一轮复习鲁科版 电容器 带电粒子在电场中的运动 同步测试

1、 第3节 电容器 带电粒子在电场中的运动 同步测试1据国外某媒体报道，科学家发明了一种新型超级电容器，能让手机几分钟内充满电，某同学登山时用这种超级电容器给手机充电，下列说法正确的是()A充电时，电容器的电容变小B充电时，电容器存储的电能变少C充电时，电容器所带的电荷量可能不变D充电结束后，电容器不带电，电容器的电容为零2(2021山东临沂高三检测)熔喷布具有的独特的超细纤维结构增加了单位面积纤维的数量和表面积，具备很好的过滤性、屏蔽性、绝热性和吸油性，使其成为医用口罩及N95口罩的最核心的材料。工厂在生产熔喷布时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器，其中A、B为平行板电

2、容器的上、下两个极板，其位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上，G是灵敏电流计。当熔喷布的厚度变薄导致介电常数变小时()A极板间的电场强度变大B极板上所带的电荷量减少C平行板电容器的电容变大D有自b向a的电流流过灵敏电流计3如图为研究电容器充、放电的实验电路图。实验时，先使开关S掷向1端，电源E对电容器C充电；经过一段时间，把开关S掷向2端，电容器C与电阻R相连，电容器放电。在开关S接通2端后的极短时间内，下列说法正确的是()A电容器带电荷量和两板间电压都增大B电容器带电荷量和两板间电压都减小C电容器带电荷量增大，两板间电压减小D电容器带电荷量减小，两板间电压增大4如图所示，在P板附近有一

3、电子由静止开始向Q板运动。已知两极板间电势差为U，板间距为d，电子质量为m，电荷量为e。则关于电子在两板间的运动情况，下列叙述正确的是()A若将板间距d增大一倍，则电子到达Q板的速率保持不变B若将板间距d增大一倍，则电子到达Q板的速率也增大一倍C若将两极板间电势差U增大一倍，则电子到达Q板的时间保持不变D若将两极板间电势差U增大一倍，则电子到达Q板的时间减为一半5(2021北京房山区高三二模)研究平行板电容器电容与哪些因素有关的实验装置如图所示。实验前，用带正电的玻璃棒与电容器a板接触，使电容器a板带正电，下列说法正确的是()A实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小B实验中，只在

4、极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大C实验时无意间手指触碰了一下b板，不会影响实验结果D实验中，只增加极板带电荷量，静电计指针的张角变大，表明电容增大6有一种喷墨打印机的打印头结构示意图如图所示，喷嘴喷出来的墨滴经带电区带电后进入偏转板，经偏转板间的电场偏转后打到承印材料上。已知偏移量越大字迹越大，现要减小字迹，下列做法可行的是()A增大墨滴的带电荷量B减小墨滴喷出时的速度C减小偏转板与承印材料的距离D增大偏转板间的电压7真空中的某装置如图所示，其中平行金属板A、B之间有加速电场，C、D之间有偏转电场，M为荧光屏。今有质子、氘核和粒子均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏

5、转电场，最后打在荧光屏上。已知质子、氘核和粒子的质量之比为124，电荷量之比为112，则下列判断中正确的是()A三种粒子从B板运动到荧光屏经历的时间相同B三种粒子打到荧光屏上的位置相同C偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为122D偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为124 8(2020浙江7月选考)如图所示，一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子以速度v0从MN连线上的P点水平向右射入大小为E、方向竖直向下的匀强电场中。已知MN与水平方向成45角，粒子的重力可以忽略，则粒子到达MN连线上的某点时()A所用时间为eq f(mv0,qE)B速度大小为3v0C与P点的距离为eq f(2r(2)mvoa

6、l( 2,0),qE)D速度方向与竖直方向的夹角为309.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,4) eq r(f(qE,mh) 10(多选)(2020江苏南通泰州一模)如图所示，竖直

7、平面内存在着两个方向竖直向上的相同带状匀强电场区，电场区的高度和间隔均为d，水平方向足够长。一个质量为m、电荷量为q的小球以初速度v0在距离电场上方d处水平抛出，不计空气阻力，则( )A.小球在水平方向一直做匀速直线运动B小球在电场区可能做直线运动C若场强大小为 eq f(mg,q) ，小球经过两电场区的时间相等D若场强大小为 eq f(2mg,q) ，小球经过两电场区的时间相等11(多选)如图所示，水平放置的平行金属板A、B连接一恒定电压，两个质量相等的带电粒子M和N同时分别从极板A的边缘和两极板的正中间沿水平方向进入板间电场，两带电粒子恰好在板间某点相遇。若不考虑带电粒子的重力和它们之间的

8、相互作用，则下列说法正确的是()AM的电荷量大于N的电荷量B两带电粒子在电场中运动的加速度相等C从两带电粒子进入电场到两带电粒子相遇，电场力对M做的功大于电场力对N做的功DM进入电场的初速度大小与N进入电场的初速度大小一定相同12(多选)(2021山东泰安高三检测)如图甲所示，在两平行的金属板间加上如图乙所示的电压。在01 s内，一点电荷在两极板间处于静止状态，t2 s时电荷仍运动且未与极板接触，则在12 s内，点电荷(g取10 m/s2)()甲乙A做匀加速直线运动，加速度大小为10 m/s2B做变加速直线运动，平均加速度大小为5 m/s2C做变加速直线运动，2 s末加速度大小为10 m/s2

9、D2 s末速度大小为10 m/s13反射式速调管是常用的微波器械之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。如图所示，在虚线MN两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从A点由静止开始，在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动。已知电场强度的大小分别是E12.0103 N/C和E24.0103 N/C，方向如图所示，带电微粒质量m1.01020 kg、电荷量q1.0109 C，A点距虚线MN的距离d11.0 cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应。求：(1)B点距虚线MN的距离d2；(2)带电微粒从A点运动到B点所经历的时间t。14(2021山东烟台市3月

10、调研调研)如图所示，较大的平行金属板正对水平放置，P板在上、Q板在下，距离为d。质量为m、电荷量为q的带电小球自距P板eq f(1,3)d处的O点由静止释放，运动时间t，在PQ两板间加未知电压U，又经过2t小球返回出发点，该过程中小球未与下板Q接触。已知重力加速度为g，小球运动过程中电荷量保持不变，忽略空气阻力。求：(1)PQ两板电势差UPQ；(2)欲使小球不与下板Q接触，t的最大值；(3)当t取(2)最大值，为使小球不与P板接触，当小球返回O点时，改变PQ两板电势差，PQ两板电势差UPQ满足的条件。15如图所示，一个带正电的粒子以平行于x轴正方向的初速度v0从y轴上a点射入第一象限内，为了使

11、这个粒子能经过x轴上定点b，可在第一象限的某区域内加一方向沿y轴负方向的匀强电场。已知所加电场的场强大小为E，电场区域沿x方向的宽度为s，OaL，Ob2s，粒子的质量为m，带电量为q，重力不计，试讨论电场的左边界与b的可能距离。参考答案：1.B2.B3.B4.A5.C6.C7.B8.C9.B10.ABD11.AC12.BC13.解析(1)带电微粒由A运动到B的过程中，由动能定理有|q|E1d1|q|E2d20 由式解得d2eq f(E1,E2)d10.50 cm。 (2)设微粒在虚线MN两侧的加速度大小分别为a1、a2，有|q|E1ma1 |q|E2ma2 设微粒在虚线MN两侧运动的时间分别为

12、t1、t2，有d1eq f(1,2)a1teq oal( 2,1) d2eq f(1,2)a2teq oal( 2,2) 又tt1t2 联立式解得t1.5108 s。答案(1)0.50 cm(2)1.5108 s14.解析(1)静止释放，小球做自由落体运动，t时间内位移heq f(1,2)gt2t时刻的速度v1gt若加上电场后，假设小球的加速度为a1，2t时间内小球的位移(假设竖直向上为正方向)xv12teq f(1,2)a1(2t)2根据题意可知：xh，解得：a1eq f(5,4)g小球运动过程中由牛顿第二定律得：qEmgma1两极板间电压UEd电场方向向上，所以Q极板电势高，所以PQ两极板

13、的电势差UPQeq f(9mgd,4q)。(2)若小球不与下板接触，临界条件为小球到达Q板速度为0，所以：heq f(gt2,2a1)eq f(2,3)d 解得：t eq r(f(20d,27g)。(3)小球自Q板开始向上做匀加速运动，设小球到达O点速度为v2，则：veq oal( 2,2)2eq f(5,4)geq f(2,3)d，小球恰好不与P板接触，则小球到达P板速度为零，设自O点到P板过程中加速度为a2，则：veq oal( 2,2)2a2eq f(1,3)d，解得：a2eq f(5,2)gg所以电场方向向下，对小球应用牛顿第二定律：mgqeq f(U,d)ma2则PQ两板电压Ueq f(3mgd,2q)电场方向向下，所以P板电势高，故PQ两板电压满足：UPQeq f(3mgd,2q)。答案(1)eq f(9mgd,4q)(2) eq r(f(20d,27g)(3)UPQeq f(3mgd,2q)15.解析：设电场左边界到b点的距离为x，已知电场宽度为s，Ob2s，分