运动
37．（2014·天津·高考真题）如图所示，平行金属板A、B 水平正对放置，分别带等量异号电荷．一带电
微粒水平射入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么
A．若微粒带正电荷，则A 板一定带正电荷
B．微粒从M 点运动到N 点电势能一定增加
C．微粒从M 点运动到N 点动能一定增加
D．微粒从M 点运动到N 点机械能一定增加
38．（2016·全国·高考真题）如图，P 为固定的点电荷，虚线是以P 为圆心的两个圆．带电粒子Q 在P 的
电场中运动．运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c 为轨迹上的三个点．若Q 仅受P 的电场力作用，其
在a、b、c 点的加速度大小分别为aa、ab、ac，速度大小分别为va、vb、vc，则
A．aa>ab>ac，va>vc>vb
B．aa>ab>ac，vb> vc> va
C．ab> ac> aa，vb> vc> va
D．ab> ac> aa，va>vc>vb
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39．（2017·浙江·高考真题）如图所示，在竖直放置间距为
的平行板电容器中，存在电场强度为E 的匀
强电场。有一质量为
，电荷量为
的点电荷从两极板正中间处静止释放，重力加速度为
。则点电荷
运动到负极板的过程（ ）
A．加速度大小为
B．所需的时间为
C．下降的高度为
D．电场力所做的功为
40．（2018·天津·高考真题）如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带负电的粒
子只在电场力作用下的运动轨迹，设M 点和N 点的电势分别为
，粒子在M 和N 时加速度大小分别
为
，速度大小分别为
，电势能分别为
．下列判断正确的是
A．
B．
C．
D．
41．（2014·全国·高考真题）地球表面附近某区域存在大小为150N/C、方向竖直向下的电场．一质量为
1.00×10-4kg、带电量为-1.00×10-7C 的小球从静止释放，在电场区域内下落10.0m．对此过程，该小球的电
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势能和动能的改变量分别为（重力加速度大小取9.80m/s2，忽略空气阻力）（ ）
A．-1.50×10-4J 和 9.95×10-3J
B．1.50×10-4J 和9.95×10-3J
C．-1.50×10-4J 和 9.65×10-3J
D．1.50×10-4J 和9.65×10-3J
42．（2017·江苏·高考真题）如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C 中央各有一小孔，小孔分
别位于O、M、P 点，由O 点静止释放的电子恰好能运动到P 点，现将C 板向右平移到P′点，则由O 点静
止释放的电子（ ）
A．运动到P 点返回
B．运动到P 和P′点之间返回
C．运动到P′点返回
D．穿过P′点
43．（2016·海南·高考真题）·如图，平行板电容器两极板的间距为d，极板与水平面成45°角，上极板带正
电．一电荷量为q（q>0）的粒子在电容器中靠近下极板处，以初动能Ek0竖直向上射出．不计重力，极板
尺寸足够大．若粒子能打到上极板，则两极板间电场强度的最大值为
A．
B．
C．
D．
44．（2014·山东·高考真题）如图所示，场强大小为E，方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd，
水平边ab 长为s，竖直边ad 长为h.质量均为m，带电量分别为＋q 和－q 的两粒子，由a，c 两点先后沿ab
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和cd 方向以速率v0进入矩形区域(两粒子不同时出现在电场中)．不计重力，若两粒子轨迹恰好相切，则v0
等于( )
A．
B．
C．
D．
45．（2015·海南·高考真题）如图所示，一充电后的平行板电容器的两极板相距l.在正极板附近有一质量为
M、电荷量为q(q＞0)的粒子；在负极板附近有另一质量为m、电荷量为－q 的粒子．在电场力的作用下，
两粒子同时从静止开始运动．已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距
l 的平面．若两粒子间相
互作用力可忽略，不计重力，则M∶m 为( )
A．3 2∶
B．2 1∶
C．5 2∶
D．3 1∶
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