【三维设计】高考物理一轮复习 第七章 第3单元 电容器　带电粒子在电场中的运动提升练习 粤教版（广东专用）.doc

2013届高考物理三维设计（粤教版广东专用）一轮复习课下提升练习：第七章 第3单元 电容器带电粒子在电场中的运动1.如图1所示，把原来不带电的金属球壳b接地，将一带正电的小球a从小孔中放入球壳内，但不与b发生接触，达到静电平衡后，则()ab的空腔内电场强度为零bb不带电cb的外表面带正电图1db的内表面带负电解析：因为金属球壳接地，所以外表面没有感应电荷，c错；只有内表面有感应负电荷分布，所以b带负电，故b错，d正确；b的空腔内有正电荷和内壁的感应负电荷共同激发的电场，所以空腔内的电场强度不为零，a错。答案：d2传感器是一种采集信息的重要器件，如图2所示为测定压力的电容式传感器，将电容器、零刻度在中间的灵敏电流计和电源串联成闭合回路。当压力f作用于可动膜片电极上时，膜片产生形变，引起电容的变化，导致灵敏电流计指针偏转，从对膜片施加恒定的压力开始到膜片稳定之后，灵敏电流计指针的偏转情况为(已知电流从电流计正接线柱流入时指针向右偏)()图2a向左偏到某一刻度后回到零刻度b向右偏到某一刻度后回到零刻度c向右偏到某一刻度后不动d向左偏到某一刻度后不动解析：由于电容器始终与电源相连，所以两极板间的电压u不变，当压力f作用于可动膜片电极上时，两极板间距离d减小，电容c增大，由c可知q增大，电容器两极板间电荷量增加，即对电容器有一短暂的充电过程，又因为上极板带正电，所以灵敏电流计指针向右偏转；当压力使膜片稳定后，电容不变，两极板带电荷量不变，电流计指针重新回到零刻度处，故只有b对。答案：b3(2011安徽高考)图3为示波管的原理图。如果在电极yy之间所加的电压按图4甲所示的规律变化，在电极xx之间所加的电压按图4乙所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是图5中的()解析：电子在yy和xx间沿电场方向均作初速度为零的匀加速直线运动，由位移公式sat2t2，知水平位移和竖直位移均与电压成正比。在t0时刻，uy0知竖直位移为0，故a、c错误。在t 时刻，uy最大知竖直位移最大，故b正确，d错误。答案：b4.如图6所示，一价氢离子(h)和二价氦离子(he)的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们()图6a同时到达屏上同一点b先后到达屏上同一点c同时到达屏上不同点d先后到达屏上不同点解析：一价氢离子(h)和二价氦离子(he)的比荷不同，经过加速电场的末速度不同，因此在加速电场及偏转电场的时间均不同，但在偏转电场中偏转距离相同，所以会打在同一点。选b。答案：b5.如图7所示，地面上某区域存在着竖直向下的匀强电场，一个质量为m的带负电的小球以水平方向的初速度v0由o点射入该区域，刚好通过竖直平面中的p点，已知连线op与初速度方向的夹角为45，则此带电小球通过p点时的动能为()图7amv02b.mv02c2mv02 d.mv02解析：由题意可知小球到p点时水平位移和竖直位移相等，即v0tvpyt合速度vpv0ekpmvp2mv02，故选d。答案：d6.如图8所示，水平放置的平行板电容器与一直流电源相连，在两板中央有一带电液滴处于静止状态。现通过瞬间平移和缓慢平移两种方法将a板移到图中虚线位置。下列关于带电液滴运动的说法中正确的是()图8a上述两种方法中，液滴都向b板做匀加速直线运动b采用瞬间平移的方法，液滴运动到b板经历的时间短c采用缓慢平移的方法，液滴运动到b板时速度大d采用缓慢平移的方法，液滴运动到b板过程中电场力做功多解析：瞬间平移使带电液滴加速度突然增大立即做匀加速运动，而缓慢平移至虚线位置这一阶段，带电液滴电场力缓慢增大，加速度也缓慢增大，到达虚线位置以后才开始做匀加速运动，所以瞬间平移使带电液滴到达b板的时间短，做功多，速度大，故答案为b。答案：b7.如图9所示是一只利用电容器电容(c)测量角度()的电容式传感器的示意图。当动片和定片之间的角度()发生变化时，电容(c)便发生变化，于是通过知道电容(c)的变化情况就可以知道角度()的变化情况。如图10的四个图像中，最能正确反映角度()与电容(c)之间关系的是()图9图10解析：两极板正对面积s()r2，则s()又因为cs，所以c()，令ck()(k为常数)，所以b正确。答案：b8一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电荷量不变的小油滴，油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比。若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率v匀速下降；若两极板间的电压为u，经一段时间后，油滴以速率v匀速上升。若两极板间电压为u，油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是()a2v，向下 b2v，向上c3v，向下 d3v，向上解析：设电容器两板间距离为d，小油滴质量为m、带电荷量为q，速度为v时所受空气阻力为ffkv，当两板间电压为零时，液滴在重力作用下向下运动，速度为v时有mgkv；当两板间电压为u时，液滴以v匀速上升，说明所受电场力向上。有mgkvq；当两板间电压为u时，即电容器上电压大小不变而反向，液滴受电场力向下，液滴匀速向下运动的速度为v时，有mgqkv，综上解得v3v。速度方向向下，所以答案为c。答案：c9(双选)如图11所示，c为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板，a板接地；p和q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；p板与b板用导线相连，q板接地。开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了角度。在以下方法中，能使悬线的偏角变大的是()图11a缩小a、b间的距离b加大a、b间的距离c取出a、b两极板间的电介质d换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质解析：由题意可得upquab；角增大可知pq间场强增大，由ued知upq增大；由qcu知p、q板电荷增多，由题意知b板和p板电荷量之和恒定，知a、b板电荷一定减少；由qcu，知电容器c电容一定减小；由c，知a错，b对，c对，d错。答案：bc10.如图12所示，一种射线管由平行金属板a、b和平行于金属板的细管c组成。放射源o在a极板左端，可以向各个方向发射不同速度、质量为m的粒子。若极板长为l，间距为d。当a、b板加上电压u时，只有某一速度的粒子能从细管c水平射出，细管c离两板等距。已知元电荷为e，则从放射源o发射出的粒子的这一速度为()图12a. b. c. d. 解析：设所求的速度为v0，与上板a成角。在垂直于极板的方向上，粒子做匀减速直线运动，当竖直分速度恰好减为零时，有at2，即dat2，水平位移lvxt，两式相除得，又vyat ，所以vxvy 。所以v0 。选项c正确。答案：c11.如图13所示，两块平行金属板竖直放置，两板间的电势差u1.5103 v(仅在两板间有电场)，现将一质量m1102kg、电荷量q4105c的带电小球从两板的左上方距两板上端的高度h20 cm的地方以初速度v04 m/s水平抛出，小球恰好从左板的上边缘进入电场，在两板间沿直线运动，从右板的下边缘飞出电场，求：图13 (1)金属板的长度l。(2)小球飞出电场时的动能ek。解析：(1)小球到达左板上边缘时的竖直分速度：vy2 m/s设小球此时速度方向与竖直方向之间的夹角为，则：tan2小球在电场中沿直线运动，所受合力方向与运动方向相同，设板间距为d，则：tanl，解得l0.15 m(2)进入电场前mghmv12mv02电场中运动过程qumglekmv12解得ek0.175 j答案：(1)0.15 m(2)0.175 j12.如图14所示，长l1.2 m、质量m3 kg的木板静止放在倾角为37的光滑斜面上，质量m1 kg、带电荷量q2.5104 c的物块放在木板的上端，木板和物块间的动摩擦因数0.1，所在空间加有一个方向垂直斜面向下、场强e4.0104 n/c的匀强电场。现对木板施加一平行于斜面向上的拉力f10.8 n。 取g10 m/s2，斜面足够长。求：图14 (1)物块经多长时间离开木板？(2)物块离开木板时木板获得的动能。(3)物块在木板上运动的过程中，由于摩擦而产生的内能。解析：(1)物块向下做加速运动，设其加速度为a1，木板的加速度为a2，则由牛顿第二定律对物块：mgsin37(mg