第六章 靜電場(chǎng) 6.3 電容器 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 高考押題

1、一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分每小題至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，把正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi))1如圖所示是一種通過(guò)測(cè)量電容器電容的變化，來(lái)檢測(cè)液面高低的儀器原理圖，電容器的兩個(gè)電極分別用導(dǎo)線接到指示器上，指示器可顯示電容的大小，下列關(guān)于該儀器的說(shuō)法中正確的有()A該儀器中電容的兩個(gè)電極分別是芯柱和導(dǎo)電液體B芯柱外套的絕緣管越厚，該電容器的電容越大C如果指示器顯示出電容增大了，則說(shuō)明電容器中液面升高了D如果指示器顯示出電容減小了，則說(shuō)明電容器中液面升高了解析：類似于平行板電容器的結(jié)構(gòu)：導(dǎo)線芯和液體構(gòu)成電容器的兩塊電極，導(dǎo)線芯的絕緣層就是極間的電介質(zhì)，其厚度d相當(dāng)于兩平行板間的距離

2、，進(jìn)入液體深度h相當(dāng)于兩平行板的相對(duì)面積(且h越大，則S越大)；所以d大時(shí)C就小，若C大時(shí)就表明h大正確答案選A、C項(xiàng)答案：AC2如圖所示，水平放置的平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一帶電微粒正好處于靜止?fàn)顟B(tài)，若把平行帶電板改為豎直放置，帶電微粒的運(yùn)動(dòng)將是A仍保持靜止B從P點(diǎn)開(kāi)始做類平拋運(yùn)動(dòng)C從P點(diǎn)開(kāi)始做自由落體D從P點(diǎn)開(kāi)始做初速度為零、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)解析：微粒重力不能忽略，當(dāng)板豎直放置時(shí)，微粒受合力為mg，則加速度為g，故選D.答案：D3虛線框內(nèi)存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)(方向未知)，有一正電荷(重力不計(jì))從bc邊上的M點(diǎn)以速度v0射進(jìn)電場(chǎng)內(nèi)，最后從cd邊上的Q點(diǎn)射出電場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是()A電場(chǎng)力

3、一定對(duì)電荷做了正功B電場(chǎng)方向可能垂直ab邊向右C電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是一段圓弧D電荷的運(yùn)動(dòng)一定是勻變速運(yùn)動(dòng)解析：由正電荷在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)可以判斷，其所受電場(chǎng)力一定指向運(yùn)動(dòng)曲線的內(nèi)側(cè)，但電場(chǎng)力與速度方向的夾角可能為銳角或鈍角，電場(chǎng)力可能做正功或負(fù)功，所以選項(xiàng)A錯(cuò)B對(duì)，由于正電荷只受恒定的電場(chǎng)力作用，所以正電荷不可能做圓周運(yùn)動(dòng)，一定是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確，答案為B、D.答案： BD4如圖所示，水平放置的平行板電容器與一直流電源相連，在兩板中央有一帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)通過(guò)瞬間平移和緩慢平移兩種方法將A板移到圖中虛線位置下列關(guān)于帶電液滴運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中正確的是()A上述兩種方法中，液滴都向B板做勻

4、加速直線運(yùn)動(dòng)B采用瞬間平移的方法，液滴運(yùn)動(dòng)到B板經(jīng)歷的時(shí)間短C采用緩慢平移的方法，液滴運(yùn)動(dòng)到B板時(shí)速度大D采用緩慢平移的方法，液滴運(yùn)動(dòng)到B板過(guò)程中電場(chǎng)力做功多解析：瞬間平移使帶電液滴加速度突然增大立即做勻加速運(yùn)動(dòng)，而緩慢平移至虛線位置這一階段，帶電液滴電場(chǎng)力緩慢增大，加速度也緩慢增大，到達(dá)虛線位置以后才開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)，所以瞬間平移使帶電液滴到達(dá)B板的時(shí)間短，做功多，速度大，故答案為B.答案：B5如圖所示，M、N是平行板電容器的兩個(gè)極板，R0為定值電阻，R1、R2為可調(diào)電阻，用絕緣細(xì)線將質(zhì)量為m、帶正電的小球懸于電容器內(nèi)部閉合開(kāi)關(guān)S，小球靜止時(shí)受到懸線的拉力為F.調(diào)節(jié)R1、R2，關(guān)于F的大小判

5、斷正確的是()A保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，F(xiàn)將變大B保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，F(xiàn)將變小C保持R2不變，緩慢增大R1時(shí)，F(xiàn)將變大D保持R2不變，緩慢增大R1時(shí)，F(xiàn)將變小解析：據(jù)題圖可知電容器兩端電壓UMN即R0兩端電壓，而R0和R2是串聯(lián)關(guān)系，兩者電壓的和為電源的電動(dòng)勢(shì)，因此R2UR0UMN電場(chǎng)強(qiáng)度EF電F，B正確；R2不變，緩慢增大R1時(shí)，R0兩端電壓不變，電容器兩端電壓不變，故F不變，C、D均錯(cuò)答案：B6如圖所示，靜止的電子在加速電壓U1的作用下從O經(jīng)P板的小孔射出，又垂直進(jìn)入平行金屬板間的電場(chǎng)，在偏轉(zhuǎn)電壓U2的作用下偏轉(zhuǎn)一段距離現(xiàn)使U1加倍，要想使電子的運(yùn)動(dòng)軌跡不發(fā)生變化，應(yīng)該()

6、A使U2加倍B使U2變?yōu)樵瓉?lái)的4倍C使U2變?yōu)樵瓉?lái)的倍D使U2變?yōu)樵瓉?lái)的1/2倍解析：要使電子的運(yùn)動(dòng)軌跡不變，則應(yīng)使電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后任一水平位移x所對(duì)應(yīng)的偏距y保持不變由yat2()2和qU1mv得y，可見(jiàn)在x、y一定時(shí)，U2U1.答案：A7如圖所示，平行金屬板內(nèi)有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，一個(gè)電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子(不計(jì)重力)以v0從A點(diǎn)水平射入電場(chǎng)，且剛好以速度v從B點(diǎn)射出，則()A若該粒子以速度“v”從B點(diǎn)射入，則它剛好以速度“v0”從A點(diǎn)射出B若將q的反粒子(q、m)以“v”從B點(diǎn)射入，它將剛好以速度“v0”從A點(diǎn)射出C若將q的反粒子(q、m)以“v0”從B點(diǎn)射入電場(chǎng)，它將剛好以“v”從A

7、點(diǎn)射出D若該粒子以“v0”從B點(diǎn)射入電場(chǎng)，它將以“v”從A點(diǎn)射出解析：把勻變速曲線運(yùn)動(dòng)看成垂直場(chǎng)強(qiáng)方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和沿場(chǎng)強(qiáng)方向的勻變速直線運(yùn)動(dòng)處理，且注意沿場(chǎng)強(qiáng)方向的勻減速直線運(yùn)動(dòng)可看成逆向勻加速運(yùn)動(dòng)答案：AC8(2012年長(zhǎng)沙模擬)如圖所示，平行板電容器的一個(gè)極板與滑動(dòng)變阻器的滑片C相連接電子以速度v0垂直于電場(chǎng)線方向射入并穿過(guò)平行板間的電場(chǎng)在保證電子還能穿出平行板間電場(chǎng)的情況下，若使滑動(dòng)變阻器的滑片C上移，則關(guān)于電容器極板上所帶電荷量Q和電子穿越平行板所需的時(shí)間t的說(shuō)法中，正確的是()A電荷量Q增大，時(shí)間t也增大B電荷量Q不變，時(shí)間t增大C電荷量Q增大，時(shí)間t不變D電荷量Q不變，時(shí)間t也

8、不變解析：若使滑動(dòng)變阻器的滑片C上移，電容器的電壓增大，由QCU判斷電容器的電荷量Q增大電容器兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度變大，但由于電子在水平方向上始終做勻速直線運(yùn)動(dòng)，穿越平行板所需時(shí)間t不變，所以選項(xiàng)C正確答案：C9. 如圖所示，一帶電小球從A處豎直向上進(jìn)入一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)小球的動(dòng)能為4 J，運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)B時(shí)小球的動(dòng)能為5 J，則小球運(yùn)動(dòng)到與A點(diǎn)在同一水平面上的C點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)時(shí)的動(dòng)能為()A4 J B14 JC19 J D24 J選項(xiàng)D正確答案：D10光滑水平面上有一邊長(zhǎng)為l的正方形區(qū)域處在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向與正方形一邊平行一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球由某一邊的中點(diǎn)

9、，以垂直于該邊的水平初速度v0進(jìn)入該正方形區(qū)域，如圖所示當(dāng)小球再次運(yùn)動(dòng)到該正方形區(qū)域的邊緣時(shí)，具有的動(dòng)能可能為()A0 B.mvqElC.mv D.mvqEl解析：如題圖所示，設(shè)小球帶正電(1)當(dāng)它從bc邊中點(diǎn)垂直該邊以水平初速度v0進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，由動(dòng)能定理得：qElEkmv即EkqElmv.(2)當(dāng)它從ab邊中點(diǎn)垂直該邊進(jìn)入，則可能沿ad邊射出，也可能沿cd邊射出若從ad邊射出，則Ekmv，即Ekmv，則選項(xiàng)B正確；若從cd邊射出，射出點(diǎn)與射入點(diǎn)沿場(chǎng)強(qiáng)方向的距離為x,0x，則qExEkmv，得：Ekmv.(3)若它從ad邊中點(diǎn)垂直該邊進(jìn)入電場(chǎng)，則先做勻減速運(yùn)動(dòng)若qElmv，則到達(dá)bc邊時(shí)速度為

10、零故選項(xiàng)A正確；若qElmv，則未出電場(chǎng)區(qū)，之后做反向勻加速運(yùn)動(dòng)，返回ad邊時(shí)，動(dòng)能仍為mv，故選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤；若qElmv，則到達(dá)bc邊動(dòng)能EkmvqEl，故答案為A、B、C.答案：ABC二、非選擇題(本題共2小題，共30分解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)11(15分)(2012年石家莊模擬)如圖所示，兩塊平行金屬板豎直放置，兩板間的電勢(shì)差U1.5×103 V(僅在兩板間有電場(chǎng))，現(xiàn)將一質(zhì)量m1×102 kg、電荷量q4×105C的帶電小球從兩板的左上方距兩板上端的高度h20 cm的地方以初速度v04 m/s水平拋出，小球恰好從左板的上邊緣進(jìn)入電場(chǎng)，在兩板間沿直線運(yùn)動(dòng)，從右板的下邊緣飛出電場(chǎng)，求：L，解得L0.15 m.(2)進(jìn)入電場(chǎng)前mghmvmv電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過(guò)程qUmgLEkmv解得 Ek0.175 J.答案