《2026年新高考5年真题物理江苏专版》

5. [2025·福建卷，4T,4分]某种静电分析器简化图如图所示，在两条半圆形圆弧板组成的管道中加上径向电场。现将一电子$a$自$A$点垂直电场射出，电子恰好做圆周运动，运动轨迹为$ABC$，半径为$r$。另一电子$b$自$A$点垂直电场射出，轨迹为弧$APQ$，其中$PBO$共线，已知$B、P$两点间的电势差为$U$，$|CQ|=2|BP|$，电子$a$入射动能为$E_{k}$，电子所带的电荷量为$-e$，则 (D)


A.$B$点的电场强度$E = \frac{E_{k}}{er}$
B.$P$点场强大于$C$点场强
C.电子$b$在$P$点的动能小于在$Q$点的动能
D.电子$b$全程克服电场力做的功小于$2eU$

答案： 5.参考答案D
命题意图本题考查带电粒子在辐向电场中的运动,考查考生的推理能力。
解题思路电子a恰好做半径为r的圆周运动，设电子a的运动速率为v,则对电子a,由牛顿第二定律有$eE = m\frac{v^2}{r}$，又电子a的入射动能为$E_k = \frac{1}{2}mv^2$，联立可得$E = \frac{2E_k}{er}$，A错误。电场线的疏密程度反映电场的强弱，电场线密的地方电场强度大，电场线疏的地方电场强度小，由题图径向电场的电场线分布可知越靠近圆心处，电场线越密集，电场强度越大，由P点比C点更远离圆心,可知P点的电场强度小于C点的电场强度，B错误。由于沿着电场线方向电势逐渐降低，则该电场中越远离圆心,电势越低，又$|CQ| = 2|BP|$，则Q点比P点更远离圆心,可得$\varphi_Q ＜ \varphi_P$，又电子带负电，则电子b在P点的电势能小于在Q点的电势能，由能量守恒定律可知电子b在P点的动能大于在Q点的动能，C错误。由于$|CQ| = 2|BP|$，越远离圆心，电场越弱，则C、Q间的平均电场强度小于B、P间的平均电场强度，又B、P间的电势差为U,则由$U = Ed$可知C、Q间的电势差小于2U,又全程电场力对电子b做负功，所以电子b全程克服电场力做的功小于2eU，D正确。

6. [2025·重庆卷，5T,4分]某兴趣小组用人工智能模拟带电粒子在电场中的运动，如图所示的矩形区域$OMPQ$内分布有平行于$OQ$的匀强电场，$N$为$QP$的中点。模拟动画显示，带电粒子$a、b$分别从$Q$点和$O$点垂直于$OQ$同时进入电场，沿图中所示轨迹同时到达$M、N$点，$K$为轨迹交点。忽略粒子所受重力和粒子间的相互作用，则可推断$a、b$ (D)


A.具有不同比荷
B.电势能均随时间逐渐增大
C.到达$M、N$的速度大小相等
D.到达$K$所用时间之比为$1:2$

答案： 6.参考答案D
命题意图本题考查带电粒子在匀强电场中的运动,考查考生的推理能力。
解题思路分析可知,带电粒子a、b在匀强电场中均做类平抛运动,又两粒子分别从Q点和O点同时进入电场,沿题图所示轨迹同时到达M、N点,可知两粒子在电场中的运动时间相等。由题图可知，粒子a、b沿初速度方向的位移之比为2:1,则初速度大小之比为2:1；沿电场方向的位移大小相等,由$y = \frac{1}{2}at^2$可知,两粒子运动的加速度大小相等,由牛顿第二定律有$qE = ma$,可知两带电粒子具有相同的比荷，故A错误。两带电粒子在运动过程中，电场力均做正功，电势能均随时间逐渐减小，故B错误。沿电场方向，由$v_y = at$可知，两粒子到达M、N时，沿电场方向的分速度大小相等，由两粒子的初速度大小之比为2:1,可知两粒子到达M、N的速度大小不相等，故C错误。由题图可知,带电粒子a、b到达K的水平位移相等，由于带电粒子a、b的初速度大小之比为2:1,则所用时间之比为1:2,故D正确。

7. [2025·河北卷，8T,6分](多选)如图，真空中固定在绝缘台上的两个相同金属小球$A$和$B$，带有等量同种电荷，电荷量为$q$，两者间距远大于小球直径，两者之间的静电力大小为$F$。用一个电荷量为$Q$的同样金属小球$C$先跟$A$接触，再跟$B$接触，移走$C$后，$A$和$B$之间的静电力大小仍为$F$，则$Q:q$的绝对值可能是 (AD)

A.1
B.2
C.3
D.5

答案： 7.参考答案AD
命题意图本题考查库仑定律和电荷守恒定律,考查考生的理解能力和推理能力。
解题思路金属小球C跟A接触后再分开，金属小球A、C的电荷量为$q_A = q_C = \frac{Q + q}{2}$，之后金属小球C跟B接触后再分开，金属小球B的电荷量为$q_B = \frac{\frac{Q + q}{2} + q}{2} = \frac{Q + 3q}{4}$，根据库仑定律并结合题意可得$\frac{k \frac{Q + q}{2} × \frac{Q + 3q}{4}}{r^2} = \frac{kQq}{r^2}$，解得$\frac{Q}{q} = 1$或$\frac{Q}{q} = 5$，故A、D正确，B、C错误。

8. [2025·甘肃卷，7T,4分]离子注入机是研究材料辐照效应的重要设备，其工作原理如图甲所示。从离子源$S$释放的正离子(初速度视为零)经电压为$U_{1}$的电场加速后，沿$OO'$方向射入电压为$U_{2}$的电场($OO'$为平行于两极板的中轴线)，极板长度为$l$、间距为$d$，$U_{2}-t$关系如图乙所示。长度为$a$的样品垂直放置在距$U_{2}$极板$L$处，样品中心位于$O'$点。假设单个离子在通过$U_{2}$区域的极短时间内，电压$U_{2}$可视为不变，当$U_{2} = \pm U_{m}$时，离子恰好从两极板的边缘射出。不计重力及离子之间的相互作用。下列说法正确的是 (B)

A.$U_{2}$的最大值$U_{m} = \frac{d^{2}}{l^{2}}U_{1}$
B.当$U_{2} = \pm U_{m}$且$L = \frac{(a - d)l}{2d}$时，离子恰好能打到样品边缘
C.若其他条件不变，要增大样品的辐照范围，需增大$U_{1}$
D.在$t_{1}$和$t_{2}$时刻射入$U_{2}$的离子，有可能分别打在$A$和$B$点

答案： 8.参考答案B
命题意图本题考查离子在匀强电场中运动,考查考生的推理能力。
解题思路离子在加速电场中被加速时,有$qU_1 = \frac{1}{2}mv_0^2$，在偏转电场中做类平抛运动,则有$l = v_0t$，$\frac{d}{2} = \frac{1}{2} × \frac{qU_m}{md} t^2$，联立解得$U_m = \frac{2d^2}{l^2}U_1$，A错误。当$U_2 = \pm U_m$时，离子恰好从两极板的边缘射出，此后离子做匀速直线运动，则由类平抛运动规律的推论(离子射出电场时的速度的反向延长线与初速度延长线的交点为离子水平位移的中点)和三角形相似可得$\frac{d}{x} = \frac{\frac{l}{2}}{\frac{l}{2} + L}$，解得$x = \frac{l}{2} × \frac{\frac{l}{2} + L}{\frac{d}{2}}$，即离子恰好能打到样品边缘，B正确。根据$y = \frac{1}{2} × \frac{qU_2^2}{md} t^2 = \frac{U_2 l^2}{4dU_1}$，$y' = \frac{l}{2} × \frac{\frac{l}{2} + L}{\frac{d}{2}}$，联立可得$x' = \frac{(l + 2L)U_2 l}{4dU_1}$，可知若其他条件不变，增大$U_1$时，样品的辐照范围会减小，C错误。设$t_1$时刻对应的偏转电压大小为$U_2'$，$t_2$时刻对应的偏转电压大小为$U_2''$，由题图乙可知$U_2' ＜ U_2''$，根据C选项的表达式$x' = \frac{(l + 2L)U_2 l}{4dU_1}$可知，$t_1$时刻射入的离子在样品上偏离的位移$x_1'$小于$t_2$时刻射入的离子在样品上偏离的位移$x_2'$，即$x_1' ＜ x_2'$，由题图甲可知$x_B ＜ x_A$，因此在$t_1$和$t_2$时刻射入$U_2$的离子，有可能分别打在B和A点，D错误。
名师点评
单个离子在通过$U_2$区域的极短时间内，电压$U_2$可视为不变是本题解题的关键。