【优化方案】高考物理新一轮复习 课后达标检测20 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动（含解析）(1).doc

课后达标检测20电容器与电容带电粒子在电场中的运动一、单项选择题1(2012高考江苏卷)一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容c和两极板间的电势差u的变化情况是()ac和u均增大bc增大，u减小cc减小，u增大 dc和u均减小2.某位移式传感器的原理示意图如图所示，e为电源，r为电阻，平行金属板a、b和介质p构成电容器，当可移动介质p向左匀速移出的过程中()a电容器的电容变大b电容器的电荷量保持不变cm点的电势比n点的电势低d流过电阻r的电流方向从m到n3.如图所示，a、b两导体板平行放置，在t0时将电子从a板附近由静止释放(电子的重力忽略不计)分别在a、b两板间加四种电压，它们的uabt图线如下列四图所示，其中可能使电子到不了b板的是()4.光滑水平面上有一边长为l的正方形区域处在场强为e的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行一质量为m、带电荷量为q的小球由某一边的中点，以垂直于该边的水平初速度v0进入该正方形区域当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能不可能为()a0 b.mvqelc.mv d.mvqel5.如图所示，半径为r的环形塑料管竖直放置，ab为该环的水平直径，且管的内径远小于环的半径，环的直径ab及其以下部分处于水平向左的匀强电场中，管的内壁光滑现将一质量为m，带电荷量为q的小球从管中a点由静止释放，已知qemg，以下说法正确的是()a小球释放后，到达最低点d时速度最大b小球释放后，第一次经过最低点d和最高点c时对管壁的压力之比为51c小球释放后，到达b点时速度为零，并在bda间往复运动d小球释放后，第一次和第二次经过最高点c时对管壁的压力之比为11，且方向相同二、多项选择题6.如图所示，电子由静止开始从a板向b板运动，当到达b极板时速度为v，保持两板间电压不变，则()a当增大两板间距离时，v也增大b当减小两板间距离时，v增大c当改变两板间距离时，v不变d当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间也增大7.(2014淄博模拟)如图所示，用电池对电容器充电，电路a、b之间接有一灵敏电流表，两极板间有一个电荷q处于静止状态现将两极板的间距变大，则()a电荷将向上加速运动b电荷将向下加速运动c电流表中将有从a到b的电流d电流表中将有从b到a的电流8.(2012高考广东卷)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9.(2014石家庄质检)如图所示，两平行金属板水平放置，板长为l，板间距离为d，板间电压为u，一不计重力、电荷量为q的带电粒子以初速度v0沿两板的中线射入，恰好沿下板的边缘飞出，则()a在前时间内，电场力对粒子做的功为uqb在后时间内，电场力对粒子做的功为uqc在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为11d在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为12三、非选择题10如图甲所示，热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计，电子发射装置的加速电压为u0，电容器板长和板间距离均为l10 cm，下极板接地，电容器右端到荧光屏的距离也是l10 cm，在电容器极板间接一交变电压，上极板的电势随时间变化的图象如图乙所示(每个电子穿过平行板的时间都极短，可以认为电子穿过平行板的过程中电压是不变的)求：(1)在t0.06 s时刻，电子打在荧光屏上的何处？(2)荧光屏上有电子打到的区间有多长？11.如图所示为密立根油滴实验示意图在电介质为空气的电容器中，观测以某一速度滴入的油滴当开关s断开时，从上板小孔飘入的带电油滴能以稳定的速率v1下降合上s，过一会儿油滴由下降转为上升，稳定时速率为v2.设油滴的质量为m，电源电压为u，板间距离为d，油滴受到空气的黏滞阻力的大小与速度成正比，即ffkv(式中k为未知量)(1)求油滴所带的电荷量q；(2)设两板间距d0.5 cm，板间电压u150 v，测得油滴的直径d1.10106 m，油滴的密度1.05103 kg/m3，若实验中观察到油滴向下和向上匀速运动的速率相等，试由此计算油滴的电荷量并说明电性12.(2014南昌调研)如图所示，在区域(0xl)和区域内分别存在匀强电场，电场强度大小均为e，但方向不同在区域内场强方向沿y轴正方向，区域内场强方向未标明，但都处在xoy平面内一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从坐标原点o以某一初速度沿x轴正方向射入电场区域，从p点进入电场区域，到达区域右边界q处时速度恰好为零p点的坐标为.不计粒子重力，求：(1)带电粒子射入电场区域时的初速度；(2)电场区域的宽度课后达标检测201解析选b.根据平行板电容器电容的公式c可知，在两极板间插入电介质后，电容c增大，因电容器所带电荷量q不变，由c可知，u减小，b正确2解析选d.当可移动介质p向左匀速移出的过程中，介电常数减小，电容器电容变小，选项a错误；电容器的电压等于电源电动势ue不变，电荷量qcu减小，选项b错误；电容器放电，电流方向mrn，m点的电势比n点的电势高，选项c错误，d正确3b4解析选d.(1)当它从bc边中点垂直该边以水平初速度v0进入电场时，由动能定理得：qelekmv即ekqelmv.(2)当它从ab边中点垂直该边进入，则可能沿ad边射出，也可能沿cd边射出若从ad边射出，则ekmv，即ekmv，则选项b正确；若从cd边射出，设射出点与射入点沿场强方向的距离为x,0x，则qexekmv，得：mvekmv.(3)若它从ad边中点垂直该边进入电场，则先做匀减速运动若qelmv，则到达bc边时速度为零，故选项a正确；若qelmv，则未出电场区，之后做反向匀加速运动，返回ad边时，动能仍为mv，故选项c正确若qelmv，则到达bc边动能ekmvqel.故答案为d.5解析选b.小球释放后，重力和电场力做功，左侧圆弧bd的中点为等效场的最低点，到达左侧圆弧bd的中点时速度最大，选项a错误；小球释放后，从a到d，由动能定理得，mgrqermv，解得v4gr，在最低点d，由牛顿第二定律得，fdmg，解得第一次经过最低点d时，管壁的支持力fd5mg，由牛顿第三定律得，小球对管壁的压力为5mg，小球释放后，从a到c，由动能定理得，mgr2qermv，解得v2gr，小球对管壁的压力为f1mg，所以，小球释放后，第一次经过最低点d和最高点c时对管壁的压力之比为51，选项b正确；小球释放后，由于电场力做功，到达b点的速度一定大于零，选项c错误；小球从c点开始，由动能定理得，2qermvmv，在c点，mgf2，解得f25mg，所以小球释放后，第一次经过最高点c时和第二次经过最高点c时对管壁的压力之比为15，选项d错误6解析选cd.由于两板间电压不变，uqmv2知，改变两板距离v保持不变，故a、b错c对两板间距离增大，由a知，a减小，由dat2知，t增大，故d对7bd8解析选bd.由题知有水平向左的匀强电场，带正电的矿粉受水平向左的电场力与自身重力的合力，方向偏左下方，合力方向与速度方向不在同一条直线上，矿粉做曲线运动落在左侧，a错误；同理，带负电的矿粉落在右侧，由wqed得电场力对正、负矿粉分别做正功，b正确；再由wabepaepb得，当w0时，ep减小，c错误，d正确9解析选bc.粒子在两平行金属板间做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，在前后两个的时间内沿电场线方向的位移之比为13，则在前时间内，电场力对粒子做的功为uq，在后时间内，电场力对粒子做的功为uq，选项a错、b对；由weqs知在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为11，选项c对、d错10解析(1)电子经加速电场加速满足qu0mv2经偏转电场偏转后侧移量yat22所以y，由题图知t0.06 s时刻u偏1.8u0，所以y4.5 cm设打在屏上的点距o点距离为y，满足所以y13.5 cm.(2)由题知电子侧移量y的最大值为，所以当偏转电压超过2u0，电子就打不到荧光屏上了，所以荧光屏上电子能打到的区间长为3l30 cm.答案(1)打在屏上的点位于o点正上方，距o点13.5 cm(2)30 cm11解析(1)设向下为正方向，s合上前，油滴以速率v1匀速下降，受重力mg和向上的空气黏滞阻力kv1作用，有：mgkv1s合上后油滴以速率v2匀速上升时，电场力qe必向上，重力mg和空气阻力kv2均向下，有：qemgkv2又e由上述三式解得：q.(2)设油滴的速率为v0，下降时有mgkv0上升时有qemgkv0又e油滴的质量mvd3解得q代入数据可解得q4.91019 c油滴应带负电答案(1)(2)4.91019 c油滴带负电12解析(1)设带电粒子射入电场区域时的初速度为v0，在x轴方向上粒子做匀速直线运动