高考物理大一轮复习 第七章 基础课3 电容器 带电粒子在电场中的运动训练（含解析）教科版-教科版高三全册物理试题.doc

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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，地球对物体的实际作用力没有发生变化，只是

2、物体的视重发生了变化，选项D错误。答案A2.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1AU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正确。答案B3.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()图2A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

3、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eUmv2，当改变两极板间的距离时，U不变，v就不变，故选项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。答案C4.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v0向右射出，当它的水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3A12 B21C11 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vy，由类平抛运动的规律

4、可得Lv0t，dt，又v0vy12，可得dL11，选项C正确。答案C5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()图4A. B. C. D.解析设加速电压为U1，偏转电压为U2，因为qU1mv，带电粒子离开加速电场时的速度v0；在偏转电场中t2，解得td，水平距离lv0tdd，所以，B正确。答案B6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

5、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5A平行金属板一定顺时针旋转45B平行金属板一定逆时针旋转45C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，粒子在竖直方向上合力为零。如图所示，平行金属板顺时针旋转角，则qcos qcos qmg，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

6、正确。答案D7(2015广东理综，21)如图6所示的水平匀强电场中，将两个带电小球M和N分别沿图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6AM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

7、8如图7所示，M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，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v0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，则下述措施能满足要求的是()图7A使初速度为原来的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解析在粒子刚好到达N板的过程中，由动能定理得qEd0mv，所以d，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M、N间电压提高到原来的2倍，电场强度变为原来的2倍，x，故B对；使M、N间电

8、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间电压减为原来的，电场强度变为原来的一半，x，故D对。答案BD9(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8A此时极板间的电场强度EB油滴带电荷量为C减小极板间电压，油滴将加速下落D将极板N向下缓慢移动一小段距离，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；油滴受重力和电场力，处于平衡状态，故mgq，解得q

9、，故B错误；减小极板间电压，场强减小，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AC10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点给滑块一个向左的大小为v的初速度，运动到B点速度恰好为零，则下列说法正确的是()图9A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vC滑块回到A点时速度大小为vDA、B两点间电

10、势差为解析由A点到B点过程，滑块加速度为aAB(1)g，由B点到A点过程，滑块加速度为aBA(1)g，而位移大小相等，所以运动时间不可能相同，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v22aABx，v2aBAx，可得回到A点时滑块速度vAv，x，UABEx，选项C、D正确。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m2.0104 kg、电荷量q1.0106 C的带正电微粒静止在空间范围足够大的电场强度为E1的匀强电场中。取g10 m/s2。图10(1)求匀强电场的电场强度 E1的大小和方向； (2)在t0时刻，匀强电场强度大

11、小突然变为E24.0103 N/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)由题意知E1qmg，E1 N/C2.0103 N/C，方向向上。(2)在t0时刻，电场强度突然变化为E24.0103 N/C。设微粒的加速度为a1，在t0.20 s时间内上升高度为h，电场力做功为W，则qE2mgma1，解得a110 m/s2，ha1t2，解得h0.20 m，WqE2h，解得W8.0104 J。 (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Ek，则va1t，Ek

12、mghmv2，解得Ek8.0104 J。答案(1)2.0103 N/C方向向上(2)8.0104 J(3)8.0104 J12(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yP及小球从P射出时的速度v0；(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长度应满足什么条件？解析(1)设小球从P运动到M所用时间为t1，则有yPsin gtcos v0t1gt1解得yPlv0(2)设小球到达M时速度为vM，进入电场后加速度为a，有vM又mgcos qE小球在电场中沿vM方向做匀速直线运动，沿与vM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t2mgsin madvMt2at解得dl答案(1)l(2)dl