2020高考物理第一輪復(fù)習(xí) 專題 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、電容器同步練習(xí) 魯科版

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1、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、電容器 【模擬試題】（答題時(shí)間：50分鐘） 1. 1999年7月12日日本原子能公司所屬敦賀灣核電站由于水管破裂導(dǎo)致高輻射冷卻劑外流，在檢測(cè)此次重大事故中應(yīng)用了非電量變化（冷卻劑外泄使管中液面變化）轉(zhuǎn)移為電信號(hào)的自動(dòng)化測(cè)量技術(shù)。下圖是一種通過(guò)檢測(cè)電容器電容的變化來(lái)檢測(cè)液面高低的儀器原理圖，容器中裝有導(dǎo)電液體，是電容器的一個(gè)電極，中間的芯柱是電容器的另一個(gè)電極，芯柱外面套有絕緣管（塑料或橡皮）作為電介質(zhì)，電容器的兩個(gè)電極分別用導(dǎo)線接在指示器上，指示器上顯示的是電容的大小，但從電容的大小就可知容器中液面位置的高低，為此，以下說(shuō)法中正確的是 A. 如果指示器顯示出

2、電容增大了，則兩電極正對(duì)面積增大，液面必升高 B. 如果指示器顯示出電容減小了，則兩電極正對(duì)面積增大，液面必升高 C. 如果指示器顯示出電容增大了，則兩電極正對(duì)面積減小，液面必降低 D. 如果指示器顯示出電容減小了，則兩電極正對(duì)面積增大，液面必降低 2. 如圖所示，平行板電容器經(jīng)開(kāi)關(guān)S與電池連接，a處有一電荷量非常小的點(diǎn)電荷，S是閉合的，φa表示a點(diǎn)的電勢(shì)，F(xiàn)表示點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力.現(xiàn)將電容器的B板向下稍微移動(dòng)，使兩板間的距離增大，則 A. φa變大，F(xiàn)變大 B. φa變大，F(xiàn)變小 C. φa不變，F(xiàn)不變 D. φa不變，F(xiàn)變小 3. 如圖所示，虛線a、b和c 是某靜

3、電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)分別為φa、φb和φc，φa＞φb＞φc，一帶正電的粒子射入電場(chǎng)中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線KLMN所示，由圖可知 A. 粒子從K到L的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功 B. 粒子從L到M的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功 C. 粒子從K到L的過(guò)程中，靜電勢(shì)能增加 D. 粒子從L到M的過(guò)程中，動(dòng)能減小 4. 離子發(fā)動(dòng)機(jī)飛船，其原理是用電壓U加速一價(jià)惰性氣體離子，將它高速噴出后，飛船得到加速，在氦、氖、氬、氪、氙中選用了氙，理由是用同樣電壓加速，它噴出時(shí) A. 速度大 B. 動(dòng)量大 C. 動(dòng)能大 D. 質(zhì)量大 5. 如圖所示，從F處釋放一個(gè)無(wú)初速的電

4、子向B極方向運(yùn)動(dòng)，指出下列對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的描述中哪句是錯(cuò)誤的（設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為U） A. 電子到達(dá)B板時(shí)的動(dòng)能是UeV B. 電子從B板到達(dá)C板動(dòng)能變化量為零 C. 電子到達(dá)D板時(shí)動(dòng)能是3 eV D. 電子在A板和D板之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng) 6. a、b、c三個(gè)α粒子由同一點(diǎn)垂直場(chǎng)強(qiáng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，其軌跡如圖所示，其中b恰好飛出電場(chǎng)，由此可以肯定 ①在b飛離電場(chǎng)的同時(shí)，a剛好打在負(fù)極板上 ②b和c同時(shí)飛離電場(chǎng) ③進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，c的速度最大，a的速度最小 ④動(dòng)能的增量相比，c的最小，a和b的一樣大 A.① B.①② C.③④ D.①③④ 7. 在如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝

5、置中，充電后的平行板電容器的A極板與靈敏的靜電計(jì)相接，極板B接地。若極板B稍向上移動(dòng)一點(diǎn)，由觀察到靜電計(jì)指針的變化，作出電容器電容變小的依據(jù)是 A. 兩極間的電壓不變，極板上的電荷量變小 B. 兩極間的電壓不變，極板上的電荷量變大 C. 極板上的電荷量幾乎不變，兩極間的電壓變小 D. 極板上的電荷量幾乎不變，兩極間的電壓變大 8. 如圖所示，電子在電勢(shì)差為U1的加速電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，然后射入電勢(shì)差為U2的兩塊平行極板間的電場(chǎng)中，射入方向跟極板平行，整個(gè)裝置處在真空中，重力可忽略，在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角θ變大的是 A. U1

6、變大、U2變大 B. U1變小、U2變大 C. U1變大、U2變小 D. U1變小、U2變小 9. 密立根油滴實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了電子的存在，揭示了電荷的非連續(xù)性.如圖所示是密立根實(shí)驗(yàn)的原理示意圖，設(shè)小油滴質(zhì)量為m，調(diào)節(jié)兩板間電勢(shì)差為U，當(dāng)小油滴懸浮不動(dòng)時(shí)，測(cè)出兩板間距離為d，可求出小油滴的電荷量q＝_______. 10. 水平放置的平行板電容器的電容為C，板間距離為d，極板足夠長(zhǎng)，當(dāng)其帶電荷量為Q時(shí)，沿兩板中央水平射入的帶電荷量為q的微粒恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng).若使電容器電荷量增大一倍，則該帶電微粒落到某一極板上所需的時(shí)間為_(kāi)______。 11. 來(lái)自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速度

7、為零），經(jīng)一加速電壓為800 kV的直線加速器加速，形成電流強(qiáng)度為1 mA的細(xì)柱形質(zhì)子流，已知質(zhì)子電荷量e＝1.60×10－19 C，這束質(zhì)子流每秒打在靶上的質(zhì)子數(shù)為_(kāi)_____，假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場(chǎng)是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距l(xiāng)和4l的兩處，各取一段極短的相等長(zhǎng)度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為n1和n2，則n1/n2＝______。 12. 如圖所示，一絕緣細(xì)圓環(huán)半徑為r，其環(huán)面固定在水平面上，場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)與圓環(huán)平面平行，環(huán)上穿有一電荷量為＋q、質(zhì)量為m的小球，可沿圓環(huán)做無(wú)摩擦的圓周運(yùn)動(dòng)，若小球經(jīng)A點(diǎn)時(shí)速度vA的方向恰與電場(chǎng)垂直，且圓環(huán)與小球間沿水平方向無(wú)力的作用，則

8、速度vA＝_______。當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到與A點(diǎn)對(duì)稱的B點(diǎn)時(shí)，小球?qū)A環(huán)在水平方向的作用力NB＝_______。 13. 證明：在帶電的平行金屬板電容器中，只要帶電粒子垂直電場(chǎng)方向射入（不一定在正中間），且能從電場(chǎng)中射出如圖所示，則粒子射入速度v0的方向與射出速度vt的方向的交點(diǎn)O必定在板長(zhǎng)L的中點(diǎn). 14. 如圖所示，一對(duì)豎直放置的平行金屬板A、B構(gòu)成電容器，電容為C.電容器的A板接地，且中間有一個(gè)小孔S.一個(gè)被加熱的燈絲K與S位于同一水平線，從燈絲上可以不斷地發(fā)射出電子，電子經(jīng)過(guò)電壓U0加速后通過(guò)小孔S沿水平方向射入A、B兩極板間.設(shè)電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，電子從燈絲發(fā)射時(shí)的初

9、速度不計(jì).如果到達(dá)B板的電子都被B板吸收，且單位時(shí)間內(nèi)射入電容器的電子數(shù)為n，隨著電子的射入，兩極板間的電勢(shì)差逐漸增加，最終使電子無(wú)法到達(dá)B板.求：（1）當(dāng)B板吸收了N個(gè)電子時(shí)，A、B兩板間的電勢(shì)差.（2）A、B兩板間可達(dá)到的最大電勢(shì)差.（3）從電子射入小孔S開(kāi)始到A、B兩板間的電勢(shì)差達(dá)到最大值所經(jīng)歷的時(shí)間. 15. 在光滑水平面上有一質(zhì)量m＝1.0×10－3 kg、電荷量q＝1.0×10－10 C的帶正電小球，靜止在O點(diǎn)，以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)，在該水平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系Oxy，現(xiàn)突然加一沿x軸正方向、場(chǎng)強(qiáng)大小E＝2.0×106 V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)，使小球開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)1.0 s，所加電場(chǎng)突然變?yōu)?/p>

10、沿y軸正方向、場(chǎng)強(qiáng)大小仍為E＝2.0×106 V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)，再經(jīng)過(guò)1.0 s，所加電場(chǎng)又突然變?yōu)榱硪粋€(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，使小球在此電場(chǎng)作用下經(jīng)1.0 s速度變?yōu)榱?，求此電?chǎng)的方向及速度變?yōu)榱銜r(shí)小球的位置。 【試題答案】 1. A 該儀器類似于平行板電容器，且芯柱進(jìn)入液體深度h越大，相當(dāng)于兩平行板的正對(duì)面積越大，電容越大。 2. B 3. AC 4. B 5. C 電子從A到B做加速運(yùn)動(dòng)，從B到C做勻速運(yùn)動(dòng)，從C到D做減速運(yùn)動(dòng)，在D板時(shí)速度減為零之后返回，在A、D板間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 6. D 7. D 靜電計(jì)是用來(lái)測(cè)帶電體和大地之間電勢(shì)差的，指針偏角的大小反映了電容器A、

11、B兩極板間的電勢(shì)差大小，由Q幾乎不變，Q＝CU即可得出結(jié)論。 8. B 9. 10. 11. 6.25×1015個(gè)，2/1，n＝I/e＝6.25×1015個(gè)，設(shè)質(zhì)子在與質(zhì)子源相距l(xiāng)和4l的兩處的速度分別為v1、v2，則v1/v2＝＝1/2，極短的相等長(zhǎng)度的質(zhì)子流中質(zhì)子數(shù)之比為。 12. ，6Eq 13. 從偏移量y與偏轉(zhuǎn)角θ的關(guān)系即可得到證明. 14. （1） （2）U0 （3） 15. 由牛頓定律得知，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中小球加速度的大小為　　a＝qE/m 　　代入數(shù)值得　a＝1.0×10－10×2.0×106/1.0×10－3＝0.20m/s2 　　當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)沿x正方向時(shí)，

12、經(jīng)過(guò)1秒鐘小球的速度大小為　Vx＝at＝0.20×1.0＝0.20m/s ② 　　速度的方向沿x軸正方向，小球沿x軸方向移動(dòng)的距離 　　△x1＝1/2at2＝1/2×0.20×1.02＝0.10m ③ 在第2秒內(nèi)，電場(chǎng)方向沿y軸正方向，故小球在x方向做速度為Vx的勻速運(yùn)動(dòng)，在y方向做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，沿x方向移動(dòng)的距離　△x2＝Vxt＝0.20m ④ 沿y方向移動(dòng)的距離　　△y＝1/2at2＝1/2×0.20×1.02＝0.10m ⑤ 故在第2秒末小球到達(dá)的位置坐標(biāo)　x2＝△x1＋△x2＝0.30m ③　　y2＝△y＝0.10m ① 在第2秒末小球在x方向的分速度仍為Vx，在y方向的分速度 Vy＝at＝0.20×1.0＝0.20m/s ② 　　由上可知，此時(shí)運(yùn)動(dòng)方向與x軸成45°角。要使小球速度能變?yōu)榱悖瑒t在第3秒內(nèi)所加勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向必須與此方向相反，即指向第三象限，與x軸成225°角。 在第3秒內(nèi)，設(shè)在電場(chǎng)作用下小球加速度的x分量和y分量分別為ax, ay，則 　　ax＝Vx/s＝0.20m/s2　ay＝Vy/t＝0.20m/s2 ① 在第3秒末小球到達(dá)的位置坐標(biāo)為 　　x3＝x2＋Vxt－1/2axt2＝0.40m ② 　　y3＝y(tǒng)2＋Vyt－1/2ayt2＝0.20m③