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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時作業(yè)20 電容器 帶電粒子在電場中的運動(含解析).doc

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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時作業(yè)20 電容器 帶電粒子在電場中的運動(含解析).doc

2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時作業(yè)20 電容器 帶電粒子在電場中的運動(含解析)一、單項選擇題1物理關(guān)系式不僅反映了物理量之間的數(shù)值關(guān)系,也確定了單位間的關(guān)系對于單位的分析是幫助我們檢驗研究結(jié)果正確性的一種方法下面是同學(xué)們在研究平行板電容器充電后儲存的能量EC與哪些量有關(guān)的過程中得出的一些結(jié)論,式中C為電容器的電容,U為電容器充電后其兩極板間的電壓,E為兩極板間的電場強度,d為兩極板間的距離,S為兩極板正對面積,為兩極板間所充介質(zhì)的相對電介電常數(shù)(沒有單位),k為靜電力常量請你分析下面給出的關(guān)于EC的表達式可能正確的是()AECC2UBECCU3CECE2SdDECESd解析:能量的單位是焦耳,因此表示電容器充電后儲存的能量的物理量EC的單位是焦耳,電容的單位是庫侖每伏特,電場強度的單位為伏特每米,故C2U、CU3以及ESd的單位都不是焦耳,選項C通過推導(dǎo),單位為J,因此只有選項C正確,A、B、D錯誤答案:C2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應(yīng)為()解析:由圖乙及圖丙知,當(dāng)UY為正時,Y板電勢高,電子向Y偏,當(dāng)UX為負時,X板電勢高,電子向X板偏,B正確答案:B3如圖所示,從F處釋放一個無初速度的電子向B板方向運動,指出下列對電子運動的描述中錯誤的是(設(shè)電源電動勢為U)()A電子到達B板時的動能是eUB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3eUD電子在A板和D板之間做往復(fù)運動解析:由電路圖可得,電子在A、B板間加速運動,電場力做正功eU,A正確;在B、C板間勻速運動,動能變化量為零,B正確;在C、D板間減速運動,電場力做負功eU,所以電子在D板處速度為零,C錯誤;電子在A板和D板之間做往復(fù)運動,D正確答案:C4如圖所示,矩形區(qū)域ABCD內(nèi)存在豎直向下的勻強電場,兩個帶正電的粒子a和b以相同的水平速度射入電場,粒子a由頂點A射入,從BC的中點P射出,粒子b由AB的中點O射入,從頂點C射出若不計重力,則a和b的比荷之比是()A12B21C18D81解析:設(shè)AB長為2h,BC長為2l,對a粒子有2haattlv0ta解得2h2對b粒子有habtt2lv0tb解得h2由兩式得,D正確答案:D5如圖所示,A、B為水平正對放置的平行金屬板,板間距離為d,一質(zhì)量為m的帶電油滴在兩金屬板之間,油滴運動時所受空氣阻力的大小與其速率成正比將油滴由靜止釋放,若兩金屬板間的電壓為零,一段時間后油滴以速率v勻速下降若兩金屬板間加電壓U,一段時間后油滴以速率2v勻速上升由此可知油滴所帶電荷量的大小為()A. B.C. D.解析:板間電壓為零,油滴勻速下降時,mgkv,當(dāng)兩板間電壓為U,油滴勻速上升時,qmg2kv,解得q,C正確答案:C二、多項選擇題6三個電子從同一地點同時沿同一方向垂直進入偏轉(zhuǎn)電場,出現(xiàn)如圖所示的軌跡,則可以判斷()A它們在電場中運動時間相同BA、B在電場中運動時間相同,C先飛離電場CC進入電場時的速度最大,A最小D電場力對C做功最小解析:三電子在電場運動的加速度a相同,在垂直于極板方向,yAyB>yC,由yat2知在電場中運動的時間tAtB>tC,A錯誤,B正確;B、C水平位移相同,tB>tC,故vC>vB,而A、B運動時間相同,但xA<xB,故vB>vA,故C進入電場的速度最大,A最小,C正確;電場力做功WEqy,而yAyB>yC,故電場力對C做功最小,D正確答案:BCD7如圖所示,斜面長為L、傾角為30的光滑絕緣斜面處于電場中,一帶電量為q,質(zhì)量為m的小球,以初速度v0由斜面底端的A點開始沿斜面上滑,到達斜面頂端的速度仍為v0,則()A小球在B點的電勢能一定大于小球在A點的電勢能BA、B兩點的電勢差一定為C若電場是勻強電場,則該電場的電場強度的最小值一定是D若該電場是AC邊中垂線上某點的點電荷Q產(chǎn)生的,則Q一定是正電荷解析:小球初、末速度均為v0,從A到B,由動能定理得qUABmgLsin300,解得A、B兩點的電勢差為UAB,qUAB,電場力做正功電勢能減少,EpB<EpA,A錯誤,B正確;若電場是勻強電場,該電場的電場強度的最小值為,C正確;若該電場是AC邊中垂線上某點的點電荷Q產(chǎn)生的,則Q可以是負電荷,D錯誤答案:BC8如圖甲所示,三個相同的金屬板共軸排列,它們的距離與寬度均相同,軸線上開有小孔(不影響板間電場分布),在左邊和右邊兩個金屬板上加電壓U后,金屬板間就形成勻強電場;有一個比荷1.0102 C/kg的帶正電的粒子從左邊金屬板小孔軸線A處由靜止釋放,在靜電力作用下沿小孔軸線射出(不計粒子重力),其vt圖象如圖乙所示,則下列說法正確的是()A右側(cè)金屬板接電源的正極B所加電壓U100 VC乙圖中的v22 m/sD通過極板間隙所用時間比為1(1)解析:帶正電的粒子在靜電力作用下由左極板向右運動,可判斷左側(cè)金屬板接電源正極,A錯誤;由vt圖象可知,帶電粒子的加速度a2 m/s2,相鄰兩極板間距dat20.25 m,由qEma得E200 V/m,U2Ed100 V,B正確;可將粒子在兩個間隙間的運動看成是初速度為零的連續(xù)的勻加速運動,兩間隙距離相等,則有t1t21(1),D正確;v1v2t1(t1t2)1,將v11.0 m/s代入,得v2 m/s,C錯誤答案:BD三、非選擇題9實驗表明,熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子在下圖中,從熾熱金屬絲射出的電子流,經(jīng)電場加速后進入偏轉(zhuǎn)電場已知加速電極間的電壓U12 500 V,偏轉(zhuǎn)電極間的電壓U22.0 V,偏轉(zhuǎn)電極極板長l6.0 cm,板間距d0.2 cm.電子的質(zhì)量是m0.911030 kg,帶電量大小為e1.61019C,電子重力不計,未打到極板上求:(1)電子離開加速電場時的速度v的大??;(2)電子離開偏轉(zhuǎn)電場時的豎直方向速度v的大?。?3)電子離開偏轉(zhuǎn)電場時豎直方向移動的距離y.解析:(1)電子加速時由動能定理知eU1mv20解得v3.0107 m/s(2)設(shè)電子在偏轉(zhuǎn)電場中的加速度為a,運動時間為t,有vatat解得vat3.5105 m/s(3)由yat2,t,a得y3.5104 m答案:(1)3.0107 m/s(2)3.5105 m/s(3)3.5104 m10如圖所示,在水平方向的勻強電場中有一表面光滑、與水平面成45角的絕緣直桿AC,其下端(C端)距地面高度h0.8 m有一質(zhì)量為500 g的帶電小環(huán)套在直桿上,正以某一速度沿桿勻速下滑小環(huán)離桿后正好通過C端的正下方P點處(g取10 m/s2)求:(1)小環(huán)離開直桿后運動的加速度大小和方向;(2)小環(huán)從C運動到P過程中的動能增量;(3)小環(huán)在直桿上勻速運動速度的大小v0.解析:(1)結(jié)合題意分析知:qEmgF合mgmaag10 m/s2,方向垂直于桿向下(2)設(shè)小環(huán)從C運動到P的過程中動能的增量為EkW重W電其中W重mgh4 J,W電0,所以Ek4 J.(3)環(huán)離開桿做類平拋運動,平行桿方向勻速運動:hv0t垂直桿方向勻加速運動:hat2,解得v02 m/s.答案:(1)10 m/s2垂直于桿向下(2)4 J(3)2 m/s11如圖所示,A、B為兩塊平行金屬板,A板帶正電、B板帶負電兩板之間存在著勻強電場,兩板間距為d、電勢差為U,在B板上開有兩個間距為L的小孔C、D為兩塊同心半圓形金屬板,圓心都在貼近B板的O處,C帶正電、D帶負電兩板間的距離很近,兩板末端的中心線正對著B板上的小孔,兩板間的電場強度可認為大小處處相等,方向都指向O.半圓形金屬板兩端與B板的間隙可忽略不計現(xiàn)從正對B板小孔緊靠A板的O處由靜止釋放一個質(zhì)量為m、電量為q的帶正電微粒(微粒的重力不計),問:(1)微粒穿過B板小孔時的速度多大?(2)為了使微粒能在CD板間運動而不碰板,CD板間的電場強度大小應(yīng)滿足什么條件?(3)從釋放微粒開始,經(jīng)過多長時間微粒通過半圓形金屬板間的最低點P點?解析:(1)設(shè)微粒穿過B板小孔時的速度為v,根據(jù)動能定理,有qUmv2解得v(2)微粒進入半圓形金屬板后,電場力提供向心力,有qEmm聯(lián)立,得E(3)微粒從釋放開始經(jīng)t1射出B板的小孔,則t12d設(shè)微粒在半圓形金屬板間運動經(jīng)過t2第一次到達最低點P點,則t2所以從釋放微粒開始,經(jīng)過(t1t2) 微粒第一次到達P點;根據(jù)運動的對稱性,易知再經(jīng)過2(t1t2)微粒再一次經(jīng)過P點;所以經(jīng)過時間t(2k1) ,k0,1,2,微粒經(jīng)過P點答案:(1)(2)(3)(2k1) ,k0,1,2,

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