2020高考物理復習 金版教程 第6章第3單元 電容器　電場中帶電粒子的運動練習

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1、限時規(guī)范特訓 (時間：45分鐘　分值：100分) 1. 如圖是描述對給定的電容器充電時電荷量Q、電壓U、電容C之間相互關系的圖象．其中正確的是(　　) 解析：電容器的電容由電容器自身的構造因素決定，與U和Q無關，故B、D正確．由C＝知C正確． 答案：BCD 2.[2020·海門模擬]如右圖所示是測定液面高度h的電容式傳感器示意圖，E為電源，G為靈敏電流計，A為固定的導體芯，B為導體芯外面的一層絕緣物質，C為導電液體．已知靈敏電流計指針偏轉方向與電流方向的關系為：電流從左邊接線柱流進電流計，指針向左偏．如果在導電液體的深度h發(fā)生變化時觀察到指針正向左偏轉，則(　　) A．導體芯

2、A所帶電荷量在增加，液體的深度h在增大 B．導體芯A所帶電荷量在減小，液體的深度h在增大 C．導體芯A所帶電荷量在增加，液體的深度h在減小 D．導體芯A所帶電荷量在減小，液體的深度h在減小 解析： 電流計指針向左偏轉，說明流過電流計G的電流由左→右，則導體芯A所帶電荷量在減小，由Q＝CU可知，芯A與液體形成的電容器的電容減小，則液體的深度h在減小，故D正確． 答案：D 3．[2020·安徽理綜]如圖所示，M、N是平行板電容器的兩個極板，R0為定值電阻，R1、R2為可調電阻，用絕緣細線將質量為m、帶正電的小球懸于電容器內部．閉合電鍵S，小球靜止時受到懸線的拉力為F.調節(jié)R1、R2，

3、關于F的大小判斷正確的是(　　) A．保持R1不變，緩慢增大R2時，F將變大 B．保持R1不變，緩慢增大R2時，F將變小 C．保持R2不變，緩慢增大R1時，F將變大 D．保持R2不變，緩慢增大R1時，F將變小 解析： 當電路接通后，對小球受力分析：小球受重力、電場力和懸線的拉力F三個力的作用，其中重力為恒力，當電路穩(wěn)定后，R1中沒有電流，兩端等電勢，因此電容器兩極板電壓等于R0兩端電壓，當R2不變，R1變化時，電容器兩極板電壓不變，板間電場強度不變，小球所受電場力不變，F不變，C、D兩項錯．若保持R1不變，緩慢增大R2，R0兩端電壓減小，電容器兩端電壓減小，內部電場減弱，小球受

4、電場力減小，F變?。蔅項正確． 答案：B 4．如右圖所示，用絕緣細線拴一帶負電小球，在豎直平面內做圓周運動，勻強電場方向豎直向下，則(　　) A．當小球運動到最高點a時，線的張力一定最小 B．當小球運動到最低點b時，小球的速度一定最大 C．當小球運動到最高點a時，小球的電勢能最小 D．小球在運動過程中機械能守恒 解析： 若qE＝mg，小球做勻速圓周運動，球在各處對細線的拉力一樣大．若qEmg，球在a處速度最大，對細線的拉力最大．故A、B錯．a點電勢最高，負電荷在電勢最高處電勢能最低，故C正確．小球在運動過程中除重力外，還有電

5、場力做功，機械能不守恒，D錯誤． 答案：C 5.[2020·山東濟南模擬]如圖所示，A板發(fā)出的電子經加速后，水平射入水平放置的兩平行金屬板間，金屬板間所加的電壓為U，電子最終打在熒光屏P上，關于電子的運動，則下列說法中正確的是(　　) A．滑動觸頭向右移動時，其他不變，則電子打在熒光屏上的位置下降 B．滑動觸頭向左移動時，其他不變，則電子打在熒光屏上的位置上升 C．電壓U增大時，其他不變，則電子打在熒光屏上的速度大小不變 D．電壓U增大時，其他不變，則電子從發(fā)出到打在熒光屏上的速度變大 解析：設加速電壓為U0，進入偏轉電場時的速度為v0，則電子經加速電場：eU0＝mv?、? 偏轉

6、電場中：L＝v0t?、? y＝t2?、? y＝mv2－mv?、? 由①②③得y＝ 當滑動觸頭向右滑動時，U0變大，y變小，所以選項A、B均錯． 對①②③④得mv2＝＋eU0 當U增大時，mv2增大，電子打到屏上的速度變大，故選項C錯，D對． 答案：D 6．[2020·衡陽四市畢業(yè)班聯(lián)考]如圖甲所示，一電子以v0的初速度沿平行金屬板的軸線射入金屬板空間．從電子射入的時刻開始在金屬板間加如圖乙所示的交變電壓，假設電子能穿過平行金屬板．則下列說法正確的是(　　) A．電子只可能從軸線到上極板之間的空間射出(不包括軸線) B．電子只可能從軸線到下極板之間的空間射出(不包括軸線) C

7、．電子可能從軸線到上極板之間的空間射出，也可能沿軸線方向射出 D．電子射出后動能一定增大 解析： 由題意可知，當電子在電場中運動的時間恰好等于在A、B板間所加交變偏轉電壓周期的整數倍時，電子可沿軸線射出，故A、B錯，C對；當電子恰好沿軸線射出時，電子速度不變，其動能也不變，故D錯． 答案：C 7.如圖所示，從F處釋放一個無初速的電子向B板方向運動，指出下列對電子運動的描述中錯誤的是(設電源電動勢為E) (　　) A．電子到達B板時的動能是E eV B．電子從B板到達C板動能變化量為零 C．電子到達D板時動能是3E eV D．電子在A板和D板之間做往復運動 解析：由電池

8、的接法知：A板帶負電，B板帶正電，C板帶正電，D板帶負電，所以A、B板間有向左的電場，C、D板間有向右的電場，B、C板間無電場，由動能定理知：電子到達B板時的動能為E eV，到達D板時的動能為零，在B、C板間做勻速直線運動，總之電子能在A板和D板間往復運動，所以錯誤選項為C. 答案：C 8．如圖所示，D是一只理想二極管，電流只能從a流向b，而不能從b流向a.平行板電容器的A、B兩極板間有一電荷，在P點處于靜止狀態(tài)．以E表示兩極板間的電場強度，U表示兩極板間的電壓，Ep表示電荷在P點的電勢能．若保持極板B不動，將極板A稍向上平移，則下列說法中正確的是 (　　) A．E變小　　　　

9、　　 B．U變大 C．Ep不變 D．電荷仍保持靜止 解析：由C＝可知，當極板A稍向上平移時，d增大，C變小，但因二極管的存在，電容器上的電量不能放出，故電容器上的電量Q不變，由Q＝CU可知，U變大，由Q＝＝E可知，板間電場強度不變，電荷仍靜止，且φP不變，故Ep＝φpq也不變，綜上所述，B、C、D均正確，A錯誤． 答案：BCD 9．[2020·安徽卷] 圖甲為示波管的原理圖．如果在電極YY′之間所加的電壓按圖乙所示的規(guī)律變化，在電極XX′之間所加的電壓按圖丙所示的規(guī)律變化，則在熒光屏上會看到的圖形是(　　) 解析：由圖可知，電極XX′之間加掃描電壓，電極YY′之間加正弦式

10、交變電壓，并且有相同的周期，在0時刻，UY＝0，電子在YY′之間沒有偏轉，UX為負向最大電壓，電子只在XX′之間偏轉，并且向左有最大偏轉，故選項A、C錯誤；在0～t1之間，UY>0，UX<0，電子在XX′之間由左向右水平移動，同時在YY′之間由正中間先向上運動，再向下運動，在熒光屏看到的圖形是選項B，故選項D錯誤，選項B正確． 答案：B 10．[2020·無錫月考]半導體指紋傳感器：在一塊半導體基板上陣列了10萬顆金屬顆粒，傳感器陣列的每一顆金屬顆粒都是一個金屬電極，充當電容器的一極，其外表面是絕緣的．手指貼在其上與其構成了電容器的另一極，由于手指指紋深淺不同，嵴和峪與半導體電容感應顆粒形

11、成的電容值大小不同，其工作過程是通過對電容感應顆粒預先充電到某一參考電壓，然后對每個電容的放電電流進行測量，設備將采集到的不同數值匯總，也就完成了對指紋的采集，則(　　) A．指紋的嵴處與半導體基板上對應的金屬顆粒距離近，電容小 B．指紋的峪處與半導體基板上對應的金屬顆粒距離遠，電容小 C．對每個電容感應顆粒都充電至某一參考電壓時，在手指靠近時，各金屬電極電荷量減小 D．對每個電容感應顆粒都充電至某一參考電壓時，在手指遠離時，各金屬電極均處于充電狀態(tài) 解析：本題考查了影響電容器電容的因素及其應用．指紋的峪處與半導體基板上對應的金屬顆粒一起等效為平行板電容器，當距離越遠時，對應的電容越

12、小，B正確．對每個電容感應顆粒都充電至某一參考電壓時，在手指靠近時，由于電容量增大，故各金屬電極電荷量增大，C錯誤；當手指遠離時，由于電容量減小，故電荷量將減小，各電極處于放電狀態(tài)，D錯誤． 答案：B 11．如圖所示為一真空示波管的示意圖，電子從燈絲K發(fā)出(初速度可忽略不計)，經燈絲與A板間的電壓U1加速，從A板中心孔沿中心線KO射出，然后進入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉電場中(偏轉電場可視為勻強電場)，電子進入M、N間電場時的速度與電場方向垂直，電子經過偏轉電場后打在熒光屏上的P點．已知M、N兩板間的電壓為U2，兩板間的距離為d，板長為L，電子的質量為m，電荷量為e，不計電子受到的重力

13、及它們之間的相互作用力． (1)求電子穿過A板時速度的大??； (2)求電子從偏轉電場射出時的側移量； (3)若要使電子打在熒光屏上P點的上方，可采取哪些措施？ 解析：(1)設電子經電壓U1加速后的速度為v0，由動能定理eU1＝mv－0解得v0＝ (2)電子以速度v0進入偏轉電場后，垂直于電場方向做勻速直線運動，沿電場方向做初速度為零的勻加速直線運動．設偏轉電場的電場強度為E，電子在偏轉電場中運動的時間為t，加速度為a，電子離開偏轉電場時的側移量為y.由牛頓第二定律和運動學公式 t＝　F＝ma, F＝eE, E＝ a＝　y＝at2　解得y＝ (3)由y＝可知，減

14、小加速電壓U1和增大偏轉電壓U2均可增大y值，從而使電子打到屏上的位置在P點上方． 12. [2020·北京卷]靜電場方向平行于x軸，其電勢φ隨x的分布可簡化為如圖所示的折線，圖中φ0和d為已知量．一個帶負電的粒子在電場中以x＝0為中心、沿x軸方向做周期性運動．已知該粒子質量為m、電量為－q，其動能與電勢能之和為－A(0