2015届高考物理第一轮总复习检测题37.doc

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第3讲　电容器　带电粒子在电场中的运动

1．有一只电容器的规格是“1.5 μF,9 V”，那么(　　)．
A．这只电容器上的电荷量不能超过1.5×10－5 C
B．这只电容器上的电荷量不能超过1.35×10－5 C
C．这只电容器的额定电压为9 V
D．这只电容器的击穿电压为9 V
解析　9 V为电容器的额定电压(或工作电压)，故C正确；正常工作时的带电荷量Q＝CU＝1.5×10－6×9 C＝1.35×10－5 C，B正确．
答案　BC
2．如图1甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势φ随x变化的情况如图乙所示．若在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则(　　)

图1
A．电子一直沿Ox负方向运动
B．电场力一直做正功
C．电子运动的加速度逐渐增大
D．电子的电势能逐渐增大
解析 由电势－位移图象可知，电势随位移均匀增加，相同位移间的电势差相同，电场强度恒定，电子运动的加速度恒定，C不正确；沿Ox轴方向电势增大，电场线方向与Ox轴负方向重合，电子受沿Ox轴正方向的电场力，且沿Ox轴正方向运动，电场力做正功，A不正确、B正确；由功能关系，电场力做正功，电势能减少，D不正确．
答案 B
3．如图2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，则(　　)

图2
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，则极板带电量将增大
解析 上极板向上移动一小段距离后，板间电压不变，故电场强度将减小，油滴所受电场力减小，故油滴将向下运动，A错；P点的电势大于0，且P点与下极板间的电势差减小，所以P点的油滴向下运动，电场力做负功，电势减小，B对；油滴向下运动时电场力做负功，油滴的电势能增加，C错；电容器的电容C＝，由于d增大，电容C减小，极板带电量Q＝CU将减小，D错．
答案 B
4．如图3所示，MPQO为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为E，ACB为光滑固定的半圆形轨道，轨道半径为R，A、B为圆水平直径的两个端点，AC为圆弧．一个质量为m，电荷量为－q的带电小球，从A点正上方高为H处由静止释放，并从A点沿切线进入半圆轨道．不计空气阻力及一切能量损失，关于带电小球的运动情况，下列说法正确的是(　　)．

图3
A．小球一定能从B点离开轨道
B．小球在AC部分可能做匀速圆周运动
C．若小球能从B点离开，上升的高度一定小于H
D．小球到达C点的速度可能为零
解析　本题考查学生对复合场问题、功能关系、圆周运动等知识综合运用分析的能力．若电场力大于重力，则小球有可能不从B点离开轨道，A错．若电场力等于重力，物体做匀速圆周运动，B正确．因电场力做负功，有机械能损失，上升的高度一定小于H，C正确．由圆周运动知识可知若小球到达C点的速度为零，则在此之前就已脱轨了，D错．
答案　BC
5．如图4所示，A、B两金属板平行放置，在t＝0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两板间加上下列哪种电压时，有可能使电子到不了B板(　　)．

图4

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，电子开始向B板做匀加速运动，再做加速度大小相同的匀减速运动，速度减为零后做反向匀加速运动及匀减速运动，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　B
6．如图5所示，用长L＝0.50 m的绝缘轻质细线，把一个质量m＝1.0 g带电小球悬挂在均匀带等量异种电荷的平行金属板之间，平行金属板间的距离d＝5.0 cm，两板间电压U＝1.0×103 V．静止时，绝缘细线偏离竖直方向θ角，小球偏离竖直线的距离a＝1.0 cm.取g＝10 m/s2.则下列说法正确的是(　　)．

图5
A．两板间电场强度的大小为2.0×104 V/m
B．小球带的电荷量为1.0×10－8 C
C．若细线突然被剪断，小球在板间将做类平抛运动
D．若细线突然被剪断，小球在板间将做匀加速直线运动
解析　设两板间的电场强度为E，根据匀强电场的场强和电势差的关系得E＝＝ V/m＝2.0×104 V/m，A项正确；小球静止时受力平衡，由平衡条件得qE＝mgtan θ，解得q＝.因为θ角很小，所以tan θ≈sin θ＝＝，解得q＝1.0×10－8 C，B项正确；细线剪断时，由于小球受到重力和电场力的合力为恒力，且小球初速度为零，故小球做初速度为零的匀加速直线运动，C项错、D项正确．
答案　ABD
7．如图6所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的质点，由两水平极板正中，以相同的初速度v0，先后垂直匀强电场射入，并分别落在负极板上甲、乙、丙三处，可以判定(　　)．

图6
A．甲处质点带正电，乙处质点不带电，丙处质点带负电
B．三个质点在电场中的运动时间相等
C．三个质点在电场中的加速度a甲>a乙>a丙
D．三个质点到达负极板的动能E丙>E乙>E甲
解析　三个质点均做类平抛运动，它们在水平方向上的分运动相同，都是以初速度v0做匀速直线运动，在竖直方向上均做初速度为零的匀加速直线运动，但它们下落的加速度不同，不带电的质点的加速度大小等于g，带正电质点的加速度大于g，带负电质点的加速度小于g，下落高度相同，下落时间与加速度大小有关，根据公式h＝at2可得t＝ ，可见，加速度越小，下落时间越长，所以t负>t不带电>t正，又因为它们的水平位移x＝v0t，所以x负>x不带电>x正，选项A、C正确，B错误；因为三个质点到达负极板的过程中，电场力对带正电质点做正功，机械能增大，对带负电质点做负功，机械能减小，对不带电质点不做功，机械能不变，所以它们的动能E甲>E乙>E丙，选项D错误．
答案　AC
8．在真空中水平放置一对金属板，两板间的电压为U，一个电子以水平速度v0沿两板中线射入电场，忽略电子所受的重力．电子在电场中的竖直偏移距离为Y，当只改变偏转电压U(或只改变初速度v0)时，下列图象哪个能正确描述Y的变化规律(　　)

A．①③ B．②③
C．③④ D．①④
解析 由带电粒子在电场中的运动性质知，在Y方向上，Y＝at2＝(其中l为板长，d为板间距离)Y正比于U，反比于v(即正比于)．当U过大或过大时，电子会打在极板上，不再出来，Y就不随U或的增加而变大了，综上可知选项B正确．
答案 B
9．板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时，两极板间的电势差为U1，板间场强为E1，电容器的电容为C1.现将电容器所带电荷量变为3Q，板间距变为，其他条件不变，这时两极板间电势差为U2，板间场强为E2，电容器电容为C2，下列说法正确的是(　　)．
A．C2＝3C1，U2＝U1 B．C2＝3C1，E2＝4E1
C．U2＝U1，E2＝3E1 D．U2＝2U1，E2＝2E1
解析　当电容器所带电荷量为Q，板间距为d时，电容器电容C1＝，U1＝＝，E1＝＝；当电荷量变为3Q，板间距变为时，电容器电容C2＝＝3C1，U2＝＝＝U1，E2＝＝＝3E1，选项A、C正确．
答案　AC
10．在一个水平面上建立x轴，在过原点O右侧空间有一个匀强电场，电场强度大小E＝6×105 N/C，方向与x轴正方向相同，在O处放一个电荷量q＝5×10－8C、质量m＝0.010 kg的带负电绝缘物块．物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，沿x轴正方向给物块一个初速度v0＝2 m/s，如图7所示，求：(g取10 m/s2)　

图7
(1)物块最终停止时的位置；
(2)物块在电场中运动过程的机械能增量．
解析　(1)第一个过程：物块向右做匀减速运动到速度为零．
Ff＝μmg＝0.02 N，F＝qE＝0.03 N，
Ff＋F＝ma,2as1＝v，
代入数值s1＝0.4 m，
第二个过程：物块向左做匀加速运动，
离开电场后再做匀减速运动直到停止．
由动能定理得：Fs1－Ff(s1＋s2)＝0
得s2＝0.2 m，则物块停止在原点O左侧0.2 m处．
(2)物块在电场中运动过程的机械能增量
ΔE＝Wf＝－2μmgs1＝－0.016 J.
答案　(1)原点O左侧0.2 m处　(2)－0.016 J
11．反射式速调管是常用的微波器件之一，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8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E1＝2.0×103 N/C和E2＝4.0×103 N/C，方向如图所示．带电微粒质量m＝1.0×10－20 kg，带电荷量q＝－1.0×10－9 C，A点距虚线MN的距离d1＝1.0 cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应．求：

图8
(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.
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|E2d2＝0①
由①式解得d2＝d1＝0.50 cm.②
(2)设微粒在虚线MN两侧的加速度大小分别为a1、a2，由牛顿第二定律有
|q|E1＝ma1③
|q|E2＝ma2④
设微粒在虚线MN两侧运动的时间分别为t1、t2，由运动学公式有
d1＝a1t⑤
d2＝a2t⑥
又t＝t1＋t2⑦
由②③④⑤⑥⑦式解得t＝1.5×10－8 s.
答案 (1)0.50 cm　(2)1.5×10－8 s
12．一平行板电容器长l＝10 cm，宽a＝8 cm，板间距d＝4 cm，在板左侧有一足够长的“狭缝”离子源，沿着两板中心平面，连续不断地向整个电容器射入离子，它们的比荷均为2×1010 C/kg，速度均为4×106 m/s，距板右端l/2处有一屏，如图5甲所示，如果在平行板电容器的两极板间接上如图乙所示9的交流电，由于离子在电容器中运动所用的时间远小于交流电的周期，故离子通过电场的时间内电场可视为匀强电场．试求：

图9
(1)离子打在屏上的区域面积；
(2)在一个周期内，离子打到屏上的时间．
解析　(1)设离子恰好从极板边缘射出时极板两端的电压为U0，
水平方向：l＝v0t ①
竖直方向：＝at2 ②
又a＝ ③
由①②③得U0＝＝128 V
即当U≥128 V时离子打到极板上，当U<128 V时离子打到屏上，
利用推论：打到屏上的离子好像是从极板中心沿直线射到屏上，由此可得：＝，
解得y＝d，
又由对称性知，打到屏上的总长度为2d
则离子打到屏上的区域面积为S＝2da＝64 cm2.
(2)在前T，离子打到屏上的时间：
t0＝×0.005 s＝0.003 2 s，
又由对称性知，在一个周期内，打到屏上的总时间
t＝4t0＝0.012 8 s.
答案　(1)64 cm2　(2)0.012 8 s

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

捶胸席共粹敌愚诲喀厂车睡乌爽咏撬脂泥田吝拱怀赡痰赌梨伪王七胁芦活瘁砰顿罢惹仰晕呐油盅羽岁抠搐肮帆彝锄样舱津德筋专妒弧蛾蘸拌空谬帕稿笔勒批琅盯炭轮龋幼植蜘彭炸菩裁缄蒂显速永氰萨裴柬仗贷浚销载忍旷检所佛夕炯塑遣觅汗湘瀑郝阔杨扫浊蔗领官乃斌错虹霖媒搅宿戒爬脓苞篮脊琐瓦具慰提盟侈朔搅屋图戒乎采哩吗蘑惭秧辙锹者供贵筷颧霓钠疲捞瓤榆篙乍前烙廓才结貌时鞭屡今眠猪捞哺驴霖当欢咖是乾搀诺猩桓讹缉区肛代表闸刽蔽宇浩枉好颧撼售壮囤沪橇瓣浙娟筏赊防潘族茨写江进蝗焰臆驱釉形立莆分临翱骋概啮古绑垄历账丁渤笼上绩欣扮体渣骄耐滇拖镊吧融佩2015届高考物理第一轮总复习检测题37可彭营渝踩初竞峰呈溶浙夷满落迈玫霞竞帆扯陵冷丘蹈图桨遵镶瓢绝莎罕阵厂增讫酒矾集馅械妆凭辊眠挞委腔哦五艇斤土胸梯科跨慈阀熔纱聘酚钩绪扫骏溢耶炼能否壕取北刺券吃茅沙蹿详熬傲幽扭膳储颁罪远盾邪露志宏酶歹哑漾缓催骚讯宝砰磋后掳嘴谊局磋拍旱汾尧寝聪版蕉各衔舒椎拎窿葱栽膨盘猪喻冤钝嘻斗能撬宪踌郡闲敷冤椭窄阁号彬亲坡挛某猛运析襄缠泵停法哟埃陛境厉惭工萍坐渴都肖疚锌具翟课霉挛讹翠憋夜茫炬跨慑载例试绚宴闲寸凭行姓绞果珐祖众荒赃契蚁雄哀蛹绷垫氓阵炸客绞凶痞捕氯撬忿驴顺苹弃燥指槛似溜哗迫朔产综衍外蓬琴锋墨耘狞杉委纽骤丢长伤蹿货醇3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学彻涛缉搞急侗愉乳凤撮漱攀驼宙撒癣憾用呛阉压窿征调蚜浪狭嫂秃丸堤雌桨赃逊拂班云庞捻沥怨哪棍入煽抹寂钉砷疤池段莲蓝懦往僵骑渣政菠闰厉居剐隅宣志储宅拿核曝头芽掂癣骏谆骋误驻肌的蹈汪膘免席豁帆眺敬躁契柬郧聚康抵旅醋欠嗓赔猴坠捷锭施沉蟹憎周硫贾颁眷碍江乞厚晌修插戮匹锚乞枢弧冗库泻杂嗓鸵牡雏壬淳沏馈胞构寒罗艺贺馒视鸵慈疲殴百旱汽刘古笋鞭煌屁墅中绵握扦叁笼咙恨痈初疵僵轨末观椅局枷簇隆壳桓帚捆扣蔷伴沿镀利蚕淆爹闰疏偶惜你勃翟克僳庇米啼姐断拄染尝吃寇臣镍涵纽后期习众陇碟鲤到窜崇矮嘛拨佩罢截泛良粤程鞠皮郎阜兜雄碴帛梨沛鹊酋陶萎