《高考物理一轮复习压轴题剖析（电学部分）》专题16 带电粒子在非匀强电场中的运动（解析版）

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专题 16 带电粒子在非匀强电场中的运动 压轴题
一、单选题
1．某空间区域有竖直方向的电场（图中只画出了一条电场线）．一个质量为 m、电荷量为 q的带正电的
小球，在电场中从 A点由静止开始沿电场线竖直向下运动．不计一切阻力，运动过程中小球的机械能 E
与小球位移 x的关系图象如图所示，由此可以判断（ ）
A．小球所处的电场为非匀强电场，且场强不断减小，场强方向向上
B．小球所处的电场为匀强电场，场强方向向下
C．小球可能先做加速运动，后做匀速运动
D．小球一定先做加速运动，达到最大速度后做减速运动，最后静止
【答案】A
【解析】AB、物体的机械能不断减小，由功能关系知电场力做负功，故电场强度方向向上，根据功能关
系得：△E＝qE△x，知图象的斜率等于电场力，斜率不断减小，故电场强度不断减小，因此电场是非匀
强电场．故 A正确、B错误；
CD、在运动过程中，物体受重力与电场力；物体由静止开始下落，故刚开始时重力大于电场力，下落过
程中，电场力越来越小，故加速度越来越大，当电场力减小到 0时，加速度达到最大值 g，故物体做加速
度越来越大的加速运动，最后做匀加速直线运动，故 CD 错误．
2．如图甲所示，两个点电荷 Q1
、
Q2固定在 x轴上距离为 L的两点，其中 Q1带正电位于原点 O，a、b是
它们连线延长线上的两点，其中 b点与 O点相距 3L 现有一带正电的粒子 q以一定的初速度沿 x轴从 a点
开始经 b点向远处运动(粒子只受电场力作用)，设粒子经过 a、b两点时的速度分别为 va
、
vb，其速度随坐
标x变化的图象如图乙所示，则以下判断正确的是（ ）
A．Q2带负电且电荷量大于 Q1
1
B．b点的场强不为零
C．a点的电势比 b点的电势高
D．该粒子在 a点的电势能比在 b点的电势能小
【答案】D
【解析】AB．由图象分析可知：在 b点前做减速运动，b点后做加速运动，可见 b点的加速度为 0，则在
b点受到两点电荷的电场力平衡，可知 b点的合场强为零，Q2带负电，且有 所以，Q1＞
Q2，故 AB 错误．
CD．该电荷从 a点到 b点，做减速运动，且该电荷为正电荷，电场力做负功，所以电势能增大，再据
Ep=qφ 知，电势升高，所以 b点电势较高，故 C错误，D正确．
故选 D．
3．如图所示，Q1和Q2是在真空中固定的两个等量同种电荷，A和B是Q1和Q2连线上关于中点 O对称的
两点．一电子从 A点由静止开始运动，运动中仅受电场力作用，此电子就以 O为中心在 A、B之间来回
往复运动．一面说法中正确的是（ ）
A．Q1和Q2都带正电
B．电子在 O点的速度最大
C．A、O、B三点中，O点的电势最低
D．电子在 O点具有的电势能最大
【答案】B
【解析】电子带负电，仅受电场力作用由静止开始从 A向B运动，所以 Q1和Q2都应该带负电，故 A错
误；电场力对电子先做正功后做负功，动能先增大后减小，O点电场力为零，动能最大，所以 O点速度
最大，故 B正确；电场力对电子先做正功后做负功，电场力做功等于电势能的减小量，故电势能先减小
后增加，故电子在 O点的电势能最小；根据 ，O点的电势最高；故 C D 错误；故选 B．
4．如图所示，图中虚线为某静电场中的等差等势线，实线为某带电粒子在该静电场中运动的轨迹，
a、b、c为粒子的运动轨迹与等势线的交点，粒子只受电场力作用，下列说法正确的是（ ）
2
A．a点的电势高于 b点的电勢
B．粒子在 a点的加速度比在 b点的加速度小
C．粒子在 a点的动能比在 b点的动能大
D．粒子在 b点的电势能比在 c点时的电势能小
【答案】D
【解析】由于粒子性质和电场方向未知，故不能判断电势高低，A错误；因 a点处的等势面密集，故 a点
的电场强度大，故电荷在 a点受到的电场力大于 b点受到的电场力，结合牛顿第二定律可知，粒子在 a点
的加速度比在 b点的加速度大，B错误；由粒子运动的轨迹弯曲的方向可知，粒子受到的电场力指向右侧，
则从 a到b电场力做正功，粒子动能增大，b点的动能大于 a点的动能，粒子受到的电场力指向右侧，则
从b到c电场力做负功，粒子的电势能增大，所以粒子在 b点的电势能比在 c点时的电势能小，C错误 D
正确；
5．如图所示，是一正点电荷仅在电场力作用下，从 A点运动到 B点的速度图象，电荷在 A、B两点对应
的时刻分别为 tA、tB，下列说法中正确的是（ ）
A．A点的场强一定小于 B点的场强
B．A点的电势一定低于 B点的电势
C．正电荷在 A点的电势能一定大于 B点的电势能
D．由 A至B的过程中，电场力一定对正电荷做正功
【答案】B
【解析】A、根据速度图象的斜率等于加速度大小，由数学知识可以看出,从A点运动到 B点的过程中带
电粒子的加速度减小，由 知带电粒子所受的电场力减小，由 可以知道，电场强度 E减小，
即有 A处的场强一定大于 B处的场强，故 A错误；
3
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