赢在物理(人教一轮)详细答案63

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第三节电容器带电粒子在电场中的运动随堂演练巩固1。（2011天津理综,5)板间距为d的平等板电容器所带电荷量为Q时，两极板间电势差为板间场强为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板间场强为下列说法正确的是(）A. B。C。 D。【解析】根据U=Q//d，E=U/d可得/S，Q/S。有选项C正确.【答案】C2。如图所示，一电子沿Ox轴射入电场，在电场中的运动轨迹为OCD,已知电子过C、D两点时竖直方向的分速度为和；电子在OC段和OD段动能变化量分别为和，则(）A。∶∶2 B.∶∶4C。∶∶3 D。∶∶4【解析】由知：所以∶∶2；由动能定理可判断出∶∶4，A、D正确。【答案】AD3。如图所示,一价氢离子H)和二价氦离子He)的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中,偏转后,打在同一荧光屏上,则它们(）A。同时到达屏上同一点 B。先后到达屏上同一点C。同时到达屏上不同点 D。先后到达屏上不同点【解析】根据动能定理得，经过加速电场的末速度.一价氢离子H)和二价氦离子He）的比荷不同,在加速电场和偏转电场的时间均不同。在偏转电场中偏转的距离相同，因此，选项B正确。【答案】B4.(2011河南信阳二模，9）有一个负点电荷只受电场力的作用，分别从两电场中的a点由静止释放，在它沿直线运动到b点的过程中，动能k随位移s变化的关系图象如图中的①、②图线所示,则分别与图线①、②相对应的两个电场的电场线分布图分别是下图中的（）【解析】负电荷从a由静止释放只在电场力作用下到某一点P的过程，电场力方向由a指向b；根据动能定理有，P点的动能可见s图象的斜率表示力。题中图象①表示电场力是恒力,②表示电场力随s增大,选项B、C正确.【答案】BC5.某种金属板M受到某种紫外线照射时会不停地发射电子,射出的电子具有不同的方向,其速度大小也不相同.在M旁放置一个金属网N.如果用导线将MN连起来,M射出的电子落到N上便会沿导线返回M，从而形成电流.现在按图那样给M、N之间加一个电压U,发现当U〉12.5mV时电流表中就没有电流.若电子的比荷为e/m=1.、N之间的距离d=0。1m，问:（1)被这种紫外线照射出的电子，最大速度是多少？(2)若用金属板替代网，并且在N上涂荧光粉，电子打在N上会发光，设电子不被N反射，则N的发光面积多大?【解析】（1)当U〉12.5V时电流表中就没有电流，说明具有最大速度的电子达到N时速度为零。根据动能定理有，Ue=解得。m/s.(2）电子的速度最大且平行于M板时,打在N上偏转距离最大.垂直金属板方向，电子做初速度为零的匀加速运动:d=平行于板方向电子做匀速运动:t，发光面积S=解以上各式得:【答案】（1)4。m/s（2)5。。6.（☆选做题)(2011安徽理综，18）图（a）为示波管的原理图.如果在电极YY′之间所加的电压按图(b）所示的规律变化，在电极XX′之间所加的电压按图（c)所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是（)【解析】某一时刻进入XX′和YY′间电场的电子,沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动,由位移公式x=/2=/2md可知，水平和竖直位移均与电压成正比。在t=0时刻，YY′方向上位移为零，XX′方向上位移最大;在时刻,YY′方向上位移为零,XX′方向上位移为零;在/2时刻，YY′方向上位移最大。故B图正确。【答案】B7。(☆选做题)（2011安徽理综，20）如图（a)所示,两平行正对的金属板A、B间加有如图(b）所示的交变电压,一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处.若在时刻释放该粒子,粒子会时而向A板运动，时而向B板运动,并最终打在A板上。则可能属于的时间段是(）A. B.C。 D.【解析】设粒子的速度方向、位移方向向右为正。依据题意得，粒子的速度方向时而为正,时而为负,最终打在A板上时的位移为负，速度方向为负.作出、、、时粒子运动的速度图象如图所示。由于速度图线与坐标轴所围面积表示粒子通过的位移,则由图象可知时粒子在一个周期内的总位移大于零：时粒子在一个周期内的总位移小于零;当时情况类似。因为粒子最终打在A板上，则要求粒子在每个周期内的总位移应小于零,对照各个选项可知只有B正确.【答案】B课后作业夯基(A卷)（时间:45分钟必做题满分：100分选做题：10分)一、不定项选择题（本题共8小题，每小题8分，共64分.选对但不全的得5分）1。传感器是一种采集信息的重要器件.如图所示为测定压力的电容式传感器,A为固定电极,B为可动电极,组成一个电容大小可变的电容器.可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时,可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容.现将此电容式传感器与零刻度在中央的灵敏电流计和电源串联成闭合电路，已知电流从电流计正接线柱流入时指针向右偏转。当待测压力增大时(）A.电容器的电容将减小B。灵敏电流计指针在正中央零刻度处C。灵敏电流计指针向左偏转D.灵敏电流计指针向右偏转【解析】待测压力增大时,两板距离减小，C增大,U不变，Q=CU变大，电流流过电流计从正接线柱到负接线柱，电流计指针向右偏转,D对.【答案】D2.平行板电容器的两板A、B接于电池两极,一带正电小球用绝缘细线悬挂在电容器两板之间,细线与竖直方向夹角为如图,那么（)A。保持电键S闭合,仅将A板向B板靠近，则减小B.保持电键S闭合,仅将A板沿极板方向下移少许,则不变C。电键S断开，仅将A板靠近B板,则增大D.电键S断开，仅将A板远离B板,则减小【解析】保持电键S闭合，电压U不变，仅将A板向B板靠近，d减小,E=U/d变大变大，A错;仅将A板沿极板方向下移少许，d不变，E=U/d不变不变,B对;电键S断开,电荷量Q不变,仅将A板靠近B板,d减小，S不变,而电荷密度不变，E不变不变,C、D均错，选B。【答案】B3。如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计）连接，下极板接地.一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态.现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离(）A.带电油滴将沿竖直方向向上运动B。P点的电势将降低C。带电油滴的电势能将减少D。若电容器的电容减小，则极板带电荷量将增大【解析】电容器两端电压U不变，由公式场强变小，电场力变小,带电油滴将沿竖直方向向下运动,A错；P到下极板距离d不变,而场强E减小,由公式U=Ed知P与下极板的电势差变小,又因为下极板电势不变，所以P点的电势变小,B对；由于电场力向上，而电场方向向下,可以推断油滴带负电,又P点的电势降低,所以油滴的电势能增大,C错;题图中电容器两端电压U不变,电容C减小时由公式Q=CU,带电荷量减小,D错。【答案】B4。如图所示,有一质量为m、带电荷量为q的油滴,被置于竖直放置的两平行金属板间的匀强电场中，设油滴是从两板中间位置，并以初速度为零进入电场的,可以判定（）A。油滴在电场中做抛物线运动B.油滴在电场中做匀加速直线运动C.油滴打在极板上的运动时间只决定于电场强度和两板间距离D.油滴打在极板上的运动时间不仅决定于电场强度和两板间距离，还决定于油滴的比荷【解析】油滴受恒定的重力和恒定的电场力,因而做匀加速直线运动，选项A错B对;油滴沿电场方向做初速度为零的匀加速运动,有/2，a=Eq/m，其中d为两板间距，则可知选项D正确.【答案】BD5.如图,带电粒子P所带的电荷量是带电粒子Q的3倍,它们以相等的速度从同一点出发，沿着跟电场强度垂直的方向射入匀强电场，分别打在M、N点，若OM=MN,则P和Q的质量之比为…（）A.3∶4 B。4∶3 C.3∶2 D.2∶3【解析】带电粒子做类平抛运动得代入已知条件得∶∶4，A正确.【答案】A6。一个一价和一个二价的静止铜离子，经过同一电压加速后,再垂直射入同一匀强偏转电场,然后打在同一屏上,屏与偏转电场方向平行,下列说法正确的是（）A.二价铜离子打在屏上时的速度大B.离子进入偏转电场后,二价铜离子飞到屏上用的时间短C.离子通过加速电场过程中,电场力对二价铜离子做的功大D.在离开偏转电场时,两种离子在电场方向上的位移不相等【解析】设加速电压为U′,偏转电压为U，由qU′有y=tan可见二者在偏转电场中偏转位移及偏转角都相同，D错；二价铜离子电荷量大,经过加速电场及偏转电场时电场力做功均多,所以二价铜离子打在屏上时的速度大,A、C对;二价铜离子进入偏转电场的初速大,所以离子进入偏转电场后,二价铜离子飞到屏上用的时间短，B对.【答案】ABC7。(2012河北保定高三摸底，4)如图所示:a、b是电场中某一电场线上的两点，一正电荷以初速度从a点向b点运动，只受电场力作用，规定正电荷在a点的电势能为零，正电荷的电势能与位移的关系如图象所示。下面判断正确的是()A。沿ab方向电场强度不变B。沿ab方向电场强度逐渐变大C.电场方向由a指向bD.电场方向由b指向a【解析】根据题图可知,由a到b电势能均匀增大，则电场力做负功且随位移均匀增大，即电场力大小恒定,方向为由b到a,又电荷带正电,则电场方向由b指向a,选项A、D正确.【答案】AD8。一个质量为m、电荷量为+q的小球以初速度水平抛出,在小球经过的竖直平面内,存在着若干个如图所示的无电场区和有理想上下边界的匀强电场区，两区域相互间隔、竖直高度相等,电场区水平方向无限长，已知每一电场区的场强大小相等、方向均竖直向上，不计空气阻力,下列说法正确的是(）A。小球在水平方向一直做匀速直线运动B.若场强大小等于则小球经过每一电场区的时间均相同C。若场强大小等于则小球经过每一无电场区的时间均相同D。无论场强大小如何，小球通过所有无电场区的时间均相同【解析】小球在水平方向一直不受力,所以在水平方向一直做匀速直线运动，A正确;若场强大小等于小球在第一无电场区的加速度为g，在第一电场区的加速度是，方向向上,又由于各区域竖直高度相等，所以小球先是在第一无电场区加速,进入第一电场区减速，末速为零，以后以此类推，在各区域的时间相同，C正确,选A、C.【答案】AC二、论述计算题（本题共2小题,共36分）9.(16分）绝缘光滑水平面内有一圆形有界匀强电场，其俯视图如图所示，图中xOy所在平面与光滑水平面重合,场强方向与x轴正向平行,电场的半径为m，圆心O与坐标系的原点重合,场强E=2N/C，一带电荷量为C，质量kg的带负电的粒子,由坐标原点O处以速度m/s沿y轴正方向射入电场,求:(1）粒子在电场中运动的时间；（2)粒子出射点的位置坐标;（3）粒子射出时具有的动能.【解析】(1）粒子沿x轴方向做匀加速运动，加速度为a，Eq=ma(2分）（2分）沿y轴方向做匀速运动：（2分)(2分)解得：t=1s。（1分)(2)粒子射出电场边界时,在负x轴上运动的位移为x=m（1分)在y轴方向运动的位移为m(1分)位置坐标为mm。(2分）(3)出射时的动能由动能定理得：Eq｜｜(2分）代入解得:=2。J。（1分）【答案】（1）1s（2)(—1m，1m）(3）2。J10.（20分)示波器的示意图如图所示,金属丝发射出来的电子被加速后从金属板的小孔穿出，进入偏转电场.电子在穿出偏转电场后沿直线前进，最后打在荧光屏上。设加速电压640V,偏转极板长l=4cm，偏转板间距d=1cm,当电子加速后从两偏转板的中央沿板平行方向进入偏转电场.(1）偏转电压为多大时，电子束打在荧光屏上偏转距离最大?（2）如果偏转板右端到荧光屏的距离L=20cm,则电子束最大偏转距离为多少？（3）电子离开偏转电场时的偏转量h和偏转电压的比叫做示波器的灵敏度，分析说明可采用哪些方法提高示波器的灵敏度.【解析】(1)要使电子束打在荧光屏上偏转距离最大，电子经偏转电场后必须从下板边缘出来。电子在加速电场中，由动能定理（2分)①得，电子进入偏转电场时的初速度(1分）②，在偏转电场的飞行时间（1分）③,加速度（1分）④,要使电子从下极板边缘出来，应有(3分）⑤解得偏转电压V(2分）⑥（2）电子束打在荧光屏上最大偏转距离(2分）⑦由于电子离开偏转电场的侧向速度(1分)⑧电子离开偏转电场到荧光屏的时间(1分）⑨。05m(1分）⑩电子最大偏转距离。055m.（1分)（3)根据⑤可知则h//4dU(2分)，可知:增大l、减小d、减小都可以提高灵敏度.（2分)【答案】(1）205V(2）0。055m三、选做题(10分）11。如图所示,水平放置的平行板电容器极板间距离为d，加的电压为上极板带正电.现有一束微粒以某一速度垂直于电场方向沿中心线OO′射入，并能沿水平方向飞出电场.当电压升高到时，微粒可以从距M板处飞出电场。求:(1）带电微粒的比荷是多少?带何种电荷？(2）要使微粒束能从距N板处飞出电场,则所加的电压应为多少？【解析】(1）当电压为时，小球受力平衡（3分)因此小球带负电（1分）(2)由于两次偏转的位移大小相同，因此可知两次运动的加速度大小相同，在竖直方向的合外力大小相同.即（3分）（2分)代入（1）中结果得(1分）【答案】负电课后作业夯基(B卷)（时间：45分钟必做题满分：100分选做题:10分)

一、不定项选择题(本题共8小题,每小题8分，共64分。选对但不全的得5分)1.传感器是把非电学物理量(如位移、速度、压力、角度等)转换成电学物理量（如电压、电流、电荷量等）的一种元件。如图所示中的甲、乙、丙、丁是四种常见的电容式传感器,下列说法正确的是（）A。甲图中两极间的电荷量不变,若电压减少，可判断出h变小B。乙图中两极间的电荷量不变，若电压增加，可判断出变大C。丙图中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的负极,则x变小D。丁图中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的正极,则F变大【解析】甲图中两极间的电荷量不变,若电压减少,则电容增大,h变大,A错;乙图中两极间的电荷量不变，若电压增加，则电容减小，正对面积变小变大,B对;丙图中两极间的电压不变,若有电流流向传感器的负极,则电荷量减小,电容变小,则x变大，C错;丁图中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，则电荷量增大，电容增大，d变小,D对.【答案】BD2.在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零,经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束.已知电子的电荷量为e,质量为m，则在刚射出加速电场时,一小段为l的电子束内的电子个数是（）A.B.C. D.【解析】由动能定理得:由电流的定义得而解以上三式得.【答案】B3.如图所示，匀强电场方向水平向右,一带电微粒沿直线在电场中从A运动到B,则（）A。微粒带正电B.微粒带负电C.从A到B过程，微粒的动能增大D.从A到B过程，微粒的电势能减小【解析】带电微粒做直线运动,说明合力与速度共线，其所受电场力应水平向左,合力与速度反向，因而微粒带负电,动能减小，选项B对C错;电场力做负功，电势能增大,选项D错。【答案】B4。3个粒子质量相等,1个带正电,1个带负电，1个不带电,它们以相同水平速度垂直进入匀强电场。最后分别落在正极板上的A、B、C三点,如图所示，则下列说法正确的是…(）A。A粒子带正电，B粒子不带电，C粒子带负电B。3个粒子在电场中运动的时间一定相等C.3个粒子的加速度关系为D。3个粒子到达正极板的动能【答案】A5。A、B两导体板平行放置，在t=0时将电子从A板附近由静止释放，则在A、B两板间加上下列哪种电压时,有可能使电子到不了B板()【解析】加A图电压,电子从A板开始向B板做匀加速直线运动，加B图电压,开始向B板匀加速,再做相同大小加速度的匀减速，速度减为零后做反向匀加速运动,由对称性可知,电子将做周期性往复运动,所以电子有可能到不了B板。加C图电压,电子先匀加速，再匀减速到静止,完成一个周期,所以电子一直向B板运动,即电子一定能到达B板。加D图电压,电子的运动与C图情形相同,只是加速度变化，所以电子也一直向B板运动，即电子一定能到达B板.综上所述可知选项B正确。【答案】B6.如图所示，在匀强电场中有一半径为R的圆O，场强方向与圆O所在平面平行，场强大小为E.电荷量为q的带正电微粒以相同的初动能沿着各个方向从A点进入圆形区域中，只在电场力作用下运动，从圆周上不同点离开圆形区域，其中从C点离开圆形区域的带电微粒的动能最大，图中O是圆心，AB是圆的直径,AC是与AB成角的弦,则（）A。匀强电场的方向沿AC方向B.匀强电场的方向沿OC方向C。从A到C电场力做功为2qERcosD.从A到C电场力做功为2qERcos【解析】从C点离开圆形区域的带电微粒的动能最大,说明AC间电势差最大,可见过C的圆的切线应是等势线，OC应是场强方向，B正确;coscos。cos所以D正确。【答案】BD7。如图所示,长为L,倾角为的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电荷量为+q、质量为m的小球,以初速度由斜面底端的A点开始沿斜面上滑,到达斜面顶端B点的速度仍为则（)A。小球在B点的电势能一定小于小球在A点的电势能B。A、B两点的电势差一定为C.若电场是匀强电场,则该电场的场强的最小值一定是D。若电场是匀强电场,则该电场的场强的最大值一定是【解析】从A至B，由能量守恒定律,动能不变，重力势能增加mgLsin所以电势能一定减小,电场力做正功mgLsin因此A、B两点的电势差一定为若电场是匀强电场，粒子必做匀速运动，重力与电场力的合力必垂直斜面向下，由力三角形法则可知电场的场强的最小值一定是选项A、C正确。【答案】AC8.如图所示，方向竖直向下的匀强电场中,一个带负电的小球被绝缘细绳拴着在竖直平面内做圆周运动.则()A。小球不可能做匀速圆周运动B.小球运动到最高点绳子的拉力一定最小C。当小球运动到最高点时电势能最大D.小球在运动过程中，机械能一定不守恒【解析】当小球重力与电场力大小相等方向相反时,小球可以做匀速圆周运动,A错。当电场力大于重力时,小球运动到最高点绳子的拉力最大,B错。最高点电势最大,但负电荷的电势能最小.C错;由于电场力做功,机械能一定不守恒,D对。【答案】D二、论述计算题（本题共2小题,共36分）9.（18分)如图所示,热电子由阴极飞出时的初速忽略不计,电子发射装置的加速电压为.电容器板长和板间距离均为L=10cm，下极板接地.电容器右端到荧光屏的距离也是L=10cm.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甲图。(每个电子穿过平行板的时间极短，可以认为电压是不变的）求：(1）在t=0。06s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？（3)屏上的亮点如何移动？【解析】（1)由题图知t=0.06s时刻偏转电压为1.电子在加速电场中加速:(2分)进入偏转电场:t=解以上各式可求得y=0.45L=4.5cm,（2分）从偏转电场中射出好像从电场中点射出，可求得打在屏上的点距O点13.5cm。（3分)(2)设偏转电压为时,刚好打在板上得(2分)可见电子的最大侧移为0.5L，从偏转电场中射出好像从电场中点射出,（2分）由几何知识得所以荧光屏上电子能打到的区间长为cm.（3分）(3)屏上的亮点由下而上匀速上升，间歇一段时间后又重复出现。(4分)【答案】(1)距O点13。5cm（2)30cm(3)由下而上匀速上升,间歇一段时间后又重复出现10.（18分)如图所示,竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R,下端与光滑绝缘水平面平滑连接,整个装置处于方向竖直向上的匀强电场E中。一质量为m、带电荷量为+q的物块（可视为质点),从水平面上的A点以初速度水平向左运动,沿半圆形轨道恰好通过最高点C，场强大小.（1）试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功.(2)证明物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E无关，