云南省2012届高三物理 《电容器与电容、带电粒子在电场中的运动》单元测试 新人教版

用心 爱心 专心 1 云南省新人教版物理云南省新人教版物理 20122012 届高三单元测试届高三单元测试 2020 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动电容器与电容 带电粒子在电场中的运动 时间 90 分钟 满分 100 分 一 选择题 1 下列关于实验中使用静电计的说法中正确的有 A 使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况 B 使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况 C 静电计可以用电压表替代 D 静电计可以用电流表替代 答案 选 A 详解 静电计是用来测量电容器两极板的电势差 从而研究电容器电容随电容器正对面积 两板距离 介电常数等因素的变化 如果用电压表 电流表来替代则构成电容器的放电回路 两电表都没有示数 故答案为 A 2 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 答案 选 D 详解 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 U d d 增大 电容 C 减小 E 减小 质点向下运动 答案为 D 3 虚线框内存在着匀强电场 方向未知 有一正电荷 重力不计 从 bc 边上的 M 点以速度 v0 射进电场内 最后从 cd 边上的 Q 点射出电场 下列说法正确的是 A 电场力一定对电荷做了正功 B 电场方向可能垂直 ab 边向右 C 电荷运动的轨迹可能是一段圆弧 D 电荷的运动一定是匀变速运动 答案 选 B D 详解 由正电荷在匀强电场中的偏转可以判断 其所受电场力一定指向运动曲线的内侧 但电场力与速度方向的夹角可能为锐角或钝角 电场力可能做正功或负功 所以选项 A 错 B 用心 爱心 专心 2 对 由于正电荷只受恒定的电场力作用 所以正电荷不可能做圆周运动 一定是匀变速曲线 运动 选项 D 正确 答案为 B D 4 如图所示 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 A 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 答案 选 B 详解 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 5 如图甲所示 平行金属板中央有一个静止的电子 不计重力 两板间距离足够大 当两 板间加上如图乙所示的交变电压后 在下图中 反映电子速度 v 位移 x 和加速度 a 三个物 理量随时间 t 的变化规律可能正确的是 答案 选 AD 详解 在平行金属板之间加上如题图乙所示的周期性电压时 因为电子在平行金属板间所 受的电场力 F 所以电子所受的电场力大小不变 而方向随电压呈周期性变化 由牛顿 U0e d 第二定律 F ma 可知 电子在第一个 内向 B 板做匀加速直线运动 在第二个 内向 B 板做匀 T 4 T 4 减速直线运动 在第三个 内反向做匀加速直线运动 在第四个 内向 A 板做匀减速直线运动 T 4 T 4 所以 a t 图象如图 1 所示 v t 图象如图 2 所示 又因匀变速直线运动位移 x v0t at2 所以 x t 图象应是曲线 故本题选 AD 1 2 用心 爱心 专心 3 6 如图所示 足够长的两平行金属板正对竖直放置 它们通过导线与电源 E 定值电阻 R 开关 S 相连 闭合开关后 一个带电的液滴从两板上端的中点处无初速度释放 最终液滴落 在某一金属板上 下列说法中正确的是 A 液滴在两板间运动的轨迹是一条抛物线 B 电源电动势越大 液滴在板间运动的加速度越大 C 电源电动势越大 液滴在板间运动的时间越短 D 定值电阻的阻值越大 液滴在板间运动的时间越长 答案 选 BC 详解 电容器充满电荷后 极板间的电压等于电源的电动势 极板间形成了电 场 液滴受水平方向的电场力和竖直方向的重力作用 合力为恒力 而初速度为 零 则液滴做初速度为零的匀加速直线运动 A 项错 电源电动势越大 则液滴 受到的电场力也越大 合力越大 加速度也越大 B 项对 电源电动势越大 加速度越大 同时位移越小 则运动的时间越短 C 对 定值电阻不会影响两极板上电压的大小 则对液 滴的运动没有影响 D 项错 7 如图所示 平行板电容器的电容为 C 带电荷量为 Q 两极板间距离为 d 今在距两极板 的中点 d 处放一电荷 q 则 1 2 A q 所受电场力的大小为 Qq Cd B q 所受电场力的大小为 k 4Qq d2 C q 点处的电场强度是 k 4Q d2 D q 点处的电场强度是 k 8q d2 答案 选 A 详解 两极板之间的电场强度 E q 受到的电场力 F Eq q q A 正确 Q 不是点 U d U d Q Cd 电荷 点电荷的场强公式 E k在这里不能用 B C D 不正确 Q r2 8 分别将带正电 负电和不带电的三个等质量小球 分别以相同的水平速度由 P 点射入水 平放置的平行金属板间 已知上板带负电 下板接地 三小球分别落在图中 A B C 三点 则错误的是 A A 带正电 B 不带电 C 带负电 B 三小球在电场中加速度大小关系是 aA aBEkB EkA 答案 选 C 用心 爱心 专心 4 详解 由于 A 的水平射程 x 最远 A 的运动时间 t 最长 C 错误 A 的加速度 aA 最 x v0 2h t2 小 而 C 的加速度 aC 最大 aA aBEkB EkA D 正确 9 如图所示 两平行金属板间有一匀强电场 板长为 L 板间距离为 d 在板右端 L 处有一 竖直放置的光屏 M 一带电荷量为 q 质量为 m 的质点从两板中央射入板间 最后垂直打在 M 屏上 则下列结论正确的是 A 板间电场强度大小为 mg q B 板间电场强度大小为 2mg q C 质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等 D 质点在板间的运动时间大于它从板的右端运动到光屏的时间 答案 选 BC 详解 当质点所受电场力方向向上且大于重力时 质点才可能垂直打到屏上 由运动的合 成与分解 可知质点在水平方向上一直做匀速直线运动 所以质点在电场中做类平抛运动的 时间和在重力场中做斜上抛运动的时间相等 由运动规律可知质点在水平方向上做匀速直线 运动 vx v0 在竖直方向上 在电场中 vy at 如图所示 离开电场后质点做斜上抛运动 vy gt 由此运动过程的对称性可知 a g 由牛顿第二定律得 qE mg ma mg 解得 E 2mg q 故 B C 正确 10 如图甲所示 两平行金属板竖直放置 左极板接地 中间有小孔 右极板电势随时间变 化的规律如图乙所示 电子原来静止在左极板小孔处 不计电子的重力 下列说法正确的是 A 从 t 0 时刻释放电子 电子始终向右运动 直到打到右极板上 B 从 t 0 时刻释放电子 电子可能在两极间振动 C 从 t T 4 时刻释放电子 电子可能在两板间振动 也可能打到右极板上 D 从 t 3T 8 时刻释放电子 电子必将打到左极板上 答案 AC 用心 爱心 专心 5 详解 若 t 0 时刻释放电子 电子将重复先加速后减速 直到打到右极板 不会在两板 间振动 所以 A 正确 B 错误 若从 t T 4 时刻释放电子 电子先加速 T 4 再减速 T 4 有可能电子已达到右极板 若此时未达到右极板 则电子将在两极板间振动 所以 C 正确 同理 若从 t 3T 8 时刻释放电子 电子有可能达到右极板 也有可能从左极板射出 这取 决于两极间的距离 所以 D 错误 二 非选择题 11 如图所示 甲图是用来使带正电的离子加速和偏转的装置 乙图为该装置中加速与偏转 电场的等效模拟 以 y 轴为界 左侧为沿 x 轴正向的匀强电场 场强为 E 右侧为沿 y 轴负方 向的匀强电场 已知 OA AB OA AB 且 OB 间的电势差为 U0 若在 x 轴的 C 点无初速度地 释放一个电荷量为 q 质量为 m 的正离子 不计重力 结果正离子刚好通过 B 点 求 1 CO 间的距离 d 2 粒子通过 B 点的速度大小 答案 1 2 U0 4E 5qU0 2m 详解 1 设正离子到达 O 点的速度为 v0 其方向沿 x 轴的正方向 则正离子由 C 点到 O 点由动能定理得 qEd mv02 0 1 2 而正离子从 O 点到 B 点做类平抛运动 则 OA t2 1 2 qU0 OA m AB v0t 而 OA AB 由 得 d U0 4E 2 设正离子到 B 点时速度的大小为 vB 正离子从 C 到 B 过程中由动能定理得 qEd qU0 mvB2 0 解得 vB 1 2 5qU0 2m 12 如图所示 一光滑斜面的直角点 A 处固定一带电荷量为 q 质量为 m 的绝缘小球 另一 同样小球置于斜面顶点 B 处 已知斜面长为 L 现把上部小球从 B 点由静止自由释放 球能 沿斜面从 B 点运动到斜面底端 C 处 求 1 小球从 B 处开始运动到斜面中点 D 处时的速度 2 小球运动到斜面底端 C 处时 球对斜面的压力是多大 答案 1 2 mg gL 2 3 2 2kq2 3L2 详解 由于小球沿斜面下滑过程中所受电场力为变力 因此不能用功的定义来求解 只能 用心 爱心 专心 6 用动能定理求解 1 由题意知 小球运动到 D