（浙江專用）高考物理大一輪總復(fù)習(xí) 第六章 第3課時(shí) 電容 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)(一)知能達(dá)標(biāo)訓(xùn)練

第課時(shí)電容帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)(一)【測控導(dǎo)航】知識點(diǎn)題號1.電容器、電容及電容器的動(dòng)態(tài)分析2、6、72.帶電粒子在電場中的直線運(yùn)動(dòng)43.帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)1、3、5、9、114.力、電綜合8、10一、單項(xiàng)選擇題1.(年廣東理綜)噴墨打印機(jī)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?fù)電后,以速度v垂直勻強(qiáng)電場飛入極板間,最終打在紙上,則微滴在極板間電場中(C)A.向負(fù)極板偏轉(zhuǎn) B.電勢能逐漸增大C.運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線 D.運(yùn)動(dòng)軌跡與帶電荷量無關(guān)解析:由于忽略重力,所以帶負(fù)電的微滴在板間僅受向上的電場力,故帶電微粒向正極板偏轉(zhuǎn),故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在向正極板偏轉(zhuǎn)過程中,電場力做正功,電勢能將減小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;微滴水平方向做勻速運(yùn)動(dòng),有x=vt,速度v不變,豎直方向的位移y=12at2=12·Uqdm·xv2=Uq2dm2.有的汽車安裝有“智能氣囊”控制系統(tǒng),原理如圖,在副駕駛座的車頂部和底部各安裝一塊相互絕緣的金屬板,構(gòu)成一個(gè)電容器,該電容器再跟汽車上的微電腦相連.如果副駕駛座上沒有人員乘坐,即使汽車發(fā)生碰撞事故,電腦根據(jù)電容器的電容情況,不允許安全氣囊打開,從而減少了氣囊維修與被更換的費(fèi)用.那么副駕駛座上有人員乘坐時(shí)與沒有人員乘坐時(shí)相比,下列說法正確的是(A)A.電容器的電容變大B.電容器的電容變小C.電容器的電容不變D.因人而異,乘員是成人時(shí),電容器的電容變大,乘員是小孩時(shí),電容器的電容變小解析:當(dāng)有人坐上后,相當(dāng)于電容器內(nèi)部的介電常數(shù)增加,故電容值增大,故選項(xiàng)A正確.3.(濰坊聯(lián)考)如圖所示,把一個(gè)帶電小球A固定在光滑水平的絕緣桌面上,在桌面的另一處放置帶電小球B.現(xiàn)給小球B一個(gè)垂直AB連線方向的速度v0,使其在水平桌面上運(yùn)動(dòng),則下列說法中正確的是(D)A.若A、B帶同種電荷,B球一定做速度減小的曲線運(yùn)動(dòng)B.若A、B帶同種電荷,B球一定做加速度增大的曲線運(yùn)動(dòng)C.若A、B帶同種電荷,B球一定向電勢較低處運(yùn)動(dòng)D.若A、B帶異種電荷,B球可能做速度和加速度大小都不變的曲線運(yùn)動(dòng)解析:若A、B帶同種電荷,B球受到庫侖斥力作用,一定做速度增大加速度減小的曲線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;若B球帶負(fù)電,則B球向電勢較高處運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;若A、B帶異種電荷,B球可能繞A球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),即做速度和加速度大小都不變的曲線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D正確.4.如圖所示,在A板附近有一電子由靜止開始向B板運(yùn)動(dòng),則關(guān)于電子到達(dá)B板時(shí)的速率,下列解釋正確的是(C)A.兩板間距越大,加速的時(shí)間就越長,則獲得的速率越大B.兩板間距越小,加速度就越大,則獲得的速率越大C.與兩板間的距離無關(guān),僅與加速電壓U有關(guān)D.以上解釋都不正確解析:設(shè)電子質(zhì)量為m,電荷量為e,兩板間距為d,則12eUmd·解得t=d2meU即t∝d,又eU=12mv25.(吉林市質(zhì)檢)如圖所示,A板發(fā)出的電子經(jīng)加速后,沿水平方向射入水平放置的兩平行金屬板間,金屬板間所加的電壓為U,電子最終打在熒光屏P上,關(guān)于電子的運(yùn)動(dòng),則下列說法中正確的是(D)A.當(dāng)滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí),其他不變,則電子打在熒光屏上的位置上升B.當(dāng)滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng)時(shí),其他不變,則電子打在熒光屏上的位置下降C.水平金屬板電壓U增大時(shí),其他不變,則電子打在熒光屏上的速度大小不變D.水平金屬板電壓U增大時(shí),其他不變,則電子從發(fā)出到打在熒光屏上的時(shí)間不變解析:當(dāng)滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí),其他不變,加速電壓增大,電子進(jìn)入水平放置的兩平行金屬板間的速度增大,在水平放置的兩平行金屬板間運(yùn)動(dòng)時(shí)間縮短,偏轉(zhuǎn)減小,則電子打在熒光屏上的位置下降,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;當(dāng)滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng)時(shí),其他不變,加速電壓減小,電子進(jìn)入水平放置的兩平行金屬板間的速度減小,在水平放置的兩平行金屬板間運(yùn)動(dòng)時(shí)間增大,偏轉(zhuǎn)增大,則電子打在熒光屏上的位置上升,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;水平金屬板電壓U增大時(shí),其他不變,靜電力做功增大,則電子打在熒光屏上的速度增大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;水平金屬板電壓U增大時(shí),其他不變,電子進(jìn)入水平放置的兩平行金屬板間的速度不變,則電子從發(fā)出到打在熒光屏上的時(shí)間不變,選項(xiàng)D正確.6.(陜西寶雞第二次質(zhì)檢)如圖所示,平行板電容器與電動(dòng)勢為E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接,下極板接地.一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài).現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離后(A)A.P點(diǎn)的電勢將降低B.帶電油滴的電勢能將減少C.帶電油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)D.電容器的電容減小,則極板帶電荷量將增大解析:將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離后,d增大,兩極板之間電場強(qiáng)度減小,P點(diǎn)的電勢將降低,帶電油滴所受靜電力減小,帶電油滴將沿豎直方向向下運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A正確,C錯(cuò)誤;由于帶電油滴帶負(fù)電,P點(diǎn)的電勢降低,帶電油滴的電勢能將增大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離后,d增大,電容器的電容減小,電壓不變,由C=Q/U可知極板帶電荷量將減少,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.二、不定項(xiàng)選擇題7.(深圳第一次調(diào)研)如圖所示,當(dāng)平行板電容器C充電后把開關(guān)S斷開.設(shè)電容器電壓為U,電荷量為Q.現(xiàn)只將電容器兩板的正對面積減小,則(BC)A.Q變大 B.Q不變 C.U變大 D.U變小解析:平行板電容器C充電后把開關(guān)S斷開,帶電荷量Q不變,選項(xiàng)B正確,A錯(cuò)誤;現(xiàn)只將電容器兩板的正對面積減小,電壓U變大,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.8.(溫州模擬)如圖所示,光滑的水平軌道AB,與半徑為R的光滑的半圓形軌道BCD相切于B點(diǎn),AB水平軌道部分存在水平向右的勻強(qiáng)電場,半圓形軌道在豎直平面內(nèi),B為最低點(diǎn),D為最高點(diǎn).一質(zhì)量為m帶正電的小球從距B點(diǎn)x的位置在靜電力的作用下由靜止開始沿AB向右運(yùn)動(dòng),恰能通過最高點(diǎn),則(ACD)A.R越大,x越大B.R越大,小球經(jīng)過B點(diǎn)后瞬間對軌道的壓力越大C.m越大,x越大D.m與R同時(shí)增大,靜電力做功增大解析:小球在BCD部分做圓周運(yùn)動(dòng),在D點(diǎn)由圓周運(yùn)動(dòng)向心力公式有:mg=mvD2R,小球由B到D的過程中由動(dòng)能定理有:-2mgR=12mvD2-12mvB2,得:vB=5gR,知R越大,B點(diǎn)速度越大,則x越大,選項(xiàng)A正確;在B點(diǎn)有:FN-mg=mvB9.平行板電容器兩板間的電壓為U,板間距離為d,一個(gè)質(zhì)量為m,電荷量為q的帶電粒子從該電容器的正中央沿與勻強(qiáng)電場的電場線垂直的方向射入,不計(jì)重力.當(dāng)粒子的入射初速度為v0時(shí),它恰好能穿過電場而不碰到金屬板.現(xiàn)在使該粒子以v0/2的初速度以同樣的方式射入電場,下列情況正確的是(AC)A.該粒子將碰到金屬板而不能飛出B.該粒子仍將飛出金屬板,在金屬板內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間將變?yōu)樵瓉淼?倍C.該粒子動(dòng)能的增量將不變D.該粒子動(dòng)能的增量將變大解析:設(shè)平行板的長度為L,粒子以v02的初速度射入電場,沿平行板方向的分位移x=v02t<L,粒子不能飛出金屬板,故選項(xiàng)A對,B錯(cuò).粒子垂直于平行板方向的分位移y=d2,由動(dòng)能定理可知ΔEk=qEd2=三、非選擇題10.(北京市海淀區(qū)高三第一學(xué)期期末)在真空中水平放置平行板電容器,兩極板間有一個(gè)帶電油滴,電容器兩板間距為d,當(dāng)平行板電容器的電壓為U0時(shí),油滴保持靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示.當(dāng)給電容器突然充電使其電壓增加ΔU1,油滴開始向上運(yùn)動(dòng);經(jīng)時(shí)間Δt后,電容器突然放電使其電壓減少ΔU2,又經(jīng)過時(shí)間Δt,油滴恰好回到原來位置.假設(shè)油滴在運(yùn)動(dòng)過程中沒有失去電荷,充電和放電的過程均很短暫,這段時(shí)間內(nèi)油滴的位移可忽略不計(jì).重力加速度為g.試求:(1)帶電油滴所帶電荷量與質(zhì)量之比;(2)第一個(gè)Δt與第二個(gè)Δt時(shí)間內(nèi)油滴運(yùn)動(dòng)的加速度大小之比;(3)ΔU1與ΔU2之比.解析:(1)設(shè)油滴質(zhì)量為m,所帶電荷量為q,油滴靜止時(shí),有mg=qU0d,則qm(2)設(shè)第一個(gè)Δt內(nèi)油滴的位移為x1,加速度大小為a1,第二個(gè)Δt內(nèi)油滴的位移為x2,加速度大小為a2,則x1=12a1Δt2,x2=v1Δt-12a2Δt且v1=a1Δt,x2=-x1,解得a1∶a2=1∶3.(3)油滴向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí),有qU0+Δ即qΔU1d油滴向上減速運(yùn)動(dòng)時(shí),有mg-qU0+Δ即qΔU1-ΔU2d解得ΔU1Δ答案:(1)dgU0(2)1∶3(3)111.(浙江名校聯(lián)考)真空室中有如圖所示的裝置.電極K發(fā)出的電子(初速度不計(jì))經(jīng)過加速電場后,由小孔O沿水平放置的偏轉(zhuǎn)極板M、N間的中心軸線OO'射入.M、N板長為L,兩極板間加有恒定電壓,它們間的電場可看作勻強(qiáng)電場.偏轉(zhuǎn)極板右端邊緣到熒光屏P的距離為s.當(dāng)加速電壓為U1時(shí),電子恰好打在N板中央的A點(diǎn);當(dāng)加速電壓為U2時(shí),電子打在熒光屏的B點(diǎn).已知A、B點(diǎn)到中心軸線OO'的距離相等.求U1∶U2.解析:設(shè)電子電荷量為e、質(zhì)量為m.由題意,電子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運(yùn)動(dòng).當(dāng)