2025屆高三一輪復(fù)習(xí)物理試題（人教版新高考新教材）考點(diǎn)規(guī)范練25　電容器　帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng) （含解析）

考點(diǎn)規(guī)范練25電容器帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)一、單項(xiàng)選擇題1.熔噴布具有的獨(dú)特的超細(xì)纖維結(jié)構(gòu)增加了單位面積纖維的數(shù)量和表面積,使其具備了很好的過濾性、屏蔽性、絕熱性和吸油性,因此熔噴布成為醫(yī)用口罩及N95口罩的最核心的材料。工廠在生產(chǎn)熔噴布時(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)置如圖所示的傳感器,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,且分別接在恒壓直流電源的兩極上,G是靈敏電流計(jì)。當(dāng)熔噴布的厚度變薄導(dǎo)致介電常數(shù)εr變小時(shí)()A.極板間的電場強(qiáng)度變大B.極板上所帶的電荷量變小C.平行板電容器的電容變大D.有自b向a的電流流過靈敏電流計(jì)2.如圖所示,A、B兩個(gè)帶正電的粒子,電荷量分別為q1與q2,質(zhì)量分別為m1和m2。它們以相同的速度先后垂直于電場線從同一點(diǎn)進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場后,A粒子打在N板上的A'點(diǎn),B粒子打在N板上的B'點(diǎn),若不計(jì)重力,則()A.q1>q2 B.m1<m2C.q1m1>3.如圖所示,兩塊較大的金屬板A、B相距為d,平行放置并與一電源相連。開關(guān)S閉合后,兩板間恰好有一質(zhì)量為m、電荷量為q的油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)。以下說法正確的是()A.若將A向左平移一小段位移,則油滴向下加速運(yùn)動(dòng),G表中有b→a的電流B.若將A向上平移一小段位移,則油滴向下加速運(yùn)動(dòng),G表中有b→a的電流C.若將A向下平移一小段位移,則油滴向上加速運(yùn)動(dòng),G表中有b→a的電流D.若S斷開后再將A向下平移一小段位移,則油滴向上加速運(yùn)動(dòng),G表中無電流4.如圖所示,帶電粒子由靜止開始,經(jīng)電壓為U1的加速電場加速后,沿垂直電場方向進(jìn)入電壓為U2的平行板電容器,經(jīng)偏轉(zhuǎn)落在下板的中間位置。為使同樣的帶電粒子,從同樣的初始位置由靜止加速、偏轉(zhuǎn)后能穿出平行板電容器,下列措施可行的是()A.保持U2和平行板間距不變,減小U1B.保持U1和平行板間距不變,增大U2C.保持U1、U2和下板位置不變,向下平移上板D.保持U1、U2和下板位置不變,向上平移上板二、多項(xiàng)選擇題5.如圖所示,平行板電容器與直流電源、理想二極管(正向通電時(shí)可以理解為短路,反向通電時(shí)可理解為斷路)連接,電源負(fù)極接地。初始時(shí)電容器不帶電,閉合開關(guān),電路穩(wěn)定后,一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是()A.上極板上移,帶電油滴向下運(yùn)動(dòng)B.上極板上移,P點(diǎn)電勢降低C.上極板下移,帶電油滴向上運(yùn)動(dòng)D.上極板下移,P點(diǎn)電勢升高6.如圖所示,在豎直放置的平行金屬板A、B之間加有恒定電壓U,A、B兩板的中央留有小孔O1、O2,在B板的右側(cè)有平行于極板的勻強(qiáng)電場E,電場范圍足夠大,足夠大的感光板MN垂直于電場方向固定放置。第一次從小孔O1處由靜止釋放一個(gè)質(zhì)子,第二次從小孔O1處由靜止釋放一個(gè)α粒子,關(guān)于這兩個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng),下列判斷正確的是()A.質(zhì)子和α粒子在O2處的速度大小之比為1∶2B.質(zhì)子和α粒子在整個(gè)過程中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等C.質(zhì)子和α粒子打到感光板上時(shí)的動(dòng)能之比為1∶2D.質(zhì)子和α粒子打到感光板上的位置相同三、非選擇題7.右圖為研究電子槍中電子在恒定電場中運(yùn)動(dòng)的簡化模型示意圖。在0≤x≤l、0≤y≤l區(qū)域內(nèi),存在以x軸、y軸及雙曲線y=l22x的一段為邊界的勻強(qiáng)電場區(qū)域Ⅰ,電場強(qiáng)度為E;在-2l≤x≤0、0≤y≤l區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)電場區(qū)域Ⅱ。一電荷量大小為e,質(zhì)量為m,不計(jì)重力的電子從電場區(qū)域Ⅰ的邊界B點(diǎn)處由靜止釋放,恰好從N(1)求電子通過C點(diǎn)時(shí)的速度大小。(2)求電場區(qū)域Ⅱ中的電場強(qiáng)度的大小。(3)試證明:從AB曲線上的任一位置由靜止釋放的電子都能從N點(diǎn)離開電場。

考點(diǎn)規(guī)范練25電容器帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)1.B解析:因兩板間的電勢差不變,板間距不變,所以兩板間電場強(qiáng)度E=Ud不變,故A錯(cuò)誤。根據(jù)C=εrS4πkd可知,當(dāng)熔噴布的厚度變薄導(dǎo)致介電常數(shù)εr變小時(shí),電容器的電容C變小,再根據(jù)Q=CU可知極板所帶電荷量Q變小,有放電電流從a向b流過靈敏電流計(jì),故2.C解析:設(shè)粒子的速度為v0,電荷量為q,質(zhì)量為m,加速度為a,運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為E,則加速度a=qEm,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t=xv0,偏轉(zhuǎn)位移為y=12at2=qEx22mv02,由于A粒子的水平位移小,則有q13.B解析:若S閉合,將A板左移一小段位移時(shí),由E=Ud可知,E不變,油滴仍靜止,由于正對面積減小,則導(dǎo)致電容C=εrS4πkd減小,再由Q=CU,可知電容器的電荷量減小,則電容器在放電,因此G表中有b→a的電流,故A錯(cuò)誤。將A板上移一小段位移時(shí),由E=Ud可知,E變小,油滴向下加速運(yùn)動(dòng),由于極板間距增大,則電容C減小,那么電容器的電荷量減小,則電容器在放電,因此G表中有b→a的電流,故B正確。當(dāng)A板下移一小段位移時(shí),板間電場強(qiáng)度增大,油滴受的靜電力增大,油滴向上加速運(yùn)動(dòng),電容C增大,那么電容器的電荷量增大,則電容器在充電,因此G表中有a→b的電流,故C錯(cuò)誤。S斷開后再將A向下平移一小段位移時(shí),電容器電荷量不變,則其既不會充電,也不放電,G表中沒有電流,根據(jù)E=Ud4.D解析:粒子在電場中加速,有qU1=12mv02,在偏轉(zhuǎn)電場中,有x=v0t,y=12at2=qU22dmt2,解得x2=4dU1yU2。保持U2和平行板間距不變,減小U1,則x減小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。保持U1和平行板間距不變,增大U2,則x減小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。保持U1、U2和下板位置不變,向下平移上板,則d減小,x減小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。保持U1、U25.CD解析:二極管具有單向?qū)щ娦?閉合開關(guān)后電容器充電,依據(jù)電容器電容C=εrS4πkd,且C=QU,那么極板間電場強(qiáng)度E=Ud,整理得E=4πkQεrS;上極板向上移動(dòng),d變大,由C=εrS4πkd可知,C變小,由于二極管具有單向?qū)щ娦?電容器不能放電,由E=4πkQεrS可知電容器兩極板間的電場強(qiáng)度不變,油滴保持不動(dòng),下極板與P點(diǎn)距離不變,電場強(qiáng)度不變,下極板與P點(diǎn)的電勢差不變,所以P點(diǎn)電勢不變,故A、B錯(cuò)誤。上極板向下移動(dòng),d變小,由C=εrS4πkd可知6.CD解析:根據(jù)動(dòng)能定理有12mv2-0=qU,解得v=2qUm,所以質(zhì)子和α粒子在O2處的速度大小之比為2∶1,A錯(cuò)誤。對整個(gè)過程用動(dòng)能定理,設(shè)O2到MN板的電勢差為U',有Ek-0=q(U+U'),所以末動(dòng)能與電荷量成正比,所以質(zhì)子和α粒子打到感光板上時(shí)的動(dòng)能之比為1∶2,C正確。由O2到MN板,質(zhì)子和α粒子都做類平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向h=12·Eqmt2,水平方向x=vt,聯(lián)立解得x=2U?E,所以質(zhì)子和α粒子打到感光板上的位置相同,D正確。在A、B間a=Eqm,質(zhì)子的加速度大,所以質(zhì)子運(yùn)動(dòng)時(shí)間短,進(jìn)入豎直電場做類平拋運(yùn)動(dòng),7.解析:(1)由雙曲線y=l22x知從B到C由動(dòng)能定理有eEl2=解得電子通過C點(diǎn)時(shí)的速度大小vC=eElm(2)電子從C點(diǎn)進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ,在區(qū)域Ⅱ中做類平拋運(yùn)動(dòng)。x軸方向2l=vCty軸方向l=eE'2解得區(qū)域Ⅱ中的電場強(qiáng)度的大