2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 19《電容器、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》（一）試題

2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 19電容器、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（一）試題1.對(duì)電容計(jì)算式C=Q/U,以下說法正確的是()A.電容器充電量越大,電容增加越大B.電容器的電容跟它兩極所加電壓成反比C.電容器的電容越大,所帶電量就越多D.對(duì)于確定的電容器,它所充的電荷量跟它兩極板間所加電壓的比值保持不變2.某一電容器上標(biāo)有“300V,5 F”字樣,下述說法正確的是()A.該電容器可在300V以下電壓正常工作B.該電容器只能在300V電壓時(shí)正常工作C.電壓是200V時(shí),電容仍是5FD.該電容器能夠容納的電荷量最多為1.5×10-3C3.如圖所示,三個(gè)同樣的帶電粒子(不計(jì)重力)同時(shí)從同一位置沿同一方向垂直于電場(chǎng)線射入平行板電容器間的勻強(qiáng)電場(chǎng),它們的運(yùn)動(dòng)軌跡分別用a、b、c 標(biāo)出,不考慮帶電粒子間的相互作用力.下列說法中正確的是()A.當(dāng)b飛離電場(chǎng)的同時(shí),a剛好打在下極板上B.b和c同時(shí)飛離電場(chǎng)C.進(jìn)入電場(chǎng)時(shí),c的速度最大,a的速度最小D.在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過程中c的動(dòng)能增加量最小,a、b動(dòng)能增加量相同4.(xx·安徽卷四校聯(lián)考)如圖所示，兩平行金屬板間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板間距離為d，在板右端L處有一豎直放置的光屏M，一帶電荷量為q，質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)從兩板中央射入板間，最后垂直打在M屏上，則下列結(jié)論正確的是（ ）A.板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小為B.板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小為C.質(zhì)點(diǎn)在板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和它從板的右端運(yùn)動(dòng)到光屏的時(shí)間相等D.質(zhì)點(diǎn)在板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間大于它從板的右端運(yùn)動(dòng)到光屏的時(shí)間5.如圖所示,一價(jià)氫離子H)和二價(jià)氦離子He)的混合體,經(jīng)同一加速電場(chǎng)加速后,垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中,偏轉(zhuǎn)后,打在同一熒光屏上,則它們()A.同時(shí)到達(dá)屏上同一點(diǎn)B.先后到達(dá)屏上同一點(diǎn)C.同時(shí)到達(dá)屏上不同點(diǎn)D.先后到達(dá)屏上不同點(diǎn)6.(xx·石家莊一中檢測(cè))如圖所示，從F處釋放一個(gè)無初速度的電子向B板方向運(yùn)動(dòng)，指出下列對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的描述中錯(cuò)誤的是(設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為U)（ ）A.電子到達(dá)B板時(shí)的動(dòng)能是U(eV)B.電子從B板到達(dá)C板動(dòng)能變化量為零C.電子到達(dá)D板時(shí)動(dòng)能是3U(eV)D.電子在A板和D板之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)7.(xx·北京西城期末)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種靜電除塵裝置,如圖甲所示,其中有一長(zhǎng)為L(zhǎng)、寬為b、高為d的矩形通道,其前、后面板為絕緣材料,上、下面板為金屬材料.圖乙是裝置的截面圖,上、下兩板與電壓恒定為U的高壓直流電源相連.帶負(fù)電的塵埃被吸入矩形通道的水平速度為v0,當(dāng)碰到下板后其所帶電荷被中和,同時(shí)被收集.將被收集塵埃的數(shù)量與進(jìn)入矩形通道塵埃的數(shù)量的比值,稱為除塵率.不計(jì)塵埃的重力及塵埃之間的相互作用,要增大除塵率,則下列措施可行的是()A.只增大電壓UB.只增大長(zhǎng)度LC.只增大高度dD.只增大塵埃被吸入水平速度v08.(xx·全國新課標(biāo)卷)一水平放置的平行板電容器的兩極板間距為d,極板分別與電池兩極相連,上極板中心有一小孔(小孔對(duì)電場(chǎng)的影響可忽略不計(jì)).小孔正上方處的P點(diǎn)有一帶電粒子,該粒子從靜止開始下落,經(jīng)過小孔進(jìn)入電容器,并在下極板處(未與極板接觸)返回.若將下極板向上平移,則從P點(diǎn)開始下落的相同粒子將()A.打到下極板上B.在下極板處返回C.在距上極板處返回D.在距上極板d處返回9.(xx·安徽卷)如圖所示，充電后的平行板電容器水平放置，電容為C，極板間距離為d，上極板正中有一小孔.質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球從小孔正上方高h(yuǎn)處由靜止開始下落，穿過小孔到達(dá)下極板處速度恰為零(空氣阻力忽略不計(jì)，極板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，重力加速度為g).求：(1)小球到達(dá)小孔處的速度；(2)極板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小和電容器所帶電荷量；(3)小球從開始下落運(yùn)動(dòng)到下極板處的時(shí)間.10.如圖所示,兩帶電平行板豎直放置,開始時(shí)兩極板間電壓為U,相距為d,兩極板間形成勻強(qiáng)電場(chǎng).有一帶電粒子,質(zhì)量為m(重力不計(jì))、所帶電荷量為+q,從兩極板下端連線的中點(diǎn)P以豎直速度v0射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中,帶電粒子落在A極板的M點(diǎn)上,求: (1)若將A極板向左側(cè)水平移動(dòng)d,此帶電粒子仍從P點(diǎn)以速度v0豎直射入勻強(qiáng)電場(chǎng)且仍落在A極板的M點(diǎn)上,則兩極板間電壓應(yīng)增大還是減小?電壓應(yīng)變?yōu)樵瓉淼膸妆?(2)若將A極板向左側(cè)水平移動(dòng)d并保持兩極板間電壓為U,此帶電粒子仍從P點(diǎn)豎直射入勻強(qiáng)電場(chǎng)且仍落在A極板的M點(diǎn)上,則應(yīng)以多大的速度v'射入勻強(qiáng)電場(chǎng)?參考答案1.解析:電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量,與電容器是否帶電,帶電量的多少、板間電勢(shì)差的大小等均無關(guān).故D項(xiàng)正確.答案:D2.解析:電容器上所標(biāo)的“300V”,指的是擊穿電壓,電容器兩極間的電壓不得高于該電壓,否則電容器有可能被擊穿,故A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò);該電容器的電容是5F,與實(shí)際電壓無關(guān),故C項(xiàng)正確;根據(jù)Q=CU可知,該電容器在300V電壓時(shí)容納的電荷最多為Q=5×10-6×300C=1.5×10-3C,故D項(xiàng)正確.答案:ACD3.解析:帶電粒子在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力相同,粒子在電場(chǎng)方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度相同,粒子a和b在電場(chǎng)方向的位移相同,粒子c的位移最小,根據(jù)y=at2可知,在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間關(guān)系,ta=tb>tc,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò);粒子在平行極板方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)v=可知,進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度,粒子c的最大,a的最小,C項(xiàng)正確;粒子在電場(chǎng)中只有電場(chǎng)力做功,電場(chǎng)力做的功等于粒子動(dòng)能的增量,根據(jù)W=Eqy可知,c的動(dòng)能增加最小,a、b動(dòng)能增加量相同,D項(xiàng)正確.答案:ACD4.解析：根據(jù)質(zhì)點(diǎn)垂直打在M屏上可知，質(zhì)點(diǎn)在兩板中央運(yùn)動(dòng)時(shí)向上偏轉(zhuǎn)，在板右端運(yùn)動(dòng)時(shí)向下偏轉(zhuǎn)，mg<qE，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成和分解，質(zhì)點(diǎn)沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)在板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和它從板的右端運(yùn)動(dòng)到光屏的時(shí)間相等，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤.答案：C5.解析:根據(jù)動(dòng)能定理U1q=mv2得,經(jīng)過加速電場(chǎng)的末速度v=.一價(jià)氫離子)和二價(jià)氦離子)的比荷不同,在加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的時(shí)間均不同.在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的距離y=at2=相同,因此,B項(xiàng)正確.答案:B6.解析：由電路圖可得，電子在A、B板間加速運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做正功U(eV)，在B、C板間勻速運(yùn)動(dòng)，在C、D板間減速運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做負(fù)功-U(eV)，所以電子在D板處速度為零，電子在A板和D板之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以答案為C.答案：C7.解析:由類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得塵埃偏轉(zhuǎn)位移為y=at2=,根據(jù)題意,增大除塵率,就是要增大y,需要增大電壓U,增大長(zhǎng)度L,減小高度d,減小塵埃被吸入的水平速度v0,只需改變其中的一項(xiàng)或幾項(xiàng)即可,A、B兩項(xiàng)正確.答案:AB8.解析:由題意知,帶電粒子落到下極板處的速度為0,設(shè)此時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度為E,根據(jù)動(dòng)能定理有,mg(d+)-qEd=0,板間電壓不變的情況下,下極板向上平移后,電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼谋?所以后來的電場(chǎng)強(qiáng)度為E'=,假設(shè)帶電粒子在距上極板h處時(shí),速度變?yōu)?,根據(jù)動(dòng)能定理得mg(h+)-qE'h=0,得h=.答案:D9.解析：(1)由v2=2gh得v=(2)在極板間帶電小球受重力和電場(chǎng)力作用，有mg-qE=ma，0-v2=2ad.得E=.由U=Ed,Q=CU，得Q=C.(3)由h=， 0=v+at2，t=t1+t2,綜合可得t=.答案：(1) (2) C(3) 10.解析:(1)帶電粒子在兩極板間的豎直方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),極板移動(dòng)前后兩分運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,=a1t2,d=a2t2解得,a2=2a1由a1=,a2=得,U'=3U,即板間電壓應(yīng)變大,變?yōu)樵瓉淼?倍.(2)若兩極板間的電壓不變,則Ed=E'·d,E=E'.由qE=ma,qE'=ma'得,a'=a設(shè)帶電粒子的豎直位移為L(zhǎng),則d=a'()2, =a()2聯(lián)立解得v'=v0.答案:(1)增大3倍(2)v0