2020届高考物理总复习作业32电容器带电粒子在电场中的运动（含解析）.docx

作业32电容器 带电粒子在电场中的运动一、选择题1如图321所示，从F处由静止释放一个电子，电子向B板方向运动，设电源电动势为U(V)，下列对电子运动的描述中错误的是()图321A电子到达B板时的动能是U(eV)B电子从B板到达C板的过程中，动能的变化量为零C电子到达D板时动能是3U(eV)D电子在A板和D板之间做往复运动解析：由题图可知，电子在A、B板间做加速运动，电场力做的正功为U(eV)；电子在B、C板间做匀速运动，动能变化量为零；电子在C、D板间做减速运动，电场力做的功为U(eV)，电子在D板处速度为零，故电子在A板和D板之间做往复运动，选C.答案：C图3222(2019年哈尔滨六中模拟)如图322所示，a、b为两个固定的带正电荷量为q的点电荷，相距为L，通过其连线中点O作此线段的垂直平分面，在此平面上有一个以O为圆心，半径为L的圆周，其上有一个质量为m，带电荷量为q的点电荷c做匀速圆周运动，则c的速率为()AqBqCqDq解析：负点电荷c受到的静电力充当向心力，连接a、b、c三点，cO为ab的垂直平分线，acL，所以acO30，故三角形abc为等边三角形，故根据矢量合成法则，可得a、b对c的静电力为F2kcos30，根据Fm，联立解得vq ，故B正确答案：B3(2019年吉林辽源五中模拟)如图323所示，D为一理想二极管(正向电阻为0，反向电阻无穷大)，平行金属板M、N水平放置，两板之间有一带电微粒以速度v0沿图示方向做直线运动，当微粒运动到P点时，将M板迅速向上平移一小段距离，则此后微粒的运动情况是()图323A沿轨迹运动B沿轨迹运动C沿轨迹运动 D沿轨迹运动解析：当微粒运动到P点时，迅速将M板上移一小段距离，由于二极管反向电阻无穷大，两极板上电量不变，由电容的决定式C，定义式C得MN两板间电压升高，由E，知电场强度不变，粒子受到的电场力不变，微粒的运动方向不变，仍沿轨迹做直线运动，故B正确，A、C、D错误答案：B4(2019年商丘高三模拟)如图324，一带电粒子从小孔A以一定的初速度射入平行板P和Q之间的真空区域，经偏转后打在Q板上如图所示的位置在其他条件不变的情况下要使该粒子能从Q板上的小孔B射出，下列操作中可能实现的是(不计粒子重力)()图324A保持开关S闭合，适当上移P极板B保持开关S闭合，适当左移P极板C先断开开关S，再适当上移P极板D先断开开关S，再适当左移P极板图325解析：如图325，粒子在板间做类斜抛运动，将速度分解为水平方向vx和竖直方向vy.竖直方向：vyv0sin，加速度a，E为场强，设t为粒子上升到最高点所用时间，则t.水平方向位移xvx2t2v0tcos.保持开关S闭合，电容器两板间电压U不变，适当上移P极板，两极板间的距离变大，根据E知场强变小，竖直方向运动时间变长，水平方向的位移x2v0tcos变大，该粒子可能从Q板的B孔射出，A正确；若左移P极板，不影响场强，仍落在原处，B错误；断开开关S，则电容器电荷量Q不变，适当上移P极板，由E知场强E不变，则粒子仍落到原处，C错误；断开开关S，若左移P极板，由E知S变小E变大，则粒子加速度a变大，上升到最高点所用时间t变小，则水平方向位移x变小，不能到达B孔，D错误答案：A5(2019年湖北宜昌模拟)如图326所示，一个带电粒子从粒子源飘入(初速度很小，可忽略不计)电压为U1的加速电场，经加速后从小孔S沿平行金属板A、B的中线射入，A、B板长为L，相距为d，电压为U2.则带电粒子能从A、B板间飞出应该满足的条件是()图326A. B.C. D.解析：根据qU1mv2，再根据t和yat2，由题意知，yd，解得Q1，则弹簧的长度增加B若Q2Q1，则电容器的电容减少C若Q2Q1，则带电液滴P的电势能增加D若Q2Q1，P到下板的距离不变但板间电场强度增大，所以带电液滴P所在处电势升高，带电液滴P的电势能增大，故C正确；同理若让电容器放电使之带电荷量为Q2，且Q2Q1，则带电液滴P的电势能减少，故D错误答案：AC12(2019年河北石家庄二中联考)(多选)在绝缘水平桌面(桌面足够大)上方存在平行于桌面的电场，其电场强度E随时间t的变化关系如图3213甲所示，小物块带电荷量为q1104 C，将其放在该水平桌面上并由静止释放，小物块的速度v与时间t的关系如图3213乙所示，重力加速度g取10 m/s2，则下列说法正确的是()图3213A小物块在4 s内的位移为6 mB小物块的质量为2 kgC小物块与水平桌面间的动摩擦因数为0.2D小物块在4 s内电势能减少了18 J解析：小物块在4 s内的位移为x2(24) m6 m，故A正确；由题图乙可知，前2 s内小物块做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有qE1mgma，由题图乙知加速度为a1 m/s2，2 s后小物块做匀速运动，由平衡条件有qE2mg，联立解得q(E1E2)ma，由题图甲可得E13104 N/C，E22104 N/C，代入数据解得m1 kg，由qE2mg可得0.2，故B错误，C正确；小物块在前2 s的位移s122 m2 m，小物块在24 s内的位移s2vt24 m，电场力做的正功WqE1s1qE2s2110431042 J110421044 J14 J，则电势能减少了14 J，故D错误答案：AC二、非选择题13(2019年河南洛阳名校联考)在电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从A点竖直向上抛出，其运动的轨迹如图3214所示小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上，M为轨迹的最高点小球抛出时的动能为8.0 J，在M点的动能为6.0 J，不计空气的阻力求：图3214(1)小球水平位移x1与x2的比值；(2)小球落到B点时的动能EkB；(3)小球从A点运动到B点的过程中最小动能Ekmin.解析：(1)如图3215所示，带电小球在水平方向上受电场力的作用做初速度为零的匀加速运动，竖直方向上只受重力作用做竖直上抛运动，故从A到M和M到B的时间相等，则x1x213.(2)小球从A到M，水平方向上电场力做功W电6 J，则由能量守恒可知，小球运动到B点时的动能为EkBEk04W电32 J.(3)由于合运动与分运动具有等时性，设小球所受的电场力为F，重力为G，则有：图3215由图可知，tansin则小球从A运动到B的过程中速度最小时速度一定与等效重力G垂直，故Ekminm(v0sin)2 J.答案：(1)13(2)32 J(3) J14(2019年山东下学期高考预测)如图3216所示，一足够长的斜面倾角为37，斜面所在的空间存在水平向右的匀强电场(未画出)现将一质量为m、电荷量为q的带正电小球(可视为质点)以初速度v0从斜面底端的A点竖直向上抛出，当小球落在斜面上的B点时速度方向恰好水平已知重力加速度大小为g，sin37，cos37，求：图3216(1)该匀强电场的电场强度E的大小；(2)从A点运动到B点的过程中，小球和斜面的最远距离d.解析：(1)设小球到B点时竖直上升的高度为h，则有h小球到达B点时，所用的时间为t小球到达B点时的水平位移为xt2由几何关系可知tan 联立解得E.(2)将小球的初速