高考物理一轮总复习 第七章 静电场 基础课3 电容器、带电粒子在电场中的运动练习（含解析）新人教版-新人教版高三全册物理试题.doc

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1、基础课 3 电容器、带电粒子在电场中的运动一、选择题1某电容器上标有“25 F,450 V”字样，下列对该电容器的说法中正确的是()A要使该电容器两极板之间电压增加1 V，所需电荷量为2.5105 CB要使该电容器带电荷量1 C，两极板之间需加电压2.5105 VC该电容器能够容纳的电荷量最多为25 CD该电容器能够承受的最大电压为450 V解析：选A由电容器电容的定义式C可知C，所以QCU2.51051 C2.5105 C，A正确；若Q1 C，则U4104 V，B错误；当电容器的电压为450 V时，电容器的电荷量最多，QCU2.5105450 C1.125102 C，C错误；450 V是电容

2、器的额定电压，低于击穿电压，D错误2.(2018届河南郑州第三次质量预测)如图所示，A、B为两块竖直放置的平行金属板，G是静电计，开关S闭合后，静电计指针张开一定角度下述做法可使静电计指针张角增大的是()A使A板向左平移以增大板间距离B在A、B两板之间插入一块陶瓷板C断开S后，使B板向左平移以减小板间距离D断开S后，使B板向上平移以减小极板正对面积解析：选D开关S闭合，电容器两端的电势差不变，则指针的张角不变，故A、B错误；断开S，电容器所带的电荷量不变，B板向左平移减小板间距，则电容增大，根据U知，电势差减小，则指针张角减小，故C错误；断开S，电容器所带的电荷量不变，A、B的正对面积错开，电

3、容减小，根据U知，电势差增大，则指针张角增大，故D正确，故选D.3.如图所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿轨迹落到B板中间设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为()AU1U218BU1U214CU1U212 DU1U211解析：选A设板长为l，两板间距为d，粒子的初速度为v0，质量为m，电荷量为q，当电压为U1时，有lv0t1，t12，联立得d.当电压为U2时，有v0t2，dt22，联立得d.由得，故A正确4.(多选)(2018年全国卷)如图，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器

4、的极板水平；两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、下极板附近，与极板距离相等现同时释放a、b，它们由静止开始运动在随后的某时刻t，a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面a、b间的相互作用和重力可忽略下列说法正确的是()Aa的质量比b的大B在t时刻，a的动能比b的大C在t时刻，a和b的电势能相等D在t时刻，a和b的动量大小相等解析：选BD两微粒只受电场力qE作用且两电场力大小相等，由xa0t2，知微粒a的加速度大，由qEma0，知微粒a的质量小，A错误；由动能定理qExEk得，位移x大的动能大，B正确；在同一等势面上，a、b两微粒电荷量虽相等，但电性相反，故

5、在t时刻，a、b的电势能不相等，C错误；由动量定理qEtmv得，在t时刻，a、b的动量大小相等，D正确5(2017年江苏卷)如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分别位于O、M、P点由O点静止释放的电子恰好能运动到P点现将C板向右平移到P点，则由O点静止释放的电子()A运动到P点返回B运动到P和P点之间返回C运动到P点返回D穿过P点解析：选A由题意知，电子在A、B板间做匀加速运动，在B、C板间做匀减速运动，到P点时速度恰好为零，设A、B板和B、C板间电压分别为U1和U2，由动能定理得eU1eU20，所以U1U2；现将C板右移至P点，由于板上带电荷量没有变化，B、C板

6、间电场强度E，E不变，故电子仍运动到P点返回，选项A正确6.(多选)如图所示，水平放置的平行板电容器，上板带负电，下板带正电，充电后断开电源，带电小球以速度v0水平射入电场，且沿下板边缘飞出若下板不动，将上板上移一小段距离，小球仍以相同的速度v0从原处飞入，则带电小球()A仍沿原轨迹由下板边缘飞出B将打在下板中央C不发生偏转，沿直线运动D若上板不动，将下板上移一段距离，小球可能打在下板的中央解析：选AD平行板电容器充电结束后断开电源，极板所带的电荷量不变，则有E，由此式可知，板间距变化不会影响电场强度的变化，电场强度不变，小球所受的电场力不变，所以A正确，B、C错误；如果下极板上移，小球在竖直

7、方向的位移将会减小，到达下极板的时间变短，有可能到达下极板的正中间，所以D正确7如图所示，一价氢离子(H)和二价氦离子(He2)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：选B一价氢离子(H)和二价氦离子(He2)的比荷不同，由qUmv2可知经过加速电场获得的末速度不同，因此在加速电场及偏转电场中的运动时间均不同，但在偏转电场中偏转距离yat2相同，所以会打在同一点，B正确8(多选)如图所示，两平行金属板水平放置，两平行金属板之间有匀强电场，一个重力不计的带电粒

8、子经加速电场加速(加速电场未画出)后，紧贴上板以速度v0进入两平行金属板之间，其速度方向垂直于两平行金属板之间的电场线方向，经一段时间后刚好从下板边缘射出，射出时末速度v恰与下板成60角，已知带电粒子所带的电荷量为q、质量为m，板长为L，则()A加速电场的电压为B偏转电场的场强大小为C两平行金属板之间的距离大小为dLD带电粒子通过平行金属板中的匀强电场时电场力做的功为mv2解析：选AB由题述知带电粒子经加速电场加速后，其速度大小为v0，由动能定理可知qUmv02，由速度关系得v0vcos60，解得U，选项A正确；由牛顿第二定律得qEma，由平抛运动规律得Lv0t，vyat，又vyvsin60v

9、，联立解得E，选项B正确；由平抛运动的推论可得tan60，故dL，选项C错误；带电粒子通过匀强电场时电场力做的功为WEqdmv2，选项D错误9.(多选)(2019届唐山模拟)如图所示，竖直平面内有A、B两点，两点的水平距离和竖直距离均为H，空间存在水平向右的匀强电场，一质量为m的带电小球从A点以水平速度v0抛出，经一段时间竖直向下通过B点，重力加速度为g，小球在由A到B的运动过程中，下列说法正确的是()A小球带负电B速度先增大后减小C机械能一直减小D任意一小段时间内，电势能的增加量总等于重力势能的减少量解析：选AC小球在B点的速度竖直向下，小球可看作在水平方向做匀减速运动，竖直方向做自由落体运

10、动，可知电场力方向水平向左，与电场方向相反，说明小球带负电，故A正确；小球受竖直向下的重力和水平向左的电场力，即合力方向朝左下方，与初速度成钝角，所以开始减速，然后成锐角，可知合力先做负功然后做正功，则速度先减小后增大，故B错误；因为电场力做负功，电势能增加，机械能减小，故C正确；任意一小段时间，小球的动能、电势能和重力势能之和保持不变，总能量守恒，所以电势能的增加量不等于重力势能的减少量，故D错误二、非选择题10中国科学院2015年10月宣布中国将在2020年开始建造世界上最大的粒子加速器加速器是人类揭示物质本源的关键设备，在放射治疗、食品安全、材料科学等方面有广泛应用如图所示，某直线加速器

11、由沿轴线分布的一系列金属圆管(漂移管)组成，相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极质子从K点沿轴线进入加速器并依次向右穿过各漂移管，在漂移管内做匀速直线运动，在漂移管间被电场加速，加速电压视为不变设质子进入漂移管B时速度为8106 m/s，进入漂移管E时速度为1107 m/s，电源频率为1107 Hz，漂移管间缝隙很小，质子在每个管内运动时间视为电源周期的.质子的荷质比取1108 C/kg.求：(1)漂移管B的长度；(2)相邻漂移管间的加速电压解析：(1)设质子进入漂移管B的速度为vB，电源频率、周期分别为f、T，漂移管B的长度为L，则TLvB联立式并代入数据得L0.4 m(2)设质子进入漂移管

12、E的速度为vE，相邻漂移管间的加速电压为U，电场力对质子所做的功为W，质子从漂移管B运动到漂移管E电场力做功W，质子的电荷量为q，质量为m，则WqUW3WWmvE2mvB2联立式并代入数据得U6104 V.答案：(1)0.4 m(2)6104 V11.如图所示，一质量为m、电荷量为q(q0)的液滴，在电场强度大小为E、方向水平向右的匀强电场中运动，运动轨迹在竖直平面内A，B为其运动轨迹上的两点，已知该液滴在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30.求A，B两点间的电势差解析：由题意知qEmg，液滴重力不能忽略，把运动分解水平方向有vsin6

13、0v0sin30t竖直方向有vcos60v0cos30gt可得vv0，t由牛顿第二定律得水平方向加速度ag，水平位移xv0sin30t(g)t2UABEx.答案：12如图所示，水平放置的平行板电容器，两板间距为d8 cm，板长为L25 cm，接在直流电源上，有一带电液滴以v00.5 m/s的初速度从板间的正中央水平射入，恰好做匀速直线运动，当它运动到P处时迅速将下板向上提起 cm，液滴刚好从金属板末端飞出，求：(1)将下板向上提起后，液滴的加速度大小；(2)液滴从射入电场开始计时，匀速运动到P点所用时间为多少？(g取10 m/s2)解析：(1)带电液滴在板间受重力和竖直向上的电场力，因为液滴匀速运动，所以有qEmg，qmg，即qUmgd当下板向上提后，d减小，E增大，电场力增大，故液滴向上偏转，在电场中做类平抛运动此时液滴所受电场力Fqmgag2 m/s2.(2)因为液滴刚好从金属板末端飞出，所以液滴在竖直方向上的位移是设液滴从P点开始在匀强电场中飞行的时间为t1at12，t10.2 s而液滴从刚进入电场到出电场的时间为t20.5 s所以液滴从射入电场开始匀速运动到P点时间为tt2t10.3 s.答案：(1)2 m/s2(2)0.3 s