2011屆課件-高三物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 第3講電容器與電容帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課時(shí)作業(yè) 新人教版

第六章 第3講(本欄目?jī)?nèi)容，在學(xué)生用書(shū)中以活頁(yè)形式分冊(cè)裝訂！)1某空間內(nèi)有高度為d、寬度足夠?qū)?、方向水平向左的勻?qiáng)電場(chǎng)當(dāng)在該空間內(nèi)建立如圖所示的坐標(biāo)系后，在x軸上的P點(diǎn)沿y軸正方向連續(xù)射入質(zhì)量和電荷量均相同、且?guī)щ娦再|(zhì)也相同的帶電粒子(粒子重力不計(jì))，由于粒子的入射速率v(v0)不同，有的粒子將在電場(chǎng)中直接通過(guò)y軸，有的將穿出電場(chǎng)后再通過(guò)y軸設(shè)粒子通過(guò)y軸時(shí)，離坐標(biāo)原點(diǎn)的距離為h，從P到y(tǒng)軸所需的時(shí)間為t，則()A由題設(shè)條件可以判斷出粒子的帶電性質(zhì)B對(duì)hd的粒子，h越大，t越大C對(duì)hd的粒子，在時(shí)間t內(nèi)，電場(chǎng)力對(duì)粒子做的功不相等Dh越大的粒子，進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速率v也越大【解析】由題設(shè)條件，粒子必定受到向左的電場(chǎng)力，電場(chǎng)方向向左，故粒子必帶正電荷，A正確hd的粒子，都沒(méi)有飛出電場(chǎng)，電場(chǎng)方向上的加速度a，因粒子的帶電荷量和質(zhì)量都相等，故加速度相等，到達(dá)y軸的時(shí)間也相等，該過(guò)程電場(chǎng)力做功WqExo相等，所以B、C錯(cuò)誤而初速度越大的粒子在粒子到達(dá)y軸的時(shí)間內(nèi)，豎直向上的位移越大，所以D正確【答案】AD2如圖所示，水平放置的平行板電容器，上板帶負(fù)電，下板帶正電，帶電小球以速度v0水平射入電場(chǎng)，且沿下板邊緣飛出若下板不動(dòng)，將上板上移一小段距離，小球仍以相同的速度v0從原處飛入，則帶電小球()A將打在下板中央B仍沿原軌跡由下板邊緣飛出C不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，沿直線運(yùn)動(dòng)D若上板不動(dòng)，將下板上移一段距離，小球可能打在下板的中央【解析】將電容器上板或下板移動(dòng)一小段距離，電容器帶電荷量不變，由公式E，可知，電容器產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)不變，以相同速度入射的小球仍將沿原軌跡運(yùn)動(dòng)下板不動(dòng)時(shí)，小球沿原軌跡由下板邊緣飛出；當(dāng)下板向上移動(dòng)時(shí)，小球可能打在下板的中央【答案】BD3(2009年海門(mén)模擬)如圖所示是測(cè)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(jì)，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(jì)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(jì)，指針向左偏如果在導(dǎo)電液體的深度h發(fā)生變化時(shí)觀察到指針正向左偏轉(zhuǎn)，則()A導(dǎo)體芯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(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明流過(guò)電流計(jì)G的電流由左右，則導(dǎo)體芯A所帶電荷量在減小，由QCU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】D4一平行板電容器的兩個(gè)極板水平放置，兩極板間有一帶電荷量不變的小油滴，油滴在極板間運(yùn)動(dòng)時(shí)所受空氣阻力的大小與其速率成正比若兩極板間電壓為零，經(jīng)一段時(shí)間后，油滴以速率v勻速下降；若兩極板間的電壓為U，經(jīng)一段時(shí)間后，油滴以速率v勻速上升若兩極板間電壓為U，油滴做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度的大小、方向?qū)⑹?)A2v、向下B2v、向上C3v、向下 D3v、向上【解析】以油滴為研究對(duì)象，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件：不加電壓時(shí)，mgkv0所加電壓為U時(shí)，mgkv0所加電壓為U時(shí)，mgkv0由以上各式得：v3v，方向豎直向下【答案】C5如圖所示，M、N是豎直放置的兩平行金屬板，分別帶等量異種電荷，兩極間產(chǎn)生一個(gè)水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E，一質(zhì)量為m、電荷量為q的微粒，以初速度v0豎直向上從兩極正中間的A點(diǎn)射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，微粒垂直打到N極上的C點(diǎn)，已知ABBC.不計(jì)空氣阻力，則可知()A微粒在電場(chǎng)中作拋物線運(yùn)動(dòng)B微粒打到C點(diǎn)時(shí)的速率與射入電場(chǎng)時(shí)的速率相等CMN板間的電勢(shì)差為2mv/qDMN板間的電勢(shì)差為Ev/2g【解析】微粒所受合外力為恒力，故微粒做拋物線運(yùn)動(dòng)，A對(duì)；因ABBC，即·t·t可見(jiàn)vCv0.故B項(xiàng)正確；AC由動(dòng)能定理得：W電W重Ek0.所以W電W重即：gmgh即h，所以U，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；又由mgqE得q代入U(xiǎn)，得U，故D項(xiàng)錯(cuò)誤【答案】AB6如圖所示，在某一真空中，只有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和豎直向下的重力場(chǎng)g，在豎直平面內(nèi)有初速度為v0的帶電微粒，恰能沿圖示直線由A向B直線前進(jìn)那么()A微粒帶正、負(fù)電荷都有可能B微粒做勻減速直線運(yùn)動(dòng)C微粒做勻速直線運(yùn)動(dòng)D微粒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)【解析】由帶電微粒恰能沿圖示直線由A向B直線前進(jìn)可知微粒所受的合外力一定沿圖示直線方向，微粒所受的重力方向豎直向下，則所受電場(chǎng)力方向一定向左，所以微粒一定帶負(fù)電，且合外力方向與初速度方向相反，微粒做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，B正確【答案】B.7如圖所示，豎直放置的兩個(gè)平行金屬板間有勻強(qiáng)電場(chǎng)，在兩板之間等高處有兩個(gè)質(zhì)量相同的帶電小球，P小球從緊靠左極板處由靜止開(kāi)始釋放，Q小球從兩板正中央由靜止開(kāi)始釋放，兩小球最后都能打在右極板上的同一點(diǎn)則從開(kāi)始釋放到打到右極板的過(guò)程中()A它們的運(yùn)行時(shí)間tP>tQB它們的電荷量之比qPqQ21C它們的動(dòng)能增加量之比EkPEkQ41D它們的電勢(shì)能減少量之比EPEQ21【解析】本題考查必修2運(yùn)動(dòng)的合成與分解、選修31電場(chǎng)在豎直方向加速度均為g，位移相等，所以它們運(yùn)行時(shí)間相等，A項(xiàng)錯(cuò)誤；水平位移xP2xQ，aPt22×aQt2，F(xiàn)P2FQ，qP2qQ，qPqQ21，B項(xiàng)正確；EkPmghFPx，EkQmghFQ，所以EkPEkQ41，C項(xiàng)錯(cuò)誤；EPEQFPxFQ41，D項(xiàng)錯(cuò)誤【答案】B8如圖所示，在粗糙的斜面上固定一點(diǎn)電荷Q，在M點(diǎn)無(wú)初速度地釋放帶有恒定電荷的小物塊，小物塊在Q的電場(chǎng)中沿斜面運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)靜止，則從M到N的過(guò)程中()A小物塊所受的電場(chǎng)力減小B小物塊的電勢(shì)能可能增加C小物塊電勢(shì)能變化量的大小一定小于克服摩擦力做的功DM點(diǎn)的電勢(shì)一定高于N點(diǎn)的電勢(shì)【解析】Q為點(diǎn)電荷，由于M點(diǎn)距點(diǎn)電荷Q的距離比N點(diǎn)小，所以小物塊在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力小于在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力，選項(xiàng)A正確由小物塊的初、末狀態(tài)可知，小物塊從M到N的過(guò)程先加速再減速，而重力和摩擦力均為恒力，所以電荷間的庫(kù)侖力為斥力，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤由功能關(guān)系可知，克服摩擦力做的功等于電勢(shì)能的減少量和重力勢(shì)能的減少量之和，故選項(xiàng)C正確因不知Q和物塊的電性，無(wú)法判斷電勢(shì)高低，選項(xiàng)D錯(cuò)誤【答案】AC9如圖所示，處于真空中的勻強(qiáng)電場(chǎng)與水平方向成15°角，AB直線與勻強(qiáng)電場(chǎng)E互相垂直在A點(diǎn)以大小為v0的初速度水平拋出一質(zhì)量為m，帶電荷量為q的小球，經(jīng)時(shí)間t，小球下落一段距離過(guò)C點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)時(shí)速度仍為v0，在小球由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，下列說(shuō)法中不正確的是()A電場(chǎng)力對(duì)小球做功為零B小球的電勢(shì)能增加C小球的機(jī)械能減少量為mg2t2DC可能位于AB直線的左側(cè)【解析】由動(dòng)能定理，得mghW電0，可知W電mgh0，即電場(chǎng)力對(duì)小球做負(fù)功，電勢(shì)能增加，C位置應(yīng)位于AB直線的右側(cè)；由于小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能未變，重力勢(shì)能的減少量為Epmghmg·at2mg··t2mg2t2.選項(xiàng)ACD錯(cuò)誤【答案】ACD10(2010年寧德質(zhì)檢)如圖所示，半徑為R的環(huán)形塑料管豎直放置，AB為該環(huán)的水平直徑，且管的內(nèi)徑遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑，環(huán)的AB及以下部分處于水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，管的內(nèi)壁光滑現(xiàn)將一質(zhì)量為m，帶電荷量為q的小球從管中A點(diǎn)由靜止釋放，已知qEmg.求：(1)小球釋放后，第一次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)D時(shí)的速度和對(duì)管壁的壓力；(2)小球釋放后，第一次經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)C時(shí)管壁對(duì)小球的作用力【解析】(1)小球從A至D點(diǎn)，由動(dòng)能定理mgRqERmvv12由牛頓第二定律FNmgmFN5mg由牛頓第三定律FNFN小球?qū)鼙诘膲毫?mg，方向向下(2)小球第一次經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)，由動(dòng)能定理mgRqE·2Rmv設(shè)在C點(diǎn)管壁對(duì)小球的作用力方向向下mgFCm解得FCmgFC的方向向下【答案】(1)25mg方向向下(2)mg方向向下11如圖所示，平行板電容器A、B間的電壓為U，兩板間的距離為d，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子，由兩板中央O點(diǎn)以水平速度v0水平射入，落在C處，BCl.若將B板向下拉開(kāi)，初速度v0不變，則粒子將落在B板的C點(diǎn)，求BC為多長(zhǎng)(粒子的重力忽略不計(jì))【解析】根據(jù)牛頓第二定律，帶電粒子在落到C點(diǎn)之前，有qma，所以a.而帶電粒子運(yùn)動(dòng)的情況為lv0t.dat2·t2.帶電粒子落在C點(diǎn)之前，根據(jù)牛頓第二定律得qma.所以a，得lv0t.ddat2··t2.解方程組得BC的長(zhǎng)為ll.【答案】l12(2009年浙江卷)如圖所示，相距為d的平行金屬板A、B豎直放置，在兩板之間水平放置一絕緣平板有一質(zhì)量m、電荷量q(q>0)的小物塊在與金屬板A相距l(xiāng)處?kù)o止若某一時(shí)刻在金屬板A、B間加一電壓UAB，小物塊與金屬板只發(fā)生了一次碰撞，碰撞后電荷量變?yōu)閝，并以與碰前大小相等的速度反方向彈回已知小物塊與絕緣平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，若不計(jì)小物塊電荷量對(duì)電場(chǎng)的影響和碰撞時(shí)間則(1)小物塊與金屬板A碰撞前瞬間的速度大小是多少？(2)小物塊碰撞后經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間停止運(yùn)動(dòng)？停在何位置？【解析】(1)加電壓后，B板電勢(shì)高于A板，小物塊在電場(chǎng)力與摩擦力共同作用下向A板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)電場(chǎng)強(qiáng)度為E小物塊所受的電場(chǎng)力與摩擦力方向相反，則合外力為F合qEmg故小物塊運(yùn)動(dòng)的加速度為a1g.設(shè)小物塊與A板相碰時(shí)的速度為v1，則v2a1l解得v1.(2)小物塊與A板相碰后以與v1大小相等的速度反彈，因電荷量及電性改變，電場(chǎng)力大小與方向發(fā)生變化，摩擦力的方向發(fā)生改變，小物塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng)小物塊所受的合外力大小為F合mg加速度大小為a2g設(shè)小物塊碰后到停止的時(shí)間為t，注意到末速度為零，有0v1a2t解得t4設(shè)小物塊碰后停止時(shí)距離A板的距離為x，注意到末速度為零，有0v2a2x則x2l或距離B板為d2l.【答案】(1)(2)42l或d2l