2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第七章 電場(chǎng) 第三講課時(shí)跟蹤練

第七章電場(chǎng) 第三講 電容 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 課時(shí)跟蹤練 A組基礎(chǔ)鞏固 1.如圖所示，從尸處釋放一個(gè)無初速度的電子向3板方向運(yùn)動(dòng)，指出 下列對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的描述中哪句是錯(cuò)誤的（設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為17）（） A B C D 工; A.電子到達(dá)5板時(shí)的動(dòng)能是Ue B.電子從8板到達(dá)。板動(dòng)能變化量為零 C.電子到達(dá)。板時(shí)動(dòng)能是3Ue D.電子在A板和。板之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng) 解析：電子在A6之間做勻加速運(yùn)動(dòng)，且eU=A&, A正確；在BC 之間做勻速運(yùn)動(dòng)，B正確；在CD之間做勻減速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)D板時(shí)，速度 減為零，C錯(cuò)誤，D正確. 答案：C 2.（2017?蘇北四市期末）在研究影響平行板電容器電容大小因素的實(shí)驗(yàn) 中，一已充電的平行板電容器與靜電計(jì)連接如圖所示.現(xiàn)保持8板不動(dòng)， 適當(dāng)移動(dòng)A板，發(fā)現(xiàn)靜電計(jì)指針張角減小，則A板可能是（ A.右移 B.左移 C.上移 D.下移 解析：將A板向右移一些，板間距離減小，由電容的決定式。=不吟 4 n Ka 可知，電容增大，而電容器電量不變，由c=£分析得知，板間電勢(shì)差減小， 則靜電計(jì)指針偏角減??；相反，同理可知，A板向左移一些時(shí)，靜電計(jì)指 針偏角增大，故A正確，B錯(cuò)誤；A板向上移一些，兩極板正對(duì)面積減小， 由電容的決定式。=三黨可知，電容減小，而電容器電量不變，由。=名分 4 n Ka u 析得知，板間電勢(shì)差增大，則靜電計(jì)指針偏角增大，故C錯(cuò)誤；同理，D 錯(cuò)誤. 答案：A 3.（多選）電容式傳感器的應(yīng)用非常廣泛，如圖所示的甲、乙、丙、丁 是四種常見的電容式傳感器，下列判斷正確的是（） A.圖甲中兩極間的電壓不變，若有電流流向傳感器正極，則人正在變 小 B.圖乙中兩極間的電荷量不變，若兩極間電壓正在增大，則0正在變 大 C.圖丙中兩極間的電荷量不變，若兩極間電壓正在減小，則x正在變 D.圖丁中兩極間的電壓不變，若有電流流向傳感器的負(fù)極，則F為 壓力且正在變大 解析：題圖甲中兩極間距離不變，若無變小，表明兩極板間正對(duì)面積 £rS 減小，由可知對(duì)應(yīng)電容減小，電壓不變時(shí)，電容器帶電荷量減小， 4Ti KU 正在放電，故電流流向傳感器負(fù)極，A錯(cuò)；題圖乙中兩極間的電荷量不變， 若電壓正在增大，由C=£可知電容正在減小，板間距離不變，正對(duì)面積減 小，則動(dòng)片正在旋出，夕正在變大，B對(duì)；題圖丙中兩極間的電荷量、板間 距離不變，若板間電壓正在減小，表明電容正在增大，電介質(zhì)正在插入，x 正在增大，C對(duì)；題圖丁中兩極間的電壓、極板正對(duì)面積不變，若有電流 流向傳感器的負(fù)極，表明電容器正在放電，電容減小，板間距離增大，若 產(chǎn)為壓力則應(yīng)是尸正在減小，D錯(cuò). 答案：BC 4 .如圖所示，一價(jià)氫離子(H+)和二價(jià)氮離子(He?*)的混合體，經(jīng)同一加 速電場(chǎng)加速后，垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，偏轉(zhuǎn)后，打在同一熒光屏上， 則它們() + -1 一」 4陪 L」T ] A.同時(shí)到達(dá)屏上同一點(diǎn) B.先后到達(dá)屏上同一點(diǎn) C.同時(shí)到達(dá)屏上不同點(diǎn) D.先后到達(dá)屏上不同點(diǎn) 解析：一價(jià)氫離子(tT)和二價(jià)氫離子(He?*)的比荷不同，由 可知經(jīng)過加速電場(chǎng)獲得的末速度不同，因此在加速電場(chǎng)及偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的運(yùn) 動(dòng)時(shí)間均不同，但在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)距離然相同，所以會(huì)打在 同一點(diǎn)，B正確. 答案：B 5 .（多選）（2018?沈陽模擬）如圖所示，平行板電容器的兩個(gè)極板與水平地 面成一角度，兩極板與一直流電源相連.若一帶電粒子恰能沿圖中所示水 平直線通過電容器，則在此過程中，該粒子（） A.所受重力與電場(chǎng)力平衡 8 .電勢(shì)能逐漸增加 C.動(dòng)能逐漸增加 D.做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 解析：分析帶電粒子的受力情況，畫出其受力圖如圖所示.可以看出 其合力方向與其速度方向相反.所以，帶電粒子在電場(chǎng)中做勻減速運(yùn)動(dòng).電 場(chǎng)力做負(fù)功，重力不做功，動(dòng)能減少，電勢(shì)能增加，故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤， 選項(xiàng)B、D正確. t mg 答案：BD 6.（2017?廣州一模）如圖所示，豎直平行金屬板分別與電源正、負(fù)極相接, 一帶電顆粒沿圖中直線從A向6運(yùn)動(dòng)，則該帶電顆粒（ B A.動(dòng)能減小 B.電勢(shì)能減小 C.機(jī)械能減小 D.可能帶負(fù)電 解析：重力和電場(chǎng)力對(duì)帶電顆粒做正功，重力勢(shì)能和電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng) 能，其動(dòng)能增加，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；電場(chǎng)力對(duì)帶電顆粒做正功，其電勢(shì)能逐漸 轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，電勢(shì)能逐漸減小，機(jī)械能不斷增加，故B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò) 誤；帶電顆粒向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，則帶電顆粒帶正電，故D項(xiàng) 錯(cuò)誤. 答案：B 7. （2018?鞍山模擬）如圖所示，在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一根不可伸 長(zhǎng)的絕緣細(xì)繩的一端系著一個(gè)帶電小球，另一端固定于。點(diǎn)，小球在豎直 平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，最高點(diǎn)為最低點(diǎn)為反不計(jì)空氣阻力，則下列說 法正確的是（） A.小球帶負(fù)電 B.電場(chǎng)力跟重力平衡 C.小球在從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到?點(diǎn)的過程中，電勢(shì)能減少 D.小球在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒 解析：由于小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速率不變化，由動(dòng)能 定理可知，外力做功為零，繩子拉力不做功，電場(chǎng)力和重力做的總功為零， 所以電場(chǎng)力和重力的合力為零，電場(chǎng)力跟重力平衡，B正確；由于電場(chǎng)力 的方向與重力方向相反，電場(chǎng)方向向上，所以小球帶正電，A錯(cuò)誤；小球 在從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到5點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功，由功能關(guān)系得，電勢(shì)能增 加，C錯(cuò)誤；在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，除重力做功外，還有電場(chǎng)力做功，小球 在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能不守恒，D錯(cuò)誤. 答案：B 8. (2018?長(zhǎng)沙模擬)如圖所示，水平位置的平行板電容器，原來A、B兩 板不帶電，8極板接地，它的極板長(zhǎng)l=0A m,兩板間距離d=0.4 cm, 現(xiàn)有一微粒質(zhì)量m=2.0X10"6 kg,帶電荷量q= + 1.0X10-8c,以一定初 速度從兩板中央平行于極板射入，由于重力作用微粒恰好能落到A板的中 點(diǎn)。處，取g=10 m/s2.試求： A O (1)帶電粒子入射初速度。。的大?。? (2)現(xiàn)使電容器帶上電荷，使帶電微粒能從平行板電容器的右側(cè)射出， 則帶電后A板的電勢(shì)范圍？ 解析：(1)電容器不帶電時(shí)，微粒做平拋運(yùn)動(dòng)， 則有;=初％ 2=28^, 聯(lián)立兩式得加=； 代入數(shù)據(jù)得0o=2.5 m/s. (2)若使微粒能從電容器右側(cè)射出，則要求A板的電勢(shì)大于0,且5板 接地電勢(shì)等于0, 貝I 有 Uab=（Pa-（Pb=（Pa. A板電勢(shì)最小時(shí)，微粒剛好從A板右側(cè)邊緣射出， 則有 l=Vnti, 5=541". 且 mg—廣7 ——ma\y 聯(lián)立以上各式得0Amin = 6 V. A板電勢(shì)最大時(shí)，微粒剛好從B板右側(cè)邊緣射出，則有 —maiy 且有。2 =。1, 代入數(shù)據(jù)解得°Amax=10 V. 綜上可得6 VW 0aW1O V. 答案：（1）2.5 m/s （2）6VW0a〈1OV B組能力提升 9.（多選）（2018?宜昌模擬）如圖所示，水平放置的平行板電容器，上板 帶負(fù)電，下板帶正電，斷開電源，帶電小球以速度。。水平射入電場(chǎng)，且沿 下板邊緣飛出.若下板不動(dòng)，將上板上移一小段距離，小球仍以相同的速 度加從原處飛入，則帶電小球（） （ 1 |一 A,將打在下板中央 B.仍沿原軌跡運(yùn)動(dòng)由下板邊緣飛出 C.不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，沿直線運(yùn)動(dòng) D.若上板不動(dòng)，將下板上移一段距離，小球可能打在下板的中央 解析：由題意可知電容器所帶電荷量不變，因k=與=2=蟲弁，所 U c 以上板上移一小段距離，電容器產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)不變，以相同速度入射的小球 仍將沿原軌跡運(yùn)動(dòng)由下板邊緣飛出，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；若上 板不動(dòng)，將下板上移一段距離，小球可能打在下板的中央，選項(xiàng)D正確. 答案：BD 10. （2018?大連模擬）如圖所示，豎直放置的兩個(gè)平行金屬板間存在勻強(qiáng) 電場(chǎng)，與兩板上邊緣等高處有兩個(gè)質(zhì)量相同的帶電小球，小球A從緊靠左 極板處由靜止開始釋放，小球8從兩板正中央由靜止開始釋放，兩小球最 終都能運(yùn)動(dòng)到右極板上的同一位置，則從開始釋放到運(yùn)動(dòng)至右極板的過程 中，下列判斷正確的是（） A.運(yùn)動(dòng)時(shí)間tA>tB B.電荷量之比qA ： qn=2 ： 1 C.機(jī)械能增加量之比△& ： AEb=2 ： 1 D.機(jī)械能增加量之比A & ： ： 1 解析：兩小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，由力得運(yùn)動(dòng)時(shí)間相 同，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；兩球的水平分運(yùn)動(dòng)都是初速度為0的勻加速運(yùn)動(dòng)，有g(shù)月 = ma, 所以％=萼三,由于兩球水平分位移之比為2 ： 1,故第： q8=2 ： 1,即B項(xiàng)正確；機(jī)械能的增加量等于電場(chǎng)力做的功，有AE=qEL, 所以A& ： A£s=4 ： 1,故C、D都錯(cuò)誤. 答案：B 11.（多選）（2018?太原模擬）如圖所示,絕緣彈簧的下端固定在光滑斜面底 端，彈簧與斜面平行，帶電小球。（可視為質(zhì)點(diǎn)）固定在絕緣斜面上的M點(diǎn)，且在通過彈簧中心的直線必上.現(xiàn)將與。大小相同，帶電性也相同的小球 尸從直線面上的N點(diǎn)由靜止釋放，若兩小球可視為點(diǎn)電荷.在小球尸與彈 簧接觸到速度變?yōu)榱愕倪^程中，下列說法中正確的是（） A.小球P的速度一定先增大后減小 B.小球尸的機(jī)械能一直在減少 C.小球尸速度最大時(shí)所受彈簧彈力和庫侖力的合力為零 D.小球P與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能一定增加 解析：帶電小球P在沿斜面方向受到重力沿斜面向下的分力、沿斜面 向下的庫侖斥力尸=黃，小球尸與彈簧接觸的最初階段，彈簧彈力小于 mgsin夕+等,小球產(chǎn)先加速，由于彈簧彈力逐漸增大，庫侖斥力逐漸減 小，故合力變小，加速度變小，即第一階段是加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)， 第二階段彈簧彈力大于，〃gsin 〃+#,合力沿斜面向上，彈簧彈力逐漸增 大，庫侖斥力逐漸減小，合力變大，加速度變大，即第二階段是加速度逐 漸變大的減速運(yùn)動(dòng)，直到速度減小為0,選項(xiàng)A正確；小球P的機(jī)械能變 化等于除重力外其他力做的功，即庫侖力和彈簧■彈力的合力做的功，初始 階段彈簧彈力小于庫侖斥力，二者合力做正功，機(jī)械能增大，當(dāng)彈簧彈力 大于庫侖斥力后，二者合力做負(fù)功，機(jī)械能減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；小球P的 速度最大時(shí)即加速度等于0時(shí)，彈簧彈力等于庫侖力和重力沿斜面向下的 分力之和，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；小球尸與彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能變化等于除系 統(tǒng)彈力和重力外其他力做的功，即庫侖斥力做的功，由于庫侖斥力做正功， 故系統(tǒng)的機(jī)械能增加，選項(xiàng)D正確. 答案：AD 12. (2018?衡陽模擬)如圖所示，水平放置的平行板電容器，兩板間距離 為d=8 cm,板長(zhǎng)為L(zhǎng)=25 cm,接在直流電上，有一帶電液滴以如=0.5 m/s 的初速度從板間的正中央水平射入，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到P 處時(shí)迅速將下板向上提起;cm,液滴剛好從金屬板末端飛出(g取10 mH), 求: (1)將下板向上提起后，液滴的加速度大?。? (2)液滴從射入電場(chǎng)開始計(jì)時(shí)，勻速運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)所用時(shí)間為多少？ 解析：(1)帶電液滴在板間受重力和豎直向上的電場(chǎng)力，因?yàn)橐旱蝿蛩?運(yùn)動(dòng)，所以有qE=mg, 即 qU=mgd. 當(dāng)下板向上提后，d減小，E增大，電場(chǎng)力增大，故液滴向上偏轉(zhuǎn)，在 電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng). 此時(shí)液滴所受電場(chǎng)力戶=/~=臀, F—mg ms\d, m =gg=2 m/s2. (2)因?yàn)橐旱蝿偤脧慕饘侔迥┒孙w出，所以液滴在豎直方向上的位移是 d 2, 設(shè)液滴從尸點(diǎn)開始在勻強(qiáng)電場(chǎng)中飛行的時(shí)間為£1,則 而液滴從剛進(jìn)入電場(chǎng)到出電場(chǎng)的時(shí)間 所以液滴從射入電場(chǎng)開始到勻速運(yùn)動(dòng)到尸點(diǎn)的時(shí)間為£=打一fi = 0.3 s. 答案：(1)2 m/s2 (2)0.3 s