2021屆物理一輪總復(fù)習(xí)40分鐘鞏固提升訓(xùn)練 電容器　帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

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1、2021屆物理一輪總復(fù)習(xí)40分鐘鞏固提升訓(xùn)練 訓(xùn)練：*電容器　帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)* 一、選擇題 1.如圖，勻強(qiáng)電場(chǎng)水平向左，帶正電物體沿絕緣粗糙水平面向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為100 J，到B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能減少到80 J，減少的動(dòng)能中有12 J轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，則它再經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能大小為(　　) A．4 J B．16 J C．32 J D．64 J 2．原有一油滴靜止在極板水平放置的平行板電容器中，給電容器再充上一些電荷量ΔQ，油滴開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t時(shí)間后，電容器突然放電失去一部分電荷量ΔQ′，又經(jīng)t時(shí)間，油滴回到原位置，假如在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中油滴電荷量一定，則(　　) A.＝

2、4 B.＝3 C.＝2 D.＝1 3．如圖所示，平行板電容器兩極板水平放置，現(xiàn)將其與二極管串聯(lián)接在電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源上，電容器下極板接地，靜電計(jì)所帶電荷量可忽略，二極管具有單向?qū)щ娦裕]合開(kāi)關(guān)S，一帶電油滴恰好靜止于兩板間的P點(diǎn)，現(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向下移動(dòng)一小段距離，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．平行板電容器的電容將變大 B．靜電計(jì)指針張角變小 C．帶電油滴的電勢(shì)能將增加 D．油滴仍將保持靜止 4．示波管是示波器的核心部件，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，如圖所示．從電子槍發(fā)射出的電子在經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)加速和兩個(gè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，最后打在熒光屏上．如果在熒光屏上P

3、點(diǎn)出現(xiàn)亮斑，那么示波管中的(　　) A．極板X(qián)應(yīng)帶負(fù)電，極板Y應(yīng)帶負(fù)電 B．極板X(qián)′應(yīng)帶負(fù)電，極板Y應(yīng)帶負(fù)電 C．極板X(qián)應(yīng)帶負(fù)電，極板Y′應(yīng)帶負(fù)電 D．極板X(qián)′應(yīng)帶負(fù)電，極板Y′應(yīng)帶負(fù)電 5．如圖甲所示，兩平行金屬板MN、PQ的板長(zhǎng)和板間距離相等．板間存在如圖乙所示的隨時(shí)間周期性變化的電場(chǎng)，電場(chǎng)方向與兩板垂直，不計(jì)重力的帶電粒子沿板間中線垂直電場(chǎng)方向源源不斷地射入電場(chǎng)，粒子射入電場(chǎng)時(shí)的初動(dòng)能均為Ek0，已知t＝0時(shí)刻射入電場(chǎng)的粒子剛好沿MN板右邊緣垂直電場(chǎng)方向射出電場(chǎng)．則以下說(shuō)法中正確的是(　　) A．帶電粒子通過(guò)電場(chǎng)的時(shí)間 B．在0～時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入電場(chǎng)的帶電粒子最終都

4、從OO′上方射出電場(chǎng) C．運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所有粒子的最大動(dòng)能不可能超過(guò)2Ek0 D．只有t＝(n＝0,1,2，…)時(shí)刻射入電場(chǎng)的粒子才能垂直電場(chǎng)方向射出電場(chǎng) 6．如圖所示，一平行板電容器充電后與電源斷開(kāi)，負(fù)極板接地，在兩極板間有一正電荷(電荷量很小)固定在P點(diǎn)．以E表示兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度，U表示電容器的電壓，Ep表示正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能．若保持負(fù)極板不動(dòng)，將正極板移到圖中虛線所示位置，則(　　) A．U變小，Ep不變 B．E變大，Ep不變 C．U變大，Ep變大 D．U不變，Ep變大 7．平行板電容器兩個(gè)帶電極板之間存在引力作用，引力的大小與內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)E和極板所帶電荷量Q的乘積成正比

5、．今有一平行板電容器兩極板接在恒壓直流電源上，現(xiàn)將A極板下移使A、B兩板間距變?yōu)樵瓉?lái)的，則A、B兩極板之間的引力與原來(lái)的比值是(　　) A. B. C. D. 8.在真空中上、下兩個(gè)區(qū)域均為豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其電場(chǎng)線分布如圖所示，有一帶負(fù)電的微粒，從上邊區(qū)域沿一條電場(chǎng)線以速度v0勻速下落，并進(jìn)入下邊區(qū)域(該區(qū)域的電場(chǎng)足夠廣)，在如圖所示的速度—時(shí)間圖象中，符合微粒在電場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)情況的是(　　) 9．粗糙絕緣的水平地面上，有兩塊豎直平行相對(duì)而立的金屬板A、B.板間地面上靜止著帶正電的物塊，如圖甲所示，當(dāng)兩金屬板加圖乙所示的交變電壓時(shí)，設(shè)直到t1時(shí)刻物塊才開(kāi)始運(yùn)

6、動(dòng)(最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力可認(rèn)為相等)，則(　　) A．在0～t1時(shí)間內(nèi)，物塊受到逐漸增大的摩擦力，方向水平向右 B．在t1～t3時(shí)間內(nèi)，物塊受到的摩擦力先逐漸增大，后逐漸減小 C．t3時(shí)刻物塊的速度最大 D．t4時(shí)刻物塊的速度最大 10. (多選)如圖所示，沿水平方向放置的平行金屬板a和b分別與電源的正、負(fù)極相連，a、b板的中央沿豎直方向各有一個(gè)小孔，閉合開(kāi)關(guān)S后，帶正電的液滴從小孔正上方的P點(diǎn)由靜止自由落下，當(dāng)液滴穿過(guò)b板小孔到達(dá)a板小孔時(shí)速度為v1，現(xiàn)使a板不動(dòng)，在開(kāi)關(guān)S仍閉合或斷開(kāi)的情況下b板向上或向下平移一小段距離，相同的液滴仍從P點(diǎn)自由落下，此時(shí)液滴到達(dá)a板小孔時(shí)速

7、度為v2，空氣阻力不計(jì)，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．若開(kāi)關(guān)S保持閉合，向下移動(dòng)b板，則v2>v1 B．若開(kāi)關(guān)S保持閉合，則無(wú)論向上或向下移動(dòng)b板，都有v2＝v1 C．若開(kāi)關(guān)S閉合一段時(shí)間后再斷開(kāi)，向下移動(dòng)b板，則v2>v1 D．若開(kāi)關(guān)S閉合一段時(shí)間后再斷開(kāi)，則無(wú)論向上或向下移動(dòng)b板，都有v2

8、 C．從A點(diǎn)到最低點(diǎn)的距離是gt2 D．從A點(diǎn)到最低點(diǎn)，小球的電勢(shì)能增加了mg2t2 12. (多選)如圖所示，在地面上方的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球，系在一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線一端，可以在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)．AB為圓周的水平直徑，CD為豎直直徑．已知重力加速度為g，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝，不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．若小球在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則它運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最小速度vmin≥ B．若小球在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，則小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能最大 C．若將小球在A點(diǎn)由靜止釋放，它將在ACBD圓弧上做往復(fù)運(yùn)動(dòng) D．若將小球在A

9、點(diǎn)以大小為的速度豎直向上拋出，它將能夠到達(dá)B點(diǎn) 13. (多選)如圖所示的直角坐標(biāo)系中，第一象限內(nèi)分布著均勻輻射的電場(chǎng)，坐標(biāo)原點(diǎn)與四分之一圓弧的熒光屏間電壓為U；第三象限內(nèi)分布著豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E.大量電荷量為－q(q>0)、質(zhì)量為m的粒子，某時(shí)刻起從第三象限不同位置連續(xù)以相同的初速度v0沿x軸正方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)．若粒子只能從坐標(biāo)原點(diǎn)進(jìn)入第一象限，其他粒子均被坐標(biāo)軸上的物質(zhì)吸收并導(dǎo)走而不影響原來(lái)的電場(chǎng)分布．不計(jì)粒子的重力及它們間的相互作用．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．能進(jìn)入第一象限的粒子，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的初始位置分布在一條直線上 B．到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)的粒子速度越大，入射速度

10、方向與y軸的夾角越大 C．能打到熒光屏上的粒子，進(jìn)入O點(diǎn)的動(dòng)能必須大于qU D．若U<，熒光屏各處均有粒子到達(dá)而被完全點(diǎn)亮 14． (多選)如圖所示，水平絕緣粗糙的軌道AB與處于豎直平面內(nèi)的半圓形絕緣光滑軌道BC平滑連接，半圓形軌道的半徑R＝0.4 m．在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)線與軌道所在的平面平行，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝1.0×104 N/C.現(xiàn)有一電荷量q＝＋1.0×10－4C、質(zhì)量m＝0.1 kg的帶電體(可視為質(zhì)點(diǎn))在水平軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放，帶電體恰好能通過(guò)半圓形軌道的最高點(diǎn)C，然后落至水平軌道上的D點(diǎn)，取g＝10 m/s2，則(　　) A．帶電體在半圓形軌道C

11、點(diǎn)的速度大小為2 m/s B．落點(diǎn)D與B點(diǎn)的距離xBD＝0 C．帶電體運(yùn)動(dòng)到半圓形軌道B點(diǎn)時(shí)對(duì)半圓形軌道的壓力大小為7 N D．帶電體在從B到C運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中對(duì)軌道最大壓力為3(＋1) N 15．(多選)電子眼系統(tǒng)通過(guò)路面下埋設(shè)的感應(yīng)線來(lái)感知汽車的壓力，感應(yīng)線是一個(gè)壓電薄膜傳感器，壓電薄膜在受壓時(shí)兩端產(chǎn)生電壓，壓力越大電壓越大，壓電薄膜與電容器C和電阻R組成圖甲所示的回路，紅燈亮?xí)r，如果汽車的前、后輪先后經(jīng)過(guò)感應(yīng)線，回路中產(chǎn)生兩脈沖電流，如圖乙所示，即為“闖紅燈”，電子眼拍照，則紅燈亮?xí)r(　　) A．車輪停在感應(yīng)線上時(shí)，電阻R上有恒定電流 B．車輪經(jīng)過(guò)感應(yīng)線的過(guò)程中，電容器先充電

12、后放電 C．車輪經(jīng)過(guò)感應(yīng)線的過(guò)程中，電阻R上的電流先增加后減小 D．汽車前輪剛越過(guò)感應(yīng)線，又倒回到線內(nèi)，仍會(huì)被電子眼拍照 16．(多選)如圖所示，平行板電容器A、B兩極板水平放置，A在上方，B在下方，現(xiàn)將其和二極管串聯(lián)接在電源上，已知A和電源正極相連，二極管具有單向?qū)щ娦裕粠щ娦∏蜓谹、B中心水平射入，打在B極板上的N點(diǎn)，小球的重力不能忽略，現(xiàn)通過(guò)上下移動(dòng)A極板來(lái)改變兩極板A、B間距(兩極板仍平行)，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．若小球帶正電，當(dāng)A、B間距增大時(shí)，小球打在N點(diǎn)的右側(cè) B．若小球帶正電，當(dāng)A、B間距減小時(shí)，小球打在N點(diǎn)的左側(cè) C．若小球帶負(fù)電，當(dāng)A、B間距減小

13、時(shí)，小球可能打在N點(diǎn)的右側(cè) D．若小球帶負(fù)電，當(dāng)A、B間距增大時(shí)，小球可能打在N點(diǎn)的左側(cè) 17.(多選)如圖所示，A、B為兩塊水平放置的金屬板，通過(guò)閉合開(kāi)關(guān)S分別與電源兩極相連，兩板中央各有一個(gè)小孔a和b，在a孔正上方某處一帶電質(zhì)點(diǎn)由靜止開(kāi)始下落，不計(jì)空氣阻力，該質(zhì)點(diǎn)到達(dá)b孔時(shí)速度恰為零，然后返回．現(xiàn)要使帶電質(zhì)點(diǎn)能穿出b孔，可行的方法是(　　) A．保持S閉合，將A板適當(dāng)上移 B．保持S閉合，在兩板左邊之間插入電介質(zhì) C．先斷開(kāi)S，再將A板適當(dāng)下移 D．先斷開(kāi)S，在兩板左邊之間插入電介質(zhì) 18．(多選)用輕繩拴著一質(zhì)量為m、帶正電的小球在豎直面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，豎直面內(nèi)加有

14、豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，如圖甲所示，不計(jì)一切阻力，小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能Ek與繩中張力F間的關(guān)系如圖乙所示，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，則(　　) A．輕繩的長(zhǎng)度為 B．小球所帶電荷量為 C．小球在最高點(diǎn)的最小速度為 D．小球在最高點(diǎn)的最小速度為 二、非選擇題 19．在xOy直角坐標(biāo)系中，三個(gè)邊長(zhǎng)都為2 m的正方形如圖所示排列，第Ⅰ象限正方形區(qū)域ABOC中有水平向左的勻強(qiáng)電揚(yáng)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E0，在第Ⅱ象限正方形COED的對(duì)角線CE左側(cè)CED區(qū)域內(nèi)有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，三角形OEC區(qū)域內(nèi)無(wú)電場(chǎng)，正方形DENM區(qū)域內(nèi)無(wú)電場(chǎng)．現(xiàn)有一帶電荷量為＋q、質(zhì)量為m的帶電粒子(重

15、力不計(jì))從AB邊上的A點(diǎn)由靜止釋放，恰好能通過(guò)E點(diǎn)． (1)求CED區(qū)域內(nèi)的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E1； (2)保持第(1)問(wèn)中電場(chǎng)強(qiáng)度不變，若在正方形區(qū)域ABOC中某些點(diǎn)靜止釋放與上述相同的帶電粒子，要使所有粒子都經(jīng)過(guò)E點(diǎn)，則釋放點(diǎn)的坐標(biāo)值x、y間應(yīng)滿足什么關(guān)系； (3)若CDE區(qū)域內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小變?yōu)镋2＝E0，方向不變，其他條件都不變，則在正方形區(qū)域ABOC中某些點(diǎn)靜止釋放與上述相同的帶電粒子，要使所有粒子都經(jīng)過(guò)N點(diǎn)，則釋放點(diǎn)的坐標(biāo)值x、y間又應(yīng)滿足什么關(guān)系． 20.如圖所示，在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，水平軌道AB連接著一圓形軌道，圓形軌道固定在豎直平面內(nèi)，其最低

16、點(diǎn)B與水平軌道平滑連接．現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電荷的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，從離圓形軌道最低點(diǎn)B相距為L(zhǎng)處的C點(diǎn)由靜止開(kāi)始在電場(chǎng)力作用下沿水平軌道運(yùn)動(dòng)．已知小球所受電場(chǎng)力與其所受的重力大小相等，重力加速度為g，水平軌道和圓形軌道均絕緣，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所帶電荷量q保持不變，不計(jì)一切摩擦和空氣阻力．求： (1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??； (2)小球由C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所用的時(shí)間t； (3)小球運(yùn)動(dòng)到與圓形軌道圓心O等高的D點(diǎn)時(shí)的速度大小vD. 參考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 B A D B C A B A C 10 11

17、12 13 14 15 16 17 18 BC AC AB CD BD BD BC CD AC 19.(1)設(shè)帶電粒子出第Ⅰ象限電場(chǎng)時(shí)速度為v，在第Ⅰ象限電場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理得E0qL＝mv2，其中L＝2 m，要使帶電粒子通過(guò)E點(diǎn)，在第Ⅱ象限電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)，豎直方向位移為y，設(shè)水平位移為x0，則y＝·2，因∠CEO＝45°，即x0＝y(tǒng)＝2 m，解得E1＝4E0. (2)設(shè)坐標(biāo)為(x，y)，帶電粒子出第Ⅰ象限電場(chǎng)時(shí)速度為v1，在第Ⅰ象限電場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理得E0qx＝mv，要使帶電粒子過(guò)E點(diǎn)，在第Ⅱ象限電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)，豎直方向位移為y，水平方向位

18、移也為y，則y＝·2，解得y＝x. (3)如圖所示為其中一條軌跡圖，帶電粒子從DE出電場(chǎng)時(shí)與DE交于Q，進(jìn)入CDE電場(chǎng)后，初速度延長(zhǎng)線與DE交于G，出電場(chǎng)時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線與初速度延長(zhǎng)線交于P點(diǎn)，設(shè)在第Ⅰ象限出發(fā)點(diǎn)的坐標(biāo)為(x，y)，由圖可知，在CDE中帶電粒子的水平位移為y，設(shè)偏轉(zhuǎn)位移為y′，則y′＝·2，而＝，其中GP＝，NE＝2 m，在第Ⅰ象限加速過(guò)程中，E0qx＝mv，解得y＝3x－4. 20.(1)對(duì)小球，由題意可知 Eq＝mg① 解得E＝② (2)對(duì)小球，設(shè)從C到B的加速度為a， 根據(jù)牛頓第二定律可得Eq＝ma③ 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得L＝at2④ ②③④式聯(lián)立解得t＝⑤ (3)設(shè)圓形軌道半徑為R，對(duì)小球從C到D的過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理有 qE(L＋R)－mgR＝mv－0⑥ 聯(lián)立②⑥，可得vD＝. 10 / 10