2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 全程訓(xùn)練計(jì)劃 課練22 電容器 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（含解析）.doc
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電容器 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 小題狂練 小題是基礎(chǔ) 練小題 提分快 1.[2019河北省邯鄲檢測(cè)]使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的箔片張開(kāi)．下列各圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況，正確的是( ) 答案：B 解析：帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，由于靜電感應(yīng)現(xiàn)象，驗(yàn)電器上方小球帶有與金屬球相反的電荷，驗(yàn)電器的箔片上帶有與金屬球相同的電荷，B項(xiàng)正確． 2．[2019江蘇省南京調(diào)研] “探究影響平行板電容器電容大小因素”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，忽略漏電產(chǎn)生的影響，下列判斷正確的是( ) A．極板正對(duì)面積減小時(shí)，靜電計(jì)指針偏角減小 B．靜電計(jì)可以用電壓表代替 C．靜電計(jì)所帶電荷量與平行板電容器電荷量不相等 D．靜電計(jì)測(cè)量的是平行板電容器所帶電荷量 答案：C 解析：電容器帶電荷量一定，極板正對(duì)面積減小時(shí)，由C＝知，電容器的電容減小，根據(jù)Q＝CU可知，兩板間電勢(shì)差變大，則靜電計(jì)指針偏角變大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；靜電計(jì)與電壓表、電流表的原理不同，電流表、電壓表線(xiàn)圈中有電流通過(guò)時(shí)，指針才偏轉(zhuǎn)，故不能用電壓表代替靜電計(jì)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；靜電計(jì)與電容器串聯(lián)，其所帶電荷量只是很小的一部分，即小于平行板電容器的電荷量，C項(xiàng)正確；靜電計(jì)是定性反映電壓高低的儀器，不能反映平行板電容器所帶電荷量的多少，故D項(xiàng)錯(cuò)誤． 3．[2019湖北省武漢月考]靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上制成的，用其指針張角的大小來(lái)定性顯示其金屬球與外殼之間的電勢(shì)差大?。鐖D所示，A、B是平行板電容器的兩個(gè)金屬板，G為靜電計(jì)．開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S閉合，靜電計(jì)指針張開(kāi)一定角度，為了使指針張開(kāi)的角度增大些，下列采取的措施可行的是( ) A．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S后，只將A、B分開(kāi)些 B．保持開(kāi)關(guān)S閉合，只將A、B兩極板分開(kāi)些 C．保持開(kāi)關(guān)S閉合，只將A、B兩極板靠近些 D．保持開(kāi)關(guān)S閉合，只將滑動(dòng)變阻器觸頭向右移動(dòng) 答案：A 解析：斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，電容器所帶電荷量不變，將A、B分開(kāi)一些，則d增大，根據(jù)C＝知，電容減小，根據(jù)U＝知，電勢(shì)差增大，指針張角增大，故A項(xiàng)正確；保持開(kāi)關(guān)閉合，電容器兩端的電勢(shì)差不變，則指針張角不變，故B、C項(xiàng)錯(cuò)誤；保持開(kāi)關(guān)閉合，電容器兩端的電勢(shì)差不變，滑動(dòng)變阻器僅僅充當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)功能，滑動(dòng)觸頭不會(huì)影響指針張角，故D項(xiàng)錯(cuò)誤． 4．[2019廣西南寧二中、柳州高中聯(lián)考]工廠(chǎng)在生產(chǎn)紡織品、紙張等材料時(shí)為了實(shí)時(shí)監(jiān)控其厚度，通常要在生產(chǎn)流水線(xiàn)上設(shè)置如圖所示的傳感器，其中A、B為平行板電容器的兩個(gè)極板，上下位置均固定，且分別接在恒壓直流電源的正負(fù)極上，當(dāng)流水線(xiàn)上通過(guò)的產(chǎn)品厚度增大，導(dǎo)致其對(duì)應(yīng)的相對(duì)介電常數(shù)εr增大時(shí)，下列說(shuō)法正確的是( ) A．A、B兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度減小 B．A、B兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大 C．有電流從a向b流過(guò)靈敏電流計(jì) D．有電流從b向a流過(guò)靈敏電流計(jì) 答案：C 解析：兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度E＝不變，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)C＝可知當(dāng)產(chǎn)品厚度增大導(dǎo)致εr增大時(shí)，電容器的電容C增大，再根據(jù)Q＝CU可知極板帶電荷量Q增加，有充電電流從a向b流過(guò)，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 5．[2019江西省新余一中模擬](多選)如圖所示為一電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的恒定電路，電壓表V的內(nèi)阻為10 kΩ，B為靜電計(jì)，C1、C2分別是兩個(gè)電容器，將開(kāi)關(guān)閉合一段時(shí)間，下列說(shuō)法正確的是( ) A．若C1>C2，則電壓表兩端的電勢(shì)差大于靜電計(jì)兩端的電勢(shì)差 B．若將滑動(dòng)變阻器觸頭P向右滑動(dòng)，則電容器C2上所帶電荷量增大 C．C1上所帶電荷量為零 D．再將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，然后使電容器C2兩極板間距離增大，則靜電計(jì)張角也增大 答案：CD 解析：由于靜電計(jì)的兩個(gè)電極是彼此絕緣的，電路穩(wěn)定后，電路中沒(méi)有電流，電壓表兩端沒(méi)有電壓，而電容器C2充電后，兩端存在電壓，所以電壓表兩端的電勢(shì)差小于靜電計(jì)兩端的電勢(shì)差，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；電路穩(wěn)定后，電容器C2兩端的電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)，保持不變，將滑動(dòng)變阻器觸頭P向右滑動(dòng)，電容器C2兩端的電壓不變，所帶電荷量不變，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；由于電壓表兩端沒(méi)有電壓，電容器C1沒(méi)有充電，所帶電荷量為零，故C項(xiàng)正確；將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，電容器C2所帶的電荷量Q不變，板間距離增大，電容減小，由公式C＝分析可知，板間電壓增大，靜電計(jì)張角增大，故D項(xiàng)正確． 6．[2019江蘇省鹽城中學(xué)模擬] 如圖所示，一平行板電容器的兩極板與一電壓恒定的電源相連，極板水平放置，極板間距為d，在下極板上疊放一厚度為l的金屬板，其上部空間有一帶電粒子P靜止在電容器中，當(dāng)把金屬板從電容器中快速抽出后，粒子P開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g.粒子運(yùn)動(dòng)的加速度大小為( ) A.g B.g C.g D.g 答案：A 解析：平行板電容器的兩極板與一電壓恒定的電源相連，有金屬板時(shí)，板間場(chǎng)強(qiáng)可以表達(dá)為E1＝，且有qE1＝mg，當(dāng)抽去金屬板，則板間距離增大，板間場(chǎng)強(qiáng)可以表達(dá)為E2＝，有mg－qE2＝ma，聯(lián)立上述可解得a＝g，選項(xiàng)A正確． 7．[2019黑龍江省大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬] 如圖所示，平行板電容器與直流電源、理想二極管(正向電阻為零，可以視為短路；反向電阻無(wú)窮大，可以視為斷路)連接，電源負(fù)極接地，初始時(shí)電容器不帶電，閉合開(kāi)關(guān)S穩(wěn)定后，一帶電油滴位于電容器極板間的P點(diǎn)且處于靜止?fàn)顟B(tài)．下列說(shuō)法正確的是( ) A．減小極板間的正對(duì)面積，帶電油滴會(huì)向下移動(dòng)，且P點(diǎn)的電勢(shì)會(huì)降低 B．減小極板間的正對(duì)面積，帶電油滴會(huì)向上移動(dòng)，且P點(diǎn)的電勢(shì)會(huì)降低 C．將下極板上移，帶電油滴向上運(yùn)動(dòng) D．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S，帶電油滴將向下運(yùn)動(dòng) 答案：C 解析：根據(jù)C＝及Q＝CU知，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合并減小極板的正對(duì)面積，電容C減小，Q減小，但由于二極管具有單向?qū)щ娦?，題圖中的電容器只能充電不能放電，所以電容器所帶電荷量不變，根據(jù)公式E＝可得E＝＝，由此可得電場(chǎng)強(qiáng)度E變大，油滴所受電場(chǎng)力變大，則帶電油滴會(huì)向上移動(dòng)，P點(diǎn)與下極板的距離不變，因E變大，則P點(diǎn)的電勢(shì)升高，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；由以上分析，可知將下極板上移，極板距離減小，電容器的電容變大，電容器所帶的電荷量Q變大，電容器充電，電容器兩端的電壓等于電阻R兩端的電壓，電場(chǎng)強(qiáng)度變大，帶電油滴向上運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，由于二極管具有單向?qū)щ娦?，電容器不能放電，電容器所帶電荷量Q不變，電容C不變，電壓也不變，電容器兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)不變，故油滴仍然處于靜止?fàn)顟B(tài)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 8．[2019內(nèi)蒙古包鋼四中測(cè)試] (多選)如圖所示，水平放置的平行金屬板A、B連接一恒壓電源(未畫(huà)出)，兩個(gè)質(zhì)量相等的電荷M和N同時(shí)分別從極板A的邊緣和兩極板的正中間沿水平方向進(jìn)入板間電場(chǎng)，兩電荷恰好在板間C點(diǎn)相遇．若不考慮電荷的重力和它們之間的相互作用，則下列說(shuō)法正確的是( ) A．電荷M的電荷量大于電荷N的電荷量 B．兩電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度相等 C．從兩電荷進(jìn)入電場(chǎng)到兩電荷相遇，電場(chǎng)力對(duì)電荷M做的功大于電場(chǎng)力對(duì)電荷N做的功 D．電荷M進(jìn)入電場(chǎng)的初速度大小與電荷N進(jìn)入電場(chǎng)的初速度大小一定相同 答案：AC 解析：從軌跡可以看出：yM>yN，故t2>t2，解得>，qM>qN，故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理，電場(chǎng)力做的功為W＝mv，質(zhì)量相同，電荷M豎直分位移大，豎直方向的末速度vy＝也大．故電場(chǎng)力對(duì)電荷M做的功大于電場(chǎng)力對(duì)電荷N做的功，故C項(xiàng)正確；從軌跡可以看出：xM>xN，故vMt>vNt，故vM>vN，故D項(xiàng)錯(cuò)誤． 9. [2019寧夏羅平中學(xué)檢測(cè)]如圖，勻強(qiáng)電場(chǎng)水平向左，帶正電物體沿絕緣粗糙水平面向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為100 J，到B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能減少到80 J，減少的動(dòng)能中有12 J轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，則它再經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能大小為( ) A．4 J B．16 J C．32 J D．64 J 答案：B 解析：從A到B的過(guò)程中，電場(chǎng)力做的功為－12 J，動(dòng)能減少了20 J，從A到B，根據(jù)動(dòng)能定理得，－qExAB－fxAB＝ΔEk；解得從A到B過(guò)程中，克服摩擦力做的功為Wf＝8 J，可知克服電場(chǎng)力做的功與克服摩擦力做的功之比為3：2，則在整個(gè)過(guò)程中，克服電場(chǎng)力做的功與克服摩擦力做的功之比仍然為3：2.從B點(diǎn)到速度減為零，動(dòng)能減少量為80 J，則克服摩擦力做的功為Wf′＝32 J，對(duì)物體從B點(diǎn)向右到返回B點(diǎn)的過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理，電場(chǎng)力做的功為0，則有：－2Wf′＝mv′－mv，解得mv′＝16 J，故B項(xiàng)正確． 10. [2019四川省雅安中學(xué)模擬](多選)如圖所示，在地面上方的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球，系在一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線(xiàn)一端，可以在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)．AB為圓周的水平直徑，CD為豎直直徑．已知重力加速度為g，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝，不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是( ) A．若小球在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則它運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最小速度vmin≥ B．若小球在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，則小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能最大 C．若將小球在A點(diǎn)由靜止釋放，它將在ACBD圓弧上做往復(fù)運(yùn)動(dòng) D．若將小球在A點(diǎn)以大小為的速度豎直向上拋出，它將能夠到達(dá)B點(diǎn) 答案：AB 解析：由于電場(chǎng)強(qiáng)度E＝，故mg＝qE，則等效最低點(diǎn)在劣弧BC正中間，重力和電場(chǎng)力的合力為mg，根據(jù)mg＝m得小球在等效最高點(diǎn)的最小速度為v＝，A項(xiàng)正確；除重力和彈力外其他力做的功等于機(jī)械能的增量，若小球在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，則小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做的功最多，故到B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能最大，B項(xiàng)正確；小球所受合力方向?yàn)榕c電場(chǎng)方向成45角斜向下，故若將小球在A點(diǎn)由靜止釋放，它將沿合力方向做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；若將小球在A點(diǎn)以大小為的速度豎直向上拋出，由于在沿劣弧AD運(yùn)動(dòng)至半徑OA轉(zhuǎn)過(guò)45的過(guò)程中，克服重力做的功大于電場(chǎng)力做的正功，故小球動(dòng)能減小，由于小球在等效最高點(diǎn)的最小速度為v＝，則小球不可能到達(dá)B點(diǎn)，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 11. [2019湖北省部分重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考](多選)如圖所示的直角坐標(biāo)系中，第一象限內(nèi)分布著均勻輻射的電場(chǎng)，坐標(biāo)原點(diǎn)與四分之一圓弧的熒光屏間電壓為U；第三象限內(nèi)分布著豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E.大量電荷量為－q(q>0)、質(zhì)量為m的粒子，某時(shí)刻起從第三象限不同位置連續(xù)以相同的初速度v0沿x軸正方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)．若粒子只能從坐標(biāo)原點(diǎn)進(jìn)入第一象限，其他粒子均被坐標(biāo)軸上的物質(zhì)吸收并導(dǎo)走而不影響原來(lái)的電場(chǎng)分布．不計(jì)粒子的重力及它們間的相互作用．下列說(shuō)法正確的是( ) A．能進(jìn)入第一象限的粒子，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的初始位置分布在一條直線(xiàn)上 B．到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)的粒子速度越大，入射速度方向與y軸的夾角越大 C．能打到熒光屏上的粒子，進(jìn)入O點(diǎn)的動(dòng)能必須大于qU D．若U<，熒光屏各處均有粒子到達(dá)而被完全點(diǎn)亮 答案：CD 解析：能進(jìn)入第一象限的粒子，必須有－x＝v0t，－y＝t2，所以有y＝－x2，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的初始位置分布在一條拋物線(xiàn)上，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；設(shè)到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)的粒子入射速度與y軸的夾角為θ，因?yàn)閟inθ＝，所以到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)的粒子速度v越大，入射速度方向與y軸的夾角θ越小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；能打到熒光屏上的粒子，都滿(mǎn)足mv2>qU，選項(xiàng)C正確；若U<，到達(dá)O點(diǎn)的粒子速度方向與y軸的夾角滿(mǎn)足0<θ<90，熒光屏各處均有粒子到達(dá)而被完全點(diǎn)亮，選項(xiàng)D正確． 12．[2019重慶模擬](多選)如圖所示，水平絕緣粗糙的軌道AB與處于豎直平面內(nèi)的半圓形絕緣光滑軌道BC平滑連接，半圓形軌道的半徑R＝0.4 m．在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)線(xiàn)與軌道所在的平面平行，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝1.0104 N/C.現(xiàn)有一電荷量q＝＋1.010－4C、質(zhì)量m＝0.1 kg的帶電體(可視為質(zhì)點(diǎn))在水平軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放，帶電體恰好能通過(guò)半圓形軌道的最高點(diǎn)C，然后落至水平軌道上的D點(diǎn)，取g＝10 m/s2，則( ) A．帶電體在半圓形軌道C點(diǎn)的速度大小為2 m/s B．落點(diǎn)D與B點(diǎn)的距離xBD＝0 C．帶電體運(yùn)動(dòng)到半圓形軌道B點(diǎn)時(shí)對(duì)半圓形軌道的壓力大小為7 N D．帶電體在從B到C運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中對(duì)軌道最大壓力為3(＋1) N 答案：BD 解析：設(shè)帶電體通過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度為vC，依據(jù)牛頓第二定律得，mg＝m，解得vC＝2 m/s，A項(xiàng)錯(cuò)誤；設(shè)帶電體從最高點(diǎn)C落到水平軌道上的D點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間為t，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性有：2R＝gt2，xBD＝vCt－t2，解得xBD＝0，B項(xiàng)正確；設(shè)帶電體通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為vB，則有FB－mg＝m，帶電體從B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中根據(jù)動(dòng)能定理得，－2mgR＝mv－mv，聯(lián)立解得FB＝6 N，根據(jù)牛頓第三定律可知帶電體對(duì)軌道的壓力大小為F＝6 N，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由P到B帶電體做加速運(yùn)動(dòng)，最大速度應(yīng)在等效重力場(chǎng)的最低點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理得，qERsin45－mgR(1－cos45)＝Ekm－mv，在動(dòng)能最大位置處支持力最大，根據(jù)牛頓第二定律有：N－mg＝m，解得N＝3(1＋) N，由牛頓第三定律知D項(xiàng)正確． 13．原有一油滴靜止在極板水平放置的平行板電容器中，給電容器再充上一些電荷量ΔQ，油滴開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t時(shí)間后，電容器突然放電失去一部分電荷量ΔQ′，又經(jīng)t時(shí)間，油滴回到原位置，假如在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中油滴電荷量一定，則( ) A.＝4 B.＝3 C.＝2 D.＝1 答案：A 解析：根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系及電容的定義得E＝、E′＝，而依題意有mg＝q，根據(jù)牛頓第二定律可得qE－mg＝ma，mg－qE′＝ma′，依題意有x＝at2，－x＝at2－a′t2，解得＝，可得＝4，即A選項(xiàng)正確． 14．如圖所示，平行板電容器兩極板水平放置，現(xiàn)將其與二極管串聯(lián)接在電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源上，電容器下極板接地，靜電計(jì)所帶電荷量可忽略，二極管具有單向?qū)щ娦裕]合開(kāi)關(guān)S，一帶電油滴恰好靜止于兩板間的P點(diǎn)，現(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向下移動(dòng)一小段距離，則下列說(shuō)法正確的是( ) A．平行板電容器的電容將變大 B．靜電計(jì)指針張角變小 C．帶電油滴的電勢(shì)能將增加 D．油滴仍將保持靜止 答案：D 解析：由公式C＝可知，將平行板電容的下極板豎直向下移動(dòng)一小段距離時(shí)，即d增大，則平行板電容器的電容將變小，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；電容器與電源及二極管連接，電容器不能放電，電荷量一定，根據(jù)U＝可知，電壓增大，靜電計(jì)指針張角變大，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；依題意帶電油滴帶負(fù)電，而P點(diǎn)的電勢(shì)增加，所以帶電油滴的電勢(shì)能將減少，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)E＝可知電容器內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度不變，所以油滴仍將保持靜止，D選項(xiàng)正確． 15．示波管是示波器的核心部件，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，如圖所示．從電子槍發(fā)射出的電子在經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)加速和兩個(gè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，最后打在熒光屏上．如果在熒光屏上P點(diǎn)出現(xiàn)亮斑，那么示波管中的( ) A．極板X(qián)應(yīng)帶負(fù)電，極板Y應(yīng)帶負(fù)電 B．極板X(qián)′應(yīng)帶負(fù)電，極板Y應(yīng)帶負(fù)電 C．極板X(qián)應(yīng)帶負(fù)電，極板Y′應(yīng)帶負(fù)電 D．極板X(qián)′應(yīng)帶負(fù)電，極板Y′應(yīng)帶負(fù)電 答案：B 解析：電子受力方向與電場(chǎng)方向相反，因電子向X偏轉(zhuǎn)，則電場(chǎng)方向?yàn)閄到X′，則極板X(qián)′應(yīng)帶負(fù)電；同理可知，因電子向Y′偏轉(zhuǎn)，則電場(chǎng)方向?yàn)閅′到Y(jié)，因此極板Y應(yīng)帶負(fù)電，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤． 16．如圖甲所示，兩平行金屬板MN、PQ的板長(zhǎng)和板間距離相等．板間存在如圖乙所示的隨時(shí)間周期性變化的電場(chǎng)，電場(chǎng)方向與兩板垂直，不計(jì)重力的帶電粒子沿板間中線(xiàn)垂直電場(chǎng)方向源源不斷地射入電場(chǎng)，粒子射入電場(chǎng)時(shí)的初動(dòng)能均為Ek0，已知t＝0時(shí)刻射入電場(chǎng)的粒子剛好沿MN板右邊緣垂直電場(chǎng)方向射出電場(chǎng)．則以下說(shuō)法中正確的是( ) A．帶電粒子通過(guò)電場(chǎng)的時(shí)間 B．在0～時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入電場(chǎng)的帶電粒子最終都從OO′上方射出電場(chǎng) C．運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所有粒子的最大動(dòng)能不可能超過(guò)2Ek0 D．只有t＝(n＝0,1,2，…)時(shí)刻射入電場(chǎng)的粒子才能垂直電場(chǎng)方向射出電場(chǎng) 答案：C 解析：粒子在平行極板方向不受電場(chǎng)力，做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故所有粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同；t＝0時(shí)刻射入電場(chǎng)的帶電粒子沿板間中線(xiàn)垂直電場(chǎng)方向射入，沿MN板右邊緣垂直電場(chǎng)方向射出電場(chǎng)，說(shuō)明豎直方向分速度變化量為零，根據(jù)動(dòng)量定理，豎直方向電場(chǎng)力的沖量的矢量和為零，故運(yùn)動(dòng)時(shí)間為周期的整數(shù)倍，即為t＝nT(n＝1,2,3，…)，故A、D錯(cuò)誤；粒子在水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在0～內(nèi)射入的粒子能從OO′上方射出電場(chǎng)，在～時(shí)間內(nèi)射入的粒子在OO′下方射出電場(chǎng)，故B錯(cuò)誤；粒子豎直方向的分位移最大為，有＝，由于L＝d，解得vym＝v0，故最大動(dòng)能E＝m(v＋v)＝2Ek0，故C正確． 課時(shí)測(cè)評(píng) 綜合提能力 課時(shí)練 贏高分 一、選擇題 1．如圖所示，一平行板電容器充電后與電源斷開(kāi)，負(fù)極板接地，在兩極板間有一正電荷(電荷量很小)固定在P點(diǎn)．以E表示兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度，U表示電容器的電壓，Ep表示正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能．若保持負(fù)極板不動(dòng)，將正極板移到圖中虛線(xiàn)所示位置，則( ) A．U變小，Ep不變 B．E變大，Ep不變 C．U變大，Ep變大 D．U不變，Ep變大 答案：A 解析：平行板電容器充電后與電源斷開(kāi)，電荷量Q不變，將正極板移到圖中虛線(xiàn)所示的位置時(shí)，d減小，根據(jù)C＝知，電容增大，根據(jù)U＝可知，電容器的電壓減?。蒃＝＝＝，可知電場(chǎng)強(qiáng)度E不變，則P與負(fù)極板間的電勢(shì)差不變，P點(diǎn)的電勢(shì)不變，正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能Ep不變，故A正確． 2．(多選)電子眼系統(tǒng)通過(guò)路面下埋設(shè)的感應(yīng)線(xiàn)來(lái)感知汽車(chē)的壓力，感應(yīng)線(xiàn)是一個(gè)壓電薄膜傳感器，壓電薄膜在受壓時(shí)兩端產(chǎn)生電壓，壓力越大電壓越大，壓電薄膜與電容器C和電阻R組成圖甲所示的回路，紅燈亮?xí)r，如果汽車(chē)的前、后輪先后經(jīng)過(guò)感應(yīng)線(xiàn)，回路中產(chǎn)生兩脈沖電流，如圖乙所示，即為“闖紅燈”，電子眼拍照，則紅燈亮?xí)r( ) A．車(chē)輪停在感應(yīng)線(xiàn)上時(shí)，電阻R上有恒定電流 B．車(chē)輪經(jīng)過(guò)感應(yīng)線(xiàn)的過(guò)程中，電容器先充電后放電 C．車(chē)輪經(jīng)過(guò)感應(yīng)線(xiàn)的過(guò)程中，電阻R上的電流先增加后減小 D．汽車(chē)前輪剛越過(guò)感應(yīng)線(xiàn)，又倒回到線(xiàn)內(nèi)，仍會(huì)被電子眼拍照 答案：BD 解析：輕輪停在感應(yīng)線(xiàn)上時(shí)，壓力不變，則電壓不變，電容器不充電，也不放電，電阻R上沒(méi)有電流，故A錯(cuò)誤；由題圖乙可知，當(dāng)車(chē)輪經(jīng)過(guò)感應(yīng)線(xiàn)時(shí)電流先增大后減小，然后反向增大再減小，因電壓是在受壓時(shí)產(chǎn)生的，故說(shuō)明電容器先充電后放電，故B正確，C錯(cuò)誤；若汽車(chē)前輪越過(guò)感應(yīng)線(xiàn)，又倒回線(xiàn)內(nèi)，則前輪兩次壓線(xiàn)，仍形成兩個(gè)脈沖電流，符合拍照條件，電子眼仍可拍照，故D正確． 3．[2019河北邯鄲聯(lián)考]平行板電容器兩個(gè)帶電極板之間存在引力作用，引力的大小與內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)E和極板所帶電荷量Q的乘積成正比．今有一平行板電容器兩極板接在恒壓直流電源上，現(xiàn)將A極板下移使A、B兩板間距變?yōu)樵瓉?lái)的，則A、B兩極板之間的引力與原來(lái)的比值是( ) A. B. C. D. 答案：B 解析：A、B兩板間距變?yōu)樵瓉?lái)的，根據(jù)C＝可知，電容器的電容變?yōu)樵瓉?lái)的倍，根據(jù)Q＝CU可知，極板所帶電荷量變?yōu)樵瓉?lái)的倍，根據(jù)E＝可知，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的倍，由于F＝kQE，所以?xún)蓸O板之間的引力變?yōu)樵瓉?lái)的倍，選項(xiàng)B正確． 4．(多選) 如圖所示，平行板電容器A、B兩極板水平放置，A在上方，B在下方，現(xiàn)將其和二極管串聯(lián)接在電源上，已知A和電源正極相連，二極管具有單向?qū)щ娦裕粠щ娦∏蜓谹、B中心水平射入，打在B極板上的N點(diǎn)，小球的重力不能忽略，現(xiàn)通過(guò)上下移動(dòng)A極板來(lái)改變兩極板A、B間距(兩極板仍平行)，則下列說(shuō)法正確的是( ) A．若小球帶正電，當(dāng)A、B間距增大時(shí)，小球打在N點(diǎn)的右側(cè) B．若小球帶正電，當(dāng)A、B間距減小時(shí)，小球打在N點(diǎn)的左側(cè) C．若小球帶負(fù)電，當(dāng)A、B間距減小時(shí)，小球可能打在N點(diǎn)的右側(cè) D．若小球帶負(fù)電，當(dāng)A、B間距增大時(shí)，小球可能打在N點(diǎn)的左側(cè) 答案：BC 解析：若小球帶正電，當(dāng)A、B間距d增大時(shí)，電容減小，電容器要放電，二極管阻止放電，所以Q不變．根據(jù)E＝＝＝，知E不變，所以電場(chǎng)力不變，電場(chǎng)力與重力合力不變，小球仍然打在N點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；若小球帶正電，當(dāng)A、B間距d減小時(shí)，電容增大，Q增大，根據(jù)E＝＝，知E增大，所以電場(chǎng)力變大，方向向下，電場(chǎng)力與重力合力變大，小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)豎直向下的加速度增大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間變短，打在N點(diǎn)左側(cè)，故B正確；若小球帶負(fù)電，當(dāng)A、B間距d減小時(shí)，由E＝＝，知E增大，所以電場(chǎng)力變大，方向向上．若電場(chǎng)力小于重力，小球做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)豎直向下的加速度減小，運(yùn)動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng)，小球?qū)⒋蛟贜點(diǎn)的右側(cè)，故C正確；若小球帶負(fù)電，當(dāng)A、B間距d增大時(shí)，電容減小，但Q不變，根據(jù)E＝＝，知E不變，所以電場(chǎng)力大小不變，電場(chǎng)力與重力合力不變，小球仍然打在N點(diǎn)，故D錯(cuò)誤． 5. (多選)如圖所示，A、B為兩塊水平放置的金屬板，通過(guò)閉合開(kāi)關(guān)S分別與電源兩極相連，兩板中央各有一個(gè)小孔a和b，在a孔正上方某處一帶電質(zhì)點(diǎn)由靜止開(kāi)始下落，不計(jì)空氣阻力，該質(zhì)點(diǎn)到達(dá)b孔時(shí)速度恰為零，然后返回．現(xiàn)要使帶電質(zhì)點(diǎn)能穿出b孔，可行的方法是( ) A．保持S閉合，將A板適當(dāng)上移 B．保持S閉合，在兩板左邊之間插入電介質(zhì) C．先斷開(kāi)S，再將A板適當(dāng)下移 D．先斷開(kāi)S，在兩板左邊之間插入電介質(zhì) 答案：CD 解析：設(shè)質(zhì)點(diǎn)距離A板的高度為h，A、B兩板原來(lái)的距離為d，電壓為U，質(zhì)點(diǎn)的電荷量為q.質(zhì)點(diǎn)到達(dá)b孔時(shí)速度恰為零，根據(jù)動(dòng)能定理得mg(h＋d)－qU＝0.保持S閉合，A、B之間電壓不變，由動(dòng)能定理得mg(h＋d)－qU＝mv2＝0，即質(zhì)點(diǎn)下落到b孔時(shí)速度恰減為零，故A、B錯(cuò)誤；斷開(kāi)S，A、B兩板電荷量不變，由C＝＝，若A板下移，d減小，電容C增大，則U減小，由動(dòng)能定理得mg(h′＋d′)－qU＝mv2>0，即質(zhì)點(diǎn)下落到b孔時(shí)速度不為零，還有向下的速度，故C正確；斷開(kāi)S，在兩板左邊之間插入電介質(zhì)，相對(duì)介電常數(shù)增大，電容C增大，則U減小，由動(dòng)能定理得mg(h＋d)－qU＝mv2>0，即質(zhì)點(diǎn)下落到b孔時(shí)速度不為零，還有向下的速度，故D正確． 6．(多選)用輕繩拴著一質(zhì)量為m、帶正電的小球在豎直面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，豎直面內(nèi)加有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，如圖甲所示，不計(jì)一切阻力，小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能Ek與繩中張力F間的關(guān)系如圖乙所示，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，則( ) A．輕繩的長(zhǎng)度為 B．小球所帶電荷量為 C．小球在最高點(diǎn)的最小速度為 D．小球在最高點(diǎn)的最小速度為 答案：AC 解析：在最高點(diǎn)時(shí)，輕繩對(duì)小球的拉力、重力和電場(chǎng)力的合力提供向心力，則得F＋Eq＋mg＝，即mv2＝F＋Eq＋mg，由于Ek＝mv2，故Ek＝F＋(mg＋Eq)，由圖象可知，圖象斜率k＝＝，即L＝，故A正確；當(dāng)F＝0時(shí)，mg＋Eq＝m，mv＝a，解得q＝，故B錯(cuò)誤；當(dāng)F＝0時(shí)，重力和電場(chǎng)力的合力提供向心力，此時(shí)小球在最高點(diǎn)有最小速度，mv＝a，解得v＝，故C正確，D錯(cuò)誤． 7. 在真空中上、下兩個(gè)區(qū)域均為豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其電場(chǎng)線(xiàn)分布如圖所示，有一帶負(fù)電的微粒，從上邊區(qū)域沿一條電場(chǎng)線(xiàn)以速度v0勻速下落，并進(jìn)入下邊區(qū)域(該區(qū)域的電場(chǎng)足夠廣)，在如圖所示的速度—時(shí)間圖象中，符合微粒在電場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)情況的是( ) 答案：A 解析：帶負(fù)電的微粒，從上邊區(qū)域沿一條電場(chǎng)線(xiàn)以速度v0勻速下落，進(jìn)入下邊區(qū)域后，由于電場(chǎng)強(qiáng)度變大，因此所受電場(chǎng)力變大，因此微粒開(kāi)始做向下的減速運(yùn)動(dòng)，等到速度為零后，又會(huì)向上加速，由于過(guò)程的對(duì)稱(chēng)性，等到它到達(dá)區(qū)域分界線(xiàn)時(shí)，速度大小又達(dá)到了v0，此后進(jìn)入上邊區(qū)域，受力依然平衡．因此，速度—時(shí)間圖象應(yīng)該為A. 8．粗糙絕緣的水平地面上，有兩塊豎直平行相對(duì)而立的金屬板A、B.板間地面上靜止著帶正電的物塊，如圖甲所示，當(dāng)兩金屬板加圖乙所示的交變電壓時(shí)，設(shè)直到t1時(shí)刻物塊才開(kāi)始運(yùn)動(dòng)(最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力可認(rèn)為相等)，則( ) A．在0～t1時(shí)間內(nèi)，物塊受到逐漸增大的摩擦力，方向水平向右 B．在t1～t3時(shí)間內(nèi)，物塊受到的摩擦力先逐漸增大，后逐漸減小 C．t3時(shí)刻物塊的速度最大 D．t4時(shí)刻物塊的速度最大 答案：C 解析：在0～t1時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)力小于最大靜摩擦力，物塊靜止，靜摩擦力與電場(chǎng)力大小相等，即f＝qE＝q，隨電壓增大，摩擦力增大，但是正電荷所受電場(chǎng)力與電場(chǎng)同向，均向右，所以摩擦力方向水平向左，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在t1～t3時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)力大于最大靜摩擦力，物塊一直加速運(yùn)動(dòng)，摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，由于正壓力即是物塊的重力，所以摩擦力不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；t3到t4階段，電場(chǎng)力小于摩擦力，但物塊仍在運(yùn)動(dòng)且為減速運(yùn)動(dòng)，故t3時(shí)刻物塊速度最大，選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤． 9. [2019河南豫南九校質(zhì)量考評(píng)](多選)如圖所示，沿水平方向放置的平行金屬板a和b分別與電源的正、負(fù)極相連，a、b板的中央沿豎直方向各有一個(gè)小孔，閉合開(kāi)關(guān)S后，帶正電的液滴從小孔正上方的P點(diǎn)由靜止自由落下，當(dāng)液滴穿過(guò)b板小孔到達(dá)a板小孔時(shí)速度為v1，現(xiàn)使a板不動(dòng)，在開(kāi)關(guān)S仍閉合或斷開(kāi)的情況下b板向上或向下平移一小段距離，相同的液滴仍從P點(diǎn)自由落下，此時(shí)液滴到達(dá)a板小孔時(shí)速度為v2，空氣阻力不計(jì)，下列說(shuō)法中正確的是( ) A．若開(kāi)關(guān)S保持閉合，向下移動(dòng)b板，則v2>v1 B．若開(kāi)關(guān)S保持閉合，則無(wú)論向上或向下移動(dòng)b板，都有v2＝v1 C．若開(kāi)關(guān)S閉合一段時(shí)間后再斷開(kāi)，向下移動(dòng)b板，則v2>v1 D．若開(kāi)關(guān)S閉合一段時(shí)間后再斷開(kāi)，則無(wú)論向上或向下移動(dòng)b板，都有v2下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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- 2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 全程訓(xùn)練計(jì)劃 課練22 電容器 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)含解析 2020 高考 物理 一輪 復(fù)習(xí) 全程 訓(xùn)練 計(jì)劃 22 帶電 粒子 電場(chǎng) 中的 運(yùn)動(dòng) 解析
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