2014届高考物理一轮 6.3电容器与电容、带电粒子在电场中的运动课时提升作业B卷 新人教版选修3-1

1 20142014 届高考物理一轮课时提升作业 选修届高考物理一轮课时提升作业 选修 3 1 6 3B3 1 6 3B 卷电容器与电容 卷电容器与电容 带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动 40 40 分钟分钟 100100 分分 一 选择题一 选择题 本大题共本大题共 1010 小题 每小题小题 每小题 7 7 分 共分 共 7070 分 每小题至少一个答案正确 选不全分 每小题至少一个答案正确 选不全 得得 4 4 分分 1 水平放置的平行板电容器与一电池相连 在电容器的两板间有一带正电的质点处于静止状 态 现将电容器两板间的距离增大 则 A 电容变大 质点向上运动B 电容变大 质点向下运动 C 电容变小 质点保持静止D 电容变小 质点向下运动 2 如图所示 从 F 处释放一个无初速度的电子向 B 板方向运动 指出下列对电子运动的描述 中哪项是正确的 设电源电动势为 E A 电子到达 B 板时的动能是 Ee B 电子从 B 板到达 C 板动能变化量为零 C 电子到达 D 板时动能是 3Ee D 电子在 A 板和 D 板之间做往复运动 3 2013 岳阳模拟 平行板间加如图所示周期性变化的电压 重力不计的带电粒子静止在平 行板中央 从 t 时刻开始将其释放 运动过程无碰板情况 则能定性描述粒子运动的速度 T 2 图像的是 2 4 如图所示 平行板电容器 A B 间有一带电油滴 P 正好静止在极板正中间 现将 B 极板匀速 向下移动到虚线位置 其他条件不变 则在 B 极板移动的过程中 A 油滴将向下做匀加速运动 B 电流计中电流由 b 流向 a C 油滴运动的加速度逐渐变大 D 极板带的电荷量减少 5 如图所示 长为 L 倾角为 的光滑绝缘斜面处于水平向右的匀强电场中 一电荷量为 q 质 量为 m 的小球 以初速度 v0由斜面底端的 M 点沿斜面上滑 到达斜面顶端 N 的速度仍为 v0 则 3 A 电场强度等于 mg tan q A B 电场强度等于 mg sin q A C M N 两点的电势差为 mgL q D 小球在 N 点的电势能大于在 M 点的电势能 6 2013 南阳模拟 如图所示 竖直放置的两个平行金属板间有匀强电场 在 两板之间等高处有两个质量相同的带电小球 不计两带电小球之间的电场影响 P 小球从紧靠左极板处由静止开始释放 Q 小球从两极板正中央由静止开始释 放 两小球沿直线运动都打到右极板上的同一点 则从开始释放到打到右极板 的过程中 A 它们运动时间的关系为 tP tQ B 它们的电荷量之比为 qP qQ 2 1 C 它们的竖直分速度增量之比为 v1 v2 2 1 D 它们的电势能减少量之比为 EP EQ 4 1 7 示波器是一种常见的电学仪器 可以在荧光屏上显示出被检测的电压随时间变化的情况 电子经电压 u1加速后进入偏转电场 下列关于所加竖直偏转电压 u2 水平偏转电压 u3与荧 光屏上所得的图形的说法中正确的是 4 A 如果只在 u2上加上图甲所示的电压 则在荧光屏上看到的图形如图 a 所示 B 如果只在 u3上加上图乙所示的电压 则在荧光屏上看到的图形如图 b 所示 C 如果同时在 u2和 u3上加上图甲 乙所示的电压 则在荧光屏上看到的图形如图 c 所示 D 如果同时在 u2和 u3上加上图甲 乙所示的电压 则在荧光屏上看到的图形如图 d 所示 8 真空中的某装置如图所示 现有质子 氘核和 粒子都从 O 点由静止释放 经过相同加 速电场和偏转电场 射出后都打在同一个与 OO 垂直的荧光屏上 使荧光屏上出现亮点 已 知质子 氘核和 粒子质量之比为 1 2 4 电量之比为 1 1 2 重力不计 下列说法 中正确的是 A 三种粒子在偏转电场中运动时间之比为 2 1 1 B 三种粒子射出偏转电场时的速度相同 C 在荧光屏上将只出现 1 个亮点 D 偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为 1 2 2 9 2013 昆明模拟 如图所示 C 是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 悬线偏转角度 变大的是 5 A 缩小 a b 间的正对面积 B 减小 a b 间的距离 C 取出 a b 两极板间的电介质 换一块形状大小相同的导体 D 取出 a b 两极板间的电介质 10 如图甲所示 两个平行金属板 P Q 竖直放置 两板间加上如图乙所示的电压 t 0 时 Q 板比 P 板电势高 5 V 此时在两板的正中央 M 点有一个电子 速度为零 电子在电场力作 用下运动 使得电子的位置和速度随时间变化 假设电子始终未与两板相碰 在 0 t 8 10 10 s 的时间内 这个电子处于 M 点的右侧 速度方向向左且大小逐渐减小的时间是 A 0 t 2 10 10 s B 2 10 10 s t 4 10 10 s C 4 10 10 s t 6 10 10 s D 6 10 10 s t 8 10 10 s 二 计算题二 计算题 本大题共本大题共 2 2 小题 共小题 共 3030 分 要有必要的文字说明和解题步骤 有数值计算的要分 要有必要的文字说明和解题步骤 有数值计算的要 注明单位注明单位 11 14 分 如图所示 两个带等量异种电荷 竖直正对放置 电容为 C 间距为 d 的平行金属板 两板间的电场可视为匀强电场 将一个 质量为 m 电荷量为 q 的带电小球 用长度为 L L d 的 不可伸长 的绝缘细线悬挂于两板间电场中的 O 点 此外在两板之间还存在着一 6 种特殊物质 图中未画出 这种物质能使处于电场中的小球受到一个大小为 F kv k 为常数 v 为小球的速率 总是背离圆心方向的力 现将小球拉至细线刚好伸直但不绷紧的位置 M 某时刻由静止释放小球 当小球向下摆过 60 到达 N 点时 小球的速度恰好为零 若在小球 下摆过程中 细线始终未松弛 重力加速度取 g 不考虑空气阻力的影响 试求 1 两板间的电场强度 E 是多少 2 左侧金属板所带的电荷量 Q 是多少 3 小球到达 N 点时的加速度大小是多少 12 能力挑战题 16 分 如图甲所示 在真空中足够大的绝缘水平地面上 一个质量为 m 0 2 kg 带电荷量为 q 2 0 10 6 C 的小物块处于静止状态 小物块与地面间的动摩擦因 数 0 1 从 t 0 时刻开始 空间加上一个如图乙所示的场强大小和方向呈周期性变化的电 场 取水平向右的方向为正方向 g 取 10 m s2 求 1 23 s 内小物块的位移大小 2 23 s 内静电力对小物块所做的功 答案解析答案解析 1 解析 选 D 带电质点在电容器中处于静止状态 有 mg qE 因为电容器与电源连接 电 压不变 E d 增大 电容 C 减小 E 减小 质点向下运动 答案为 D U d 2 解析 选 A B D 电子从 A 板到 B 板做匀加速运动 且 eE Ek A 正确 在 BC 之间 做匀速运动 B 正确 从 C 板到 D 板做匀减速运动 到达 D 板时 速度减为零 之后电子由 7 D 板向 A 板运动 C 错误 D 正确 3 解析 选 A 粒子从时刻在电场中做匀加速直线运动 在 T 时刻电场反向 粒子做匀 T 2 减速直线运动 在T 时刻速度减为零 以后循环此过程 故本题只有选项 A 正确 3 2 4 解析 选 C D 由 C 可知 d 增大 电容器电容 C 减小 由 Q CU 可知 电容器的 rS 4 kd 电荷量减少 电容器放电 电流由 a 流向 b D 正确 B 错误 由 E 可知 在 B 板下移过 U d 程中 两板间场强逐渐减小 由 mg Eq ma 可知油滴运动的加速度逐渐变大 C 正确 A 错误 总结提升 含容电路的分析方法 1 先确定出电容器的不变量 U 或 Q 2 根据给出的变量 判断出会引起哪些量变化 3 电路中有电流出现的条件是电容器所带的电量 Q 发生变化 4 根据电容器带正电的极板上电荷的增 减情况确定出充 放电时电路中电流的方向 5 解析 选 A 小球受到重力 电场力 支持力三个恒力作用 沿斜面匀速运动 必有 mgsin Eqcos 解得 E A 正确 B 错误 UMN E Lcos C 错误 mgtan q mgLsin q 因电场力对小球做正功 小球的电势能减少 故小球在 N 点的电势能小于在 M 点的电势能 D 错误 变式备选 如图所示 在绝缘的斜面上方 存在着匀强电场 电场方向平行于斜面向上 斜面上的带电金属块在平行于斜面的力 F 作用下沿斜面移动 已知金属块在移动的过程中 力 F 做功 32 J 金属块克服电场力做功 8 J 金属块克服摩擦力做功 16 J 重力势能增加 18 J 则在此过程中金属块的 A 动能减少 10 J 8 B 电势能增加 24 J C 机械能减少 24 J D 内能增加 16 J 解析 选 A D 由动能定理可知 Ek 32 J 8 J 16 J 18 J 10 J A 正确 克服电场力做 功为 8 J 则电势能增加 8 J B 错误 机械能的改变量等于除重力以外的其他力所做的总功 故应为 E 32 J 8 J 16 J 8 J C 错误 物体内能的增加量等于克服摩擦力所做的功 D 正 确 6 解析 选 B D 由于两球在竖直方向均做自由落体运动 运动时间由 h 决定 可 2 1 gt 2 知 tP tQ A 错误 两小球的水平位移之比为 xP xQ 2 1 据 x 可知 加速度之比为 2 1 at 2 2 1 故两球的电量之比为 2 1 B 正确 两小球在竖直方向只受重力作用 位移相同 所 以它们在竖直方向上的分速度增量相同 故 C 错误 电势能的减少量等于电场力所做的功 EP EQ qPExP qQExQ 4 1 故 D 正确 7 解析 选 A B D 如果只在 AB 上加上题图甲所示的电压 电子将在竖直方向偏转 故 A 正确 如果只在 CD 上加上题图乙所示的电压 则电子将在水平方向上偏转 故 B 正确 如 果同时在 AB 和 CD 上加上甲 乙所示的电压 则 t 0 时 向 x 轴负方向偏转位移最大 之 后电子在竖直方向上 先向上偏再向下偏 在 T 时间内竖直方向电子振动一个周期 形成一 个完整的波形 故 C 错误 D 正确 8 解析 选 C 由 U1q 得 v01 v02 v03 1 1 再由 t 可得 2 0 1 mv 2 2 0 v l t1 t2 t3 1 A 错误 由可知 三种粒子从偏转电场同22 22 00 2 01 U qU1 y 2 dm v4dU ll 一点射出 且速度方向相同 故一定打在屏上的同一点 C 正确 由mv2 U1q y 可 1 2 0 U q d 得 因不同 故三种粒子出偏转电场的速度不相同 B 错误 0 1 2Uq v 2Uy dm A q m 由偏转电场对三种粒子做的功为 W电 q y 可知 W电 1 0 U d W电 2 W电 3 1 1 2 D 错误 9 解析 选 A D 欲使偏转角度 变大 应使 P Q 板间的电势差变大 由于 a 板 Q 板 接地 b 板 P 板连接在一起 所以应使 a b 板间的电势差增大 再据 U 可知 在 Q 不 Q C 9 变时 应使 C 减小 由电容的决定式可知 应使 S 减小或 r减小或 d 增大 故 rS C 4 kd 选项 A 和 D 正确 10 解析 选 D 分析电子的受力可知 电子从 M 点开始先向右加速 再向右减速 4 10 10 s 末速度为零 然后再向左加速至 6 10 10 s 从 6 10 10 8 10 10 s 再向左减速 速度 图像如图所示 由此可知电子在 M 点右侧 速度方向向左且大小减小的时间为 6 10 10 8 10 10 s D 正确 11 解题指南 解答本题时应注意以下两点 1 力 F 与速度 v 始终垂直 不做功 2 小球到 N 点的瞬时速度为零 但不处于平衡状态 解析 1 由题意可知 电场力方向水平向右 由 M 到 N 对小球应用动能定理得 mgLsin60 EqL 1 cos60 0 3 分 可得 E 2 分 3mg q 2 由 Q CU 2 分 U Ed 2 分 可得 Q 1 分 3mgCd q 3 小球在 N 点的加速度沿切线方向 由牛顿第二定律得 Eqsin60 mgcos60 ma 3 分 解得 a g 1 分 答案 1 2 3 g 3mg q 3mgCd q 10 12 解析 1 0 2 s 内小物块的加速度 1 分 2 1 1 E qmg a2 m s m 位移 1 分 2 11 1 1 xa t4 m 2 2 s 末小物块的速度为 v2 a1t1 4 m s 1 分 2