2020高考物理復(fù)習(xí) 金版教程 第6章第3單元 電容器　電場中帶電粒子的運動練習(xí)

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1、限時規(guī)范特訓(xùn) (時間：45分鐘　分值：100分) 1. 如圖是描述對給定的電容器充電時電荷量Q、電壓U、電容C之間相互關(guān)系的圖象．其中正確的是(　　) 解析：電容器的電容由電容器自身的構(gòu)造因素決定，與U和Q無關(guān)，故B、D正確．由C＝知C正確． 答案：BCD 2.[2020·海門模擬]如右圖所示是測定液面高度h的電容式傳感器示意圖，E為電源，G為靈敏電流計，A為固定的導(dǎo)體芯，B為導(dǎo)體芯外面的一層絕緣物質(zhì)，C為導(dǎo)電液體．已知靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系為：電流從左邊接線柱流進(jìn)電流計，指針向左偏．如果在導(dǎo)電液體的深度h發(fā)生變化時觀察到指針正向左偏轉(zhuǎn)，則(　　) A．導(dǎo)體芯

2、A所帶電荷量在增加，液體的深度h在增大 B．導(dǎo)體芯A所帶電荷量在減小，液體的深度h在增大 C．導(dǎo)體芯A所帶電荷量在增加，液體的深度h在減小 D．導(dǎo)體芯A所帶電荷量在減小，液體的深度h在減小 解析： 電流計指針向左偏轉(zhuǎn)，說明流過電流計G的電流由左→右，則導(dǎo)體芯A所帶電荷量在減小，由Q＝CU可知，芯A與液體形成的電容器的電容減小，則液體的深度h在減小，故D正確． 答案：D 3．[2020·安徽理綜]如圖所示，M、N是平行板電容器的兩個極板，R0為定值電阻，R1、R2為可調(diào)電阻，用絕緣細(xì)線將質(zhì)量為m、帶正電的小球懸于電容器內(nèi)部．閉合電鍵S，小球靜止時受到懸線的拉力為F.調(diào)節(jié)R1、R2，

3、關(guān)于F的大小判斷正確的是(　　) A．保持R1不變，緩慢增大R2時，F(xiàn)將變大 B．保持R1不變，緩慢增大R2時，F(xiàn)將變小 C．保持R2不變，緩慢增大R1時，F(xiàn)將變大 D．保持R2不變，緩慢增大R1時，F(xiàn)將變小 解析： 當(dāng)電路接通后，對小球受力分析：小球受重力、電場力和懸線的拉力F三個力的作用，其中重力為恒力，當(dāng)電路穩(wěn)定后，R1中沒有電流，兩端等電勢，因此電容器兩極板電壓等于R0兩端電壓，當(dāng)R2不變，R1變化時，電容器兩極板電壓不變，板間電場強(qiáng)度不變，小球所受電場力不變，F(xiàn)不變，C、D兩項錯．若保持R1不變，緩慢增大R2，R0兩端電壓減小，電容器兩端電壓減小，內(nèi)部電場減弱，小球受

4、電場力減小，F(xiàn)變?。蔅項正確． 答案：B 4．如右圖所示，用絕緣細(xì)線拴一帶負(fù)電小球，在豎直平面內(nèi)做圓周運動，勻強(qiáng)電場方向豎直向下，則(　　) A．當(dāng)小球運動到最高點a時，線的張力一定最小 B．當(dāng)小球運動到最低點b時，小球的速度一定最大 C．當(dāng)小球運動到最高點a時，小球的電勢能最小 D．小球在運動過程中機(jī)械能守恒 解析： 若qE＝mg，小球做勻速圓周運動，球在各處對細(xì)線的拉力一樣大．若qEmg，球在a處速度最大，對細(xì)線的拉力最大．故A、B錯．a(chǎn)點電勢最高，負(fù)電荷在電勢最高處電勢能最低，故C正確．小球在運動過程中除重力外，還有電

5、場力做功，機(jī)械能不守恒，D錯誤． 答案：C 5.[2020·山東濟(jì)南模擬]如圖所示，A板發(fā)出的電子經(jīng)加速后，水平射入水平放置的兩平行金屬板間，金屬板間所加的電壓為U，電子最終打在熒光屏P上，關(guān)于電子的運動，則下列說法中正確的是(　　) A．滑動觸頭向右移動時，其他不變，則電子打在熒光屏上的位置下降 B．滑動觸頭向左移動時，其他不變，則電子打在熒光屏上的位置上升 C．電壓U增大時，其他不變，則電子打在熒光屏上的速度大小不變 D．電壓U增大時，其他不變，則電子從發(fā)出到打在熒光屏上的速度變大 解析：設(shè)加速電壓為U0，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的速度為v0，則電子經(jīng)加速電場：eU0＝mv?、? 偏轉(zhuǎn)

6、電場中：L＝v0t　② y＝t2?、? y＝mv2－mv?、? 由①②③得y＝ 當(dāng)滑動觸頭向右滑動時，U0變大，y變小，所以選項A、B均錯． 對①②③④得mv2＝＋eU0 當(dāng)U增大時，mv2增大，電子打到屏上的速度變大，故選項C錯，D對． 答案：D 6．[2020·衡陽四市畢業(yè)班聯(lián)考]如圖甲所示，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(　　) A．電子只可能從軸線到上極板之間的空間射出(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

7、．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．電子射出后動能一定增大 解析： 由題意可知，當(dāng)電子在電場中運動的時間恰好等于在A、B板間所加交變偏轉(zhuǎn)電壓周期的整數(shù)倍時，電子可沿軸線射出，故A、B錯，C對；當(dāng)電子恰好沿軸線射出時，電子速度不變，其動能也不變，故D錯． 答案：C 7.如圖所示，從F處釋放一個無初速的電子向B板方向運動，指出下列對電子運動的描述中錯誤的是(設(shè)電源電動勢為E) (　　) A．電子到達(dá)B板時的動能是E eV B．電子從B板到達(dá)C板動能變化量為零 C．電子到達(dá)D板時動能是3E eV D．電子在A板和D板之間做往復(fù)運動 解析：由電池

8、的接法知：A板帶負(fù)電，B板帶正電，C板帶正電，D板帶負(fù)電，所以A、B板間有向左的電場，C、D板間有向右的電場，B、C板間無電場，由動能定理知：電子到達(dá)B板時的動能為E eV，到達(dá)D板時的動能為零，在B、C板間做勻速直線運動，總之電子能在A板和D板間往復(fù)運動，所以錯誤選項為C. 答案：C 8．如圖所示，D是一只理想二極管，電流只能從a流向b，而不能從b流向a.平行板電容器的A、B兩極板間有一電荷，在P點處于靜止?fàn)顟B(tài)．以E表示兩極板間的電場強(qiáng)度，U表示兩極板間的電壓，Ep表示電荷在P點的電勢能．若保持極板B不動，將極板A稍向上平移，則下列說法中正確的是 (　　) A．E變小　　　　

9、　　 B．U變大 C．Ep不變 D．電荷仍保持靜止 解析：由C＝可知，當(dāng)極板A稍向上平移時，d增大，C變小，但因二極管的存在，電容器上的電量不能放出，故電容器上的電量Q不變，由Q＝CU可知，U變大，由Q＝＝E可知，板間電場強(qiáng)度不變，電荷仍靜止，且φP不變，故Ep＝φpq也不變，綜上所述，B、C、D均正確，A錯誤． 答案：BCD 9．[2020·安徽卷] 圖甲為示波管的原理圖．如果在電極YY′之間所加的電壓按圖乙所示的規(guī)律變化，在電極XX′之間所加的電壓按圖丙所示的規(guī)律變化，則在熒光屏上會看到的圖形是(　　) 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

10、交變電壓，并且有相同的周期，在0時刻，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′之間偏轉(zhuǎn)，并且向左有最大偏轉(zhuǎn)，故選項A、C錯誤；在0～t1之間，UY>0，UX<0，電子在XX′之間由左向右水平移動，同時在YY′之間由正中間先向上運動，再向下運動，在熒光屏看到的圖形是選項B，故選項D錯誤，選項B正確． 答案：B 10．[2020·無錫月考]半導(dǎo)體指紋傳感器：在一塊半導(dǎo)體基板上陣列了10萬顆金屬顆粒，傳感器陣列的每一顆金屬顆粒都是一個金屬電極，充當(dāng)電容器的一極，其外表面是絕緣的．手指貼在其上與其構(gòu)成了電容器的另一極，由于手指指紋深淺不同，嵴和峪與半導(dǎo)體電容感應(yīng)顆粒形

11、成的電容值大小不同，其工作過程是通過對電容感應(yīng)顆粒預(yù)先充電到某一參考電壓，然后對每個電容的放電電流進(jìn)行測量，設(shè)備將采集到的不同數(shù)值匯總，也就完成了對指紋的采集，則(　　) A．指紋的嵴處與半導(dǎo)體基板上對應(yīng)的金屬顆粒距離近，電容小 B．指紋的峪處與半導(dǎo)體基板上對應(yīng)的金屬顆粒距離遠(yuǎn)，電容小 C．對每個電容感應(yīng)顆粒都充電至某一參考電壓時，在手指靠近時，各金屬電極電荷量減小 D．對每個電容感應(yīng)顆粒都充電至某一參考電壓時，在手指遠(yuǎn)離時，各金屬電極均處于充電狀態(tài) 解析：本題考查了影響電容器電容的因素及其應(yīng)用．指紋的峪處與半導(dǎo)體基板上對應(yīng)的金屬顆粒一起等效為平行板電容器，當(dāng)距離越遠(yuǎn)時，對應(yīng)的電容越

12、小，B正確．對每個電容感應(yīng)顆粒都充電至某一參考電壓時，在手指靠近時，由于電容量增大，故各金屬電極電荷量增大，C錯誤；當(dāng)手指遠(yuǎn)離時，由于電容量減小，故電荷量將減小，各電極處于放電狀態(tài)，D錯誤． 答案：B 11．如圖所示為一真空示波管的示意圖，電子從燈絲K發(fā)出(初速度可忽略不計)，經(jīng)燈絲與A板間的電壓U1加速，從A板中心孔沿中心線KO射出，然后進(jìn)入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場中(偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強(qiáng)電場)，電子進(jìn)入M、N間電場時的速度與電場方向垂直，電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場后打在熒光屏上的P點．已知M、N兩板間的電壓為U2，兩板間的距離為d，板長為L，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，不計電子受到的重力

13、及它們之間的相互作用力． (1)求電子穿過A板時速度的大??； (2)求電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時的側(cè)移量； (3)若要使電子打在熒光屏上P點的上方，可采取哪些措施？ 解析：(1)設(shè)電子經(jīng)電壓U1加速后的速度為v0，由動能定理eU1＝mv－0解得v0＝ (2)電子以速度v0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后，垂直于電場方向做勻速直線運動，沿電場方向做初速度為零的勻加速直線運動．設(shè)偏轉(zhuǎn)電場的電場強(qiáng)度為E，電子在偏轉(zhuǎn)電場中運動的時間為t，加速度為a，電子離開偏轉(zhuǎn)電場時的側(cè)移量為y.由牛頓第二定律和運動學(xué)公式 t＝　F＝ma, F＝eE, E＝ a＝　y＝at2　解得y＝ (3)由y＝可知，減

14、小加速電壓U1和增大偏轉(zhuǎn)電壓U2均可增大y值，從而使電子打到屏上的位置在P點上方． 12. [2020·北京卷]靜電場方向平行于x軸，其電勢φ隨x的分布可簡化為如圖所示的折線，圖中φ0和d為已知量．一個帶負(fù)電的粒子在電場中以x＝0為中心、沿x軸方向做周期性運動．已知該粒子質(zhì)量為m、電量為－q，其動能與電勢能之和為－A(0