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

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1、帶電粒子在電場中的運(yùn)動、電容器 【模擬試題】（答題時間：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)移為電信號的自動化測量技術(shù)。下圖是一種通過檢測電容器電容的變化來檢測液面高低的儀器原理圖，容器中裝有導(dǎo)電液體，是電容器的一個電極，中間的芯柱是電容器的另一個電極，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，則兩電極正對面積增大，液面必降低 2. 如圖所示，平行板電容器經(jīng)開關(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，F(xiàn)表示點(diǎn)電荷受到的電場力.現(xiàn)將電容器的B板向下稍微移動，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、電場中的三個等勢面，它們的電勢分別為φa、φb和φc，φa＞φb＞φc，一帶正電的粒子射入電場中，其運(yùn)動軌跡如實(shí)線KLMN所示，由圖可知 A. 粒子從K到L的過程中，電場力做負(fù)功 B. 粒子從L到M的過程中，電場力做負(fù)功 C. 粒子從K到L的過程中，靜電勢能增加 D. 粒子從L到M的過程中，動能減小 4. 離子發(fā)動機(jī)飛船，其原理是用電壓U加速一價惰性氣體離子，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 A. 速度大 B. 動量大 C. 動能大 D. 質(zhì)量大 5. 如圖所示，從F處釋放一個無初速的電

4、子向B極方向運(yùn)動，指出下列對電子運(yùn)動的描述中哪句是錯誤的（設(shè)電源電動勢為U） A. 電子到達(dá)B板時的動能是UeV B. 電子從B板到達(dá)C板動能變化量為零 C. 電子到達(dá)D板時動能是3 eV D. 電子在A板和D板之間做往復(fù)運(yùn)動 6. a、b、c三個α粒子由同一點(diǎn)垂直場強(qiáng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，其軌跡如圖所示，其中b恰好飛出電場，由此可以肯定 ①在b飛離電場的同時，a剛好打在負(fù)極板上 ②b和c同時飛離電場 ③進(jìn)入電場時，c的速度最大，a的速度最小 ④動能的增量相比，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相接，極板B接地。若極板B稍向上移動一點(diǎn)，由觀察到靜電計指針的變化，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，電子在電勢差為U1的加速電場中由靜止開始運(yùn)動，然后射入電勢差為U2的兩塊平行極板間的電場中，射入方向跟極板平行，整個裝置處在真空中，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)兩板間電勢差為U，當(dāng)小油滴懸浮不動時，測出兩板間距離為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，當(dāng)其帶電荷量為Q時，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.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間為_______。 11. 來自質(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______，假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場是均勻的，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，場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場與圓環(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)做無摩擦的圓周運(yùn)動，若小球經(jīng)A點(diǎn)時速度vA的方向恰與電場垂直，且圓環(huán)與小球間沿水平方向無力的作用，則

8、速度vA＝_______。當(dāng)小球運(yùn)動到與A點(diǎn)對稱的B點(diǎn)時，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方向射入（不一定在正中間），且能從電場中射出如圖所示，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L的中點(diǎn). 14. 如圖所示，一對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，且中間有一個小孔S.一個被加熱的燈絲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)過電壓U0加速后通過小孔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)射時的初

9、速度不計.如果到達(dá)B板的電子都被B板吸收，且單位時間內(nèi)射入電容器的電子數(shù)為n，隨著電子的射入，兩極板間的電勢差逐漸增加，最終使電子無法到達(dá)B板.求：（1）當(dāng)B板吸收了N個電子時，A、B兩板間的電勢差.（2）A、B兩板間可達(dá)到的最大電勢差.（3）從電子射入小孔S開始到A、B兩板間的電勢差達(dá)到最大值所經(jīng)歷的時間. 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、場強(qiáng)大小E＝2.0×106 V/m的勻強(qiáng)電場，使小球開始運(yùn)動，經(jīng)過1.0 s，所加電場突然變?yōu)?/p>

10、沿y軸正方向、場強(qiáng)大小仍為E＝2.0×106 V/m的勻強(qiáng)電場，再經(jīng)過1.0 s，所加電場又突然變?yōu)榱硪粋€勻強(qiáng)電場，使小球在此電場作用下經(jīng)1.0 s速度變?yōu)榱?，求此電場的方向及速度變?yōu)榱銜r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，從B到C做勻速運(yùn)動，從C到D做減速運(yùn)動，在D板時速度減為零之后返回，在A、D板間做往復(fù)運(yùn)動。 6. D 7. D 靜電計是用來測帶電體和大地之間電勢差的，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，2/1，n＝I/e＝6.25×1015個，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)場強(qiáng)沿x正方向時，

12、經(jīng)過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軸方向移動的距離 　　△x1＝1/2at2＝1/2×0.20×1.02＝0.10m ③ 在第2秒內(nèi)，電場方向沿y軸正方向，故小球在x方向做速度為Vx的勻速運(yùn)動，在y方向做初速為零的勻加速運(yùn)動，沿x方向移動的距離　△x2＝Vxt＝0.20m ④ 沿y方向移動的距離　　△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，此時運(yùn)動方向與x軸成45°角。要使小球速度能變?yōu)榱?，則在第3秒內(nèi)所加勻強(qiáng)電場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