2025版高考物理一輪總復(fù)習(xí)專題七電場第3講電容帶電粒子在電場中的運動提能演練

第3講電容、帶電粒子在電場中的運動學(xué)問鞏固練1.(2024年廣東模擬)如圖所示是由電源E、靈敏電流計G、滑動變阻器R和平行板電容器C組成的電路，開關(guān)S閉合.在下列四個過程中，靈敏電流計中有方向由a到b的電流是 ()A.在平行板電容器中插入電介質(zhì)B.減小平行板電容器兩極板間的距離C.減小平行板電容器兩極板的正對面積D.增大平行板電容器兩極板的正對面積【答案】C【解析】電容器保持和電源連接，電壓U肯定，在平行板電容器中插入電介質(zhì)，由C＝εrS4πkd，可知電容增大，由C＝QU，可知極板電荷量增加，電容器充電，電路中有b到a方向的電流通過電流計.A錯誤；同理可得B、D錯誤；減小平行板電容器兩極板的正對面積，由C＝εrS4πkd可知電容減小，由C＝QU，可知極板帶電荷量減小，2.噴墨打印機的簡化模型如圖所示，重力可忽視的墨汁微滴，經(jīng)帶電室?guī)ж撾姾?，以速度v垂直勻強電場飛入極板間，最終打在紙上.則微滴在極板間電場中 ()A.向負極板偏轉(zhuǎn)B.電勢能漸漸增大C.運動軌跡是拋物線D.運動軌跡與帶電量無關(guān)【答案】C3.(多選)如圖所示，一水平放置的平行板電容器與電源相連.起先時開關(guān)閉合，一帶電油滴沿兩極板中心線方向以某一初速度射入，恰好沿中心線通過電容器.則下列推斷正確的是 ()A.保持開關(guān)閉合，將B板豎直向上平移一小段距離，粒子可能打在電容器的A板上B.保持開關(guān)閉合，將B板豎直向上平移一小段距離，粒子仍能沿原中心線通過電容器C.斷開開關(guān)，將B板豎直向上平移一小段距離，粒子可能打在電容器的A板上D.斷開開關(guān)，將B板豎直向上平移一小段距離，粒子仍能沿原中心線通過電容器【答案】AD【解析】起先時，油滴能沿直線飛過兩板，可知油滴受向下的重力和向上的電場力相平衡，油滴帶負電；若保持開關(guān)閉合，將B板豎直向上平移一小段距離，依據(jù)E＝Ud可知，兩板間場強變大，粒子受向上的電場力變大，粒子向上偏轉(zhuǎn)，則粒子可能打在電容器的A板上，A正確，B錯誤；斷開開關(guān)，則兩板帶電量不變，依據(jù)C＝QU、E＝Ud以及C＝εrS4πkd，得E＝4πkQεrS，則將B4.(2024年重慶模擬)2024年4月11日晚，受強對流天氣影響，狂風(fēng)暴雨攻擊川渝地區(qū)，據(jù)氣象部門監(jiān)測，九龍坡區(qū)局部風(fēng)力已達10級.小李同學(xué)用所學(xué)學(xué)問設(shè)計了一個電容式風(fēng)力傳感器.如圖所示，將電容器與靜電計組成回路，可動電極在風(fēng)力作用下向右移動，引起電容的改變，風(fēng)力越大，移動距離越大(兩電極不接觸).若極板上電荷量保持不變，在受到風(fēng)力作用時，則 ()A.電容器電容變小B.極板間電場強度變大C.極板間電壓變小D.靜電計指針張角越大，風(fēng)力越大【答案】C【解析】依據(jù)C＝εrS4πkd，在受到風(fēng)力作用時，d減小，則電容器電容變大，A錯誤；極板間電場強度E＝Ud＝QCd＝QCd＝4πkQεrS不變，B錯誤；極板間電壓5.(2024年北京模擬)在如圖裝置中，將開關(guān)S撥至1可以給電容器充電，撥至2可以讓電容器放電，通過電壓表、電流表的示數(shù)，可以視察電容器充、放電過程中電壓和電流的改變狀況.則下列說法中正確的是 ()A.充電過程中，電壓表、電流表示數(shù)漸漸增大B.放電過程中，電壓表、電流表示數(shù)漸漸減小C.充電過程中，電容器電容漸漸增大D.放電過程中，電流減小的越來越快【答案】B【解析】電容器充電過程中，電流表的示數(shù)漸漸減小，電壓表測量的是電容器兩端的電壓，示數(shù)漸漸增大，A錯誤；電容器放電過程中，電容器帶電量漸漸減小，依據(jù)C＝QU，可知電容器兩端的電壓漸漸減小，流過電阻的電流漸漸減小，B正確；電容器電容由電容器本身確定，不會隨充電過程發(fā)生改變，C錯誤；放電過程中，電流減小的越來越慢，D錯誤6.AB板間存在豎直方向的勻強電場，現(xiàn)沿垂直電場線方向射入三種比荷相同的帶電微粒(不計重力)，a、b和c的運動軌跡如圖所示，其中b和c是從同一點射入的.不計空氣阻力，則可知粒子運動的全過程 ()A.運動加速度aa＞ab＞acB.飛行時間tb＝tc＞taC.水平速度va＞vb＝vcD.電勢能的削減量ΔEc＝ΔEb＞ΔEa【答案】B【解析】依據(jù)牛頓其次定律得微粒的加速度a＝qEm，已知qm相同，E相同，所以加速度相同，即aa＝ab＝ac，故A錯誤；三個帶電微粒在豎直方向都做初速度為零的勻加速直線運動，由y＝12at2得t＝2ya，由圖有yb＝y(tǒng)c＞ya，則得tb＝tc＞ta，故B正確；三個帶電微粒水平方向都做勻速直線運動，由x＝v0t得v0＝xt，由圖知xa＞xb＞xc，又tb＝tc＞ta，則得va＞vb＞vc，故C錯誤；電場力做功為W＝qEy，由于電荷量關(guān)系不能確定，7.(多選)如圖甲所示，兩平行金屬板豎直放置，左極板接地，中間有小孔，右極板電勢隨時間改變的規(guī)律如圖乙所示，電子原來靜止在左極板小孔處，不計電子的重力，下列說法正確的是 ()A.若t＝0時刻釋放電子，則電子始終向右運動，直到打到右極板上B.若t＝0時刻釋放電子，則電子可能在兩板間振動C.若t＝T4時刻釋放電子，則電子可能在兩板間振動，D.若t＝3T8時刻釋放電子【答案】AC綜合提升練8.(2024年岳陽質(zhì)檢)某帶電粒子以不為零的初速度從坐標(biāo)原點沿x軸正方向射入一勻強電場中，電場方向與y軸平行，不計粒子重力.下列描繪粒子動量大小p、動能Ek、速度大小v分別與運動時間t的改變圖像和速度大小v與沿y軸方向位移y的大小關(guān)系圖像中，可能正確的為 () A B C D【答案】D【解析】帶電粒子在x軸方向做勻速運動，在y軸方向做初速為零的勻加速直線運動，設(shè)其初速度為v0，電場力產(chǎn)生的y軸方向的加速度為a，經(jīng)過時間t，則vy＝at，合速度v＝v02＋vy2＝v02＋(at)2①，可以看出v與時間t不是一次函數(shù)關(guān)系，動量p＝mv與t也不是一次函數(shù)關(guān)系，A、B錯誤；由y軸方向的分位移y＝12at2得t2＝2ya，代入①式中可得v＝v02＋2ay，可見v與y是一種非線性遞增關(guān)系，但v增加的比y增加的慢，斜率應(yīng)漸漸減小，C錯誤；動能E9.如圖所示，豎直平面內(nèi)有一平行板電容器AB，兩極板電勢差為U，靠近A板有一個粒子源，可產(chǎn)生初速度為零，電荷量為q的帶電粒子，B板開有一小孔，粒子可無摩擦地穿過小孔，B板右側(cè)有一寬度為d，大小為E0的勻強電場，方向豎直向下.現(xiàn)通過調(diào)整U的大小，使粒子離開E0電場區(qū)域的動能最小，不計粒子的重力，下列說法正確的是 ()A.粒子離開E0電場區(qū)域時的最小動能為qE0dB.U的大小應(yīng)調(diào)為EC.粒子離開E0電場區(qū)域時速度與水平方向夾角為37°D.粒子離開E0電場區(qū)域時豎直方向偏轉(zhuǎn)的距離為d【答案】A【解析】粒子在左側(cè)電場中qU＝12mv02，在右側(cè)電場d＝v0t，y＝12E0qmt2.依據(jù)動能定理粒子離開E0電場區(qū)域時Ek＝qU＋qE0y＝qU＋d2qE024U，依據(jù)數(shù)學(xué)關(guān)系可知qU＝d2qE024U，動能最小，此時U＝dE02，10.(2024年北京卷)如圖所示，真空中平行金屬板M、N之間距離為d，兩板所加的電壓為U.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從M板由靜止釋放.不計帶電粒子的重力.(1)求帶電粒子所受的靜電力的大小F；(2)求帶電粒子到達N板時的速度大小v；(3)若在帶電粒子運動d2距離時撤去所加電壓，求該粒子從M板運動到N板經(jīng)驗的時間解：(1)兩極板間的場強E＝Ud，帶電粒子所受的靜電力F＝q