2023高考物理基礎(chǔ)知識綜合復(fù)習(xí)優(yōu)化集訓(xùn)17電容器的電容帶電粒子在電場中的運動

優(yōu)化集訓(xùn)17電容器的電容帶電粒子在電場中的運動基礎(chǔ)鞏固1.(2020年浙江1月學(xué)考)下列器材屬于電容器的是()2.下列物理量的單位中,屬于電容器電容單位的是()A.kW B.FC.mA·h D.T3.如圖所示是一只“超級電容器”,從圖中的信息可知()A.對該電容器充電時,所能充的電荷量越多,它的電容就越大B.該電容器兩極的電壓一旦超過2.7V時,就要被擊穿而損壞C.將該電容器與電動勢為2V的電源相連,充電完畢后,所帶電荷量為20CD.將該電容器充好電后再對電阻放電,則放電過程中,其電壓和電容均不斷減小4.如圖所示的電解電容器是電氣設(shè)備電路中常用的電子元件,該電容器的標識為“68μF400V”,則該電容器()A.沒有正、負極B.未接入電路時電容為0C.只能接在400V的電壓上D.在額定電壓下所帶電荷量為2.72×10-2C5.如圖所示為我國自主研發(fā)、全球首創(chuàng)的“超級電容器”,這種電容器安全性高,可反復(fù)充放電100萬次以上,使用壽命長達十二年,且容量超大(達到9500F),能夠在10s內(nèi)完成充電。則該“超級電容器”()A.充電過程中電流是恒定電流B.充電過程中兩極的電壓逐漸增大C.充電時電容器的正極應(yīng)接電源的負極D.放電過程中電容器的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能6.如圖所示,在真空中水平放置一對金屬板MN、PQ,把兩板接到電源上,兩板間出現(xiàn)勻強電場。現(xiàn)有一帶電粒子沿水平方向射入電場,a、b為其運動軌跡(圖中虛線所示)上的兩點。下列說法正確的是()A.粒子帶正電B.a點電勢比b點高C.粒子在a點的加速度比b點大D.粒子在a點的電勢能比b點大7.噴墨打印機的簡化模型如圖所示,重力可忽略的墨汁微滴,經(jīng)帶電室?guī)ж撾姾珊?以速度v垂直勻強電場飛入極板間,最終打在紙上。關(guān)于微粒的運動,下列說法不正確的是()A.若增大兩極板間的電場強度,微粒仍會到達紙上同一位置B.運動速度先逐漸增大,再保持不變C.運動時間與電場強度大小無關(guān)D.運動軌跡與所帶電荷量有關(guān)8.靜電噴涂機原理如圖所示,靜電噴涂機接高壓電源,工作時涂料微粒會向帶正電的被噴涂工件高速運動,微粒最后被吸附到工件表面。關(guān)于靜電噴涂機的涂料微粒,下列表述正確的有()A.微粒帶正電B.微粒帶負電C.微粒受到的靜電力不變D.微粒在運動過程中,速度減小能力提高9.如圖甲所示,某靜電除塵裝置矩形通道的長為L、寬為b、高為d,其前后兩板為絕緣材料,上下兩板為金屬材料。圖乙為此裝置的截面圖,上下兩板與電壓恒為U的高壓直流電源相連,帶負電的塵埃以水平速度v0進入矩形通道,當(dāng)碰到下板后其所帶電荷被中和,同時被收集。將收集塵埃的數(shù)量與進入矩形通道塵埃的數(shù)量的比值稱為除塵率。不計塵埃所受重力及塵埃之間的相互作用,要增大除塵率,下列措施可行的是()A.只增大寬度b B.只增大高度dC.只增大長度L D.只增大速度v010.目前許多國產(chǎn)手機都有指紋解鎖功能,用的指紋識別傳感器是電容式傳感器,如圖所示。指紋的凸起部分叫“嵴”,凹下部分叫“峪”。傳感器上有大量面積相同的小極板,當(dāng)手指貼在傳感器上時,這些小極板和正對的皮膚表面部分形成大量的小電容器,這樣在嵴處和峪處形成的電容器的電容大小不同,此時傳感器給所有的電容器充電后達到某一電壓值,然后,電容器放電,電容小的電容器放電較快,根據(jù)放電快慢的不同,就可以探測到嵴和峪的位置,從而形成指紋圖像數(shù)據(jù)。根據(jù)文中信息,下列說法正確的是()A.在峪處形成的電容器電容較大B.充電后在嵴處形成的電容器的電荷量小C.在峪處形成的電容器放電較快D.潮濕的手指頭對指紋識別絕對沒有影響11.如圖所示,一充電后的平行板電容器的兩極板相距l(xiāng)。在正極板附近有一質(zhì)量為M、電荷量為q(q>0)的粒子;在負極板附近有另一質(zhì)量為m、電荷量為-q的粒子。在電場力的作用下,兩粒子同時從靜止開始運動。已知兩粒子同時經(jīng)過一平行于正極板且與其相距25l的平面。若兩粒子間相互作用力可忽略,不計重力,則M∶m為(A.3∶2 B.2∶1C.5∶2 D.3∶1優(yōu)化集訓(xùn)17電容器的電容帶電粒子在電場中的運動1.A解析A是可變電容器,選項A正確;B是萬用表,選項B錯誤;C是打點計時器,選項C錯誤;D是電源,選項D錯誤。2.B3.C解析電容器的電容是由電容器本身決定的,與所帶的電荷量無關(guān),A錯誤;該電容器兩極正常工作時的電壓為2.7V,但是如果超過2.7V不多時,也不會被擊穿,B錯誤;將該電容器與電動勢為2V的電源相連,充電完畢后,所帶電荷量為Q=CU=20C,C正確;將該電容器充好電后再對電阻放電,則放電過程中,其電壓不斷減小,電容不變,D錯誤。4.D解析電解電容存在正、負極,A錯誤;電容表示電容器容納電荷的本領(lǐng),即使未接入電路中,電容也不變,B錯誤;電容器標的“400V”指的是電容器的耐壓值,即所接交流電的最大值不能超過400V,低于400V也能工作,C錯誤;由Q=CU代入數(shù)據(jù)可得Q=2.72×10-2C,D正確。5.B解析充電過程中電流逐漸增大,A錯誤;充電過程中兩極的帶電荷量逐漸增大,故電壓逐漸增大,B正確;充電時電容器的正極應(yīng)接電源的正極,放電過程中電容器的電場能轉(zhuǎn)化為電能,C、D錯誤。6.D解析粒子運動過程只受重力和豎直方向上的靜電力作用,粒子受恒力作用,由牛頓第二定律可得加速度不變,C錯誤;根據(jù)粒子向上偏轉(zhuǎn)、重力方向豎直向下可得,靜電力方向豎直向上,則粒子帶負電,A錯誤;因靜電力方向豎直向上,故粒子從a到b靜電力做正功,電勢能減小,所以a點電勢能比b點的大,D正確;兩板接到電源上,故電勢差不變,根據(jù)電源正負可知MN電勢較高,故電場線方向豎直向下,b點電勢比a點高,故B錯誤。7.A解析墨滴進入電場后,做類平拋運動,即L=vt,y=12qEmt2,偏轉(zhuǎn)距離y=qEL22mv2,可知,增大了電場強度,偏轉(zhuǎn)距離會變大,選項A錯誤;墨滴在電場中,靜電力做正功,速度會變大,出了電場之后,墨滴做勻速直線運動,選項B正確;運動時間t=Lv,所以運動時間與電場強度無關(guān),選項C正確;運動電荷的電荷量大小不同8.B解析帶正電的工件由于靜電感應(yīng)電荷分布在表面,帶負電的粒子在庫侖力的作用下運動,微粒帶負電,選項A錯誤,B正確;運動過程中,由于電場強度不斷變化,則粒子受靜電力不斷變化,選項C錯誤;微粒在運動過程中,靜電力做正功,則速度增大,選項D錯誤。9.C解析增加除塵率即讓離下極板較遠的粒子落到下極板上,帶電塵埃在矩形通道內(nèi)做類平拋運動,在沿電場的方向上的位移為y=12·qUmd·Lv02,只增大寬度b,不會影響位移,故A不滿足條件;只增大高度d,由題意知d增加,則位移y減小,故B不滿足條件;只增加長度L,可以增大位移y,故C滿足條件;只增加水平速度v10.C解析根據(jù)電容的計算公式C=εS4πkd可得,極板與指紋峪(凹下部分)距離d大,構(gòu)成的電容器電容小,A錯誤;由于外接電源為所有電容器充到一個預(yù)先設(shè)計好的電壓值,所以所有的電容器電壓一定,根據(jù)Q=CU=εSU4πkd可知,極板與指紋峪(凹的部分,d大,電容小)構(gòu)成的電容器充上的電荷較少,在放電過程中放電時間短,放電較快;反之,在嵴