2021届（人教版）新高三高考物理一轮复习同步练习卷：电容器带电粒子在电场中的运动

1、电容器带电粒子在电场中的运动1.如图甲所示为观察电容器放电的电路。先将开关S拨到1端,再拨到2端,得到了如图乙所示的电流随时间变化曲线。下列说法正确的是( )A.开关拨到1端后,电容器的上极板带负电B.开关拨到1端后,电源对电容器的充电电流恒定C.开关拨到2端后,有电流从b到a流过电阻RD.开关拨到2端后,电容器的放电电流随时间均匀减小2.某电容式话筒的原理示意图如图所示,E为电源,R为电阻,薄片P和Q为两金属极板。对着话筒说话时,P振动而Q可视为不动。在P,Q间距增大的过程中,( )A.P,Q构成的电容器的电容增大B.P上电荷量保持不变C.M点的电势比N点的低D.M点的电势比N点的高3.一平

2、行板电容器的两个极板水平放置,两极板间有一带电量不变的小油滴,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4.静电计是在验电器的基础上制成的,用其指针的张角大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差大小。如图所示,A,B是平行板电容器的两个金属板,G为静电计。开始时开关S闭合,静电计指针张开一定角度,为了使指针张开角度增大些,下列采取的措施可行的是( )A.

3、断开开关S后,将A,B分开些B.保持开关S闭合,将A,B两极板分开些C.保持开关S闭合,将A,B两极板靠近些D.保持开关S闭合,将变阻器滑动触头向右移动5.如图所示,电子由静止开始从A板向B板运动,到达B板的速度为v,保持两板间电压不变,则( )A.当减小两板间的距离时,速度v增大B.当减小两板间的距离时,速度v减小C.当减小两板间的距离时,速度v不变D.当减小两板间的距离时,电子在两板间运动的时间变长6.一匀强电场的方向竖直向上。t=0时刻,一带电粒子以一定初速度水平射入该电场,电场力对粒子做功的功率为P,不计粒子重力,则Pt关系图象是( )7.如图所示,水平金属板A,B分别与电源两极相连,

4、带电油滴处于静止状态。现将B板右端向下移动一小段距离,两金属板表面仍均为等势面,则该油滴( )A.仍然保持静止B.竖直向下运动C.向左下方运动D.向右下方运动8.如图所示,两极板与电源相连接,电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场,且恰好从正极板边缘飞出,现在使电子的入射速度变为原来的2倍,而电子仍从原来位置射入,且仍从正极板边缘飞出,则两极板间的距离应变为原来的( )A.2倍 B.4倍 C. D.9.(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中,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10.如图所示,从炽

5、热的金属丝飘出的电子(速度可视为零),经加速电场加速后从两极板中间垂直射入偏转电场。电子的重力不计。在满足电子能射出偏转电场的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角变大的是( )A.仅将偏转电场极性对调 B.仅增大偏转电极间的距离C.仅增大偏转电极间的电压D.仅减小偏转电极间的电压11.一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示,电场方向竖直向下。若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为( )A.动能减小B.电势能增加C.动能和电势能之和减小D.重力势能和电势能之和增加12.如图所示,在水平向右的匀强电场中,质量为m的带电小球,以初速度v从M点竖直向上运动,

6、通过N点时,速度大小为2v,方向与电场方向相反,则小球从M运动到N的过程( )A.动能增加mv2 B.机械能增加2mv2C.重力势能增加mv2 D.电势能增加2mv213.有一静电场,其电势随x坐标的改变而改变,变化的图线如图所示。若将一带负电的粒子(重力不计)从坐标原点O由静止释放,电场中P,Q两点的横坐标分别为1 mm,4 mm。则下列说法正确的是( )A.粒子将沿x轴正方向一直向前运动B.粒子经过P点与Q点时,加速度大小相等、方向相反C.粒子经过P点与Q点时,动能相等D.粒子经过P点与Q点时,电场力做功的功率相等14.如图所示,D是一只二极管,AB是平行板电容器,在电容器两极板间有一带电

7、微粒P处于静止状态,当两极板A和B间的距离增大一些的瞬间(两极板仍平行),带电微粒P的运动情况是( )A.向下运动 B.向上运动C.仍静止不动D.不能确定15.如图甲所示,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L=10 cm,下极板接地,电容器右端到荧光屏的距离也是L=10 cm,在电容器两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,可以认为电压是不变的)求:(1)在t=0.06 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。16.如图所示为一多级加速器模型,一质量为m=

8、1.0×10-3 kg、电荷量为q=8.0×10-5C的带正电小球(可视为质点)通过1,2级无初速度地进入第3级加速电场,之后沿位于轴心的光滑浅槽,经过多级加速后从A点水平抛出,恰好能从MN板的中心小孔B垂直金属板进入两板间,A点在MN板左端M点正上方,倾斜平行金属板MN,PQ的长度均为L=1.0 m,金属板与水平方向的夹角为=37°,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g=10 m/s2。(1)求A点到M点的高度以及多级加速电场的总电压U;(2)若该平行金属板间有图示方向的匀强电场,且电场强度大小E=100 V/m,要使

9、带电小球不打在PQ板上,则两板间的距离d至少要多长?17.如图1所示,静电除尘装置中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道,其前、后面板使用绝缘材料,上、下面板使用金属材料。图2是装置的截面图,上、下两板与电压可调的高压直流电源(内阻可忽略不计)相连。质量为m、电荷量为q的分布均匀的带负电尘埃无初速进入A,B两板间的加速电场,A,B极板间的加速电压为U0,尘埃加速后全部获得相同的水平速度,此时单位体积内的尘埃数为n,尘埃被加速后进入矩形通道。当尘埃碰到下板后其所带电荷被中和并同时被收集,通过调整高压直流电源的输出电压U可以改变收集效率(被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值)。不计尘埃的

10、重力、空气阻力及尘埃之间的相互作用。在该装置处于稳定工作状态时:(1)尘埃进入矩形通道时的速度v0多大?(2)若贴近上极板进入矩形通道的尘埃恰能抵达下极板右边缘,则此时它的动能多大?(3)在(2)问的条件下流经图2中电流表的电流多大?(4)请推导出收集效率随高压直流电源输出电压U变化的函数关系式。电容器带电粒子在电场中的运动1.如图甲所示为观察电容器放电的电路。先将开关S拨到1端,再拨到2端,得到了如图乙所示的电流随时间变化曲线。下列说法正确的是(C)A.开关拨到1端后,电容器的上极板带负电B.开关拨到1端后,电源对电容器的充电电流恒定C.开关拨到2端后,有电流从b到a流过电阻RD.开关拨到2

11、端后,电容器的放电电流随时间均匀减小2.某电容式话筒的原理示意图如图所示,E为电源,R为电阻,薄片P和Q为两金属极板。对着话筒说话时,P振动而Q可视为不动。在P,Q间距增大的过程中,(D)A.P,Q构成的电容器的电容增大B.P上电荷量保持不变C.M点的电势比N点的低D.M点的电势比N点的高3.一平行板电容器的两个极板水平放置,两极板间有一带电量不变的小油滴,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(C)A.2v、

12、向下B.2v、向上C.3v、向下D.3v、向上4.静电计是在验电器的基础上制成的,用其指针的张角大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差大小。如图所示,A,B是平行板电容器的两个金属板,G为静电计。开始时开关S闭合,静电计指针张开一定角度,为了使指针张开角度增大些,下列采取的措施可行的是(A)A.断开开关S后,将A,B分开些B.保持开关S闭合,将A,B两极板分开些C.保持开关S闭合,将A,B两极板靠近些D.保持开关S闭合,将变阻器滑动触头向右移动5.如图所示,电子由静止开始从A板向B板运动,到达B板的速度为v,保持两板间电压不变,则(C)A.当减小两板间的距离时,速度v增大B.当减小两板间的距

13、离时,速度v减小C.当减小两板间的距离时,速度v不变D.当减小两板间的距离时,电子在两板间运动的时间变长6.一匀强电场的方向竖直向上。t=0时刻,一带电粒子以一定初速度水平射入该电场,电场力对粒子做功的功率为P,不计粒子重力,则Pt关系图象是(A)7.如图所示,水平金属板A,B分别与电源两极相连,带电油滴处于静止状态。现将B板右端向下移动一小段距离,两金属板表面仍均为等势面,则该油滴(D)A.仍然保持静止B.竖直向下运动C.向左下方运动D.向右下方运动8.如图所示,两极板与电源相连接,电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场,且恰好从正极板边缘飞出,现在使电子的入射速度变为原来的2倍,而电子仍

14、从原来位置射入,且仍从正极板边缘飞出,则两极板间的距离应变为原来的(C)A.2倍 B.4倍 C. D.9.(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中,电场方向水平向左。不计空气阻力,则小球(BC)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10.如图所示,从炽热的金属丝飘出的电子(速度可视为零),经加速电场加速后从两极板中间垂直射入偏转电场。电子的重力不计。在满足电子能射出偏转电场的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角变大的是(C)A.仅将偏转电场极性对调 B.仅增大偏转电极间的距离C.仅增大偏转电极间的电压D.仅减小偏转电极间的电压11.一带电

15、油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示,电场方向竖直向下。若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为(C)A.动能减小B.电势能增加C.动能和电势能之和减小D.重力势能和电势能之和增加12.如图所示,在水平向右的匀强电场中,质量为m的带电小球,以初速度v从M点竖直向上运动,通过N点时,速度大小为2v,方向与电场方向相反,则小球从M运动到N的过程(B)A.动能增加mv2 B.机械能增加2mv2C.重力势能增加mv2 D.电势能增加2mv213.有一静电场,其电势随x坐标的改变而改变,变化的图线如图所示。若将一带负电的粒子(重力不计)从坐标原点O由静止释放,电场中P,Q两

16、点的横坐标分别为1 mm,4 mm。则下列说法正确的是(C)A.粒子将沿x轴正方向一直向前运动B.粒子经过P点与Q点时,加速度大小相等、方向相反C.粒子经过P点与Q点时,动能相等D.粒子经过P点与Q点时,电场力做功的功率相等14.如图所示,D是一只二极管,AB是平行板电容器,在电容器两极板间有一带电微粒P处于静止状态,当两极板A和B间的距离增大一些的瞬间(两极板仍平行),带电微粒P的运动情况是(C)A.向下运动 B.向上运动C.仍静止不动D.不能确定15.如图甲所示,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L=10 cm,下极板接地,电容器右端到

17、荧光屏的距离也是L=10 cm,在电容器两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,可以认为电压是不变的)求:(1)在t=0.06 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。答案:(1)打在屏上的点位于O点上方,距O点13.5 cm(2)30 cm16.如图所示为一多级加速器模型,一质量为m=1.0×10-3 kg、电荷量为q=8.0×10-5C的带正电小球(可视为质点)通过1,2级无初速度地进入第3级加速电场,之后沿位于轴心的光滑浅槽,经过多级加速后从A点水平抛出,恰好能从MN板的中心小孔B垂

18、直金属板进入两板间,A点在MN板左端M点正上方,倾斜平行金属板MN,PQ的长度均为L=1.0 m,金属板与水平方向的夹角为=37°,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g=10 m/s2。(1)求A点到M点的高度以及多级加速电场的总电压U;(2)若该平行金属板间有图示方向的匀强电场,且电场强度大小E=100 V/m,要使带电小球不打在PQ板上,则两板间的距离d至少要多长?答案:(1) m18.75 V(2) m17.如图1所示,静电除尘装置中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道,其前、后面板使用绝缘材料,上、下面板使用金属材料。图2是装置的截面图,上、下两板与电压可调的高压直流电源(内阻可忽略不计)相连。质量为m、电荷量为q的分布均匀的带负电尘埃无初速进入A,B两板间的加速电场,A,B极板间的加速电压为U0,尘埃加速后全部获得相同的水平速度,此时单位体积内的尘埃数为n,尘埃被加速后进入矩形通道。当尘埃碰到下板后其所带电荷被中和并同时被收集,通过调整高压直流电源的输出电压U可以改变收集效率(被收集尘埃的数量与进入