高考物理二輪總復(fù)習(xí)電容器電場中帶電粒子的運動課時練習(xí)

1、2011年高考物理二輪總復(fù)習(xí)回歸基礎(chǔ)提分課時練習(xí)第九章第三課時一、選擇題（共10小題，每小題6分，共60分，在每小題給出的四個選項中至少有 一 項符合題意，全部選對的得 6分，漏選的得3分，錯選的得0分）1 .（石家莊模擬）對于給定的電容器，在描述電容 C,所帶電荷量 Q,極板間電壓 U之 間的關(guān)系的四種圖象中，如圖所示，正確的是（）【答案】ABC2 .如圖所示，平行板電容器的兩極板A、B通過開關(guān)S與直流電源相連接.當(dāng) S接通時，放入板間的帶電液滴 P剛好處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)將 S斷開，保持 A板不動，而將另一個 與大地相接的B板下移一小段距離，則（）A.帶電液滴會向下運動B.帶電液滴會向上運動

2、C. A、B兩板間的電壓增大，帶電液滴的電 勢能增大D. A、B兩板間的場強不變，帶電液滴的電勢能減小【答案】D3 .如圖所示，一絕緣光滑半圓環(huán)軌道放在豎直向下的勻強電場中， 場強為E.在與環(huán)心等高處放有一質(zhì)量為m、帶電+ q的小球，由靜止開始沿軌道運動，下列說法正確的是A.小球在運動過程中機械能守恒B .小球經(jīng)過環(huán)的最低點時速度最大C.小球經(jīng)過環(huán)的最低點時對軌道壓力為3（mg + qE）D.小球經(jīng)過環(huán)的最低點時對軌道壓力為（mg + qE）【答案】BC4 .如圖所示，處于真空中的勻強電場與水平方向成15。角，在豎A、B兩點等勢，故C點必定在直平面內(nèi)的直線 AB與場強E互相垂直.在 A點，以大

3、小為V0的初速度水平向右拋出一質(zhì) 量為m、帶電荷量為+ q的小球，經(jīng)時間t,小球下落一段距離過 C點（圖中未畫出）時其速 度大小仍為V0,已知A、B、C三點在同一平面內(nèi)，則在小球A點運動到C點的過程中（）來、A.電場力對小球做功為零 B.小球的電勢能增加C.小球機械能減少 mg2-t-D. C點可能位于直線AB的左側(cè)【解析】由動能定理，動能不變，合外力的功為零，重力做正功，電場力必然做負功，電勢能增加，B對，A錯;AB直線的右側(cè)，D錯；小球的機械能的減少量即為豎直方向的重力勢能減少量mgh,在豎1 c 11直方向的加速度 a大于g,豎直方向h=2at2>3gt2,即mgh>2mg2

4、t2,故C錯.【答案】B5 . （2010重慶聯(lián)合診斷）如下圖所示，水平放置的兩平行金屬板間有一豎直方向的勻強 電場，板長為rL，板間距離為d,在距極板右端L處有一豎直放置的屏 M, 一帶電荷量為q, 質(zhì)量為m的質(zhì)點從兩板中央平行于極板射入電場，最后垂直打在M屏上，以下說法中正確的是（）A.質(zhì)點打在屏的B.質(zhì)點打在屏的C.質(zhì)點打在屏的D.質(zhì)點打在屏的2mg q mgq2mgqmgqM * T %N 刃 AP點上方，板間場強大小為P點上方，板間場強大小為P點下方，板間場強大小為P點下方，板間場強大小為質(zhì)點要垂直打在 M屏上，則打在 M屏上時豎直方向上速度為零.對豎直方向上的運動進行分析， 質(zhì)點的

5、前一段運動必定是在電場力和重力作用下做加速運動，后一段運動必定是在重力作用下做減速運動，最后速度減小為零， 則只可能先向上做加速運動， 然后向上做減速運動，位移應(yīng)向上，故質(zhì)點打在 P點上方.又因兩段運動的過程中質(zhì)點在水 平方向上的位移相等， 質(zhì)點在水平方向上做勻速直線運動，故質(zhì)點做兩段運動所經(jīng)歷的時間qE mg相等，設(shè)為t,對豎直方向上的運動有：m =ai, g=a2,根據(jù)兩段運動的對稱性知 ait=a23 k則 E = 2mg, A 正確.q【答案】A6 .（高考天津理綜）如圖所示，帶等量異號電荷的兩平行金屬板在真空中水平放置，M、N為板間同一電場線上的兩點，一帶電粒子（不計重力）以速度vm

6、經(jīng)過【解析】本題考查了電場的基本概念、帶電粒子在電場中的受力及運動相關(guān)知 識，意在考查考生的分析與綜合能力.由題意可知 M、N在同一電場線上，帶電粒子從 M點運動到N點的過程中，電場力 做負功，動能減小，電勢能增加，故 A、C錯誤，B正確；由 于題中未說明帶電粒子及兩極板的電性，故無法判斷M、N兩點的電勢高低，D錯誤.【答案】B7 .（高考浙江理綜）空間存在勻強電場， 有一電荷量q（q>0）、質(zhì)量m的粒子從O點以速 度vo射入電場，運動到 A點時速率為2vo.現(xiàn)有另一電荷量一q、質(zhì)量m的粒子以速率2v。仍 從O點射入該電場，運動到 B點時速率為3vo.若忽略重力的影響，則（）A.在O、A

7、、B三點中，B點電勢最高8 .在O、A、B三點中，A點電勢最高C. OA間的電勢差比 BO間的電勢差大D. OA間的電勢差比 BA間的電勢差小【解析】 本題考查電場力做功和動能定理，意在考查考生掌握電場力做功與電勢能的 1.1.3.1 c 1 c 5變化關(guān)系.由動能te理有：qUoA=2m（2vo）2 2mv0=2mv2; qUoB = m（3vo）2 2m（2vo）2=/mv2,故在三點中，B點的電勢最高，A點的電勢最低，OA間的電勢差比BO間的電勢差小，所以AD正確.【答案】AD8.（高考海南物理單科卷）一平行板電容器中存在勻強電場，電場沿豎直方向.兩個比荷（即粒子的電荷量與質(zhì)量之比 ）不

8、同的帶正電荷的粒子 a和b,從電容器邊緣的 P點（如圖所示）以相同的水平速度射，入兩平行板之間.測得 a和b與電容器極板的撞擊點到入射點之間的水平距離之比為1 : 2.若不計重力，則 a和b的比荷之比是B.1：8 C.2：1 D.4：1A. 1 ： 29.如圖所示，a、b、c、d為勻強電場中的四個等勢面，一個電子由運動軌跡如實線MN所示，由此可知M點射入電場后的（）【答案】DA.電子在N點的動能大于在 M點的動能B.電子在N點的電勢能小于在 M點的電勢能C.電場強度方向向左D.電場中，a面的電勢低于d面的電勢L解析】由題圖可知，電子在電場力的作用下發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，因為電場力的方向一定與等勢面垂直，

9、所以偏轉(zhuǎn)方向向下， 電場力的方向也向下， 可見電場力對電子做了負功，且電場線方向向上.由電場力做負功，電勢能增大，電子在N點的電勢能大于電子在M點的電勢能，B錯誤.由能量守恒，電子的動能減小，電子在 N點的動 能小于在M點的動能，A錯誤.由電場線的方向向上可得C錯誤.同時可得a等勢面的電勢低于d等勢面的電勢，D正確. 【答案】D10 .（高考全國卷n ）一平行板電容器的兩個極板水平放置，兩極板間有一帶電荷量不變的小油滴，油滴在極板間運動時所受空氣阻力的大小與其速率成正比.若兩極板間電壓為零，經(jīng)一段時間后，油滴以速率 v勻速下降；若兩極板間電壓為 U,經(jīng)一段時間后，油滴以速率 v勻速上升.若兩極

10、板間電壓為一 U,油滴做勻速運動時速度的大小、方向?qū)⑹?（）A. 2v、向下B, 2v、向上C. 3v、向下D. 3v、向上【解析】當(dāng)不加電場時，油滴勻速下降，即Ff= kv=mg；當(dāng)兩極板間電壓為 U時，油滴向上勻速運動，即 F電=kv+mg,解之得：F電=2mg,當(dāng)兩極間電壓為一 U時，電場 力方向反向，大小不變，油滴向下運動，當(dāng)勻速運動時，F(xiàn)電+ mg = kv',解之得：v'=3v, C項正確.【答案】C二、論述、計算題（本題共3小題，共40分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、計算公式 和重要的演算步驟，只寫出最后答案不得分， 有數(shù)值計算的題，答案中必須明確數(shù)值和單位）11

11、 .（萊蕪卞II擬）一質(zhì)量為m、帶電荷量為+ q的小球以水平初速度 vo進入豎直向上的勻 強電場中，如圖甲所示今測得小球進入電場后在豎直方向下降的高度y與水平方向的位移x之間的關(guān)系如圖乙所示.根據(jù)圖乙給出的信息，（重力加速度為g）求：(1)勻強電場場強的大??；(2)小球從進入勻強電場到下降h高度的過程中，電場力做的功;(3)小球在【解析】h高度處的動能.(1)小球進入電場后，水平方向做勻速直線運動，設(shè).經(jīng)過時間t,水平方向:vot= L豎直方向:所以E =(mg-qE)t2=h2mmg 2hmv2q qL2(2)電場力做功為 W= qEh =2h2 mvo mghL2(3)根據(jù)動能定理 Ek=

12、mgh qEh + 2h2mv0 mv2L2 mv22【答案】(1)2mg 2hmv2 q-qm (2)2h2mv0 mghL2L212. (2010武漢調(diào)研)如圖所示，在正交坐標(biāo)系小、2h2mv0 mv2(3) L2- + mvxOy的第一、四象限內(nèi)分別存在兩個大小相等、方向不同的勻強電場，兩組平行且等間距的實線分別表示兩個電場的電場線,每條電場線與x軸所夾的銳角均為60°.一質(zhì)子從y軸上某點A沿著垂直于電場線的方向射入第一 象限，僅在電場力的作用下第一次到達 x軸上的B點時速度方向正好垂直于第四象限內(nèi)的 電場線，之后第二次到達 x軸上的C點.求OB與BC的比值.Aa,在A、B兩o

13、【解析】 質(zhì)子的運動軌跡如圖所示，設(shè)質(zhì)子在電場中運動的加速度為 點的速度分別為 vo、v,經(jīng)歷時間為ti.作AM垂直于vo方向，BM平行于vo方向，過交點 M 作x軸的垂線，垂足為 N ,則OB=ON+NB由幾何關(guān)系 ON = AMsin30尸 (3.NB= MBcos30由題意知v與V0的夾角為60。，根據(jù)平拋運動規(guī)律一. 1c-沿垂直于vo方向的位移 AM = at2沿平彳T于vo方向的位移MB=voti在B點，沿垂直于 vo方向的速度分量 vsin60 = ati沿平彳T于vo方向的速度分量 vo= vcos60 °、一13v2也v2-聯(lián)立解得AM =/ MB = "

14、 2aa 口9v2聯(lián)立 解得OB = 丁4a設(shè)質(zhì)子從B到C經(jīng)歷時間為t2,作BP垂直于v方向，CP平行于v方向，根據(jù)平拋運 動規(guī)律沿 PC 方向 BC sin60 = vt2沿 BP 萬向 BC cos60 = 2at2一.16v2 聯(lián)立？解得BC = -r-3a_. r OB 27聯(lián)立？解得寶=工絕緣長方體 B置于水平面上，兩端固定一對平行帶電極BC 6413.（高考廣東卷）如圖所示,板，極板間形成勻強電場 E,長方體B的上表面光滑，下表面與水平面的動摩擦因數(shù)0.05(設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相同).B與極板的總質(zhì)量 mB= 1.0kg.帶正電的小滑塊 A質(zhì)量mA = 0.60kg,其受到

15、的電場力大小F=1.2N.假設(shè)A所帶的電荷量不影響極板間的電場分布.t=0時刻，小滑塊 A從B表面上的a點以相對地面的速度 Va = 1.6m/s向左運動， 同時，B(連同極板)以相對地面的速度Vb =0.40m/s向右運動.問(g取10m/s2)(1)A和B剛開始運動時的加速度大小分 別為多少？(2)若A最遠能到達b點，a、b的距離L 應(yīng)為多少？從t=0時刻至A運動到b點時， 摩擦力對B做的功為多少？【解析】(1)以向右運動為正方向，初始時刻，A、B受力情況如圖甲所示，其中F與F'互為作用力與反作用 力，大小相等F = F' .B受到的摩擦力大小為 ff= (mA+ mB)g 產(chǎn) 0.8N設(shè)A、B的加速度分別為aA和aBaA=E=2.0m/s2mAF+faB = -= 2.0m/s21mB(2)由加速度和初速度的值，可以判定B的速度首先達到零.B速度為零時所用的時間VB ti = aB此時B的位移ti時刻后，B的受力分析如圖乙，由于 F' >f, B將向左運動. 設(shè)ti時刻后B的加速度為aB 'F-faB'設(shè)t