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

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1、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(xiàng)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(jì)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 C B. 1.8×10-11 C C. 3.6×10-11 C D. 7.2×10

2、-11 C 3. 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(jì)),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(jì)電子重力,下列情況中一定

3、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(xiàng)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)

4、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

5、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(jì)指針偏角為θ.實(shí)驗(yàn)中,極板所帶電荷量不變,若(　　) A. 保持S不變,增大d,則θ變大 B. 保持S不變,增大d,則θ變小 C. 保持d不變,減小S,則θ變大 D. 保持d不變,減小S,則θ變小 三、 非選擇題 10. (2012·潮州調(diào)研

6、)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

7、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)

8、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(jì)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. A　 2. C　 3. A　 4. B　 5. AB　 6. BD　 7. BD　 8. BD　 9. AC　 10. (1) 平行板

9、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θ1=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 θ1=mg,Tsinθ1=qE. 式中T為此時懸線的張力. 得tan θ1=. 設(shè)第二次充電使正極板上增加的電荷量為ΔQ,此時小球偏轉(zhuǎn)角θ2=,則tan θ2=. 得=. 代入數(shù)據(jù)解得ΔQ=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==