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文檔簡介
1、用心愛心專心- 1 - 2012屆物理高三一輪精品測試題:6.3 電容器與電容、帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)(選修3-1)一、選擇題1.(2011 湖南長沙高三質(zhì)檢) 如右圖所示, 將電鍵 s合到 1 位置,對平行板電容器充電,充電完成后,將電鍵s閉合到 2 位置,讓其放電,在電鍵s閉合瞬間將產(chǎn)生火花放電后,再次將電鍵s合到 1 位置,對平行板電容器充電,然后斷開電鍵,將兩金屬板間距離拉大些,并再次將電鍵閉合到2位置,讓其放電,產(chǎn)生火花,則兩次放電過程相比較( ) a兩次放電過程放出的電荷量相等b兩次放電過程釋放的能量相等c第二次放電過程放出的電荷量較大d第二次放電過程釋放的能量較小解析:兩次充電是
2、用同一電源進(jìn)行的,所以所充電的電荷量相同,故放電時(shí)所放出的電荷量也相等,在將兩金屬板間距離拉大的過程中,克服電場力做功,電場能增加答案:a 2. 如右圖所示,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,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,小球一定打不到下板的中央解析: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eudqcd4kqrs,可知,電容器產(chǎn)生的場強(qiáng)不變,以相同速度入
3、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所以只有選項(xiàng) b正確答案:b 3(2010海門模擬 ) 如右圖所示是測定液面高度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( ) 用心愛心專心- 2 - 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
4、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),說明流過電流計(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:d 4. 如右圖所示,用絕緣細(xì)線拴一帶負(fù)電小球,在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),勻強(qiáng)電場方向豎直向下,則( ) a當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)a時(shí),線的張力一定最小b當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)b時(shí),小球的速度一定最大c當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)a時(shí),小球的電勢能最小d小球在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒解析:若qemg,小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),球在各處對細(xì)線的拉力一樣大若qemg,球在a處速度最大, 對細(xì)線的拉力最大故a
5、、b 錯(cuò)a點(diǎn)電勢最高,負(fù)電荷在電勢最高處電勢能最低,故c 正確小球在運(yùn)動(dòng)過程中除重力外,還有電場力做功,機(jī)械能不守恒,d錯(cuò)誤答案:c 5(2011衡陽四市畢業(yè)班聯(lián)考) 如圖甲所示,一電子以v0的初速度沿平行金屬板的軸線射入金屬板空間從電子射入的時(shí)刻開始在金屬板間加如圖乙所示的交變電壓,假設(shè)電子能穿過平行金屬板則下列說法正確的是( ) a電子只可能從軸線到上極板之間的空間射出( 不包括軸線 ) b電子只可能從軸線到下極板之間的空間射出( 不包括軸線 ) c電子可能從軸線到上極板之間的空間射出,也可能沿軸線方向射出d電子射出后動(dòng)能一定增大解析:由題意可知,當(dāng)電子在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間恰好等于在a、b板
6、間所加交變偏轉(zhuǎn)電壓周期的整數(shù)倍時(shí),電子可沿軸線射出,故a、b 錯(cuò), c 對;當(dāng)電子恰好沿軸線射出時(shí),電子速度不變,其動(dòng)能也不變,故d錯(cuò)答案:c 用心愛心專心- 3 - 6(2010安徽理綜) 如圖所示,m、n是平行板電容器的兩個(gè)極板,r0為定值電阻,r1、r2為可調(diào)電阻,用絕緣細(xì)線將質(zhì)量為m、帶正電的小球懸于電容器內(nèi)部閉合電鍵s,小球靜止時(shí)受到懸線的拉力為f. 調(diào)節(jié)r1、r2,關(guān)于f的大小判斷正確的是( ) a保持r1不變,緩慢增大r2時(shí),f將變大b保持r1不變,緩慢增大r2時(shí),f將變小c保持r2不變,緩慢增大r1時(shí),f將變大d保持r2不變,緩慢增大r1時(shí),f將變小解析:當(dāng)電路接通后,對小球受
7、力分析:小球受重力、電場力和懸線的拉力f三個(gè)力的作用,其中重力為恒力,當(dāng)電路穩(wěn)定后,r1中沒有電流,兩端等電勢,因此電容器兩極板電壓等于r0兩端電壓,當(dāng)r2不變,r1變化時(shí),電容器兩極板電壓不變,板間電場強(qiáng)度不變,小球所受電場力不變,f不變, c、d 兩項(xiàng)錯(cuò)若保持r1不變,緩慢增大r2,r0兩端電壓減小,電容器兩端電壓減小,內(nèi)部電場減弱,小球受電場力減小,f變小故b項(xiàng)正確答案:b 7在地面附近,存在著一有界電場,邊界mn將某空間分成上下兩個(gè)區(qū)域、,在區(qū)域中有豎直向上的勻強(qiáng)電場,在區(qū)域中離邊界某一高度由靜止釋放一質(zhì)量為m的帶電小球a,如圖甲所示,小球運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖乙所示,已知重力加速度為g,
8、不計(jì)空氣阻力,則( ) a在t2.5 s時(shí),小球經(jīng)過邊界mnb小球受到的重力與電場力之比為32c在小球向下運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中,重力做的功與電場力做的功大小相等d在小球運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中,小球的機(jī)械能與電勢能總和先變大再變小解析:由速度圖象可知,帶電小球在區(qū)域與區(qū)域中的加速度之比為32,由牛頓用心愛心專心- 4 - 第二定律可知:mgfmg32,所以小球所受的重力與電場力之比為35,b錯(cuò)誤小球在t 2.5 s 時(shí)速度為零, 此時(shí)下落到最低點(diǎn),由動(dòng)能定理可知, 重力與電場力的總功為零,故 c正確因小球只受重力與電場力作用,所以小球的機(jī)械能與電勢能總和保持不變,d錯(cuò)答案:c 8(2011山東濟(jì)南模擬)
9、如下圖所示,a板發(fā)出的電子經(jīng)加速后,水平射入水平放置的兩平行金屬板間,金屬板間所加的電壓為u,電子最終打在熒光屏p上,關(guān)于電子的運(yùn)動(dòng),則下列說法中正確的是( ) a滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí),其他不變,則電子打在熒光屏上的位置下降b滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng)時(shí),其他不變,則電子打在熒光屏上的位置上升c電壓u增大時(shí),其他不變,則電子打在熒光屏上的速度大小不變d電壓u增大時(shí),其他不變,則電子從發(fā)出到打在熒光屏上的速度變大解析:設(shè)加速電壓為u0,進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度為v0,則電子經(jīng)加速電場:eu012mv20偏轉(zhuǎn)電場中:lv0ty12uedmt2eudy12mv212mv20由得yl2u4du0當(dāng)滑動(dòng)觸頭向右滑動(dòng)時(shí),
10、u0變大,y變小,所以選項(xiàng)a、b均錯(cuò)對得12mv2l2u2e4d2u0eu0當(dāng)u增大時(shí),12mv2增大,電子打到屏上的速度變大,故選項(xiàng)c錯(cuò), d對答案:d 9. 一個(gè)帶負(fù)電荷q,質(zhì)量為m的小球,從光滑絕緣的斜面軌道的a點(diǎn)由靜止下滑, 小球恰能通過半徑為r的豎直圓形軌道的最高點(diǎn)b而做圓周運(yùn)動(dòng)現(xiàn)在豎直方向上加如圖所示的勻強(qiáng)電場,若仍從a點(diǎn)由靜止釋放該小球,則( ) 用心愛心專心- 5 - a小球不能過b點(diǎn)b小球仍恰好能過b點(diǎn)c小球能過b點(diǎn),且在b點(diǎn)與軌道之間壓力不為0 d以上說法都不對解析:小球從光滑絕緣的斜面軌道的a點(diǎn)由靜止下滑,恰能通過半徑為r的豎直圓形軌道的最高點(diǎn)b而做圓周運(yùn)動(dòng),則mgmv2
11、1r,mg(h2r) 12mv21;加勻強(qiáng)電場后仍從a點(diǎn)由靜止釋放該小球,則(mgqe)(h 2r) 12mv22,聯(lián)立解得mgqemv22r,滿足小球恰好能過b點(diǎn)的臨界條件,選項(xiàng)b正確答案:b 10. 如右圖所示,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,場強(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微粒在電場中作類平拋運(yùn)動(dòng)b微粒打到c點(diǎn)時(shí)的速率與射入電場時(shí)的速率相等cmn板間的電勢差為2mv20/qdmn板間的電勢差為ev20
12、/2g解析:因電場力和重力均為恒力,其合力亦為恒力,且與v0有一定夾角,故微粒做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)即拋物線運(yùn)動(dòng),但不是類平拋運(yùn)動(dòng),所以a錯(cuò)因abbc,即v02tvc2t可見vcv0. 故 b項(xiàng)正確;由動(dòng)能定理,得:w電wg ek0,即:qu2mgv202g0,所以umv20/q,故 c項(xiàng)錯(cuò)誤;又由mgqe得qmge代入umv20q,得uev20g,故 d項(xiàng)錯(cuò)誤答案:b 二、非選擇題11. 如右圖所示,水平光滑絕緣軌道m(xù)n的左端有一個(gè)固定擋板,軌道所在空間存在e4.0 102n/c、水平向左的勻強(qiáng)電場一個(gè)質(zhì)量m0.10 kg 、帶電荷量q5.0 105 c 的滑塊 ( 可視為質(zhì)點(diǎn)) ,從軌道上與擋板
13、相距x10.20 m的p點(diǎn)由靜止釋放,滑塊在電場力作用下向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)當(dāng)滑塊與擋板碰撞后滑塊沿軌道向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)到與擋板相距x2用心愛心專心- 6 - 0.10 m 的q點(diǎn),滑塊第一次速度減為零若滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中,電荷量始終保持不變,求:(1) 滑塊沿軌道向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度的大?。?2) 滑塊從p點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到擋板處的過程中,電場力所做的功;(3) 滑塊第一次與擋板碰撞過程中損失的機(jī)械能解析:(1) 設(shè)滑塊沿軌道向左做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為a此過程滑塊所受合外力fqe2.0 102 n 根據(jù)牛頓第二定律fma,解得a0.20 m/s2. (2) 滑塊從p點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到擋板處的過程
14、中,電場力所做的功w1qex14.0 10 3 j. (3) 滑塊第一次與擋板碰撞過程中損失的機(jī)械能等于滑塊由p點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到q點(diǎn)過程中電場力所做的功即 eqe(x1x2) 2.0 103 j. 答案:(1)0.20 m/s2(2)4.0 103 j (3)2.0 103 j 用心愛心專心- 7 - 12. 如右圖所示,在兩條平行的虛線內(nèi)存在著寬度為l、場強(qiáng)為e的勻強(qiáng)電場, 在與右側(cè)虛線相距也為l處有一與電場平行的屏現(xiàn)有一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子 (重力不計(jì) ),以垂直于電場線方向的初速度v0射入電場中,v0方向的延長線與屏的交點(diǎn)為o. 試求:(1) 粒子從射入到打到屏上所用的時(shí)間;(2) 粒子剛射出電場時(shí)的速度方向與初速度方向間夾角的正切值tan ;(3) 粒子打到屏上的點(diǎn)p到o點(diǎn)的距離x. 解析:(1) 根據(jù)題意,粒子在垂直于電場線的方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以粒子從射入到打
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