2015屆高考物理二輪復(fù)習(xí)必備章節(jié)檢測 第8章 檢測4 電容器與電容 帶電粒子在電場中的運(yùn)動

第八章靜 電 場第4講電容器與電容帶電粒子在電場中的運(yùn)動一、 單項選擇題1. (2012·深圳中學(xué))平行板間有如圖甲所示的周期性變化的電壓.重力不計的帶電粒子靜止在平行板中央,從t=0時刻開始將其釋放,運(yùn)動過程中無碰板情況.在圖乙所示的圖象中,能正確定性描述粒子運(yùn)動的速度圖象的是()甲乙2. (2011·廣州二模)將電容為1.2×10-11F的平行板電容器接在3 V的電池上,則該電容器所帶電荷量為()A. 0.4×10-11 CB. 1.8×10-11 CC. 3.6×10-11 CD. 7.2×10-11 C3. 如圖所示,一個帶負(fù)電的油滴以初速度v0從P點(diǎn)傾斜向上進(jìn)入水平方向的勻強(qiáng)電場中,若油滴達(dá)到最高點(diǎn)時速度大小仍為v0,則油滴的最高點(diǎn)位置是()A. 在P點(diǎn)左上方B. 在P點(diǎn)右上方C. 在P點(diǎn)正上方D. 上述情況都可能4. 示波管是一種多功能電學(xué)儀器,它的工作原理可以等效成下列情況:如圖所示,真空室中電極K發(fā)出電子(初速度不計),經(jīng)過電壓為U1的加速電場后,由小孔S沿水平金屬板A、B間的中心線射入板間.金屬板長為L,相距為d,當(dāng)A、B間電壓為U2時電子偏離中心線飛出電場打到熒光屏上而顯示亮點(diǎn).已知電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,不計電子重力,下列情況中一定能使亮點(diǎn)偏離中心距離變大的是()A. U1變大,U2變大B. U1變小,U2變大C. U1變大,U2變小D. U1變小,U2變小二、 雙項選擇題5. (2012·肇慶調(diào)研)a、b兩個電容器,已知a的電容大于b的電容,則()A. 若它們的帶電荷量相同,則a的兩極板間的電勢差小于b的兩極板間的電勢差B. 若它們兩極板間的電勢差相等,則a的帶電荷量大于b的帶電荷量C. a的帶電荷量總是大于b的帶電荷量D. a的兩極板間的電勢差總是大于b的兩極板間的電勢差6. (2011·佛山二模)如圖所示,平行板電容器充電后形成一個勻強(qiáng)電場,大小保持不變.讓質(zhì)子( H)流以不同初速度,先、后兩次垂直電場射入,分別沿a、b軌跡落到極板的中央和邊緣,則質(zhì)子沿b軌跡運(yùn)動時()A. 加速度更大B. 初速度更大C. 動能增量更大D. 兩次的電勢能增量相同7. (2012·廣東高考)如圖所示是某種靜電礦料分選器的原理示意圖,帶電礦粉經(jīng)漏斗落入水平勻強(qiáng)電場后,分落在收集板中央的兩側(cè).對礦粉分離的過程,下列表述正確的有()A. 帶正電的礦粉落在右側(cè)B. 電場力對礦粉做正功C. 帶負(fù)電的礦粉電勢能變大D. 帶正電的礦粉電勢能變小8. (2012·全國新課標(biāo))如圖,平行板電容器的兩個極板與水平地面成一角度,兩極板與一直流電源相連.若一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過電容器,則在此過程中,該粒子()A. 所受重力與電場力平衡B. 電勢能逐漸增加C. 動能逐漸增加D. 做勻變速直線運(yùn)動9. (2012·潮州金中模擬)用控制變量法,可以研究影響平行板電容器電容的因素(如圖).設(shè)兩極板正對面積為S,極板間的距離為d,靜電計指針偏角為.實驗中,極板所帶電荷量不變,若()A. 保持S不變,增大d,則變大B. 保持S不變,增大d,則變小C. 保持d不變,減小S,則變大D. 保持d不變,減小S,則變小三、 非選擇題10. (2012·潮州調(diào)研)如圖所示,用一定長度的絕緣輕質(zhì)細(xì)繩,把一個質(zhì)量為m=4×10-5 kg,電荷量為q=2×10-8 C的帶正電小球懸掛在帶等量異種電荷的平行金屬板之間,平行金屬板間的距離d=10 cm,兩極板間電壓U=1×103 V,靜止時,小球距下板距離x=5 cm.(取g=10 m/s2) 求:(1) 靜止時細(xì)繩對小球的拉力大小.(2) 若細(xì)繩突然被剪斷后,小球的加速度大小和方向.(3) 若細(xì)繩突然被剪斷后,小球到達(dá)極板的速度和時間大小.11. (2012·全國理綜)如圖,一平行板電容器的兩個極板豎直放置,在兩極板間有一帶電小球,小球用一絕緣輕線懸掛于O點(diǎn).現(xiàn)給電容器緩慢充電,使兩極板所帶電荷量分別為+Q和-Q,此時懸線與豎直方向的夾角為.再給電容器緩慢充電,直到懸線和豎直方向的夾角增加到,且小球與兩極板不接觸.求第二次充電使電容器正極板增加的電荷量.12. (2012·金山中學(xué)期末)如圖,正方形區(qū)域abcd邊長L=8 cm,內(nèi)有平行于ab方向指向bc邊的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)E=3 750 V/m,一帶正電的粒子電荷量q=10-10 C,質(zhì)量m=10-20kg,沿電場中心線RO飛入電場,初速度v0=2×106 m/s,粒子飛出電場后經(jīng)過界面cd、PS間的無電場區(qū)域后,進(jìn)入固定在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q形成的電場區(qū)域,一進(jìn)入該區(qū)域即開始做勻速圓周運(yùn)動(設(shè)點(diǎn)電荷左側(cè)的電場分布以界面PS為界限,且不受PS影響).已知cd、PS相距12 cm,粒子穿過PS最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏MN上.不計粒子重力(靜電力常數(shù)k=9×109 N·m2/C2),試求:(1) 粒子穿過界面PS時偏離中心線OR的距離y.(2) 粒子穿過界面PS時的速度大小與方向.(3) O點(diǎn)與PS面的距離x.第4講電容器與電容帶電粒子在電場中的運(yùn)動1. A2. C3. A4. B5. AB6. BD7. BD8. BD9. AC10. (1) 平行板電容器兩極板間電場強(qiáng)度為E=1×104V/m.小球靜止時,受力分析如圖所示.由平衡條件,得T+qE=mg.解得T=2×10-4N.(2) 細(xì)繩突然被剪斷后,對小球,由牛頓第二定律,得mg-qE=ma.解得a=5m/s2,方向豎直向下.(3) 細(xì)繩突然被剪斷后,小球向下極板做勻加速直線運(yùn)動,由運(yùn)動公式v2=2ax,解得v=m/s=0.71m/s.由運(yùn)動公式x=at2,解得t= s=0.14s.11. 設(shè)電容器電容為C.第一次充電后兩極板之間的電壓為U=.兩極板之間電場場強(qiáng)為E=.式中d為兩極板間的距離.按題意,當(dāng)小球偏轉(zhuǎn)角1=時,小球處于平衡位置.設(shè)小球質(zhì)量為m,所帶電荷量為q,則有Tcos 1=mg,Tsin1=qE.式中T為此時懸線的張力.得tan 1=.設(shè)第二次充電使正極板上增加的電荷量為Q,此時小球偏轉(zhuǎn)角2=,則tan 2=.得=.代入數(shù)據(jù)解得Q=2Q.12. (1) 在偏轉(zhuǎn)場中y1=,a=,L=v0t.離開電場后做勻速直線運(yùn)動t2=,vy=at,y2=vy t2,y=y1+y2.聯(lián)立以上方程代入數(shù)據(jù)得y=12cm.(2) vy=at=