遼寧省2020屆高考物理第一輪課時(shí)檢測試題 第29講 電容器 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)

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1、課時(shí)作業(yè)(二十九)　[第29講　電容器　帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)] 1. 如圖K29－1所示，在A板附近有一電子由靜止開始向B板運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于電子到達(dá)B板時(shí)的速率，下列說法正確的是(　　) A．兩板間距越大，加速的時(shí)間就越長，則獲得的速率越大 B．兩板間距越小，加速度就越大，則獲得的速率越大 C．與兩板間的距離無關(guān)，僅與加速電壓U有關(guān) D．以上解釋都不正確 　 圖K29－1　　　　　　　圖K29－2 2．如圖K29－2所示，平行板電容器與電動(dòng)勢為E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接，下極板接地．一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一

2、小段距離，則(　　) A．帶電油滴將沿豎直方向向下運(yùn)動(dòng) B．P點(diǎn)的電勢將降低 C．帶電油滴的電勢能將減少 D．極板帶電荷量將增大 圖K29－3 3．在平行板間加上如圖K29－3所示周期性變化的電壓，重力不計(jì)的帶電粒子靜止在平行板中央，從t＝0時(shí)刻開始將其釋放，運(yùn)動(dòng)過程無碰板情況，圖K29－4中能定性描述粒子運(yùn)動(dòng)速度圖象的是(　　) 　　　A　　　　　　B　　　　C　　　　　D 圖K29－4 4．如圖K29－5所示是水平放置的平行板電容器，上板帶負(fù)電，下板帶正電，帶電小球以速度v0水平射入電場，且沿下板邊緣飛出．若下板不動(dòng)，將上板上移一小段距離，小球仍以相同的速度v0從

3、原處飛入，則帶電小球(　　) 圖K29－5 A．將打在下板中央 B．仍沿原軌跡由下板邊緣飛出 C．不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，沿直線運(yùn)動(dòng) D．若上板不動(dòng)，將下板上移一段距離，小球一定打不到下板的中央 5．如圖K29－6所示，平行板電容器在充電后不切斷電源，此時(shí)板間有一帶電塵粒恰能在電場中靜止．若正對(duì)的平行板左右錯(cuò)開一些，則(　　) A．帶電塵粒將向上運(yùn)動(dòng) B．帶電塵粒將保持靜止 C．錯(cuò)開過程中，通過電阻R的電流方向?yàn)锽到A D．錯(cuò)開過程中，通過電阻R的電流方向?yàn)锳到B 　　 圖K29－6　　　　　　　　圖K29－7 6．如圖K29－7所示，帶有等量異種電荷的兩塊等大的平行金屬

4、板M、N水平正對(duì)放置．兩板間有一帶電微粒以速度v0沿直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)微粒運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，將M板迅速向上平移一小段距離，則此后微粒的可能運(yùn)動(dòng)情況是(　　) A．沿軌跡①運(yùn)動(dòng)　　　　　B．沿軌跡②運(yùn)動(dòng) C．沿軌跡③運(yùn)動(dòng) D．沿軌跡④運(yùn)動(dòng) 7．2020·安徽卷圖K29－8甲為示波管的原理圖．如果在電極YY′之間所加的電壓按圖K29－8乙所示的規(guī)律變化，在電極XX′之間所加的電壓按圖K29－8丙所示的規(guī)律變化，則在熒光屏上會(huì)看到的圖形是圖K29－9中的(　　) 圖K29－8 圖K29－9 8．如圖K29－10所示，交變電壓加在平行板電容器A、B兩極板上，開始B板電勢比A板電勢高，這時(shí)有

5、一個(gè)原來靜止的電子正處在兩板的中間，它在電場作用下開始運(yùn)動(dòng)．設(shè)A、B兩極板間的距離足夠大，下列說法正確的是(　　) A．電子一直向著A板運(yùn)動(dòng) B．電子一直向著B板運(yùn)動(dòng) C．電子先向A板運(yùn)動(dòng)，然后返回向B板運(yùn)動(dòng)，之后在A、B兩板間做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng) D．電子先向B板運(yùn)動(dòng)，然后返回向A板運(yùn)動(dòng)，之后在A、B兩板間做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng) 圖K29－10 　　　 圖K29－11 9．一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球以初速度v0水平拋出，在小球經(jīng)過的豎直平面內(nèi)存在著若干個(gè)如圖K29－11所示的無電場區(qū)和有理想上下邊界的勻強(qiáng)電場區(qū)，兩區(qū)域相互間隔、豎直高度相等，電場區(qū)

6、水平方向無限長．已知各電場區(qū)的場強(qiáng)大小相等、方向均豎直向上，不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是(　　) A．小球在水平方向一直做勻速直線運(yùn)動(dòng) B．若場強(qiáng)大小等于，則小球經(jīng)過每一電場區(qū)的時(shí)間均相同 C．若場強(qiáng)大小等于，則小球經(jīng)過每一無電場區(qū)的時(shí)間均相同 D．無論場強(qiáng)大小如何，小球通過所有無電場區(qū)的時(shí)間均相同 10．2020·衡陽聯(lián)考如圖K29－12甲所示，一電子以v0的初速度沿平行金屬板的軸線射入金屬板空間．從電子射入的時(shí)刻開始在金屬板間加如圖乙所示的交變電壓，假設(shè)電子能穿過平行金屬板．則下列說法正確的是(　　) 甲　　　　　　　　乙 圖K29－12 A．電子只可能從軸線到上極板

7、之間的空間射出(不包括軸線) B．電子只可能從軸線到下極板之間的空間射出(不包括軸線) C．電子可能從軸線到上極板之間的空間射出，也可能沿軸線方向射出 D．電子射出后動(dòng)能一定增大 11．在一個(gè)水平面上建立x軸，在過原點(diǎn)O垂直于x軸的平面的右側(cè)空間有一個(gè)勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小E＝6.0×105 N/C，方向與x軸正方向相同．在O處放一個(gè)電荷量q＝－5.0×10－8C、質(zhì)量m＝1.0×10－2 kg的絕緣物塊，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.20，沿x軸正方向給物塊一個(gè)v0＝2.0 m/s的初速度，如圖K29－13所示，求物塊最終停止時(shí)的位置．(g取10 m/s2) 　圖K29－13

8、 12．如圖K29－14所示，兩塊豎直放置的平行金屬板A、B相距為d，兩板間電壓為U.一質(zhì)量為m的帶電小球從兩板間的M點(diǎn)開始以豎直向上的初速度v0運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它到達(dá)電場中的N點(diǎn)時(shí)速度變?yōu)樗椒较?，大小變?yōu)?v0.求M、N兩點(diǎn)間的電勢差和電場力對(duì)帶電小球所做的功．(不計(jì)帶電小球?qū)饘侔迳想姾删鶆蚍植嫉挠绊?，設(shè)重力加速度為g) 圖K29－14 13．如圖K29－15所示，AB、CD為兩平行金屬板，A、B兩板間電勢差為U，C、D始終和電源相接，測得其間的場強(qiáng)為E.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子(重力不計(jì))由靜止開始經(jīng)AB加速后穿過CD發(fā)生偏轉(zhuǎn)，最后打在熒

9、光屏上．已知C、D極板長均為x，熒光屏距C、D右端的距離為L，問： (1)粒子帶正電還是帶負(fù)電？ (2)粒子打在熒光屏上距O點(diǎn)下方多遠(yuǎn)處？ (3)粒子打在熒光屏上時(shí)的動(dòng)能為多大？ 圖K29－15 課時(shí)作業(yè)（二十九） 【基礎(chǔ)熱身】 1．C　[解析] 設(shè)電子質(zhì)量為m，電荷量為e，兩板間距為d，則··t2＝d，解得t＝d，即t ∝d.又eU＝mv2－0，得v＝，故v與d無關(guān)．選項(xiàng)C正確． 2．AB　[解析] 電容器與電源相連，當(dāng)上極板上移時(shí)，板間距離d增大，場強(qiáng)E＝減小，電場力減小，油滴將向下運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確；由U＝Ed知，P與下極板電勢差減小，P點(diǎn)電勢降低，選項(xiàng)B正確；油滴

10、帶負(fù)電，電勢降低，由Ep＝qφ知，電勢能增加，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；板間距離d增大，電容C減小，U不變，由C＝知Q將減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 3．A　[解析] 前時(shí)間內(nèi)帶電粒子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，后時(shí)間內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，T時(shí)刻速度減為零，以后重復(fù)第一周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確． 4．B　[解析] 將電容器上板或下板移動(dòng)一小段距離，電容器帶電荷量不變，由公式E＝＝＝可知，電容器產(chǎn)生的場強(qiáng)不變，以相同速度入射的小球仍將沿原軌跡運(yùn)動(dòng)．下板不動(dòng)時(shí)，小球沿原軌跡由下板邊緣飛出；當(dāng)下板向上移動(dòng)時(shí)，小球可能打在下板的中央．所以只有選項(xiàng)B正確． 【技能強(qiáng)化】 5．BD　[解析] 平行板左右錯(cuò)開一些后，正對(duì)面積減小但板間

11、距離不變，由于電容器與電源相連，板間電壓不變，由E＝知，場強(qiáng)不變，帶電塵粒受力不變，因而仍將靜止，選項(xiàng)A錯(cuò)誤、選項(xiàng)B正確；兩板錯(cuò)開時(shí)，由C＝知，電容減小，電荷量Q＝CU減小，電容器放電，電阻R中電流方向?yàn)锳到B，選項(xiàng)C錯(cuò)誤 、選項(xiàng)D正確． 6．B　[解析] 由E＝＝＝可知，兩極板帶電量、電介質(zhì)和正對(duì)面積不變時(shí)，M板迅速向上平移一小段距離，不影響板間場強(qiáng)，因而場強(qiáng)不變，微粒受力情況不變，粒子沿原直線運(yùn)動(dòng)． 7．B　[解析] 由圖可知，電極XX′之間加掃描電壓，電極YY′之間加正弦式交變電壓，并且有相同的周期，在0時(shí)刻，UY＝0，電子在YY′之間沒有偏轉(zhuǎn)，UX為負(fù)向最大電壓，電子只在XX′之間

12、偏轉(zhuǎn)，并且向左有最大偏轉(zhuǎn)，故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；在0～t1之間，UY＞0，UX<0，電子在XX′之間由左向右水平移動(dòng)．同時(shí)在YY′之間由正中間先向上運(yùn)動(dòng)，再向下運(yùn)動(dòng)，在熒光屏上看到的圖形是選項(xiàng)B，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確． 　 8．D　[解析] 根據(jù)交變電壓的變化規(guī)律，不難確定電子所受電場力的變化規(guī)律，從而作出電子的加速度a及速度v隨時(shí)間變化的圖線，如圖所示．從圖中可知，電子在第一個(gè)內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)，第二個(gè)內(nèi)做勻減速運(yùn)動(dòng)，在這半個(gè)周期內(nèi)，因初始B板電勢比A板電勢高，所以電子向B板運(yùn)動(dòng)，加速度大小為.在第三個(gè)內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)，第四個(gè)內(nèi)做勻減速運(yùn)動(dòng)，但在這半個(gè)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向與前半個(gè)周期相反，向A板

13、運(yùn)動(dòng)，加速度大小為，所以電子做往復(fù)運(yùn)動(dòng)．正確選項(xiàng)只有D. 9．AC　[解析] 小球在水平方向不受外力作用，所以在水平方向一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確；若場強(qiáng)大小等于，電場力F＝qE＝mg，方向向上，所以小球在豎直方向上在無場區(qū)加速度為g，在有場區(qū)加速度為零，小球在進(jìn)入每個(gè)電場區(qū)的速度依次增大，所用時(shí)間并不相同，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤；若場強(qiáng)大小等于，電場力F＝qE＝2mg，方向向上，所以小球在豎直方向上在無場區(qū)加速度為g，方向向下，在有場區(qū)加速度大小為g，方向向上，由對(duì)稱性可以判斷小球經(jīng)過每一無電場區(qū)的時(shí)間均相同，選項(xiàng)C正確． 10．C　[解析] 由題意可知，當(dāng)電子在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間恰好等于在A

14、、B板間所加交變偏轉(zhuǎn)電壓周期的整數(shù)倍時(shí)，電子可沿軸線射出，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確；當(dāng)電子恰好沿軸線射出時(shí)，電子速度不變，其動(dòng)能也不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 11．0.2 m [解析] 物塊先在電場中向右減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)的位移為x1，由動(dòng)能定理有 －(qE＋μmg)x1＝0－mv 解得x1＝＝0.4 m 所以當(dāng)物塊向右運(yùn)動(dòng)0.4 m時(shí)速度減為零，因物塊所受的電場力F＝qE＝0.03 N>μmg，所以物塊將沿x軸負(fù)向加速運(yùn)動(dòng)，跨過O點(diǎn)之后在摩擦力作用下減速，最終停止在O點(diǎn)左側(cè)某處，設(shè)該點(diǎn)距O點(diǎn)距離為x2，對(duì)全過程由動(dòng)能定理有 －μmg(2x1＋x2)＝0－mv 解得x2＝0.2 m

15、. 12.　2mv [解析] 帶電小球從M運(yùn)動(dòng)到N的過程中，在豎直方向上小球僅受重力作用，速度從v0勻減速到零；在水平方向上小球僅受電場力作用，速度從零勻加速到2v0. 豎直位移：h＝ 水平位移：x＝·t 又h＝·t 所以x＝2h＝ 所以M、N兩點(diǎn)間的電勢差為 UMN＝·x＝ 從M運(yùn)動(dòng)到N的過程，由動(dòng)能定理得 W電＋WG＝m(2v0)2－mv 又WG＝－mgh＝－mv 所以W電＝2mv. 【挑戰(zhàn)自我】 13．(1)正電　(2)(＋L)　(3) [解析] (1)粒子向下偏轉(zhuǎn)，電場力向下，電場強(qiáng)度方向也向下，所以粒子帶正電． (2)設(shè)粒子從A、B間出來時(shí)的速度為v，則有qU＝mv2 設(shè)粒子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)偏離原來方向的角度為φ，偏轉(zhuǎn)距離為y. 在水平方向有vx＝v，x＝vt 在豎直方向有vy＝at，y＝at2 其中a＝ 解得tanφ＝＝，y＝ 所以粒子打在熒光屏上的位置離O點(diǎn)的距離為 y′＝y(tǒng)＋Ltanφ＝(＋L) (3)由上述關(guān)系式得vy＝Ex，所以粒子打在屏上時(shí)的動(dòng)能為： E＝mv＋mv＝qU＋＝