《状元之路》2016届高三物理一轮复习第6章静电场开卷速查23Word版含解析

1、开卷速查开卷速查(二十三二十三)电容器电容器带电粒子在电场中带电粒子在电场中的运动的运动说说明明提提示示本试卷共三部分本试卷共三部分A 组组基础巩固基础巩固B 组组能力提升能力提升C 组组难点突破难点突破考试时间：考试时间：45 分钟分钟试卷满分：试卷满分：100 分分A 组组基础巩固基础巩固1(多选题多选题)冬天当脱毛衫时，静电经常会跟你开个小玩笑下列冬天当脱毛衫时，静电经常会跟你开个小玩笑下列一些相关的说法中正确的是一些相关的说法中正确的是()A在将外衣脱下的过程中在将外衣脱下的过程中，内外衣间摩擦起电内外衣间摩擦起电，内衣和外衣所带内衣和外衣所带的电荷是同种电荷的电荷是同种电荷B如果内外

2、两件衣服可看作电容器的两极如果内外两件衣服可看作电容器的两极， 并且在将外衣脱下的并且在将外衣脱下的某个过程中两衣间电荷量一定，随着两衣间距离的增大，两衣间电容某个过程中两衣间电荷量一定，随着两衣间距离的增大，两衣间电容变小，则两衣间的电势差也将变小变小，则两衣间的电势差也将变小C在将外衣脱下的过程中在将外衣脱下的过程中，内外两衣间隔增大内外两衣间隔增大，衣物上电荷的电衣物上电荷的电势能将增大势能将增大(若不计放电中和若不计放电中和)D脱衣时如果人体带上了正电脱衣时如果人体带上了正电，当手接近金属门把时当手接近金属门把时，由于手与由于手与门把间空气电离会造成对人体轻微的电击门把间空气电离会造成

3、对人体轻微的电击解析：解析：根据电荷守恒知，根据电荷守恒知，A 错；由错；由 CQU和和 CSd知，当内外衣之知，当内外衣之间的距离间的距离 d 增大时，两衣间的电势差增大，增大时，两衣间的电势差增大，B 错；因为内外衣所带的错；因为内外衣所带的是异种电荷，产生静电引力作用，故当两衣之间的距离增大时，电场是异种电荷，产生静电引力作用，故当两衣之间的距离增大时，电场力做负功，电荷的电势能增大，力做负功，电荷的电势能增大，C 对；由于人体带上正电荷，当手靠对；由于人体带上正电荷，当手靠近金属门把时，产生静电感应现象，当两者之间的电压足以使空气电近金属门把时，产生静电感应现象，当两者之间的电压足以使

4、空气电离时，产生放电现象，故人感觉到有轻微的电击，离时，产生放电现象，故人感觉到有轻微的电击，D 也正确也正确答案：答案：CD图图 2312(2013广东卷广东卷)喷墨打印机的简化模型如图喷墨打印机的简化模型如图 231 所示所示重力可重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度 v 垂直匀强电场飞入极垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上则微滴在极板间电场中板间，最终打在纸上则微滴在极板间电场中()A向负极板偏转向负极板偏转B电势能逐渐增大电势能逐渐增大C运动轨迹是抛物线运动轨迹是抛物线D运动轨迹与带电量无关运动轨迹与带电量无关解析解析：微滴带负电微滴

5、带负电，电场方向向下电场方向向下，因此微滴受到的电场力向上因此微滴受到的电场力向上，微滴向正极板偏转，微滴向正极板偏转，A 错误；偏转过程中电场力做正功，根据电场力错误；偏转过程中电场力做正功，根据电场力做功与电势能变化关系，电势能减小，做功与电势能变化关系，电势能减小，B 错误；微滴在垂直于电场方错误；微滴在垂直于电场方向上做匀速直线运动向上做匀速直线运动，位移位移 xvt，沿电场方向做初速度为零的匀加速沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动直线运动，位移位移 y12qUdmt212qUdmxv2，此为抛物线方程此为抛物线方程，C 正确正确；从式从式中可以看出，运动轨迹与带电量中可以看出，运

6、动轨迹与带电量 q 有关，有关，D 错误错误答案：答案：C图图 2323如图如图 232 所示所示，质量相同的两个带电粒子质量相同的两个带电粒子 P、Q 以相同的速以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P 从两极板正中从两极板正中央射入央射入，Q 从下极板边缘处射入从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点它们最后打在同一点(重力不计重力不计)，则则从开始射入到打到上板的过程中从开始射入到打到上板的过程中()A它们运动的时间它们运动的时间 tQtPB它们运动的加速度它们运动的加速度 aQE2，当单刀双掷开关接，当单刀双掷开关接 1 时

7、，一带时，一带正电粒子沿正电粒子沿 AB 中心水平线射入，打在中心水平线射入，打在 B 极板上的极板上的 N 点，不计粒子重点，不计粒子重力，为使粒子能打在力，为使粒子能打在 N 点右侧，则下列措施可行的是点右侧，则下列措施可行的是()图图 236A断开开关并将断开开关并将 A 板上移一段距离板上移一段距离B断开开关并将断开开关并将 A 板下移一段距离板下移一段距离C断开开关并将断开开关并将 B 板下移一段距离板下移一段距离D将单刀双掷开关接将单刀双掷开关接 2解析：解析：断开开关，电容器与电源形成断路，其极板上的电荷量保断开开关，电容器与电源形成断路，其极板上的电荷量保持不变持不变，若将若将

8、 A 或或 B 板上下移动板上下移动，会使两板间的距离会使两板间的距离 d 变化变化选项选项 A中将中将 A 板上移一段距离板上移一段距离，d 变大变大，CrS4kd，电容减小电容减小，电容器所带电电容器所带电荷量不变荷量不变，根据推论根据推论：板间场强板间场强 E4kQrS，场强场强 E 不变不变，带电粒子所带电粒子所受的电场力大小不变受的电场力大小不变，粒子仍然打在粒子仍然打在 N 点点，选项选项 A 错误错误；选项选项 B 中中将将A 板下移一段距离板下移一段距离，d 变小变小，CrS4kd，电容变大电容变大，电容器所带电荷量电容器所带电荷量不变不变，根据推论根据推论：板间场强板间场强

9、E4kQrS，场强场强 E 不变不变，带电粒子所受的带电粒子所受的电场力大小不变，粒子仍然打在电场力大小不变，粒子仍然打在 N 点，选项点，选项 B 错误；选项错误；选项 C 中将中将 B板下移一段距离时，同理可知，板间场强板下移一段距离时，同理可知，板间场强 E 不变，带电粒子所受的电不变，带电粒子所受的电场力大小不变，粒子做类平抛运动的加速度不变，竖直位移变大，运场力大小不变，粒子做类平抛运动的加速度不变，竖直位移变大，运动时间变长动时间变长，粒子将打在粒子将打在 N 点的右侧点的右侧，故故 C 正确正确；选项选项 D 中设电源的中设电源的电动势为电动势为 E， 电容器板间距离为电容器板间

10、距离为 d， 带电粒子的质量和电荷量分别为带电粒子的质量和电荷量分别为 m和和 q，则有竖直位移为，则有竖直位移为 y12at2qE2mdt2，水平位移为，水平位移为 xv0t，联立得，联立得 yqEx22mdv20，粒子能打在粒子能打在 N 点右侧时点右侧时，y 不变不变，x 增大增大，其他量不变其他量不变，则则电源的电动势电源的电动势 E 必须减小，而必须减小，而 E1E2，所以将单刀双掷开关接，所以将单刀双掷开关接 2 时，时，粒子能打在粒子能打在 N 点右侧，故选项点右侧，故选项 D 正确正确答案：答案：CDB 组组能力提升能力提升8 (多选题多选题)(2015山东菏泽模拟山东菏泽模拟

11、)静电场方向平行于静电场方向平行于 x 轴轴， 其电势其电势随随 x 的分布可简化为如图的分布可简化为如图 237 所示的折线一质量为所示的折线一质量为 m、带电荷量、带电荷量为为q 的粒子的粒子(不计重力不计重力)，以初速度以初速度 v0从从 O 点点(x0)进入电场进入电场，沿沿 x 轴轴正方向运动下列叙述正确的是正方向运动下列叙述正确的是()图图 237A粒子从粒子从 O 运动到运动到 x1的过程中速度逐渐减小的过程中速度逐渐减小B粒子从粒子从 x1运动到运动到 x3的过程中，电势能先减小后增大的过程中，电势能先减小后增大C要使粒子能运动到要使粒子能运动到 x4处，粒子的初速度处，粒子的

12、初速度 v0至少为至少为 2q0mD若若 v02q0m，粒子在运动过程中的最大速度为，粒子在运动过程中的最大速度为6q0m解析解析：粒子从粒子从 O 运动到运动到 x1的过程中的过程中，电势升高电势升高，电场方向沿电场方向沿 x 轴轴负方向负方向，粒子所受的电场力方向也沿粒子所受的电场力方向也沿 x 轴负方向轴负方向，粒子做减速运动粒子做减速运动，A正确正确；粒子从粒子从 x1运动到运动到 x3的过程中的过程中，电势不断降低电势不断降低，根据正电荷在电根据正电荷在电势越高处电势能越大，可知，粒子的电势能不断减小，势越高处电势能越大，可知，粒子的电势能不断减小，B 错误；当粒错误；当粒子恰好运动

13、到子恰好运动到 x1时，由动能定理得时，由动能定理得 q(00)012mv20，解得，解得 v02q0m，根据对称性可知根据对称性可知，粒子在粒子在 x1和和 x3处动能相等处动能相等，故要使粒子能故要使粒子能运动到运动到 x4处，粒子的初速度处，粒子的初速度 v0至少为至少为2q0m，故，故 C 错误；若错误；若 v02q0m，粒子运动到，粒子运动到 x3处电势能最小，动能最大，由动能定理得处电势能最小，动能最大，由动能定理得 q012mv2max12mv20，解得最大速度，解得最大速度 vmax6q0m，所以，所以 D 正确正确答案：答案：AD9(2014天津卷天津卷)如图如图 238 所

14、示所示，平行金属板平行金属板 A、B 水平正对放水平正对放置，分别带等量异号电荷一带电微粒水平射入板间，在重力和电场置，分别带等量异号电荷一带电微粒水平射入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么()图图 238A若微粒带正电荷，则若微粒带正电荷，则 A 板一定带正电荷板一定带正电荷B微粒从微粒从 M 点运动到点运动到 N 点电势能一定增加点电势能一定增加C微粒从微粒从 M 点运动到点运动到 N 点动能一定增加点动能一定增加D微粒从微粒从 M 点运动到点运动到 N 点机械能一定增加点机械能一定增加解析：解析：微粒向下偏转，则微粒受到

15、的电场力与重力的合力向下，微粒向下偏转，则微粒受到的电场力与重力的合力向下，若微粒带正电，只要电场力小于重力，就不能确定若微粒带正电，只要电场力小于重力，就不能确定 A、B 板所带电荷板所带电荷的电性，的电性，A 项错误；不能确定电场力的方向和微粒所带电荷的电性，项错误；不能确定电场力的方向和微粒所带电荷的电性，因此不能确定电场力做功的正负因此不能确定电场力做功的正负， 不能确定微粒从不能确定微粒从 M 点运动到点运动到 N 点电点电势能的变化，势能的变化，B 项错误；由于电场力与重力的合力一定向下，因此微项错误；由于电场力与重力的合力一定向下，因此微粒受到的合外力做正功粒受到的合外力做正功，

16、根据动能定理可知根据动能定理可知，微粒从微粒从 M 到到 N 的过程中的过程中动能增加，动能增加，C 项正确；由于不能确定重力以外的力即电场力做的是正项正确；由于不能确定重力以外的力即电场力做的是正功还是负功功还是负功，根据功能原理可知根据功能原理可知，不能确定微粒从不能确定微粒从 M 到到 N 过程中机械过程中机械能是增加还是减少，能是增加还是减少，D 项错误项错误答案：答案：C10图图 239 甲为示波管的原理图甲为示波管的原理图如果在电极如果在电极 YY之间所加的之间所加的电压按图乙所示的规律变化电压按图乙所示的规律变化， 在电极在电极 XX之间所加的电压按图丙所示之间所加的电压按图丙所

17、示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是图的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是图 2310 中的中的()甲甲乙乙丙丙图图 239ABCD图图 2310解析：解析：本题考查示波管的原理，意在考查考生对示波管原理的掌本题考查示波管的原理，意在考查考生对示波管原理的掌握在握在 02t1时间内，扫描电压扫描一次，信号电压完成一个周期，时间内，扫描电压扫描一次，信号电压完成一个周期，当当 UY为正的最大值时，电子打在荧光屏上有正的最大位移，当为正的最大值时，电子打在荧光屏上有正的最大位移，当 UY为为负的最大值时，电子打在荧光屏上有负的最大位移，因此一个周期内负的最大值时，电子打在荧光屏上有负的最大位

18、移，因此一个周期内荧光屏上的图像为荧光屏上的图像为 B.答案：答案：B图图 231111反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波中的振荡来产生微波， 其振荡原理与下述过程类似其振荡原理与下述过程类似 如图如图 2311 所示所示，在虚线在虚线 MN 两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从从A 点由静止开始点由静止开始，在电场力作用下沿直线在在电场力作用下沿直线在 A、B 两点间往返运动两点间往返运动已已知电场强度的大小分别是知电场强度的大小分别是 E12

19、.0103N/C 和和 E24.0103N/C，方，方向如图向如图 2311 所示，带电微粒质量所示，带电微粒质量 m1.01020kg，带电量，带电量 q1.0109C， A 点距虚线点距虚线 MN 的距离的距离 d11.0 cm， 不计带电微粒的重力不计带电微粒的重力，忽略相对论效应求：忽略相对论效应求：(1)B 点距虚线点距虚线 MN 的距离的距离 d2；(2)带电微粒从带电微粒从 A 点运动到点运动到 B 点所经历的时间点所经历的时间 t.解析：解析：(1)带电微粒由带电微粒由 A 运动到运动到 B 的过程中，由动能定理有的过程中，由动能定理有|q|E1d1|q|E2d20解得解得 d

20、2E1E2d10.50 cm.(2)设微粒在虚线设微粒在虚线 MN 两侧的加速度大小分别为两侧的加速度大小分别为 a1、a2，由牛顿第，由牛顿第二定律有二定律有|q|E1ma1|q|E2ma2设微粒在虚线设微粒在虚线 MN 两侧运动的时间分别为两侧运动的时间分别为 t1、t2，由运动学公式有由运动学公式有d112a1t21d212a2t22又又 tt1t2以上各式联立解得以上各式联立解得 t1.5108s.答案：答案：(1)0.50 cm(2)1.5108s12如图如图 2312 所示所示，在倾角在倾角37的绝缘斜面所在空间存在着的绝缘斜面所在空间存在着竖直向上的匀强电场竖直向上的匀强电场，场

21、强场强 E4.0103N/C，在斜面底端有一与斜面在斜面底端有一与斜面垂直的绝缘弹性挡板垂直的绝缘弹性挡板质量质量 m0.20 kg 的带电滑块从斜面顶端由静止的带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下，滑到斜面底端与挡板相碰后以碰前的速率返回已知斜面开始滑下，滑到斜面底端与挡板相碰后以碰前的速率返回已知斜面的高度的高度 h0.24 m， 滑块与斜面间的动摩擦因数滑块与斜面间的动摩擦因数0.30， 滑块带电量滑块带电量 q5.0104C 重力加速度重力加速度 g10 m/s2， sin370.60， cos370.80.求：求：图图 2312(1)滑块从斜面最高点滑到斜面底端时的速度大小；滑块从斜面最

22、高点滑到斜面底端时的速度大小；(2)滑块被挡板弹回能够沿斜面上升的最大高度；滑块被挡板弹回能够沿斜面上升的最大高度；(3)滑块从开始运动到停下来的整个过程中产生的热量滑块从开始运动到停下来的整个过程中产生的热量 Q.(计算结计算结果保留两位有效数字果保留两位有效数字)解析：解析：(1)滑块沿斜面滑下的过程中，电荷带负电，电场力方向竖滑块沿斜面滑下的过程中，电荷带负电，电场力方向竖直向下，受到的滑动摩擦力直向下，受到的滑动摩擦力f(mgqE)cos37设到达斜面底端时的速度为设到达斜面底端时的速度为 v，根据动能定理，根据动能定理(mgqE)hfhsin37 12mv2解得解得 v2.4 m/s

23、.(2)滑块第一次与挡板碰撞后沿斜面返回上升的高度最大滑块第一次与挡板碰撞后沿斜面返回上升的高度最大， 设为设为 H，根据动能定理根据动能定理(mgqE)HfHsin37 12mv2H0.10 m.(3)滑块最终静止在斜面底端，因此重力势能和电势能的减少量等滑块最终静止在斜面底端，因此重力势能和电势能的减少量等于克服摩擦力做的功，即等于产生的热能于克服摩擦力做的功，即等于产生的热能QmghEqh0.96 J.答案：答案：(1)2.4 m/s(2)0.10 m(3)0.96 J图图 231313(2014新课标全国卷新课标全国卷)如图如图 2313，O、A、B 为同一竖直平为同一竖直平面内的三个

24、点面内的三个点，OB 沿竖直方向沿竖直方向，BOA60，OB32OA.将一质量将一质量为为m 的小球以一定的初动能自的小球以一定的初动能自 O 点水平向右抛出，小球在运动过程中恰点水平向右抛出，小球在运动过程中恰好通过好通过 A 点使此小球带电，电荷量为点使此小球带电，电荷量为 q(q0)，同时加一匀强电场，同时加一匀强电场，电场方向与电场方向与OAB 所在平面平行所在平面平行 现从现从 O 点以同样的初动能沿某一方点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球向抛出此带电小球，该小球通过了该小球通过了 A 点点，到达到达 A 点时的动能是初动能点时的动能是初动能的的 3 倍；若该小球从倍；若该小球

25、从 O 点以同样的初动能沿另一方向抛出，恰好通点以同样的初动能沿另一方向抛出，恰好通过过B 点点，且到达且到达 B 点时的动能为初动能的点时的动能为初动能的 6 倍倍重力加速度大小为重力加速度大小为 g.求求：(1)无电场时，小球到达无电场时，小球到达 A 点时的动能与初动能的比值；点时的动能与初动能的比值；(2)电场强度的大小和方向电场强度的大小和方向解析：解析：(1)设小球的初速度为设小球的初速度为 v0，初动能为，初动能为 Ek0，从，从 O 点运动到点运动到 A点的时间为点的时间为 t，令，令 OAd，则，则 OB32d，根据平抛运动的规律有：，根据平抛运动的规律有：dsin60v0tdcos6012gt2又又 Ek012mv20由由式得式得Ek038mgd设小球到达设小球到达 A 点时的动能为点时的动能为 EkA，则，则EkAEk012mgd由由式得式得EkAEk073(2)加电场后加电场后， 小球从小球从 O 点到点到 A 点和