高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 靜電場 第三講 電容器與電容 帶電粒子在電場中的運(yùn)動課時作業(yè)

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1、 第三講 電容器與電容 帶電粒子在電場中的運(yùn)動 [A組基礎(chǔ)題] 一、單項選擇題 1.(2017江西上饒鉛山一中、橫峰中學(xué)、弋陽一中、德興一中四校聯(lián)考)如圖所示是模擬避雷針作用的實驗裝置，金屬板M、N間有兩個等高的金屬體A、B，A為尖頭、B為圓頭．將金屬板M、N接在高壓電源上，逐漸升高電源電壓，將首先觀察到(　　) A．A放電　　　　　　　 B．B放電 C．A、B一起放電 D．A、B之間放電 解析：當(dāng)金屬板M、N接在高壓電源上，因末端越尖越容易放電，故首先觀察到A放電． 答案：A 2．(2017東北師大附中、吉林一中、長春11高、松原實驗中學(xué)等五校聯(lián)考)如圖所示，在勻強(qiáng)

2、電場中有四條間距均為d的平行等勢線1、2、3、4，各條線上的電勢分別為0、－φ0、－2φ0、－3φ0；有一個帶電粒子，質(zhì)量為m(不計重力)，電荷量為q，從A點(diǎn)與等勢線4成θ角以初速度v0射入電場中，到達(dá)等勢線2上的B點(diǎn)時，速度方向恰好水平向左，則勻強(qiáng)電場場強(qiáng)的大小為(　　) A. B. C. D. 解析：帶電粒子在勻強(qiáng)電場中做類斜拋運(yùn)動，水平方向做速度為vx＝v0cos θ的勻速直線運(yùn)動，豎直方向做初速度為vy＝v0sin θ，加速度為a＝的勻減速直線運(yùn)動，對運(yùn)動過程應(yīng)用動能定理有－Eq2d＝mvx2－mv02，解得E＝，A正確． 答案：A 3．(2017合肥聯(lián)考)如圖所示，

3、正方體真空盒置于水平面上，它的ABCD面與EFGH面為金屬板，其他面為絕緣材料．ABCD面帶正電，EFGH面帶負(fù)電．從小孔P沿水平方向以相同速率射入三個質(zhì)量相同的帶正電液滴A、B、C，最后分別落在1、2、3三點(diǎn)，則下列說法正確的是(　　) A．三個液滴在真空盒中都做平拋運(yùn)動 B．三個液滴的運(yùn)動時間不一定相同 C．三個液滴落到底板時的速率相同 D．液滴C所帶電荷量最多 解析：三個液滴在水平方向受到電場力作用，水平方向不是勻速直線運(yùn)動，所以三個液滴在真空盒中不是做平拋運(yùn)動，選項A錯誤．由于三個液滴在豎直方向做自由落體運(yùn)動，三個液滴的運(yùn)動時間相同，選項B錯誤．三個液滴落到底板時豎直分速

4、度相等，而水平分速度不相等，所以三個液滴到底板時的速率不相同，選項C錯誤．由于液滴C在水平方向位移最大，說明液滴C在水平方向加速度最大，所帶電荷量最多，選項D正確． 答案：D 4.(2016江西南昌二模)如圖所示，一個平行板電容器，板間距離為d，當(dāng)對其加上恒定電壓后，A、B兩板的電勢分別為＋φ和－φ，下列結(jié)論正確的是(　　) A．電容器兩極板間可形成勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小E＝ B．電容器兩極板間各點(diǎn)的電勢均不相同 C．若只減小兩極板間的距離d，極板上帶的電荷量Q也會增加 D．若有一個電子射入并穿越兩極板之間的電場，則電子的電勢能一定會減小 解析：兩板間的電勢差U＝2φ，電場強(qiáng)度E

5、＝＝，A錯誤；電容器兩板間是勻強(qiáng)電場，等勢線與板平行，等勢線上各點(diǎn)電勢相等，B錯誤；由C＝知，減小d，電容C增大，電荷量Q＝CU增大，C正確；若有一個電子射入并穿過兩板間的電場，由于未知電子的初速度和運(yùn)動情況，所以電勢能如何變化無法確定，D錯誤． 答案：C 二、多項選擇題 5．(2017江西贛中南五校聯(lián)考)兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置，構(gòu)成平行板電容器，與它相連接的電路如圖所示，接通開關(guān)S，電源即給電容器充電，則(　　) A．保持S接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間電場的電場強(qiáng)度減小 B．保持S接通，在兩極板間插入一塊電介質(zhì)，則極板上的電荷量增大 C．?dāng)嚅_S，減小

6、兩極板間的距離，則兩極板間的電勢差減小 D．?dāng)嚅_S，在兩極板間插入一塊電介質(zhì)，則極板上的電勢差增大 解析：保持S接通，則兩板間的電勢差不變，因d減小，由E＝可知，兩極板間的電場的場強(qiáng)增大，故A錯誤；保持S接通，兩板間的電勢差不變，在兩極板間插入電介質(zhì)后，電容增大，由Q＝UC可知，極板上的電荷量增大，故B正確；斷開S，兩板上所帶電荷量不變，減小距離d，電容增大，由C＝可知U 減小，故C正確；斷開S，兩板上所帶電荷量不變，插入介質(zhì)后電容變大，由C＝可知U減小，故D錯誤． 答案：BC 6．(2017湖北部分重點(diǎn)高中第一次聯(lián)考)如圖所示，美國物理學(xué)家密立根通過研究平行板間懸浮不動的帶電油滴，準(zhǔn)

7、確地測定了電子的電荷量．平行板電容器兩極板與電壓為U的恒定電源兩極相連，板的間距為d，現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電油滴在極板間靜止不動，則(　　) A．此時極板間的電場強(qiáng)度E＝ B．油滴帶電荷量q＝ C．減小極板間電壓，油滴將向下加速運(yùn)動 D．將下極板向下緩慢移動一小段距離，油滴將向上加速運(yùn)動 解析：由E＝知A正確；帶電油滴靜止，則mg＝Eq＝q，解得q＝，B錯誤；減小兩板的電壓，電場強(qiáng)度減小，則mg＞Eq，油滴將向下加速運(yùn)動，C正確；將下極板向下移動一小段距離，板間距離增大，電場強(qiáng)度減小，油滴將向下加速運(yùn)動，D錯誤． 答案：AC 7．(2017山東濰坊期末)如圖所示，水平面MN的下

8、方存在豎直向下的勻強(qiáng)電場，一帶電小球由MN上方的A點(diǎn)以一定初速度水平拋出，從B點(diǎn)進(jìn)入電場，到達(dá)C點(diǎn)時速度方向恰好水平，由此可知(　　) A．從B到C，小球的動能減小 B．從B到C，小球的電勢能減小 C．從A到B與從B到C小球的運(yùn)動時間一定相等 D．從A到B與從B到C小球的速度變化量大小一定相等 解析：由運(yùn)動軌跡可知：在MN上方，帶電小球做平拋運(yùn)動，水平方向做勻速直線運(yùn)動，豎直方向做自由落體運(yùn)動；在MN下方，帶電小球在水平方向做勻速直線運(yùn)動，豎直方向做勻減速直線運(yùn)動，加速度豎直向上，從B到C，合外力做負(fù)功，動能減小，A正確；從B到C，電場力做負(fù)功，小球電勢能增加，B錯誤；由于電場力

9、大小不確定，則小球在電場中加速度不確定，故兩過程的時間長短不確定，C錯誤；由于水平方向做勻速直線運(yùn)動，所以速度的變化僅發(fā)生在豎直方向上，所以從A到B與從B到C兩過程速度的變化量大小一定相等，D正確． 答案：AD 8.如圖所示，M、N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，板間有勻強(qiáng)電場，質(zhì)量為m、電荷量為－q的帶電粒子，以初速度v0由小孔進(jìn)入電場，當(dāng)M、N間電壓為U時，粒子剛好能到達(dá)N板，如果要使這個帶電粒子能到達(dá)M、N兩板間距的處返回，則下述措施能滿足要求的是(　　) A．使初速度減為原來的 B．使M、N間電壓提高到原來的2倍 C．使M、N間電壓提高到原來的4倍 D．使初速度和M、N

10、間電壓都減為原來的 解析：在粒子剛好到達(dá)N板的過程中，由動能定理得－qEd＝0－mv02，所以d＝，令帶電粒子離開M板的最遠(yuǎn)距離為x，則使初速度減為原來的，x＝；使M、N間電壓提高到原來的2倍，電場強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?倍，x＝，使M、N間電壓提高到原來的4倍，電場強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?倍，x＝；使初速度和M、N間電壓都減為原來的，電場強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼囊话耄瑇＝. 答案：BD [B組能力題] 一、選擇題 9.(2017蘭州診斷)如圖所示，一電子槍發(fā)射出的電子(初速度很小，可視為零)進(jìn)入加速電場加速后，垂直射入偏轉(zhuǎn)電場，射出后偏轉(zhuǎn)位移為Y，要使偏轉(zhuǎn)位移增大，下列哪些措施是可行的(不考慮電子射出時碰到

11、偏轉(zhuǎn)電極板的情況)(　　) A．增大偏轉(zhuǎn)電壓U B．增大加速電壓U0 C．增大偏轉(zhuǎn)極板間距離 D．將發(fā)射電子改成發(fā)射負(fù)離子 解析：設(shè)偏轉(zhuǎn)電極板長為l，極板間距為d，由qU0＝mv02，t＝，y＝at2＝t2，得偏轉(zhuǎn)位移y＝，增大偏轉(zhuǎn)電壓U，減小加速電壓U0，減小偏轉(zhuǎn)極板間距離，都可使偏轉(zhuǎn)位移增大，選項A正確，B、C錯誤；由于偏位移y＝與粒子質(zhì)量和帶電量無關(guān)，故將發(fā)射電子改成發(fā)射負(fù)離子，偏轉(zhuǎn)位移不變，選項D錯誤． 答案：A 10.(2016河南鄭州三模)如圖所示為某粒子分析器的簡化結(jié)構(gòu)．金屬板P、Q相互平行，兩板通過直流電源、開關(guān)相連，其中Q板接地．一束帶電粒子，從a處以一定的初速

12、度平行于金屬板P、Q射入兩板之間的真空區(qū)域，經(jīng)偏轉(zhuǎn)后打在Q板上如圖所示的位置．在其他條件不變的情況下，要使該粒子束能從Q板上b孔射出(不計粒子重力和粒子間的相互影響)，下列操作中可能實現(xiàn)的是(　　) A．保持開關(guān)S閉合，適當(dāng)上移P極板 B．保持開關(guān)S閉合，適當(dāng)左移P極板 C．先斷開開關(guān)S，再適當(dāng)上移P極板 D．先斷開開關(guān)S，再適當(dāng)左移P極板 解析：保持開關(guān)S閉合，則兩極板間U不變，適當(dāng)上移P極板，由E＝知兩板間的電場強(qiáng)度減小，由y＝at2解得粒子從a到b的時間增大，水平位移x＝v0t增大，可能從b孔射出，A正確；保持開關(guān)S閉合，適當(dāng)左移P極板，粒子在板間的電場強(qiáng)度不變，運(yùn)動時間和水平

13、位移均不變，B錯誤；先斷開開關(guān)S，再適當(dāng)上移P極板，兩板間的電場強(qiáng)度不變，粒子運(yùn)動的時間不變，水平位移不變，C錯誤；先斷開開關(guān)S，再適當(dāng)左移P極板，電容C減小，再由U＝知，電壓U增大，電場強(qiáng)度E增大，粒子在板間的運(yùn)動時間減小，水平位移減小，D錯誤． 答案：A 二、非選擇題 11.(2017河南信陽第二次質(zhì)檢)一水平放置的平行板電容器的兩極板間距為d，極板分別與電池兩極相連，上極板中心有一小孔(小孔對電場的影響可忽略不計)．小孔正上方處的P點(diǎn)有一帶電粒子，該粒子從靜止開始下落，經(jīng)過小孔進(jìn)入電容器，并在下極板處(未與極板接觸)返回．若將下極板向上平移，求仍從P點(diǎn)由靜止開始下落的相同粒子下落的

14、最大高度． 解析：粒子從小孔正上方處由靜止開始下落到下極板處返回，由動能定理有mg(＋d)－qd＝0， 與電池兩極相連，電容器極板間電壓不變，將下極板向上平移后，設(shè)粒子下落距上極板x處返回，由動能定理有mg(＋x)－qx＝0，聯(lián)立兩式得x＝，下落的最大高度H＝x＋＝. 答案： 12.(2016山東實驗中學(xué)第三次診斷)如圖所示，帶有小孔的平行極板A、B間存在勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E0，極板間距離為L.其右側(cè)有與A、B垂直的平行極板C、D，極板長度為L，C、D板間加恒定的電壓．現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電荷量為e的電子(重力不計)，從A板處由靜止釋放，經(jīng)電場加速后通過B板的小孔飛出；經(jīng)過C、D板間的

15、電場偏轉(zhuǎn)后從電場的右側(cè)邊界M點(diǎn)飛出電場區(qū)域，速度方向與邊界夾角為60，求： (1)電子在A、B間的運(yùn)動時間； (2)C、D間勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度． 解析：(1)電子在A、B間直線加速，加速度a＝，設(shè)電子在A、B間的運(yùn)動時間為t，則L＝at2，解得t＝. (2)設(shè)電子從B板的小孔飛出時的速度為v0，則v0＝at，則電子從平行極板C、D間射出時沿電場方向的速度為vy＝v0tan 30，又vy＝，可得C、D間勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E＝E0. 答案：(1)　(2)E0 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375