《2018年高考物理大一轮复习 第七章 静电场 基础课3 电容器 带电粒子在电场中的运动课时训练（含解析）粤教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018年高考物理大一轮复习 第七章 静电场 基础课3 电容器 带电粒子在电场中的运动课时训练（含解析）粤教版（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 基础课3 电容器 带电粒子在电场中的运动 一、选择题(16题为单项选择题，710题为多项选择题) 1(2016浙江理综，14)以下说法正确的是( ) A在静电场中，沿着电场线方向电势逐渐降低 B外力对物体所做的功越多，对应的功率越大 C电容器电容C与电容器所带电荷量Q成正比 D在超重和失重现象中，地球对物体的实际作用力发生了变化 解析 在静电场中，沿着电场线方向电势逐渐降低，选项A正确；根据P 可知，外 W t 力对物体所做的功越多，对应的功率不一定越大，选项B错误；电容器电容C与电容器 所带电荷量Q无关，只与两板的正对面积、两板间距以及两板间的电介质有关，选项C 错误；在超重和失重现象中
2、，地球对物体的实际作用力没有发生变化，只是物体的视重 发生了变化，选项D错误。 答案 A 2.如图1所示，平行板电容器与电源相接，充电后切断电源，然后将电介质插入电容器极 板间，则两板间的电势差U及板间场强E的变化情况为( ) 图1 AU变大，E变大 BU变小，E变小 CU不变，E不变 DU变小，E不变 解析 当平行板电容器充电后切断电源，极板所带电荷量Q保持不变，插入电介质后， 电容器的电容C变大，则U 将变小，而由E 可知，板间场强E也将变小。选项B Q C U d 正确。 答案 B 3.如图2所示，电子由静止开始从A板向B板运动，到达B板的速度为v，保持两板间电 压不变，则( )2 图2
3、 A当减小两板间的距离时，速度v增大 B当减小两板间的距离时，速度v减小 C当减小两板间的距离时，速度v不变 D当减小两板间的距离时，电子在两板间运动的时间变长 解析 由动能定理得eU mv 2 ，当改变两极板间的距离时，U不变，v就不变，故选项 1 2 A、B错误，C正确；粒子在极板间做初速度为零的匀加速直线运动， ， ，即 v d t v 2 d t t ，当d减小时，v不变，电子在两极板间运动的时间变短，故选项D错误。 2d v 答案 C 4.如图3所示，平行板电容器上极板带正电，从上极板的端点A点释放一个带电荷量为 Q(Q0)的粒子，粒子重力不计，以水平初速度v 0 向右射出，当它的水
4、平速度与竖直 速度的大小之比为12时，恰好从下端点B射出，则d与L之比为( ) 图3 A12 B21 C11 D13 解析 设粒子从A到B的时间为t，粒子在B点时，竖直方向的分速度为v y ，由类平抛 运动的规律可得Lv 0 t，d t，又v 0 v y 12，可得dL11，选项C正确。 vy 2 答案 C 5如图4所示，左侧为加速电场，右侧为偏转电场，加速电场的加速电压是偏转电场电压 的k倍。有一初速度为零的带电粒子经加速电场加速后，从偏转电场两板正中间垂直电 场强度方向射入，且正好能从下极板右边缘穿出电场，不计带电粒子的重力，则偏转电 场长、宽的比值 为( ) l d3 图4 A. B.
5、C. D. k 2k 3k 5k 解析 设加速电压为U 1 ，偏转电压为U 2 ，因为qU 1 mv ，带电粒子离开加速电场时的 1 2 2 0 速度v 0 ；在偏转电场中 t 2 ，解得td ，水平距离 2qU1 m d 2 1 2 qU2 md m qU2 lv 0 td d ，所以 ，B正确。 2U1 U2 2k l d 2k 答案 B 6如图5所示，水平放置的两平行金属板与一直流电源相连，一带正电的粒子仅在重力和 电场力作用下以某一初速度沿图中直线从A运动到B，现将平行金属板分别以O、O为 圆心在平面内旋转相同角度后，带电粒子依旧能够沿直线从A运动到B，则( ) 图5 A平行金属板一定
6、顺时针旋转45 B平行金属板一定逆时针旋转45 C带电粒子电势能一定逐渐增加 D带电粒子一定做匀变速直线运动 解析 刚开始时粒子做匀速直线运动，mgqEq ，由受力分析可知，粒子在竖直方向 U d 上合力为零。如图所示，平行金属板顺时针旋转角，则q cos q cos U d U dcos q mg，所以粒子是否做直线运动与旋转角度大小无关，根据受力分析可知，电场 U d 力做正功，粒子的电势能逐渐减少，粒子做匀加速直线运动；同理，若平行金属板逆时 针旋转角，则粒子电势能逐渐增加，粒子做匀减速直线运动，故选项D正确。 答案 D 7(2015广东理综，21)如图6所示的水平匀强电场中，将两个带电
7、小球M和N分别沿图4 示路径移动到同一水平线上的不同位置，释放后，M、N保持静止，不计重力，则( ) 图6 AM的带电量比N的大 BM带负电荷，N带正电荷 C静止时M受到的合力比N的大 D移动过程中匀强电场对M做负功 解析 带电球M、N在不计重力条件下平衡，说明M、N两球所受电场力的合力为零，即 M、N所在点合场强为零，所以M球在N球处所产生的场强方向向左，大小为E，故M球 带负电；同理，N球在M球处产生的场强方向向左，大小为E，故N球带正电，且两球 所带电荷量相等。匀强电场对M的电场力方向与M移动方向成钝角，做负功。所以 B、D正确。 答案 BD 8如图7所示，M、N是在真空中竖直放置的两块
8、平行金属板，板间有匀强电场，质量为 m、电荷量为q的带电粒子(不计重力)，以初速度v 0 由小孔进入电场，当M、N间电压 为U时，粒子刚好能到达N板，如果要使这个带电粒子能到达M、N两板间距的 处返回， 1 2 则下述措施能满足要求的是( ) 图7 A使初速度为原来的 1 2 B使M、N间电压提高到原来的2倍 C使M、N间电压提高到原来的4倍 D使初速度和M、N间电压都减为原来的 1 25 解析 在粒子刚好到达N板的过程中，由动能定理得qEd0 mv ，所以d ， 1 2 2 0 令带电粒子离开M板的最远距离为x，则使初速度减为原来的 ，x ，故A错；使 1 2 d 4 M、N间电压提高到原来
9、的2倍，电场强度变为原来的2倍，x ，故B对；使M、N间 d 2 电压提高到原来的4倍，电场强度变为原来的4倍，x ，故C错；使初速度和M、N d 4 间电压减为原来的 ，电场强度变为原来的一半，x ，故D对。 1 2 d 2 答案 BD 9(2017衡水调研)美国物理学家密立根通过研究平行板间悬浮不动的带电油滴，准确地 测定了电子的电荷量。如图8所示，平行板电容器两极板M、N与电压为U的恒定电源 两极相连，板的间距为d。现有一质量为m的带电油滴在极板间匀速下落，则( ) 图8 A此时极板间的电场强度E U d B油滴带电荷量为 mg Ud C减小极板间电压，油滴将加速下落 D将极板N向下缓慢
10、移动一小段距离，油滴将向上运动 解析 极板间电压为U，间距为d，是匀强电场，故场强E ，故A正确；油滴受重力 U d 和电场力，处于平衡状态，故mgq ，解得q ，故B错误；减小极板间电压，场 U d mgd U 强减小，电场力小于重力，合力向下，故油滴将加速下落，故C正确；将极板N向下缓 慢移动一小段距离，板间距增加，场强减小，电场力减小，电场力小于重力，合力向下， 故油滴将加速下落，故D错误。 答案 AC 10如图9所示，带正电的金属滑块质量为m、电荷量为q，与绝缘水平面间的动摩擦因数 为(1)。水平面上方有水平向右的匀强电场，电场强度为E 。如果在A点给 mg q 滑块一个向左的大小为v
11、的初速度，运动到B点速度恰好为零，则下列说法正确的是( )6 图9 A滑块运动到B点后将返回向A运动，来回所用时间相同 B滑块运动到B点后将返回向A运动，到A点时速度大小仍为v C滑块回到A点时速度大小为 v 1 1 DA、B两点间电势差为 mv2 2（1）q 解析 由A点到B点过程，滑块加速度为a AB (1)g，由B点到A点过 mgEq m 程，滑块加速度为a BA (1)g，而位移大小相等，所以运动时间不可能 Eqmg m 相同，选项A错误；滑块返回A点时的速度大小不可能等于滑块在A点的初速度，选项 B错误；根据v 2 2a AB x，v 2a BA x，可得回到A点时滑块速度v A v
12、，x 2 A 1 1 ，U AB Ex ，选项C、D正确。 v2 2（1）g mv2 2（1）q 答案 CD 二、非选择题 11(2016北京市海淀区二模)如图10所示，质量m2.010 4kg、电荷量 q1.010 6C的带正电微粒静止在空间范围足够大的电场强度为E 1 的匀强电场中。 取g10 m/s 2 。 图10 (1)求匀强电场的电场强度 E 1 的大小和方向； (2)在t0时刻，匀强电场强度大小突然变为E 2 4.010 3N/C，且方向不变。求在 t0.20 s时间内电场力做的功； (3)在t0.20 s时刻突然撤掉第(2)问中的电场，求带电微粒回到出发点时的动能。 解析 (1)
13、由题意知E 1 qmg， E 1 N/C2.010 3N/C，方向向上。 mg q 2.0 104 10 1.0 106 (2)在t0时刻，电场强度突然变化为E 2 4.010 3N/C。7 设微粒的加速度为a 1 ，在t0.20 s时间内上升高度为h，电场力做功为W， 则qE 2 mgma 1 ，解得a 1 10 m/s 2 ， h a 1 t 2 ，解得h0.20 m， 1 2 WqE 2 h，解得W8.010 4J。(3)设在t0.20 s时刻突然撤掉电场时粒子的速度大小为v，回到出发点时的动能为 E k ， 则va 1 t，E k mgh mv 2 ，解得E k 8.010 4J。 1
14、 2 答案 (1)2.010 3N/C 方向向上 (2)8.010 4J (3)8.010 4J 12(2017太原考试)如图11，直角坐标系xOy位于同一竖直平面内，其中x轴水平、y 轴竖直，xOy平面内长方形区域OABC内有方向垂直OA的匀强电场，OA长为l，与x轴 间的夹角30。一质量为m、电荷量为q的带正电小球(可看作质点)从y轴上的P 点沿x轴方向以一定速度射出，恰好从OA的中点M垂直OA进入电场区域。已知重力加 速度为g。 图11 (1)求P的纵坐标y P 及小球从P射出时的速度v 0 ； (2)已知电场强度的大小为E ，若小球不能从BC边界离开电场，OC长度应满足什 3mg 2q
15、 么条件？ 解析 (1)设小球从P运动到M所用时间为t 1 ，则有 y P sin gt l 2 1 2 2 1 cos v 0 t 1 l 2 gt 1 v0 tan 解得y P l 5 88 v 0 gl 2 (2)设小球到达M时速度为v M ，进入电场后加速度为a，有v M v0 sin 又mgcos qE 小球在电场中沿v M 方向做匀速直线运动，沿与v M 垂直方向做加速度为a的匀加速运动， 设边界OC的长度为d时，小球不从BC边射出，在电场中运动时间为t 2 mgsin ma dv M t 2 at l 2 1 2 2 2 解得d l 2 答案 (1) l (2)d l 5 8 gl 2 2
