新教材粤教版高中物理必修第三册第二章静电场的应用 课时分层练习题及章末测验(含解析)

第二章静电场的应用第一节电容器与电容 -1-第二节带电粒子在电场中的运动 -7-第三节静电的利用与防护 -12-章末综合测验 -16-第一节电容器与电容A级合格达标1．(多选)由电容器电容的定义式C＝eq\f(Q,U)，可知()A．若电容器不带电，则电容C一定为零B．电容C与所带的电荷量Q成正比，与电压U成反比C．电容C与所带的电荷量Q的多少无关D．电容在数值上等于使两极板间的电压增加1V时所需增加的电荷量解析：公式C＝eq\f(Q,U)是用比值来定义电容的表达式，而电容只取决于电容器本身，与电容器储存多少电荷、有无电荷都无关，故A、B错误，C正确；又由C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(ΔQ,ΔU)知，D正确．答案：CD2．(多选)对于给定的电容器，描述其电容C、电荷量Q、电压U之间的相应关系的图像正确的是()ABCD解析：对于一个给定的电容器，电容是确定的，不会随电荷量、电压的改变而改变；由电容的定义式可以知道，电荷量跟电容器两端的电压成正比，因而是过坐标原点的一条直线．答案：BC3．下面关于电容器及其电容的叙述正确的是()A．任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，都能组成电容器，跟这两个导体是否带电无关B．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和C．电容器的电容与电容器所带电荷量成反比D．一个电容器的电荷量增加量ΔQ＝1.0×10－6C时，两板间电压升高10V，则电容器的电容无法确定解析：电容器是储存电荷的容器，它里面有无电荷不影响其储存电荷的能力，A正确；电容器所带的电荷量指任一极板电荷量的绝对值，B错误；电容器的电容由电容器结构决定，不随带电量的变化而变化，C错误；由C＝eq\f(ΔQ,ΔU)可求电容器的电容，D错误．答案：A4．(多选)下列关于电容器和电容的说法中，正确的是()A．根据C＝eq\f(Q,U)可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比B．对于确定的电容器，其所带电荷量与两板间的电压成正比C．无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压的比值都恒定不变D．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板间的电压无关解析：电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，是电容器的一种特性．一个电容器对应唯一的电容值，不能说电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比，因此A错误，C、D正确；由于电容是定值，由Q＝CU知，其所带电荷量与两板间的电压成正比，故B正确．答案：BCD5．某一电容器的标注是“400V22μF”，则下列说法中正确的是()A．该电容器可在400V以下电压时正常工作B．该电容器只能在400V电压时正常工作C．电压是200V时，电容是11μFD．使用时只需考虑工作电压，不必考虑电容器的引出线与电源的哪个极相连解析：每一个电容器都有它的耐压值，电容器可以在耐压值及其以下正常工作，所以选项A正确，选项B错误；电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，是由电容器本身的性质决定的，所以电容不变，选项C错误；有的电容器是有极性的，分正负极，所以选项D错误．答案：A6．用静电计测量已经充电的平行板电容器两极板间的电势差U.保持平行板电容器两极板的正对面积S、极板距离d和所带电量Q不变，插入电介质，如图所示，则有()A．U增大，C减少 B．U减小，C增大C．U增大，C增大 D．U减小，C减小解析：根据C＝eq\f(εrS,4πkd)，插入电介质后C变大，根据Q＝CU可知U减小．答案：B7．(多选)利用传感电容器可检测矿井渗水，从而发出安全警报，避免事故的发生．如图所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图，电容器的两个电极分别用导线接到指示器上，指示器可显示出电容的大小．下列关于该仪器的说法中，正确的有()A．该仪器中电容器的电极分别是芯柱和导电液B．芯柱外套的绝缘层越厚，该电容器的电容越大C．如果指示器显示电容增大，则容器中液面升高D．如果指示器显示电容减小，则容器中液面升高解析：该仪器类似于平行板电容器的结构，芯柱和导电液构成电容器的两块电极，芯柱的绝缘层就是极间的电介质，其厚度d相当于两平行板间的距离，进入导电液，深度h相当于两平行板的相对面积(且h越大，则S越大)；所以d大时C就小，若C大时就表明h大．答案：ACB级等级提升8．(多选)如图所示是一个由电池、电阻R、电键K与平行板电容器组成的串联电路，电键闭合．在增大电容器两极板间距离的过程则()A．电阻R中没有电流B．电容器的电容变小C．电阻R中有从a流向b的电流D．电阻R中有从b流向a的电流解析：图中电容器被充电，A极板带正电，B极板带负电．根据平行板电容器电容的大小决定因素C∝eq\f(εrS,d)可知，当增大电容器两极板间距离d时，电容C变小，由于电容器始终与电池相连，电容器两极板间电压UAB保持不变，根据电容的定义C＝eq\f(Q,UAB)，当C减小时电容器两极板间所带电荷量Q要减小，A极板所带正电荷的一部分从a到b经电阻R流向电源正极，即电阻R中有从a流向b的电流．所以选项B、C正确．答案：BC9．一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)．小孔正上方eq\f(d,2)处的P点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处(未与极板接触)返回．若将下极板向上平移eq\f(d,3)，则从P点开始下落的相同粒子将()A．打到下极板上B．在下极板处返回C．在距上极板eq\f(d,2)处返回D．在距上极板eq\f(2,5)d处返回解析：设电池的电压为U，由于前后两次平行板均与电池相连，则前后两次平行板电容器极板间的电压不变．设平移下极板后＋eq\f(d,2))－qU＝0，mg(eq\f(d,2)＋h)－eq\f(U,d－\f(d,3))qh＝0,联立解得h＝eq\f(2d,5)，D正确．答案：D10．(多选)用控制变量法可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图所示)．设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ.实验中，极板所带电荷量不变，则下列说法正确的是()A．若保持S不变，增大d，则θ变大B．若保持S不变，增大d，则θ变小C．若保持d不变，减小S，则θ变小D．若保持d不变，减小S，则θ变大解析：静电计指针偏角体现电容器两板间电势差大小．在做选项所示的操作中，电容器电荷量Q保持不变，C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(εrS,4πkd).保持S不变，增大d，则C减小，U增大，偏角θ增大，选项A正确，B错误；保持d不变，减小S，则C减小，U增大，偏角θ也增大，故选项C错误，D正确．答案：AD11.(多选)如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连．若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子()A．所受重力与电场力平衡B．电势能逐渐增加C．动能逐渐增加D．做匀变速直线运动解析：分析带电粒子的受力情况，其受力图如图所示．可以看出其合力方向与其速度方向相反，所以带电粒子在电场中做匀减速运动．电场力做负功，电势能增加，重力不做功，动能减少，故选项A、C错误，选项B、D正确．答案：BD12.如图所示装置中，平行板电场中有一质量为m、带电量为q的小球，用长为L的细线拴住后在电场中处于平衡位置，此时线与竖直方向的夹角为α，两板间的距离为d，则(1)小球带何种电荷？(2)两板间的电势差是多少？(3)把线拉成竖直向下的位置，放手后小球到达平衡位时的速度为多大？解析：(1)由小球的受力情况可知，小球带负电．(2)由qE＝qeq\f(U,d)＝mgtanα，解得U＝eq\f(mgdtanα,q).(3)小球受重力、电场力、拉力作用，拉力不做功，由动能定理，得qELsinα－mgL(1－cosα)＝eq\f(1,2)mv2，其中Eq＝mgtanα，整理得eq\f(mgL,cosα)(1－cosα)＝eq\f(1,2)mv2，解得v＝eq\r(\f(2gL（1－cosα）,cosα)).答案：(1)负电(2)eq\f(mgdtanα,q)(3)eq\r(\f(2gL（1－cosα）,cosα))第二节带电粒子在电场中的运动A级合格达标1．(多选)一个只受电场力的带电微粒进入匀强电场，则该微粒的()A．运动速度必然增大 B．动能可能减小C．运动加速度肯定不为零 D．一定做匀变速直线运动解析：带电微粒在电场中只受电场力作用，加速度不为零且恒定，C正确．微粒可能做匀变速直线运动或匀变速曲线运动，D错误．微粒做匀加速直线运动时，速度增大，动能变大；做匀减速直线运动时，速度、动能均减小，A错误，B正确．答案：BC2.(多选)一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左．不计空气阻力，则小球()A．做直线运动 B．做曲线运动C．速率先减小后增大 D．速率先增大后减小解析：由题意知，小球受重力、电场力作用，合外力的方向与初速度的方向夹角为钝角，故小球做曲线运动，所以A项错误，B项正确；在运动的过程中合外力先做负功后做正功，所以C项正确，D项错误．答案：BC3.如图所示，有一带电粒子贴着A板边缘沿水平方向射入匀强电场．当偏转电压为U1时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿②轨迹落到B板中间．设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压U1∶U2为()A．1∶8 B．1∶4C．1∶2 D．1∶1解析：由a＝eq\f(qU,md)，y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)·eq\f(Uq,md)·eq\f(l2,veq\o\al(2,0))得U＝eq\f(2mveq\o\al(2,0)dy,ql2)，所以U∝eq\f(y,l2)，可知选项A正确．答案：A4．一束带电粒子以相同的速率从同一位置，垂直于电场方向飞入匀强电场中，所有粒子的运动轨迹都是一样的，这说明所有粒子()A．都具有相同的质量B．都具有相同的电荷量C．电荷量与质量之比都相同D．都是同位素解析：根据y＝eq\f(1,2)·eq\f(Eq,m)·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(l,v0)))eq\s\up12(2)，轨迹相同，v0相同，则eq\f(q,m)一定相同．答案：C5.两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，如图所示，OA＝h，此电子具有的初动能是()A.eq\f(edh,U) B.edUhC.eq\f(eU,dh) D.eq\f(eUh,d)解析：由动能定理Fs＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，所以－eEh＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，－eeq\f(U,d)h＝0－Ek0，所以Ek0＝eq\f(eUh,d).答案：D6．如图所示，质子(eq\o\al(1,1)H原子核)和α粒子(eq\o\al(4,2)He原子核)，以相同的初动能垂直射入偏转电场(不计粒子重力)，则这两个粒子射出电场时的侧位移y之比为()A．1∶1 B．1∶2C．2∶1 D．1∶4解析：由y＝eq\f(1,2)·eq\f(Eq,m)·eq\f(l2,veq\o\al(2,0))和Ek0＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，得y＝eq\f(El2q,4Ek0)，可知y与q成正比，B正确．答案：BB级等级提升7.(多选)如图所示，一带电小球以速度v0水平射入接入电路中的两平行板金属板中，并沿直线打在屏上O点，若仅将两平行金属板上极板平行上移一些后，让带电小球再次从原位置水平射入并能打在屏上，其他条件不变，两次相比较，则再次射入的带电小球()A．将打在O点的下方B．将打在O点的上方C．穿过两平行金属板的时间将增加D．到达屏上时的动能将增加解析：由题意可知，要考虑小球的重力，第一种情况重力与电场力平衡；U不变，若仅将两平行金属板上极板平行上移一些后，极板间的距离d变大，场强变小，电场力变小，重力与电场力的合力偏向下，带电小球将打在O点的下方．由于水平方向运动性质不变，故时间不变；而由于第二种情况合力做正功，故小球的动能将增加．答案：AD8．一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()A．2v、向下 B．2v、向上C．3v、向下 D．3v、向上解析：由题意知，未加电压时mg＝kv，加电压U时，电场力向上，设为F，则有F＝mg＋kv，当加电压(－U)时，电场力向下，匀速运动时有F＋mg＝kv′，联立各式得v′＝3v，方向向下，C正确．答案：C9.如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的偏转匀强电场中．在满足电子能射出平行极板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是()A．U1变大，U2变大 B．U1变小，U2变大C．U1变大，U2变小 D．U1变小，U2变小解析：设电子经加速电场后获得的速度为v0，由动能定理，得qU1＝eq\f(mveq\o\al(2,0),2)，①设偏转电场的极板长为l，则电子在偏转电场中运动时间t＝eq\f(l,v0)，②电子在偏转电场中受电场力作用获得的加速度a＝eq\f(qU2,md)，③电子射出偏转电场时，平行于电场线的速度vy＝at，④由②③④得vy＝eq\f(qU2l,mdv0)，所以tanθ＝eq\f(vy,v0)＝eq\f(qU2l,mdveq\o\al(2,0))，将①式代入上式得tanθ＝eq\f(U2l,2U1d)，所以选项B正确．答案：B10.如图所示，在点电荷＋Q的电场中有A、B两点，将质子和α粒子分别从A点由静止释放到达B点时，它们的速度大小之比为多少？解析：质子和α粒子都是正离子，从A点释放将受电场力作用加速运动到B点，设A、B两点间的电势差为U，由动能定理有对质子：eq\f(1,2)mHveq\o\al(2,H)＝qHU，对α粒子：eq\f(1,2)mαveq\o\al(2,α)＝qαU.所以eq\f(vH,vα)＝eq\r(\f(qHmα,qαmH))＝eq\r(\f(1×4,2×1))＝eq\f(\r(2),1).答案：eq\r(2)∶111．一质量为m，带电量为＋q的小球从距地面高h处以一定初速度水平抛出．在距抛出点水平距离L处，有一根管口比小球直径略大的竖直细管．管上口距地面eq\f(h,2)，为使小球能无碰撞地通过管子，可在管子上方的整个区域加一个场强方向水平向左的匀强电场，如图所示，求：(1)小球初速度v0；(2)电场强度E的大小；(3)小球落地时动能．解析：电场中小球运动，在水平方向上：v0＝qeq\f(Et,m)，①竖直方向上：eq\f(h,2)＝eq\f(gt2,2)，②又eq\f(mveq\o\al(2,0),2)＝qEL，③联立得①②③，得v0＝2Leq\f(\r(gh),h)，④E＝eq\f(2mgL,qh).⑤小球落地时动能：Ek＝eq\f(mveq\o\al(2,0),2)＋mgh－EqL，⑥联立③⑥，得Ek＝mgh.答案：(1)eq\f(2L\r(g)h,h)(2)eq\f(2mgL,qh)(3)mgh第三节静电的利用与防护A级合格达标1．以煤做燃料的工厂、电站每天排出的烟气带走大量的煤粉，如图所示，这不仅浪费燃料，而且严重地污染环境．为了消除烟气中的煤粉，下列方法最好的是()A．通过活性炭吸收 B．应用静电除尘技术C．将烟气通过水来净化 D．把烟囱建高一点解析：从经济方便的角度考虑，最好的方法是静电除尘．答案：B2．人造纤维比棉纤维容易沾上灰尘，这是因为()A．人造纤维的导电性好，容易吸引灰尘B．人造纤维的导电性好，容易导走静电，留下灰尘C．人造纤维的绝缘性好，不易除掉灰尘D．人造纤维的绝缘性好，容易积累静电，吸引灰尘解析：人造纤维比棉纤维容易沾上灰尘是由于人造纤维易带电，使灰尘产生静电感应而被吸引，而易带电的原因是绝缘性好不易导走静电而使电荷积累，所以D正确．答案：D3．(多选)下列措施中，哪些能将产生的静电尽快导走()A．飞机轮子上的搭地线B．印染车间保持湿度C．复印图片D．电工钳柄装有绝缘套解析：A、B项是把静电导走，C项是利用静电，D项电工钳柄上套有绝缘套，是为了绝缘，防止电工触电．答案：AB4．下列关于静电的说法，错误的是()A．静电植绒是利用异种电荷相互吸引而使绒毛吸附在底料上B．复印机是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上C．电疗针灸是静电在医学上的应用D．飞机轮胎用导电橡胶制成，是为了避免静电对飞机造成的危害解析：静电植绒和复印机是利用异种电荷间的吸引力来工作的，属于静电的利用；飞机在起飞和降落时与地面有摩擦，利用导电橡胶制成轮胎可以把静电导走；电疗针灸是利用经络学原理、生物电效应对人体进行保健和辅助治疗，故选项C正确．答案：C5．关于静电喷漆的说法，下列正确的是()A．当油漆从喷枪喷出时，油漆粒子带正电，物体带正电，相互排斥而扩散开来B．当油漆从喷枪喷出时，油漆粒子带负电，物体带正电，相互吸引而被物体吸附C．从喷枪喷出的油漆粒子带正电，相互排斥而扩散开来，被吸附在带负电的物体上D．因为油漆粒子相互排斥而扩散开来，所以静电喷漆虽喷漆均匀但浪费油漆解析：喷枪喷出的油漆粒子带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，从而减少了浪费，所以只有C正确．答案：C6．关于静电除尘的说法中正确的是()A．进入除尘器后，烟雾中的颗粒被强电场电离而带正电，颗粒向电源负极运动B．除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动C．烟雾颗粒带电后，受到竖直向下的电场力而向下运动D．烟雾颗粒被强电场粉碎成更小的颗粒，排到大气中人眼看不到解析：静电除尘器的两个电极接高压电源，形成强电场，使空气发生电离，自由电子在电场力作用下，向正极加速运动，电子被烟雾颗粒吸附后，一起向电源正极运动，在正极积聚大量颗粒，在重力作用下，从除尘器的下部排出，故A、C、D错误，B正确．答案：BB级等级提升7．下列哪些措施是利用了静电()A．精密仪器外包有一层金属外壳B．家用电器如洗衣机接有地线C．手机一般装有一根天线D．以上都不是解析：精密仪器外包有一层金属外壳是防止外界静电或其他电信号的干扰；家用电器如洗衣机接有地线是通过地线及时导走静电，保护人身安全；手机一般装有一根天线是为了有效地接收信号．答案：D8．下列属于静电利用的做法是()A．印刷厂要保持适当的湿度B．油罐车运油时要安装一条拖地的金属链C．空气静电净化器D．做静电实验时，实验室要通气，以避免空气中有过多的二氧化碳、水蒸气或各种离子答案：C9．关于雷电现象的认识，不正确的是()A．闪电是由于高压放电使空气在高温的情况下发光的结果B．雷声是由于空气在高温下膨胀的结果C．闪电和雷声是同时发生的D．先发出闪电，后发出雷声解析：雷电是一种自然现象，是由于高压放电，产生几十万安培的瞬间电流．电流生热使空气发光，使空气受热突然膨胀发出巨响，这是同时发生的，只是光的传播速度比声音快，所以我们是先看到闪电后听到雷声．答案：D10．人们在晚上脱衣服时，有时会看到火花四溅，并伴有“噼啪”声，这是因为()A．衣服由于摩擦而产生了静电B．人体本身是带电体C．空气带电，在衣服上放电所致D．以上说法均不正确解析：若我们身穿含有化纤成分的衣服，且始终在运动，使衣服与衣服之间、衣服和皮肤之间不停地摩擦，在摩擦中会使衣服上带有异种电荷．在脱衣服时正电荷和负电荷碰到一起就产生放电现象，于是我们听到“噼啪”的放电声音，若是晚上还可以看见火花四溅的现象．答案：A章末综合测验(时间：60分钟分值：100分)一、单项选择题(本题共8小题，每题4分，共32分．每小题中只有一个选项是正确的，选对得4分，错选、不选或多选均不得分．)1．用6V干电池对一个电容器充电时()A．只要电路不断开，电容器的带电量就会不断增加B．电容器接电源正极的极板带正电，接电源负极的极板带负电C．电容器两极板所带电量之和叫作电容器的带电量D．充电后电容器两极板之间不存在电场解析：当电容器两极板的电势差为6V时，电荷量不会再增加，A错误；跟电源正极相连的极板带正电，跟负极相连的极板带负电，B正确；电容器任一极板所带的电量叫电容器的带电量，C错误；充电后电容器两极板之间存在匀强电场，D错误．答案：B2．下列防雷措施可行的是()①在大树下避雷雨；②停留在山顶、山脊的凉亭等地方避雷雨；③不要快速开摩托车、骑自行车或在雨中狂奔；④在空旷地带，最好关掉手机电源．A．①③ B．②③C．①④ D．③④解析：表面具有突出尖端的导体，在尖端部分电荷分布密度很大，使得其周围电场很强，就可能使其周围的空气发生电离而引发尖端放电，因此不要在大树下避雨，别停留在山顶、山脊的凉亭等地方．快速开摩托车、骑自行车或在雨中狂奔，身体的跨步越大，电压就越大，雷电也越容易伤人．在空旷地带使用手机通话，手机很有可能成为闪电放电的对象．答案：D3．下列关于实验中使用静电计的说法正确的是()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带电荷量的变化情况C．静电计可以用电压表替代D．静电计可以用电流表替代解析：静电计是用来观察电容器两端电压变化情况的仪器，不可以用电压表替代，也不可以用电流表替代，因为电流表和电压表在电路是通路时才有示数．答案：A4.研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示．下列说法正确的是()A．实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电B．实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小C．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大D．实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大解析：带电玻璃棒接触a板，a板会带上同种电荷，同时b板上会感应出异种电荷，故A正确；静电计指针张角反映电容器两板间电压，将b板上移，正对面积S减小，电容C减小，板间电压U增大，故指针张角变大．B错误；插入有机玻璃板，相对介电常数εr增大，电容C增大，板间电压U减小，指针张角变小，C错误；只增加极板带电量Q，板间电压U增大，但电容保持不变，故D错误．答案：A5．如图为一只“极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图．当动极板和定极板之间的距离d变化时，电容C便发生变化，通过测量电容C的变化就可知道两极板之间距离d的变化情况．下列选项中能正确反映C与d之间变化规律的是()ABCD解析：由平行板电容器电容的决定式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，电容C与板极之间距离d成反比，在第一象限反比例函数图像是双曲线的一支，选项A正确．答案：A6.如图所示，在某一真空中，只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场，在竖直平面内有一初速度为v0的带电微粒，恰能沿图示虚线由A向B做直线运动，那么()A．微粒带正、负电荷都有可能B．微粒做匀减速直线运动C．微粒做匀速直线运动D．微粒做匀加速直线运动解析：微粒做直线运动的条件是速度方向和合外力的方向在同一条直线上，只有微粒受到水平向左的静电力才能使得合力的方向与速度方向相反且在同一条直线上，由此可知微粒所受的静电力的方向与场强方向相反，则微粒必带负电，且运动过程中微粒做匀减速直线运动，故选项B正确．答案：B7.如图所示，一个平行板电容器充电后与电源断开，从负极板处释放一个电子(不计重力)，设其到达正极板时的速度为v1，加速度为a1若将两极板间的距离增大为原来的2倍，再从负极板处释放一个电子，设其到达正极板时的速度为v2，加速度为a2，则()A．a1∶a2＝1∶1，v1∶v2＝1∶2B．a1∶a2＝2∶1，v1∶v2＝1∶2C．a1∶a2＝2∶1，v1∶v2＝eq\r(2)∶1D．a1∶a2＝1∶1，v1∶v2＝1∶eq\r(2)解析：电容器充电后与电源断开，再增大两极板间的距离时，场强不变，电子在电场中受到的静电力不变，故a1∶a2＝1∶1.由动能定理Ue＝eq\f(1,2)mv2得v＝eq\r(\f(2Ue,m))，因两极板间距离增大为原来的2倍，由U＝Ed知，电势差U增大为原来的2倍，故v1∶v2＝1∶eq\r(2).答案：D8.如图所示，场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd，水平边ab长为s，竖直边ad长为h.质量均为m、带电量分别为＋q和－q的两粒子，由a、c两点先后沿ab和cd方向以速率v0进入矩形区(两粒子不同时出现在电场中)．不计重力，若两粒子轨迹恰好相切，则v0等于()A.eq\f(s,2)eq\r(\f(2qE,mh)) B.eq\f(s,2)eq\r(\f(qE,mh))C.eq\f(s,4)eq\r(\f(2qE,mh)) D.eq\f(s,2)eq\r(\f(qE,mh))解析：带电粒子在电场中做类平抛运动，根据平抛运动的规律解决问题．根据对称性，两粒子轨迹的切点位于矩形区域abcd的中心．则在水平方向有eq\f(1,2)s＝v0t，在竖直方向有eq\f(1,2)h＝eq\f(1,2)·eq\f(qE,m)·t2，解得v0＝eq\f(s,2)eq\r(\f(qE,mh))，故选项B正确，选项A、C、D错误．答案：B二、多项选择题(本题共4小题，每题4分，共16分．每小题有多个选项是正确的，全选对得4分，少选得2分，选错、多选或不选均不得分．)9.传感器是把非电学量(如高度、温度、压力等)的变化转换成电学量(如电压、电流、电容等)变化的一种元件，它在自动控制中有着广泛的应用．如图是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图．金属棒与导电液体构成一个电容器，将金属棒和导电液体分别与直流电源的两极相连接，从电容C和导电液体与金属棒间的电压U的变化就能反映液面的升降情况，即()A．电源接通，若此后电容C减小，反映h减小B．电源接通，若此后电容C减小，反映h增大C．电源接通再断开，若此后电压U减小，反映h减小D．电源接通再断开，若此后电压U减小，反映h增大解析：电源接通，由C＝eq\f(εrS,4kπd)，若电容C减小，则S减小，即h减小，选项A正确；电源接通再断开，Q一定，由C＝eq\f(εrS,4kπd)和U＝eq\f(Q,C)知，电压U减小，则电容C增大，正对面积S增大，h增大，选项D正确．答案：AD10．如图是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中央的两侧．对矿粉分离的过程，下列表述正确的有()A．带正电的矿粉落在右侧B．电场力对矿粉做正功C．带负电的矿粉电势能变大D．带正电的矿粉电势能变小解析：由题图可知，电场方向水平向左，带正电的矿粉所受电场力方向与电场方向相同，所以落在左侧；带负电的矿粉所受电场力方向与电场方向相反，所以落在右侧，选项A错误．无论矿粉所带电性如何，矿粉均向所受电场力方向偏转，电场力均做正功，电势能均减少，选项C错误，选项B、D正确．答案：BD11.如图所示，平行板电容器竖直放置，A板上用绝缘线悬挂一带电小球，静止时，绝缘线与固定的A板成θ角，平移B板，下列说法正确的是()A．S闭合，B板向上平移一小段距离，θ角变大B．S闭合，B板向左平移一小段距离，θ角变大C．S断开，B板向上平移一小段距离，θ角变大D．S断开，B板向左平移一小段距离，θ角不变解析：分析小球受力，由平衡条件可知tanθ＝eq\f(qE,mg)，则场强E增大时，θ变大，E减小时，θ变小．当S闭合时，电容器两极板间电压不变，由E＝eq\f(U,d)知此时E取决于板间距离d，故B板上移时，d不变，E不变，θ不变，A错误；B板左移时，d减小，E增大，θ变大，B正确；当S断开时，电容器所带电荷量不变，由E＝eq\f(U,d)，U＝eq\f(Q,C)，C＝eq\f(εrS,4πkd)三式可得E＝eq\f(4πkQ,εrS)，即此种情况下E取决于正对面积S，而与板间距离无关，B上移时，正对面积减小，E增大，θ变大，C正确；B左移时，d减小，E不变，θ不变，D正确．答案：BCD12.如图所示，两平行金属板间有一匀强电场，板长为L，两板间的距离为d，在距极板右端L处有一竖直放置的屏M，一个带电荷量为q、质量为m的质点从两极板中央射入板间，最后垂直打在M屏上，则()A．极板间的电场强度大小为eq\f(mg,q)B．极板间的电场强度大小为eq\f(2mg,q)C．质点在极板间运动的时间等于质点从极板右端运动到M屏的时间D．质点在极板间运动的时间大于质点从极板右端运动到M屏的时间解析：由运动的独立性可知，质点在沿平行极板方向做匀速直线运动，选项C正确；由粒子垂直打在M屏上可知Eq－mg＝mg，故E＝eq\f(2mg,q)，选项B正确．答案：BC三、非选择题(共6小题，共52分．)13．(6分)在“用传感器观察电容器的充电和放电”实验中，电路图如图甲所示．一位同学使用的电源电压为8.0V，测得放电的I-t图像如图乙所示．(1)若按“四舍五入”法，根据“I-t图像与两坐标轴包围面积”，试计算电容器全部放电过程的放电量为________________．(2)根据以上数据估算电容器的电容值为__________________．解析：(1)根据“四舍五入”的原则，图线与坐标轴所围成的面积为42～44个小格，每个小格表示的电荷量为0.08×10－3C，故电容器的总放电量为3.36×10－3～3.52×10－3C.(2)由C＝eq\f(Q,U)得，电容为0.42×10－3～0.44×10－3F.答案：(1)3.36×10－3～3.52×10－3C(2)0.42×10－3～0.44×10－3F14．(5分)如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素．其中电容器的左侧极板与电源负极相连并接地；右侧极板与电源正极相连并连接静电计金属球，静电计外壳接地；一带正电小球悬挂与两极板之间．(1)该实验中，静电计的作用是测量电容器的______________(选填“电容”“电压”或“电荷量”)．(2)若电容器充满电后，保持电源与电容器连接，减小极板间的距离，可观察到：小球的偏转角度________________，静电计指针偏转角度__________(均选填“变大”“变小”或“不变”)．(3)若电容充满电后，断开电源与电容连接，上移左极板．可观察到，小球的偏转角度__________，静电计指针偏转角___________(均选填“变大”“变小”或“不变”)．解析：(1)该实验中，静电计的作用是测量电容器的电压．(2)若电容器充满电后，保持电源与电容器连接，则U不变；减小极板间的距离d，则E＝eq\f(U,d)可知，场强E变大，则小球的偏转角度变大；因U不变，则静电计指针偏转角度不变．(3)若电容器充满电后，断开电源与电容连接，则Q不变；上移左极板，则S减小，根据C＝eq\f(εrS,4πkd)可知C减小，根据Q＝CU可知U变大，则静电计指针偏转角变大；根据E＝eq\f(U,d)可知，场强E变大，小球的偏转角度变大．答案：(1)电压(2)变大不变(3)变大变大15.(8分)如图所示，一平行板电容器接在U＝12V的直流电源上，电容C＝3.0×10－10F，两极板间距离d＝1.20×10－3m，g取10m/s2.(1)求该电容器所带电荷量；(2)若板间有一带