2021屆物理一輪總復習40分鐘鞏固提升訓練 電容器　帶電粒子在電場中的運動

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1、2021屆物理一輪總復習40分鐘鞏固提升訓練 訓練：*電容器　帶電粒子在電場中的運動* 一、選擇題 1.如圖，勻強電場水平向左，帶正電物體沿絕緣粗糙水平面向右運動，經過A點時動能為100 J，到B點時動能減少到80 J，減少的動能中有12 J轉化為電勢能，則它再經過B點時動能大小為(　　) A．4 J B．16 J C．32 J D．64 J 2．原有一油滴靜止在極板水平放置的平行板電容器中，給電容器再充上一些電荷量ΔQ，油滴開始向上運動，經t時間后，電容器突然放電失去一部分電荷量ΔQ′，又經t時間，油滴回到原位置，假如在運動過程中油滴電荷量一定，則(　　) A.＝

2、4 B.＝3 C.＝2 D.＝1 3．如圖所示，平行板電容器兩極板水平放置，現將其與二極管串聯接在電動勢為E的直流電源上，電容器下極板接地，靜電計所帶電荷量可忽略，二極管具有單向導電性．閉合開關S，一帶電油滴恰好靜止于兩板間的P點，現將平行板電容器的下極板豎直向下移動一小段距離，則下列說法正確的是(　　) A．平行板電容器的電容將變大 B．靜電計指針張角變小 C．帶電油滴的電勢能將增加 D．油滴仍將保持靜止 4．示波管是示波器的核心部件，它由電子槍、偏轉電極和熒光屏組成，如圖所示．從電子槍發(fā)射出的電子在經過加速電場加速和兩個偏轉電場偏轉，最后打在熒光屏上．如果在熒光屏上P

3、點出現亮斑，那么示波管中的(　　) A．極板X應帶負電，極板Y應帶負電 B．極板X′應帶負電，極板Y應帶負電 C．極板X應帶負電，極板Y′應帶負電 D．極板X′應帶負電，極板Y′應帶負電 5．如圖甲所示，兩平行金屬板MN、PQ的板長和板間距離相等．板間存在如圖乙所示的隨時間周期性變化的電場，電場方向與兩板垂直，不計重力的帶電粒子沿板間中線垂直電場方向源源不斷地射入電場，粒子射入電場時的初動能均為Ek0，已知t＝0時刻射入電場的粒子剛好沿MN板右邊緣垂直電場方向射出電場．則以下說法中正確的是(　　) A．帶電粒子通過電場的時間 B．在0～時間段內進入電場的帶電粒子最終都

4、從OO′上方射出電場 C．運動過程中所有粒子的最大動能不可能超過2Ek0 D．只有t＝(n＝0,1,2，…)時刻射入電場的粒子才能垂直電場方向射出電場 6．如圖所示，一平行板電容器充電后與電源斷開，負極板接地，在兩極板間有一正電荷(電荷量很小)固定在P點．以E表示兩極板間的電場強度，U表示電容器的電壓，Ep表示正電荷在P點的電勢能．若保持負極板不動，將正極板移到圖中虛線所示位置，則(　　) A．U變小，Ep不變 B．E變大，Ep不變 C．U變大，Ep變大 D．U不變，Ep變大 7．平行板電容器兩個帶電極板之間存在引力作用，引力的大小與內部場強E和極板所帶電荷量Q的乘積成正比

5、．今有一平行板電容器兩極板接在恒壓直流電源上，現將A極板下移使A、B兩板間距變?yōu)樵瓉淼模瑒tA、B兩極板之間的引力與原來的比值是(　　) A. B. C. D. 8.在真空中上、下兩個區(qū)域均為豎直向下的勻強電場，其電場線分布如圖所示，有一帶負電的微粒，從上邊區(qū)域沿一條電場線以速度v0勻速下落，并進入下邊區(qū)域(該區(qū)域的電場足夠廣)，在如圖所示的速度—時間圖象中，符合微粒在電場內運動情況的是(　　) 9．粗糙絕緣的水平地面上，有兩塊豎直平行相對而立的金屬板A、B.板間地面上靜止著帶正電的物塊，如圖甲所示，當兩金屬板加圖乙所示的交變電壓時，設直到t1時刻物塊才開始運

6、動(最大靜摩擦力與滑動摩擦力可認為相等)，則(　　) A．在0～t1時間內，物塊受到逐漸增大的摩擦力，方向水平向右 B．在t1～t3時間內，物塊受到的摩擦力先逐漸增大，后逐漸減小 C．t3時刻物塊的速度最大 D．t4時刻物塊的速度最大 10. (多選)如圖所示，沿水平方向放置的平行金屬板a和b分別與電源的正、負極相連，a、b板的中央沿豎直方向各有一個小孔，閉合開關S后，帶正電的液滴從小孔正上方的P點由靜止自由落下，當液滴穿過b板小孔到達a板小孔時速度為v1，現使a板不動，在開關S仍閉合或斷開的情況下b板向上或向下平移一小段距離，相同的液滴仍從P點自由落下，此時液滴到達a板小孔時速

7、度為v2，空氣阻力不計，下列說法中正確的是(　　) A．若開關S保持閉合，向下移動b板，則v2>v1 B．若開關S保持閉合，則無論向上或向下移動b板，都有v2＝v1 C．若開關S閉合一段時間后再斷開，向下移動b板，則v2>v1 D．若開關S閉合一段時間后再斷開，則無論向上或向下移動b板，都有v2

8、 C．從A點到最低點的距離是gt2 D．從A點到最低點，小球的電勢能增加了mg2t2 12. (多選)如圖所示，在地面上方的水平勻強電場中，一個質量為m、電荷量為＋q的小球，系在一根長為L的絕緣細線一端，可以在豎直平面內繞O點做圓周運動．AB為圓周的水平直徑，CD為豎直直徑．已知重力加速度為g，電場強度E＝，不計空氣阻力，下列說法正確的是(　　) A．若小球在豎直平面內繞O點做完整的圓周運動，則它運動過程中的最小速度vmin≥ B．若小球在豎直平面內繞O點做圓周運動，則小球運動到B點時的機械能最大 C．若將小球在A點由靜止釋放，它將在ACBD圓弧上做往復運動 D．若將小球在A

9、點以大小為的速度豎直向上拋出，它將能夠到達B點 13. (多選)如圖所示的直角坐標系中，第一象限內分布著均勻輻射的電場，坐標原點與四分之一圓弧的熒光屏間電壓為U；第三象限內分布著豎直向下的勻強電場，場強大小為E.大量電荷量為－q(q>0)、質量為m的粒子，某時刻起從第三象限不同位置連續(xù)以相同的初速度v0沿x軸正方向射入勻強電場．若粒子只能從坐標原點進入第一象限，其他粒子均被坐標軸上的物質吸收并導走而不影響原來的電場分布．不計粒子的重力及它們間的相互作用．下列說法正確的是(　　) A．能進入第一象限的粒子，在勻強電場中的初始位置分布在一條直線上 B．到達坐標原點的粒子速度越大，入射速度

10、方向與y軸的夾角越大 C．能打到熒光屏上的粒子，進入O點的動能必須大于qU D．若U<，熒光屏各處均有粒子到達而被完全點亮 14． (多選)如圖所示，水平絕緣粗糙的軌道AB與處于豎直平面內的半圓形絕緣光滑軌道BC平滑連接，半圓形軌道的半徑R＝0.4 m．在軌道所在空間存在水平向右的勻強電場，電場線與軌道所在的平面平行，電場強度E＝1.0×104 N/C.現有一電荷量q＝＋1.0×10－4C、質量m＝0.1 kg的帶電體(可視為質點)在水平軌道上的P點由靜止釋放，帶電體恰好能通過半圓形軌道的最高點C，然后落至水平軌道上的D點，取g＝10 m/s2，則(　　) A．帶電體在半圓形軌道C

11、點的速度大小為2 m/s B．落點D與B點的距離xBD＝0 C．帶電體運動到半圓形軌道B點時對半圓形軌道的壓力大小為7 N D．帶電體在從B到C運動的過程中對軌道最大壓力為3(＋1) N 15．(多選)電子眼系統(tǒng)通過路面下埋設的感應線來感知汽車的壓力，感應線是一個壓電薄膜傳感器，壓電薄膜在受壓時兩端產生電壓，壓力越大電壓越大，壓電薄膜與電容器C和電阻R組成圖甲所示的回路，紅燈亮時，如果汽車的前、后輪先后經過感應線，回路中產生兩脈沖電流，如圖乙所示，即為“闖紅燈”，電子眼拍照，則紅燈亮時(　　) A．車輪停在感應線上時，電阻R上有恒定電流 B．車輪經過感應線的過程中，電容器先充電

12、后放電 C．車輪經過感應線的過程中，電阻R上的電流先增加后減小 D．汽車前輪剛越過感應線，又倒回到線內，仍會被電子眼拍照 16．(多選)如圖所示，平行板電容器A、B兩極板水平放置，A在上方，B在下方，現將其和二極管串聯接在電源上，已知A和電源正極相連，二極管具有單向導電性，一帶電小球沿A、B中心水平射入，打在B極板上的N點，小球的重力不能忽略，現通過上下移動A極板來改變兩極板A、B間距(兩極板仍平行)，則下列說法正確的是(　　) A．若小球帶正電，當A、B間距增大時，小球打在N點的右側 B．若小球帶正電，當A、B間距減小時，小球打在N點的左側 C．若小球帶負電，當A、B間距減小

13、時，小球可能打在N點的右側 D．若小球帶負電，當A、B間距增大時，小球可能打在N點的左側 17.(多選)如圖所示，A、B為兩塊水平放置的金屬板，通過閉合開關S分別與電源兩極相連，兩板中央各有一個小孔a和b，在a孔正上方某處一帶電質點由靜止開始下落，不計空氣阻力，該質點到達b孔時速度恰為零，然后返回．現要使帶電質點能穿出b孔，可行的方法是(　　) A．保持S閉合，將A板適當上移 B．保持S閉合，在兩板左邊之間插入電介質 C．先斷開S，再將A板適當下移 D．先斷開S，在兩板左邊之間插入電介質 18．(多選)用輕繩拴著一質量為m、帶正電的小球在豎直面內繞O點做圓周運動，豎直面內加有

14、豎直向下的勻強電場，電場強度為E，如圖甲所示，不計一切阻力，小球運動到最高點時的動能Ek與繩中張力F間的關系如圖乙所示，當地的重力加速度為g，則(　　) A．輕繩的長度為 B．小球所帶電荷量為 C．小球在最高點的最小速度為 D．小球在最高點的最小速度為 二、非選擇題 19．在xOy直角坐標系中，三個邊長都為2 m的正方形如圖所示排列，第Ⅰ象限正方形區(qū)域ABOC中有水平向左的勻強電揚，電場強度的大小為E0，在第Ⅱ象限正方形COED的對角線CE左側CED區(qū)域內有豎直向下的勻強電場，三角形OEC區(qū)域內無電場，正方形DENM區(qū)域內無電場．現有一帶電荷量為＋q、質量為m的帶電粒子(重

15、力不計)從AB邊上的A點由靜止釋放，恰好能通過E點． (1)求CED區(qū)域內的勻強電場的電場強度的大小E1； (2)保持第(1)問中電場強度不變，若在正方形區(qū)域ABOC中某些點靜止釋放與上述相同的帶電粒子，要使所有粒子都經過E點，則釋放點的坐標值x、y間應滿足什么關系； (3)若CDE區(qū)域內的電場強度大小變?yōu)镋2＝E0，方向不變，其他條件都不變，則在正方形區(qū)域ABOC中某些點靜止釋放與上述相同的帶電粒子，要使所有粒子都經過N點，則釋放點的坐標值x、y間又應滿足什么關系． 20.如圖所示，在水平向右的勻強電場中，水平軌道AB連接著一圓形軌道，圓形軌道固定在豎直平面內，其最低

16、點B與水平軌道平滑連接．現有一質量為m、電荷量為q的帶正電荷的小球(可視為質點)，從離圓形軌道最低點B相距為L處的C點由靜止開始在電場力作用下沿水平軌道運動．已知小球所受電場力與其所受的重力大小相等，重力加速度為g，水平軌道和圓形軌道均絕緣，小球在運動過程中所帶電荷量q保持不變，不計一切摩擦和空氣阻力．求： (1)勻強電場的電場強度E的大??； (2)小球由C點運動到B點所用的時間t； (3)小球運動到與圓形軌道圓心O等高的D點時的速度大小vD. 參考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 B A D B C A B A C 10 11

17、12 13 14 15 16 17 18 BC AC AB CD BD BD BC CD AC 19.(1)設帶電粒子出第Ⅰ象限電場時速度為v，在第Ⅰ象限電場中加速運動時，根據動能定理得E0qL＝mv2，其中L＝2 m，要使帶電粒子通過E點，在第Ⅱ象限電場中偏轉時，豎直方向位移為y，設水平位移為x0，則y＝·2，因∠CEO＝45°，即x0＝y(tǒng)＝2 m，解得E1＝4E0. (2)設坐標為(x，y)，帶電粒子出第Ⅰ象限電場時速度為v1，在第Ⅰ象限電場中加速運動時，根據動能定理得E0qx＝mv，要使帶電粒子過E點，在第Ⅱ象限電場中偏轉時，豎直方向位移為y，水平方向位

18、移也為y，則y＝·2，解得y＝x. (3)如圖所示為其中一條軌跡圖，帶電粒子從DE出電場時與DE交于Q，進入CDE電場后，初速度延長線與DE交于G，出電場時速度的反向延長線與初速度延長線交于P點，設在第Ⅰ象限出發(fā)點的坐標為(x，y)，由圖可知，在CDE中帶電粒子的水平位移為y，設偏轉位移為y′，則y′＝·2，而＝，其中GP＝，NE＝2 m，在第Ⅰ象限加速過程中，E0qx＝mv，解得y＝3x－4. 20.(1)對小球，由題意可知 Eq＝mg① 解得E＝② (2)對小球，設從C到B的加速度為a， 根據牛頓第二定律可得Eq＝ma③ 由運動學公式可得L＝at2④ ②③④式聯立解得t＝⑤ (3)設圓形軌道半徑為R，對小球從C到D的過程，根據動能定理有 qE(L＋R)－mgR＝mv－0⑥ 聯立②⑥，可得vD＝. 10 / 10