浙江省2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第6章（靜電場(chǎng)）第3講 電容器與電容 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（一）練習(xí)（含解析）.doc

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第6章（靜電場(chǎng)） 李仕才 題組1　電容器、電容及兩類動(dòng)態(tài)變化 1. (2014安徽四校聯(lián)考)如圖所示為一只“極距變化型電容式傳感器”的部分構(gòu)件示意圖．當(dāng)動(dòng)極板和定極板之間的距離d變化時(shí)，電容C便發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量電容C的變化就可知道兩極板之間距離d的變化情況．在下列圖中能正確反映C與d之間變化規(guī)律的圖象是(　　) 解析：由電容器的電容決定式，C＝，C與d成反比，能正確反映C與d之間變化規(guī)律的圖象是A. 答案：A 2. (多選)如圖所示電路中，A、B為兩塊豎直放置的金屬板，G是一只靜電計(jì)，開(kāi)關(guān)S合上后，靜電計(jì)指針張開(kāi)一個(gè)角度，下述哪些做法可使指針張角增大(　　) A．使A、B兩板靠近一些 B．使A、B兩極正對(duì)面積錯(cuò)開(kāi)一些 C．?dāng)嚅_(kāi)S后，使B板向右平移拉開(kāi)一些 D．?dāng)嚅_(kāi)S后，使A、B兩板正對(duì)面積錯(cuò)開(kāi)一些 解析：題圖中靜電計(jì)的金屬桿接A板，外殼和B板均接地，靜電計(jì)顯示的是A、B兩極板間的電壓，指針張角越大，表示兩板間的電壓越高．當(dāng)合上S后，A、B兩板與電源兩極相連，板間電壓等于電源電壓不變，靜電計(jì)指針張角不變；當(dāng)斷開(kāi)S后，板間距離增大、正對(duì)面積減小，都將使電容器的電容變小，而電容器電荷量不變，由U＝Q/C可知，板間電壓U增大，從而靜電計(jì)指針張角增大．綜上所述，本題答案為C、D. 答案：CD 3. 如圖所示，M、N是平行板電容器的兩個(gè)極板，R0為定值電阻，R1、R2為可調(diào)電阻，用絕緣細(xì)線將質(zhì)量為m、帶正電的小球懸于電容器內(nèi)部．閉合開(kāi)關(guān)S，小球靜止時(shí)受到懸線的拉力為FT.調(diào)節(jié)R1、R2，關(guān)于FT的大小判斷正確的是(　　) A．保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，F(xiàn)T將變大 B．保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，F(xiàn)T將變小 C．保持R2不變，緩慢增大R1時(shí)，F(xiàn)T將變大 D．保持R2不變，緩慢增大R1時(shí)，F(xiàn)T將變小 解析：小球受重力、電場(chǎng)力、懸線的拉力而處于平衡狀態(tài)，設(shè)懸線與豎直方向的夾角為θ，則tanθ＝＝，cosθ＝，則由閉合電路歐姆定律知增大R2時(shí)，定值電阻R0兩端的電壓減小，由上邊式子知θ減小，cosθ增大，F(xiàn)T減小，B項(xiàng)對(duì)；改變R1對(duì)定值電阻R0兩端的電壓不起作用． 答案：B 題組2　帶電粒子在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 4. 如圖所示，兩平行板電容器的四塊極板A、B、C、D平行放置(A、B兩板充電后與電源斷開(kāi)，C、D兩板始終與電源相連)，每塊極板上各開(kāi)有一個(gè)小孔，四個(gè)小孔M、N、P、Q的連線與極板垂直．一個(gè)電子以非常小的速度從小孔M進(jìn)入A、B極板間，在被A、B極板間的電場(chǎng)加速后，從小孔P進(jìn)入C、D極板間，但未從小孔Q射出．則(　　) A．若將B板向右移動(dòng)一小段距離，電子不可能從小孔Q射出 B．若將A板向左移動(dòng)一小段距離，電子可能從小孔Q射出 C．若將D板向左移動(dòng)一小段距離，電子可能從小孔Q射出 D．若將C板向右移動(dòng)一小段距離，電子可能從小孔Q射出 解析：電子未從Q射出，根據(jù)動(dòng)能定理知UCD>UBA.將B板右移，由C＝知C變小，由C＝知，UBA變大，故可能射出，A錯(cuò)誤；將A板左移，則同理可知，UBA變大，故可能射出，B正確；不管如何移動(dòng)C、D兩板，UCD不變，故不可能射出，C、D錯(cuò)誤． 答案：B 5. 如圖所示，在等勢(shì)面沿豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一帶負(fù)電的微粒以一定初速度射入電場(chǎng)，并沿直線AB運(yùn)動(dòng)，由此可知(　　) A．電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)低于B點(diǎn)的電勢(shì) B．微粒在A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能大于在B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能，在A點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能 C．微粒在A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能小于在B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能，在A點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能 D．微粒在A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與電勢(shì)能之和等于在B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與電勢(shì)能之和 解析： 一帶負(fù)電的微粒以一定初速度射入電場(chǎng)，并沿直線AB運(yùn)動(dòng)，對(duì)其受力分析知其受到的電場(chǎng)力F只能垂直等勢(shì)面水平向左，電場(chǎng)強(qiáng)度則水平向右，如圖所示．所以電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì)，A錯(cuò)；微粒從A向B運(yùn)動(dòng)，合外力做負(fù)功，動(dòng)能減小，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，B對(duì)，C錯(cuò)；微粒的動(dòng)能、重力勢(shì)能、電勢(shì)能三種能量的總和保持不變，所以D錯(cuò)． 答案：B 題組3　帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 6. 如圖所示，一價(jià)氫離子(H)和二價(jià)氦離子(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(　　) 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：由加速偏轉(zhuǎn)規(guī)律可知，粒子打到屏上的位置距屏中心的距離Y＝，可知B正確． 答案：B 7. 絕緣光滑水平面內(nèi)有一圓形有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，其俯視圖如圖所示，圖中xOy所在平面與光滑水平面重合，電場(chǎng)方向與x軸正向平行，電場(chǎng)的半徑為R＝ m，圓心O與坐標(biāo)系的原點(diǎn)重合，場(chǎng)強(qiáng)E＝2 N/C.一帶電荷量為q＝－110－5 C、質(zhì)量m＝110－5 kg的粒子，由坐標(biāo)原點(diǎn)O處以速度v0＝1 m/s沿y軸正方向射入電場(chǎng)(重力不計(jì))，求： (1)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間； (2)粒子出射點(diǎn)的位置坐標(biāo)； (3)粒子射出時(shí)具有的動(dòng)能． 解析：(1)粒子沿x軸負(fù)方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為a，則有： Eq＝ma，x＝at2 沿y軸正方向做勻速運(yùn)動(dòng)，有 y＝v0t x2＋y2＝R2 解得t＝1 s. (2)設(shè)粒子射出電場(chǎng)邊界的位置坐標(biāo)為(－x1，y1)，則有 x1＝at2＝1 m，y1＝v0t＝1 m，即出射點(diǎn)的位置坐標(biāo)為(－1 m,1 m)． (3)射出時(shí)由動(dòng)能定理得 Eqx1＝Ek－mv 代入數(shù)據(jù)解得Ek＝2.510－5 J. 答案：(1)1 s　(2)(－1 m,1 m)　(3)2.510－5 J 題組4　帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)模型 8．(2014北京市名校聯(lián)盟)在平行板間加上如圖所示周期性變化的電壓，重力不計(jì)的帶電粒子靜止在平行板中央．從t＝0時(shí)刻開(kāi)始將其釋放，運(yùn)動(dòng)過(guò)程無(wú)碰板情況，下列選項(xiàng)圖中，能定性描述粒子運(yùn)動(dòng)的速度圖象的是(　　) 解析：粒子在電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力作用，F(xiàn)＝qE＝q，加速度a＝＝，在0～，電壓恒定，粒子做勻加速直線 運(yùn)動(dòng)，速度時(shí)間圖象為一條傾斜的直線，選項(xiàng)C、D錯(cuò)．在～T，電壓大小不變，方向反向，即加速度大小不變方向反向，開(kāi)始勻減速，且加速度與之前大小相等，經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間即速度減小為0，此后再次開(kāi)始周期向運(yùn)動(dòng)，重復(fù)在0～T的運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A對(duì)B錯(cuò)． 答案：A 9．在兩個(gè)平行金屬板A、B上加如圖所示的交變電壓，最大電壓為u，頻率為f，t＝0時(shí)刻，A板處有一個(gè)質(zhì)量為m，電量為q的E離子從靜止開(kāi)始向B板運(yùn)動(dòng)，(重力不計(jì)，開(kāi)始時(shí)A板電勢(shì)較高)．為使正離子到達(dá)B板時(shí)速度最大，A、B板間距離d應(yīng)滿足什么條件？ 解析：若離子從A板到B板一直加速運(yùn)動(dòng)，則離子速度最大，為qu＝mv，vm＝；由a＝，v＝at(t最大為)，得vm＝，解之可得d≤ .