广东省高考物理 能力突破 6.3电容器与电容 带电粒子在电场中的运动B.doc

浙江2013年物理高考能力突破：6.3电容器与电容 带电粒子在电场中的运动b(40分钟 100分)一、单项选择题(本题共4小题，每小题7分，共28分，每小题只有一个选项符合题意)1.(2012聊城模拟)板间距为d的平行板电容器所带电荷量为q时，两极板间的电势差为u1，板间场强为e1.现将电容器所带电荷量变为2q,板间距变为,其他条件不变,这时两极板间电势差为u2,板间场强为e2,下列说法正确的是( )a.u2=u1,e2=e1b.u2=2u1,e2=4e1c.u2=u1,e2=2e1d.u2=2u1,e2=2e12.(2012泰州模拟)某空间内有高度为d、宽度足够宽、方向水平向左的匀强电场.当在该空间内建立如图所示的坐标系后,在x轴上的p点沿y轴正方向连续射入质量和电荷量均相同、且带电性质也相同的带电粒子(粒子重力不计)，由于粒子的入射速率v(v0)不同，有的粒子将在电场中直接通过y轴，有的将穿出电场后再通过y轴.设粒子通过y轴时,离坐标原点的距离为h,从p到y轴所需的时间为t0，则( )a.由题中条件可以判断出粒子的带电性质b.对hd的粒子,h越大,t0越大c.对hd的粒子,在时间t0内,电场力对粒子做的功不相等d.对hd的粒子,h越大的粒子,电场力对粒子做的功越大3.(易错题)两块平行金属板m、n水平放置，带电情况如图所示，其内部空间有两个悬浮着的小带电液滴a和b，采用以下哪些办法可使液滴向上做加速运动( )a.使两板靠近一些b.使两板左、右错开一些c.用导线将两板连接一下d.使a和b粘合在一起4.(创新题)如图所示，质量为m、带电量为q的粒子，以初速度v0从a点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中b点时，速率vb=2v0，方向与电场的方向一致，则a、b两点的电势差为( )a. b. c. d. 二、不定项选择题(本题共3小题，每小题7分，共21分，每小题至少一个选项符合题意)5.(预测题)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ac.油滴运动的加速度逐渐变大d.极板带的电荷量减少6.(2012茂名模拟)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124，电量之比为112，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211b.三种粒子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1227.(2012济宁模拟)如图，a板的电势ua=0，b板的电势ub随时间的变化规律如图所示.电子只受电场力的作用,且初速度为零(设两板间距足够大),则( )a.若电子是在t=0时刻进入的,它将一直向b板运动b.若电子是在t=0时刻进入的,它将时而向b板运动,时而向a板运动,最后打在b板上c.若电子是在t=t/8时刻进入的,它将时而向b板运动,时而向a板运动,最后打在b板上d.若电子是在t=t/4时刻进入的,它将时而向b板运动，时而向a板运动三、计算题(本大题共3小题，共51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)8.(易错题)(16分)如图所示，平行板电容器a、b间的电压为u，两板间的距离为d，一质量为m、带电荷量为q的粒子，由两板中央o点以速度v0水平射入，落在c处，bcl.若将b板向下拉开，初速度v0不变，则粒子将落在b板的c点，求bc为多长(粒子的重力忽略不计) 9.(2012临沂模拟)(17分)如图所示,空间存在着电场强度为e=2.5102 n/c、方向竖直向上的匀强电场,一长为l=0.5 m的绝缘细线,一端固定在o点,一端拴着质量m=0.5 kg、电荷量q=410-2 c的小球.现将细线拉直到水平位置,使小球由静止释放,则小球能运动到最高点.不计阻力,取g=10 m/s2,求:(1)小球的电性 (2)细线在最高点受到的拉力;(3)若小球刚好运动到最高点时细线断裂,则细线断裂后小球继续运动到与o点水平方向距离为细线的长度l时,小球距o点的高度.10.(2012南昌模拟)(18分)如图所示，在xoy坐标系中，两平行金属板如图放置，od与x轴重合，板的左端与原点o重合，板长l=2 m，板间距离d=1 m，紧靠极板右侧有一荧光屏.两金属板间电压uao随时间的变化规律如图所示，变化周期为t=210-3 s,u0=103 v,t=0时刻一带正电的粒子从左上角a点，以平行于ab边v0=1 000 m/s的速度射入板间，粒子电量为q=110-5 c,质量m=110-7 kg.不计粒子所受重力.求：(1)粒子在板间运动的时间；(2)粒子打到荧光屏上的纵坐标； (3)粒子打到屏上的动能.答案解析1.【解析】选c.由可知,c2=2c1,又q=c1u1,2q=c2u2,故得u2=u1,又由可得:e2=2e1,c正确.2.【解析】选a.因粒子重力不计,粒子沿竖直方向做匀速直线运动,沿水平方向,在电场中向左偏转,说明粒子带正电,a正确.对hd的粒子,由可知,粒子射入电场后到y轴的时间t0均相同,电场力做功w电=eqxp也相同，故b、c均错误；对hd的粒子，h越大的粒子，其初速度越大，在电场区域偏转的位移越小，电场力做功也越小，故d错误.3.【解析】选b.a、b两液滴处于静止状态，必有,两液滴粘合在一起后，则有,一定还静止，d错误；用导线将两板连接一下，电场减弱或消失，则两液滴向下加速运动，c错误；将两板靠近，两板间场强不变，电场力不变，液滴仍静止，故a错；两板左、右错开一些，使板间场强增大，故两液滴将向上加速运动，故b正确.4.【解析】选c.带电粒子在竖直方向只受重力作用，设粒子由a到b的时间为t，则有0-v0=-gt.水平方向，粒子只受电场力作用，eq=ma，vb=at，可得：a=2g,eq=2mg, ，故c正确.5.【解析】选c、d.由可知,d增大，电容器电容c减小，由q=cu可知，电容器的电荷量减少，电容器放电，电流由a流向b，d正确，b错误；由可知，在b板下移过程中，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.6.【解析】选c.由,得：,再由可得：,a错误；由可知，三种粒子从偏转电场同一点射出，且速度方向相同，故一定打在屏上的同一点，c正确；由可得：，因不同，故三种粒子出偏转电场的速度不相同，b错误；由偏转电场对三种粒子做的功为可知，w电1w电2w电3=112，d错误.7.【解题指南】解答本题时应注意不同时刻进入两板之间时，其运动情况是不一样的，运动方向可能不变，也可能做往复运动，因此要根据电子进入电场的时刻来进行分析.【解析】选a、c、d.若电子在t=0时刻进入板间电场，电子将在一个周期内先做匀加速运动后做匀减速运动，以后沿同一方向重复这种运动，直到碰到b板，故a正确，b错误；若电子在时刻进入，由对称性可知，电子将在板间做往复运动，d正确；若电子在时刻进入板间，则电子在前内向b板运动，后内向a板运动，以后重复这种运动，直到碰到b板，故c正确.8. 【解题指南】(1)a、b距离为d时分析粒子的受力情况和运动情况.(2)a、b距离为时，注意电压不变，分析粒子的受力情况和运动情况.(3)两种运动情景比较.【解析】根据牛顿第二定律，带电粒子在落到c点之前，有=ma,所以a=(3分)而带电粒子运动的情况为l=v0t.(1分)(3分)带电粒子落在c点之前，根据牛顿第二定律得=ma.(2分)所以a=,得l=v0t.(2分)(3分)解方程组得bc的长为l=l.(2分)答案：l9.【解析】(1)由小球运动到最高点可知,小球带正电.(2分)(2)设小球运动到最高点时速度为v,对该过程由动能定理有(2分)在最高点对小球由牛顿第二定律得(2分)由式解得,ft=15 n (2分)(3)小球在细线断裂后,在竖直方向的加速度设为a,由牛顿第二定律得qe-mg=ma(2分)设小球在水平方向运动l的过程中,历时t,则l=vt(2分)设竖直方向上的位移为x,则(2分)由解得,x=0.125 m (1分)小球距o点高度为x+l=0.625 m. (2分)答案:(1)带正电(2)15 n(3)0.