人教版必修第三冊(cè)2020_2021學(xué)年高中物理課時(shí)分層作業(yè)8電容器的電容含解析

1、課時(shí)分層作業(yè)（八）電容器的電容（時(shí)間：40分鐘分值：100分）合格基礎(chǔ)練一、選擇題（本題共6小題，每小題6分，共36分）1 .關(guān)于電容器，下列說(shuō)法正確的是（）A.在充電過(guò)程中電流恒定B.在放電過(guò)程中電容減小C.能儲(chǔ)存電荷，但不能儲(chǔ)存電能D.兩個(gè)彼此絕緣又靠近的導(dǎo)體可視為電容器D 電容器在充電過(guò)程中電流是減小的，A錯(cuò)誤；電容器的電容與所帶電量大小無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤；電容器儲(chǔ)存電荷的過(guò)程就是儲(chǔ)存電能的過(guò)程，C錯(cuò)誤；由電容器的定義可知，D正確。2 .常用的電容器，從構(gòu)造上看，可以分為固定電容器和可變電容器兩類(lèi)。如圖甲、乙 為兩種電容器的實(shí)物圖片，根據(jù)圖中的相關(guān)信息，下列判斷中正確的是（）甲乙A.圖中甲為可

2、變電容器，它是通過(guò)改變極板間的距離來(lái)改變電容器的電容的B.在不改變其他條件下，將甲電容器浸入煤油中，其電容不發(fā)生變化C.根據(jù)圖乙中電容器外殼上標(biāo)的數(shù)據(jù)可知，電壓超過(guò)5.5 V時(shí)乙電容器就會(huì)被擊穿D.根據(jù)圖乙中電容器外殼上標(biāo)的數(shù)據(jù)可知，乙電容器接5.5 V電壓時(shí)，儲(chǔ)存的電量為5.5 C E rS 一 一 .一 一D 根據(jù)電容的決定式 C= 47d，知C與板間距離d、極板正對(duì)面積S和電介質(zhì) 有關(guān)，由圖知板間距離 d和電介質(zhì) 沒(méi)有改變，可知此可變電容器是利用改變正對(duì)面積S來(lái)改變電容的，故 A錯(cuò)誤；將甲電容器浸入煤油中，其電容電介質(zhì)一發(fā)生變化，電容變化，故B錯(cuò)誤；電容器外殼上標(biāo)的電壓是額定電壓，根據(jù)Q

3、= CUD Q= 1.0 X 5.5 C= 5.5 C,故C錯(cuò)誤，D正確。3 .如圖所示為一只極距變化型電容式傳感器的部分構(gòu)件示意圖。當(dāng)動(dòng)極板和定極板之間的距離d變化時(shí)，電容 C便發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量電容 C的變化就可知道兩極板之間距離 d 的變化情況。下列選項(xiàng)能正確反映C與d之間變化規(guī)律的圖像是（）13:疣極板，/ J J/，F(xiàn) F 獸J J J二二了CABD動(dòng)板板A 由平行板電容器電容的決定式 rS . .C= 可知，電容C與兩極板之間距離 d成反比,4兀kd在第一象限反比例函數(shù)圖像是雙曲線的一支，選項(xiàng)A正確。4 .如圖所示，將平行板電容器接在電源兩極間，電容器兩極板間的帶電塵埃恰好處于靜止

4、狀態(tài)。若將兩極板緩慢地錯(cuò)開(kāi)一些，其他條件不變，則A.電容器帶電荷量不變B.電源中將有電流從正極流出C.塵埃仍靜止D.電流計(jì)中將有電流通過(guò)，電流方向由b-a所以電即電若將兩極板錯(cuò)開(kāi)一些， 則電容器的電容減小， 電容器兩極板間的電壓不變,容器上的帶電荷量減少，電容器放電，電流從電容器的正極板流出，流向電源的正極, 流方向?yàn)閍-b;因電容器兩極板間的距離沒(méi)有發(fā)生變化，所以場(chǎng)強(qiáng)沒(méi)有發(fā)生變化，帶電塵埃受到的電場(chǎng)力不變，塵埃仍靜止。故選項(xiàng)C正確。5 .工廠在生產(chǎn)紡織品、紙張等絕緣材料時(shí)為了實(shí)時(shí)監(jiān)控其厚度，通常要在生產(chǎn)流水線 上設(shè)置如圖所示傳感器。其中 A B為平行板電容器的上、下兩個(gè)極板，上、下位置均固定

5、,且分別接在恒壓直流電源的兩極上。當(dāng)流水線上通過(guò)的產(chǎn)品厚度增大時(shí)，下列說(shuō)法正確的是A.B.C.B平行板電容器的電容減小B兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大B兩板上的電荷量變小D.有電流從a向b流過(guò)靈敏電流計(jì)_ rS.D 根據(jù)平行板電容器的決定式 c= 471kd可知，當(dāng)產(chǎn)品厚度增大時(shí)， 導(dǎo)致r增大，電 容器的電容C增大，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù) Q= CUr知，極板帶電量 Q增加，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；電容 器充電，電流從a向b流過(guò)靈敏電流計(jì)，D選項(xiàng)正確；兩板之間的電勢(shì)差不變， 板間距不變, 兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度 E= U不變，B選項(xiàng)錯(cuò)誤。6 .某電容器充電后的電壓為8 V,然后利用傳感器得到放電時(shí)電路中電流隨時(shí)間變化的I-t曲線

6、（如圖）。則放電過(guò)程中（）A.電容器儲(chǔ)存的電能不變B.電路中的電流不變C.電容器兩極板間的電壓不變D.電容器的電容不變D 放電過(guò)程是儲(chǔ)存的電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，故電能減小，故A錯(cuò)誤；由圖像可知，.一 .一， Q AQ放電過(guò)程，電流隨時(shí)間逐漸減小， 故B錯(cuò)誤；在放電的過(guò)程中，電荷量減小，根據(jù)C= u1= 知，電容不變，則電壓逐漸減小，故 C錯(cuò)誤；電容器的電容是表征儲(chǔ)存電荷本領(lǐng)的物理量，與帶不帶電無(wú)關(guān)，故電容器的電容不變，故D正確。二、非選擇題（14分）7 . 一個(gè)平行板電容器，使它每個(gè)極板所帶電荷量從Q = 3X10-5 C增加到Q = 3.6X105 C時(shí)，兩極板間的電勢(shì)差從U=10 V增加

7、到U2= 12 V,求這個(gè)電容器的電容。如要使兩極板電勢(shì)差從 Ui= 10 V降到U2 =6 V,則每個(gè)極板需減少多少電荷量？解析由電容器的電容定義式C= U知Q= CU當(dāng)電荷量為 Q時(shí)，Q=CU。當(dāng)電荷frC2-Q 0.6 X10 5 C量為 Q時(shí)，Q=CU。顯然 QQ=C（U2U）,即 C=tTf=-=3 科 F。U2- U2 V當(dāng)兩極板間電勢(shì)差降到6 V時(shí)，每極板應(yīng)減少的電荷量為AQ = CA U =3X106X（10- 6） C =1.2 X10 5 Co答案3 口 1.2 X10 5 C等級(jí)過(guò)關(guān)練一、選擇題（本題共4小題，每小題6分，共24分）1.如圖所示，電源 A兩端的電壓恒為 6

8、 V,電源B兩端的電壓恒為 8 V,當(dāng)開(kāi)關(guān)S從A 扳到B時(shí)，通過(guò)電流計(jì)的電荷量為1.2X105 C,則電容器的電容為（）A. 2 乂 10 5 FC. 6X10 4 F8. 1.5 X 10 6 FD. 8.6 X 10 7 FD 當(dāng)開(kāi)關(guān)S接A時(shí)，電容器上極板帶正電，所帶電荷量Q= CU,當(dāng)開(kāi)關(guān)S扳到B時(shí),電容器上極板帶負(fù)電，所帶電荷量Q =CU,該過(guò)程中通過(guò)電流計(jì)的電荷量AQ= *Q =aUA+ U）=1.2X105 C,解得電容 C= 8.6X107 F,選項(xiàng) D正確。2 .（多選）如圖所示是用來(lái)測(cè)定角度 e的電容式傳感器。當(dāng)動(dòng)片與定片之間的角度e 發(fā)生變化時(shí)，引起極板正對(duì)面積 S的變化，

9、使電容 C發(fā)生變化，知道 C的變化，就可以知道e的變化情況。下列說(shuō)法正確的是 （）a. e變大，則C變大 b. e變大，則C變小 c. e變小，則C變大 d. e變小，則C變小bc 由題圖知e變大，S變小，C變小；同理，若 e變小，則S變大，C變大，故選 項(xiàng)B、C正確。3 .如圖所示，一個(gè)平行板電容器兩板間距離為d,其電容為C，所帶電荷量為 Q上極 板帶正電，現(xiàn)將一個(gè)帶電荷量為+ q的試探電荷由兩極板間的 A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，A B兩點(diǎn)間的距離為l ,連線AB與極板間的夾角為30。，則靜電力對(duì)試探電荷所做的功等于（A.qQl2Cdd,qCl qQl qQl qClQd B - Cd C - 2cd

10、 D - 2Qd Q U Q .4根據(jù)U= C，E= d，可得上西所以從A到B，靜電力做功W q日sin 30C正確。4 .如圖所示，水平金屬板 A、B分別與電源兩極相連，帶電油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將板右端向下移動(dòng)一小段距離，兩金屬板表面仍均為等勢(shì)面，則該油滴 （）A.仍然保持靜止B.豎直向下運(yùn)動(dòng)C.向左下方運(yùn)動(dòng)D.向右下方運(yùn)動(dòng)D 兩極板平行時(shí)帶電粒子處于平衡狀態(tài)，則重力等于電場(chǎng)力，當(dāng)下極板旋轉(zhuǎn)時(shí)，板間距離增大，電場(chǎng)強(qiáng)度減小，電場(chǎng)力小于重力；由于電場(chǎng)線垂直于 金屬板表面，所以電荷處的電場(chǎng)線如圖所示，所以重力與電場(chǎng)力的合力偏向右下方，故粒子向右下方運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確。二、非選擇題（本題共2小題，共2

11、6分）5. （12分）計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)上的每一個(gè)按鍵下面都有一個(gè)電容傳感器。電容的計(jì)算公式是C=其中 = 9.0 X 10 12 F - m 1, S表示兩金屬片的正對(duì)面積，d表示兩金屬片間的距d離。當(dāng)某一鍵被按下時(shí)，d發(fā)生改變，引起電容器的電容發(fā)生改變，從而給電子線路發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)。已知兩金屬片的正對(duì)面積為50 mrh鍵未被按下時(shí)，兩金屬片間的距離為 0.60 mm只要電容變化達(dá)0.25 pF,電子線路就能發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)。那么為使按鍵得到反應(yīng)，至少需 要按下多大距離？解析由題中給出的電容計(jì)算公式C=S及相關(guān)數(shù)據(jù)，解得鍵未按下時(shí)的電容,C d2,r AC Ad0.75 pF ,由人=7得k= 丁，又

12、 G=1.00 pF ,解得 Ad=0.15 mm。C2 diC2d1答案0.15 mm6. （14分）如圖所示，一平行板電容器接在U= 12 V的直流電源上，電容 C= 3.0X10 10 F ,兩極板間距離 d= 1.2 X 10 3 m, g取10 m/s；求：該電容器所帶電量;(2)若板間有一帶電微粒，其質(zhì)量為m2.0 x 103kg,恰在板間處于靜止?fàn)顟B(tài)，則該微粒帶電荷量為多少？帶何種電荷？解析(1)由題意可得 U= 12 V, C= 3.0 x 10 10 F,根據(jù)公式 C= Qi彳導(dǎo) Q= CU= 3.0 X10T0X12 C=3.6 X10 9 C。(2)對(duì)于平行板電容器的電場(chǎng)

13、有E= *粒子在電場(chǎng)中受到豎直向下的重力和豎直向上的電場(chǎng)力，所以微粒帶負(fù)電，根據(jù)二力平衡，有mg= Eq,聯(lián)立可得q = 曙=2.0 X 10 3x 10X 1.2 X 10 36-C = 2.0X10 Co12答案(1)3.6 X10 9 C (2)2.0 X10 6 C 負(fù)電會(huì)員升級(jí)服務(wù)第一撥-清北季神馬，有清華北大學(xué)霸方法論課；還有清華學(xué)面向所有的父母親述自己求學(xué)之路;衢水名校試卷悄悄的上線了；掃qq舞取官網(wǎng)不首發(fā)課程，很多人我沒(méi)告訴他喟！會(huì)員qq專(zhuān)享等你來(lái)撩-贈(zèng)送：高中地理第五章4拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律A組：合格性水平訓(xùn)練1 .(平拋運(yùn)動(dòng)的理解)關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是 ()A.平拋運(yùn)動(dòng)

14、是非勻變速運(yùn)動(dòng)B.平拋運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)C.平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)D.平拋運(yùn)動(dòng)的物體落地時(shí)的速度可能是豎直向下的答案 C解析 做平拋運(yùn)動(dòng)的物體只受重力作用，產(chǎn)生恒定的加速度，是勻變速運(yùn)動(dòng)，其初速度與合外力不共線，是曲線運(yùn)動(dòng)，故平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，A、B錯(cuò)誤，C正確；平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)，故落地時(shí)的速度是水平方向的分速度和豎直方向的分速度的合速度，其方向一定與豎直方向（或水平方向）有夾角，D錯(cuò)誤。2.（平拋運(yùn)動(dòng)的理解）從離地面h高處投出 A B、C三個(gè)小球，A球自由下落，B球以 速度v水平拋出，C球以速度2v水平拋出，則它們落地時(shí)間 tA、tB、t

15、c的關(guān)系是（不計(jì)空氣 阻力）（）A. t A t B t CC. t A VbB. VaVVbC. tatbD. tatb答案 AD解析 由題圖知，hb ha,因?yàn)閔=2gt：所以t aXb,所以 VaVb, A、D 正確。4 .（平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用）如圖所示，在同一豎直面內(nèi)，小球 a、b從高度不同的兩點(diǎn)， 分別以初速度Va和Vb沿水平方向拋出，經(jīng)過(guò)時(shí)間 t a和tb后落到與兩拋出點(diǎn)水平距離相等的 P點(diǎn)。若不計(jì)空氣阻力，下列關(guān)系式正確的是 （ ）A.tatb,VaVVbB .tatb,VaVbC.taVtb,VaVVbD .t a Vb答案 A解析 由于小球b距地面的高度小，由 h= %t2可

16、知tbta,而小球a、b運(yùn)動(dòng)的水平距離相等，由x = v0t可知，vavvb。由此可知 A正確。5 .（平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用）（多選）物體以初速度V0水平拋出，若不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g,則當(dāng)其豎直分位移與水平分位移相等時(shí)，以下說(shuō)法中正確的是（）A.豎直分速度等于水平分速度B.瞬時(shí)速度大小為：5V0C.運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2v0gD.運(yùn)動(dòng)的位移大小為答案 BCD解析 由位移相等可知 vot=Jgt2,解得t=&,又由于vy=gt=2v0,所以v = yv2 + V 2gL2 L2/2v2 .J5v0, s = x + y =/2vot = -,故 A錯(cuò)誤，日 C、D正確。g6 .（平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用

17、）斜面上有P、R S T四個(gè)點(diǎn)，如圖所示，PR= RS= ST；從P點(diǎn)正上方的Q點(diǎn)以速度v水平拋出一個(gè)物體，物體落于 R點(diǎn)，若從Q點(diǎn)以速度2v水平拋出一個(gè)物體，不計(jì)空氣阻力，則物體落在斜面上的（）B. S點(diǎn)D. T點(diǎn)A R與S間的某一點(diǎn)C. S與T間某一點(diǎn)答案 A解析 平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由下落的高度決定，下落的高度越高，運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)。如果沒(méi)有斜面，從Q點(diǎn)以速度2v平拋，物體下落至與 R等高時(shí)，其位置恰位于 S點(diǎn)的正下方的一 點(diǎn)，但實(shí)際當(dāng)中斜面阻礙了物體的下落，物體會(huì)落在R與S點(diǎn)之間斜面上的某個(gè)位置，A項(xiàng)正確。7 .（與斜面結(jié)合的平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 ）兩個(gè)相同高度的斜面傾角分別為 30、60 ,兩小球 分

18、別由斜面頂端以相同水平速度 v水平拋出，如圖所示，不計(jì)空氣阻力，假設(shè)兩球都能落在 斜面上，則分別向左、右兩側(cè)拋出的小球下落高度之比為（ ）答案 C解析根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律以及落在斜面上的特點(diǎn)可知,x=vt ,y=；gt2，tan e1 ： 3,兩球下落高度之比為分別將e為30。、60。代入可得兩球平拋所經(jīng)歷的時(shí)間之比為 1 ： 9, C正確。8 .(與斜面結(jié)合的平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 )跳臺(tái)滑雪是勇敢者的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)員在專(zhuān)用滑雪板上，不帶雪杖在助滑路上獲得高速后水平飛出，在空中飛行一段距離后著陸，這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)極為壯觀。設(shè)一位運(yùn)動(dòng)員由a點(diǎn)沿水平方向躍起，到山坡 b點(diǎn)著陸，如圖所示。測(cè)得a、b間距離L=40 mq山

19、坡傾角0 =30 ,山坡可以看成一個(gè)斜面。試計(jì)算 (不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2)：(1)運(yùn)動(dòng)員起跳后在空中從a至ij b飛行的時(shí)間;(2)運(yùn)動(dòng)員在a點(diǎn)的起跳速度大小。答案(1)2 s (2)10 ,13 m/s解析(1)運(yùn)動(dòng)員做平拋運(yùn)動(dòng)，其位移為L(zhǎng),將位移分解，其豎直方向上的位移Lsin 01.2= 2gt解得2Lsin 82X40Xsin30 ,_ s 2 s o10(2)水平方向上的位移 Lcos 0 =vct解得運(yùn)動(dòng)員在a點(diǎn)的起跳速度v=10，3 m/s。B組：等級(jí)性水平訓(xùn)練9 .(綜合)如圖所示，從一根內(nèi)壁光滑的空心豎直鋼管A的上端邊緣，沿直徑方向向管 內(nèi)水平拋入一鋼球，球與管壁

20、多次相碰后落地(球與管壁相碰時(shí)間不計(jì))。若換一根等高但較粗的內(nèi)壁光滑的空心豎直鋼管B,用同樣的方法拋入此鋼球，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間()A在A管中的球運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)B.在B管中的球運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)C.在兩管中的球運(yùn)動(dòng)時(shí)間一樣長(zhǎng)D.無(wú)法確定答案解析速度不變,所以從同高度水平拋出，小球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間不會(huì)改變。故選10.（與斜面結(jié)合的平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題）如圖所示，從傾角為 e的斜面上的A點(diǎn)，以水平速度V0拋出一個(gè)小球，不計(jì)空氣阻力，它落在斜面上B點(diǎn)所用的時(shí)間為2vosin 92votan 9A. B.C.gg答案解析設(shè)小球落在B點(diǎn)時(shí)豎直速度為Vy速度與水平方向的夾角為由推論知tan 3= 2tan 0 ,而且tan (3Vy

21、 ,一,所以 Vy=2votan 8 ,故 t =VoVy 2votan 9B正確。11.（與斜面結(jié)合的平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題）一水平拋出的小球落到一傾角為3的斜面上時(shí)，其速度方向與斜面垂直,運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示。 則小球在豎直方向下落的距離與水平方向通過(guò)的距離之比為（2tan (3 C.-卜 tan 3D.2tan (3小球被拋出后，做平拋運(yùn)動(dòng)，與管壁發(fā)生碰撞，水平方向速度反向，豎直方向豎直方向仍然只受重力，做自由落體運(yùn)動(dòng)，小球的落地時(shí)間只取決于豎直高度,答案 D解析設(shè)小球在豎直方向下落的距離y與水平方向通過(guò)的距離X之比等于tana3Py =tan a ,如圖所示。又 tan 0 =1二，tantan (30 = 2tan a ,所以 y=tan x1a = T2tan (312.（ 一般拋體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題）（多選）如圖所示，水平地面上不同位置的三個(gè)小球斜上拋，沿三條不同的路徑運(yùn)動(dòng)最終落在同一點(diǎn)，三條路徑的最高點(diǎn)是等高的， 若忽略空氣阻力的影響,卜列說(shuō)法正確的是()A.沿路徑1拋出的小球落地的速率最大B.沿路徑3拋出的小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)C.三個(gè)小球拋出的初速度豎直分量相等D.三個(gè)小球拋出的初速度水平分量相等答案 AC解析 根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解，將初速度分解為豎直方向和水平方向的分速度，三個(gè) 2Vy小球上升局度相同，根據(jù) h=齊可知三個(gè)小球拋出的初速度豎直分量相等，故 C正確；由t