《状元之路》2016届高三物理一轮复习第6章静电场开卷速查(共16页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上开卷速查(二十三)电容器带电粒子在电场中的运动说明提示本试卷共三部分A组基础巩固B组能力提升C组难点突破考试时间：45分钟试卷满分：100分A组基础巩固1(多选题)冬天当脱毛衫时，静电经常会跟你开个小玩笑下列一些相关的说法中正确的是()A在将外衣脱下的过程中，内外衣间摩擦起电，内衣和外衣所带的电荷是同种电荷B如果内外两件衣服可看作电容器的两极，并且在将外衣脱下的某个过程中两衣间电荷量一定，随着两衣间距离的增大，两衣间电容变小，则两衣间的电势差也将变小C在将外衣脱下的过程中，内外两衣间隔增大，衣物上电荷的电势能将增大(若不计放电中和)D脱衣时如果人体带上了正电，当手接近金属门把时，由于手与门把间空气电离会造成对人体轻微的电击解析：根据电荷守恒知，A错；由C和C知，当内外衣之间的距离d增大时，两衣间的电势差增大，B错；因为内外衣所带的是异种电荷，产生静电引力作用，故当两衣之间的距离增大时，电场力做负功，电荷的电势能增大，C对；由于人体带上正电荷，当手靠近金属门把时，产生静电感应现象，当两者之间的电压足以使空气电离时，产生放电现象，故人感觉到有轻微的电击，D也正确答案：CD图2312(2013·广东卷)喷墨打印机的简化模型如图231所示重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上则微滴在极板间电场中()A向负极板偏转B电势能逐渐增大C运动轨迹是抛物线D运动轨迹与带电量无关解析：微滴带负电，电场方向向下，因此微滴受到的电场力向上，微滴向正极板偏转，A错误；偏转过程中电场力做正功，根据电场力做功与电势能变化关系，电势能减小，B错误；微滴在垂直于电场方向上做匀速直线运动，位移xvt，沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，位移yt22，此为抛物线方程，C正确；从式中可以看出，运动轨迹与带电量q有关，D错误答案：C图2323如图232所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点(重力不计)，则从开始射入到打到上板的过程中()A它们运动的时间tQ>tPB它们运动的加速度aQ<aPC它们所带的电荷量之比qPqQ12D它们的动能增加之比EkPEkQ12解析：本题考查带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中偏转，水平方向做匀速直线运动，t，它们的运动时间相等，A项错误；竖直方向，hat2，hQ2hP，aQ2aP，2，qPqQ12，B项错误、C项正确；动能增量EkqU，EkPqP·，EkQqQU，EkPEkQ14，D项错误答案：C4示波管是一种多功能电学仪器，它的工作原理可以等效成下列情况：如图233所示，真空室中电极K发出电子(初速度不计)经过电压为U1的加速电场后，由小孔S沿水平金属板A、B间的中心线射入板中金属板长为L，相距为d，当A、B间电压为U2时，电子偏离中心线飞出电场打到荧光屏上而显示亮点已知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子重力，下列情况中一定能使亮点偏离中心的距离变大的是()图233AU1变大，U2变大BU1变小，U2变大CU1变大，U2变小 DU1变小，U2变小解析：当电子离开偏转电场时速度的反向延长线一定经过偏转电场中水平位移的中点，所以电子离开偏转电场时偏转角度越大(偏转距离越大)，亮点距离中心就越远设电子经过U1加速后速度为v0，根据题意得eU1mv电子在A、B间做类平抛运动，当其离开偏转电场时侧向速度为vyat·结合式，速度的偏转角满足tan.显然，欲使变大，应该增大U2、L，或者减小U1、d.正确选项是B.答案：B图2345(多选题)如图234为静电除尘器除尘机理的示意图尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘的目的下列表述正确的是()A到达集尘极的尘埃带正电荷B电场方向由集尘极指向放电极C带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同D同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大解析：本题考查电场、电场力的基本概念，考查考生对静电除尘器原理的理解及对电场知识的掌握集尘极与电源的正极相连带正电，放电极带负电，尘埃在电场力作用下向集尘极迁移，说明尘埃带负电荷，A项错误；电场方向由集尘极指向放电极，B项正确；带电尘埃带负电，因此所受电场力方向与电场方向相反，C项错误；同一位置电场强度一定，由FqE可知，带电荷量越多的尘埃，所受电场力越大，D项正确答案：BD图2356如图235所示，D是一只二极管，AB是平行板电容器，在电容器两极板间有一带电微粒P处于静止状态，当两极板A和B间的距离增大一些的瞬间 (两极板仍平行)，带电微粒P的运动情况是()A向下运动 B向上运动C仍静止不动 D不能确定解析：当带电微粒P静止时，对其进行受力分析得Eqmg，即qmg.当A、B之间距离增大时，电容器的电容C减小，由QCU得，Q也减小，但由于电路中连接了一个二极管，它具有单向导电性，不能放电，故电容器A、B两极板上的电荷量不变，场强不变，电场力仍等于微粒的重力，故带电微粒仍保持静止状态，C选项正确答案：C7(多选题)如图236所示，平行板电容器AB两极板水平放置，已知A板和电源正极相连，且E1>E2，当单刀双掷开关接1时，一带正电粒子沿AB中心水平线射入，打在B极板上的N点，不计粒子重力，为使粒子能打在N点右侧，则下列措施可行的是()图236A断开开关并将A板上移一段距离B断开开关并将A板下移一段距离C断开开关并将B板下移一段距离D将单刀双掷开关接2解析：断开开关，电容器与电源形成断路，其极板上的电荷量保持不变，若将A或B板上下移动，会使两板间的距离d变化选项A中将A板上移一段距离，d变大，C，电容减小，电容器所带电荷量不变，根据推论：板间场强E，场强E不变，带电粒子所受的电场力大小不变，粒子仍然打在N点，选项A错误；选项B中将A板下移一段距离，d变小，C，电容变大，电容器所带电荷量不变，根据推论：板间场强E，场强E不变，带电粒子所受的电场力大小不变，粒子仍然打在N点，选项B错误；选项C中将B板下移一段距离时，同理可知，板间场强E不变，带电粒子所受的电场力大小不变，粒子做类平抛运动的加速度不变，竖直位移变大，运动时间变长，粒子将打在N点的右侧，故C正确；选项D中设电源的电动势为E，电容器板间距离为d，带电粒子的质量和电荷量分别为m和q，则有竖直位移为yat2t2，水平位移为xv0t，联立得y，粒子能打在N点右侧时，y不变，x增大，其他量不变，则电源的电动势E必须减小，而E1>E2，所以将单刀双掷开关接2时，粒子能打在N点右侧，故选项D正确答案：CDB组能力提升8(多选题)(2015·山东菏泽模拟)静电场方向平行于x轴，其电势随x的分布可简化为如图237所示的折线一质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，以初速度v0从O点(x0)进入电场，沿x轴正方向运动下列叙述正确的是()图237A粒子从O运动到x1的过程中速度逐渐减小B粒子从x1运动到x3的过程中，电势能先减小后增大C要使粒子能运动到x4处，粒子的初速度v0至少为2D若v02，粒子在运动过程中的最大速度为解析：粒子从O运动到x1的过程中，电势升高，电场方向沿x轴负方向，粒子所受的电场力方向也沿x轴负方向，粒子做减速运动，A正确；粒子从x1运动到x3的过程中，电势不断降低，根据正电荷在电势越高处电势能越大，可知，粒子的电势能不断减小，B错误；当粒子恰好运动到x1时，由动能定理得q(00)0mv，解得v0 ，根据对称性可知，粒子在x1和x3处动能相等，故要使粒子能运动到x4处，粒子的初速度v0至少为 ，故C错误；若v02 ，粒子运动到x3处电势能最小，动能最大，由动能定理得q0mvmv，解得最大速度vmax，所以D正确答案：AD9(2014·天津卷)如图238所示，平行金属板A、B水平正对放置，分别带等量异号电荷一带电微粒水平射入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么()图238A若微粒带正电荷，则A板一定带正电荷B微粒从M点运动到N点电势能一定增加C微粒从M点运动到N点动能一定增加D微粒从M点运动到N点机械能一定增加解析：微粒向下偏转，则微粒受到的电场力与重力的合力向下，若微粒带正电，只要电场力小于重力，就不能确定A、B板所带电荷的电性，A项错误；不能确定电场力的方向和微粒所带电荷的电性，因此不能确定电场力做功的正负，不能确定微粒从M点运动到N点电势能的变化，B项错误；由于电场力与重力的合力一定向下，因此微粒受到的合外力做正功，根据动能定理可知，微粒从M到N的过程中动能增加，C项正确；由于不能确定重力以外的力即电场力做的是正功还是负功，根据功能原理可知，不能确定微粒从M到N过程中机械能是增加还是减少，D项错误答案：C10图239甲为示波管的原理图如果在电极YY之间所加的电压按图乙所示的规律变化，在电极XX之间所加的电压按图丙所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是图2310中的()甲乙丙图239ABCD图2310解析：本题考查示波管的原理，意在考查考生对示波管原理的掌握在02t1时间内，扫描电压扫描一次，信号电压完成一个周期，当UY为正的最大值时，电子打在荧光屏上有正的最大位移，当UY为负的最大值时，电子打在荧光屏上有负的最大位移，因此一个周期内荧光屏上的图像为B.答案：B图231111反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似如图2311所示，在虚线MN两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从A点由静止开始，在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动已知电场强度的大小分别是E12.0×103 N/C和E24.0×103 N/C，方向如图2311所示，带电微粒质量m1.0×1020 kg，带电量q1.0×109C，A点距虚线MN的距离d11.0 cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应求：(1)B点距虚线MN的距离d2；(2)带电微粒从A点运动到B点所经历的时间t.解析：(1)带电微粒由A运动到B的过程中，由动能定理有|q|E1d1|q|E2d20解得d2d10.50 cm.(2)设微粒在虚线MN两侧的加速度大小分别为a1、a2，由牛顿第二定律有|q|E1ma1|q|E2ma2设微粒在虚线MN两侧运动的时间分别为t1、t2，由运动学公式有d1a1td2a2t又tt1t2以上各式联立解得t1.5×108 s.答案：(1)0.50 cm(2)1.5×108 s12如图2312所示，在倾角37°的绝缘斜面所在空间存在着竖直向上的匀强电场，场强E4.0×103 N/C，在斜面底端有一与斜面垂直的绝缘弹性挡板质量m0.20 kg的带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下，滑到斜面底端与挡板相碰后以碰前的速率返回已知斜面的高度h0.24 m，滑块与斜面间的动摩擦因数0.30，滑块带电量q5.0×104 C重力加速度g10 m/s2，sin37°0.60，cos37°0.80.求：图2312(1)滑块从斜面最高点滑到斜面底端时的速度大小；(2)滑块被挡板弹回能够沿斜面上升的最大高度；(3)滑块从开始运动到停下来的整个过程中产生的热量Q.(计算结果保留两位有效数字)解析：(1)滑块沿斜面滑下的过程中，电荷带负电，电场力方向竖直向下，受到的滑动摩擦力f(mgqE)cos37°设到达斜面底端时的速度为v，根据动能定理(mgqE)hfmv2解得v2.4 m/s.(2)滑块第一次与挡板碰撞后沿斜面返回上升的高度最大，设为H，根据动能定理(mgqE)Hfmv2H0.10 m.(3)滑块最终静止在斜面底端，因此重力势能和电势能的减少量等于克服摩擦力做的功，即等于产生的热能QmghEqh0.96 J.答案：(1)2.4 m/s(2)0.10 m(3)0.96 J图231313(2014·新课标全国卷)如图2313，O、A、B为同一竖直平面内的三个点，OB沿竖直方向，BOA60°，OBOA.将一质量为m的小球以一定的初动能自O点水平向右抛出，小球在运动过程中恰好通过A点使此小球带电，电荷量为q(q0)，同时加一匀强电场，电场方向与OAB所在平面平行现从O点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球，该小球通过了A点，到达A点时的动能是初动能的3倍；若该小球从O点以同样的初动能沿另一方向抛出，恰好通过B点，且到达B点时的动能为初动能的6倍重力加速度大小为g.求：(1)无电场时，小球到达A点时的动能与初动能的比值；(2)电场强度的大小和方向解析：(1)设小球的初速度为v0，初动能为Ek0，从O点运动到A点的时间为t，令OAd，则OBd，根据平抛运动的规律有：dsin60°v0tdcos60°gt2又Ek0mv由式得Ek0mgd设小球到达A点时的动能为EkA，则EkAEk0mgd由式得(2)加电场后，小球从O点到A点和B点，高度分别降低了和，设电势能分别减小EpA和EpB，由能量守恒及式得EpA3Ek0Ek0mgdEk0EpB6Ek0Ek0mgdEk0图2314在匀强电场中，沿任一直线，电势的降落是均匀的设直线OB上的M点与A点等电势，M与O点的距离为x，如图2314，则有解得xd.MA为等势线，电场必与其垂线OC方向平行设电场方向与竖直向下的方向的夹角为，由几何关系可得30°即电场方向与竖直向下的方向的夹角为30°.设场强的大小为E，有qEdcos30°EpA由式得E答案：(1)(2)，与竖直向下的方向成30°夹角斜向右下方C组难点突破14如图2315所示，在真空区域、中存在两个匀强电场，其电场线方向竖直向下，在区域中有一个带负电的粒子沿电场线以速度v0匀速下落，并进入区域(电场范围足够大)下列能描述粒子在这两个电场中运动的速度­时间图象(图2316)的是(以v0方向为正方向)()图2315图2316解析：在区域中，mgE1q；在区域中，mgE2q，合力向上，做匀减速运动，速度减为零后，再反向加速，再次回到区域，做匀速运动答案：C专心-专注-专业