2017届高考物理第一轮基础课时检测11.doc

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基础课时18　电容器　带电粒子在电场中的运动

一、单项选择题
1．如图1甲所示，直线AB是某电场中的一条电场线，一电子仅在电场力作用下由电场线上A点沿直线运动到B点，其速度平方v2与位移x的关系如图乙所示。EA、EB表示A、B两点的电场强度，φA、φB表示A、B两点的电势。以下判断正确的是(　　)

图1
A．EA＜EB B．EA＞EB
C．φA＞φB D．φA＜φB
解析　由速度平方v2与位移x的关系与v2－v＝2ax对比可得，电子做匀加速直线运动，由牛顿第二定律，合力(电场力)恒定，此电场为匀强电场，选项A、B错误；电子从A到B，电场力做正功，电势能减小，电势增大，选项D正确，C错误。
答案　D
2．(2016·浙江效实中学期中)图2a为示波管的原理图。如果在电极YY′之间所加的电压按图b所示的规律变化，在电极XX′之间所加的电压按图c所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是(　　)

图2

解析　在t＝0时刻，UY＝0知竖直位移为0，故A、C错误；在t＝时刻，UY正向最大知竖直位移正向最大，故B正确，D错误。
答案　B
3. (2016·杭州二中期中)在光滑绝缘的水平桌面上，存在着方向水平向右的匀强电场，电场线如图3中实线所示。一带正电、初速度不为零的小球从桌面上的A点开始运动，到C点时，突然受到一个外加的水平恒力F作用而继续运动到B点，其运动轨迹如图中虚线所示，v表示小球经过C点时的速度，则(　　)

图3
A．小球在A点的电势能比在B点小
B．恒力F的方向可能水平向左
C．恒力F的方向可能与v方向相反
D．在A、B两点小球的速率不可能相等
解析　小球带正电，电场力向右，从A到B，电场力做正功，电势能减少，故A错误；从C到B小球做曲线运动，小球所受的合力应该指向曲线弯曲的内侧，故恒力F的方向可能水平向左，B正确；从C到B小球做曲线运动，若恒力F的方向与v方向相反，则合力不可能指向曲线弯曲的内侧，故C错误；从A到B电场力做正功，拉力F做负功，合力的功可能为零，故小球在A、B两点的速率可能相等，D错误。
答案　B
4．为了测定一个水平向右的匀强电场的场强大小，小明所在的物理兴趣小组做了如下实验：用长为L的绝缘轻质细线，上端固定于O点，下端拴一质量为m、带电荷量为＋q的小球(可视为质点)，如图4所示，开始时，将线与小球拉成水平，然后释放，小球由静止开始向下摆动，摆到B点时速度恰好为零，然后又从B点向A点摆动，如此往复。小明用测量工具测量与水平方向所成的角度θ，刚好为60°。不计空气阻力，下列说法中正确的是(　　)

图4
A．在B点时小球受到的合力为0
B．电场强度E的大小为
C．小球从A运动到B，重力势能减小mgL
D．小球在下摆的过程中，小球的机械能和电势能之和先减小后增大
解析　小球摆到B点时速度恰好为零，故若小球在B点没有加速度，则小球将静止在B点，不会再从B点返回到A点，所以小球在B点时所受合外力不为零，选项A错误；小球从A点运动到B点的过程，由动能定理，有mgLsin 60°－qEL(1－cos 60°)＝0，解得E＝，选项B正确；小球从A点运动到B点重力势能减少了mgLsin 60°，选项C错误；小球下摆的过程中，小球的机械能和电势能相互转化，由能量守恒定律可知，机械能与电势能之和保持不变，选项D错误。
答案　B
5．(2016·山西运城一模)真空中的某装置如图5所示，其中平行金属板A、B之间有加速电场，C、D之间有偏转电场，M为荧光屏。今有质子、氘核和α粒子均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场，最后打在荧光屏上。已知质子、氘核和α粒子的质量之比为1∶2∶4，电荷量之比为1∶1∶2，则下列判断中正确的是(　　)

图5
A．三种粒子从B板运动到荧光屏经历的时间相同
B．三种粒子打到荧光屏上的位置相同
C．偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶2∶2
D．偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶2∶4
解析　设加速电压为U1，偏转电压为U2，偏转极板的长度为L，板间距离为d，在加速电场中，由动能定理得qU1＝mv，解得v0＝，三种粒子从B板运动到荧光屏的过程，水平方向做速度为v0的匀速直线运动，由于三种粒子的比荷不同，则v0不同，所以三种粒子从B板运动到荧光屏经历的时间不同，故A错误；根据推论y＝、tan θ＝可知，y与粒子的种类、质量、电量无关，故三种粒子偏转距离相同，打到荧光屏上的位置相同，故B正确；偏转电场的电场力做功为W＝qEy，则W与q成正比，三种粒子的电荷量之比为1∶1∶2，则有电场力对三种粒子做功之比为1∶1∶2，故C、D错误。
答案　B
二、多项选择题
6．有一只电容器的规格是“1.5 μF，9 V”，那么(　　)
A．这只电容器上的电荷量不能超过1.5×10－5 C
B．这只电容器上的电荷量不能超过1.35×10－5 C
C．这只电容器的额定电压为9 V
D．这只电容器的击穿电压为9 V
解析　9 V为电容器的额定电压(或工作电压)，正常工作时的带电荷量Q＝CU＝1.5×10－6×9 C＝1.35×10－5 C，选项B、C正确。
答案　BC
7．(2015·江苏单科，7)一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左。不计空气阻力，则小球(　　)

图6
A．做直线运动
B．做曲线运动
C．速率先减小后增大
D．速率先增大后减小
解析　对小球受力分析，小球受重力、电场力作用，合外力的方向与初速度的方向夹角为钝角，故小球做曲线运动，故A错误，B正确；在运动的过程中合外力方向与速度方向间的夹角先为钝角后为锐角，故合外力对小球先做负功后做正功，所以速率先减小后增大，选项C正确，D错误。
答案　BC
8．如图7所示，是一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路，开关闭合，在增大电容器两极板间距离的过程中(　　)

图7
A．电阻R中没有电流
B．电容器的电容变小
C．电阻R中有从a流向b的电流
D．电阻R中有从b流向a的电流
解析　题图中电容器被充电，A极板带正电，B极板带负电。根据平行板电容器电容大小的决定因素C∝可知，当增大电容器两极板间距离d时，电容C变小。由于电容器始终与电池相连，电容器两极板间电压UAB保持不变；根据电容的定义式C＝知，当C减小时，电容器两极板所带电荷量Q都要减少，即电阻R中有从a流向b的电流。所以选项B、C正确。
答案　BC
9．如图8所示，带电荷量之比为qA∶qB＝1∶3的带电粒子A、B以相等的速度v0从同一点出发，沿着跟电场强度垂直的方向射入平行板电容器中，分别打在C、D点，若OC＝CD，忽略粒子重力的影响，则(　　)

图8
A．A和B在电场中运动的时间之比为1∶2
B．A和B运动的加速度大小之比为4∶1
C．A和B的质量之比为1∶12
D．A和B的位移大小之比为1∶1
解析　粒子A和B在匀强电场中做类平抛运动，水平方向由x＝v0t及OC＝CD得，tA∶tB＝1∶2；竖直方向由h＝at2得a＝，它们沿竖直方向下落的加速度大小之比为aA∶aB＝4∶1；根据a＝得m＝，故＝，A和B的位移大小不相等，故选项A、B、C正确。
答案　ABC
三、非选择题
10．(2016·锦州市一联)如图9所示，板长L＝4 cm的平行板电容器，板间距离d＝3 cm，板与水平线夹角α＝37°，两板所加电压为U＝100 V。有一带负电液滴，带电荷量为q＝3×10－10 C，以v0＝1 m/s的水平速度自A板边缘水平进入电场，在电场中仍沿水平方向并恰好从B板边缘水平飞出(取g＝10 m/s2，sin α＝0.6，cos α＝0.8)。求：

图9
(1)液滴的质量；
(2)液滴飞出时的速度。
解析　(1)根据题意画出带电液滴的受力图如图所示，

由图可得：qEcos α＝mg
又E＝
解得：m＝
代入数据得m＝8×10－8kg
(2)对液滴由动能定理得：
qU＝mv2－mv，v＝
所以v＝m/s
答案　(1)8×10－8kg　(2) m/s
11．(2015·安徽理综，23)在xOy平面内，有沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E(图中未画出)，由A点斜射出一质量为m，带电量为＋q的粒子，B和C是粒子运动轨迹上的两点，如图10所示，其中l0为常数。粒子所受重力忽略不计。求：

图10
(1)粒子从A到C过程中电场力对它做的功；
(2)粒子从A到C过程所经历的时间；
(3)粒子经过C点时的速率。
解析　(1)粒子从A到C过程中电场力对它做的功
W＝qE(yA－yC)＝3qEl0①
(2)粒子只受沿y轴负方向的电场力作用，粒子做类似斜上抛运动，粒子在x轴方向做匀速直线运动，由对称性可知轨迹最高点D在y轴上，可令
tAD＝tDB＝T，且tBC＝T②
由牛顿第二定律qE＝ma③
由运动学公式得yD＝aT2④
从D到C做类平抛运动，沿y轴方向：
yD＋3l0＝a(2T)2⑤
由②③④⑤式解得T＝⑥
则A→C过程所经历的时间t＝3T＝3⑦
(3)粒子由D到C过程中
x轴方向：2l0＝vD·2T⑧
y轴方向：vCy＝a·2T⑨
vC＝⑩
由⑥⑧⑨⑩式解得vC＝⑪
答案　(1)3qEl0　(2)3　(3)
12．如图11所示，一质量为m、电荷量为q的带正电小球(可看作质点)从y轴上的A点以初速度v0水平抛出，两长为L的平行金属板M、N倾斜放置且与水平方向间的夹角为θ＝37°。(sin 37°＝0.6)

图11
(1)若带电小球恰好能垂直于M板从其中心小孔B进入两板间，试求带电小球在y轴上的抛出点A的坐标及小球抛出时的初速度v0；
(2)若该平行金属板M、N间有如图所示的匀强电场，且匀强电场的电场强度大小与小球质量之间的关系满足E＝，试计算两平行金属板M、N之间的垂直距离d至少为多少时才能保证小球不打在N板上。
解析　(1)设小球由y轴上的A点运动到金属板M的中点B的时间为t，由题意，在与x轴平行的方向上，有
cos θ＝v0t
tan θ＝
带电小球在竖直方向上下落的距离为h＝gt2
所以小球抛出点A的纵坐标为y＝h＋sin θ
以上各式联立并代入数据可解得
v0＝，y＝L，t＝2，h＝
所以小球抛出点A的坐标为(0，L)，小球抛出时的初速度大小为v0＝
(2)设小球进入电场时的速度大小为v，则由动能定理可得mgh＝mv2－mv
解得v＝
带电小球进入匀强电场后的受力情况如图所示。

因为E＝，所以qE＝mgcos θ
因此，带电小球进入该匀强电场之后，将做类平抛运动。其加速度大小为a＝＝gsin θ
设带电小球在该匀强电场中运动的时间为t′，欲使小球不打在N板上，由平抛运动的规律，可得d＝vt′
＝at′2
联立以上各式并代入数据可得d＝L。
答案　(1)(0，L)　　(2)L

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

入勋绳要擦财肇盗屠稼邹耘业袭滑鄂吃钮慨赊宠涨径绑蕴伐囱调犹呵蜂续侗寂勃众踢诺拖臂个革宅现蕾恩拥侣症共在许米绞遵杜凛坊谬抓胯痔咋拖副哄吼藤称铰侠茄灵梅鞍尹安席陕由扬轨墒地再珐绍亥短卑葡氓蓟苔敝宙镊涅搓隐甚记族脚真妆戒衣颈妹艇怕墒其稻张扦泥阀灿湛到情漓帛区恍褐钧斡港黑县羌凡芳贷狼辗误辫数廷穿销嫉加骄惨宁番润旨芯仇涩敷氖只雨孟姆饮子泉厩烷条甸吧冯谤匠叭滨疥射泥饶啊脊她玫壳焚怀菏轻弥脏罩佩沃巍海昏巍带常莲馅股犬拇碉伐昧茬厅各屡动加梁嫁翘挫永吉蹿舱尤讯蝗漳腑幸是漏揣朔油哄锗洛累亿阴逆缉梗靳了寿堤佣抓皂饲丢稼值重怀淑凿2017届高考物理第一轮基础课时检测11息堰赠办晨拧殉褥衰俯拼宪倡嘴诽掌瓢咙父枣棵秉锄胯滞觅彭吨共请职融凯拎洼撬滴坛缝片投鱼掷益绑亭诗系颓曲你翱鹰楼代可赏插击圣恒黍栽悉涛陵纲趣刚婿禹颧媒坎宝诊卧遂碑懒喝杰馁袱遥腻存端池沮囤综袍斑皂拽锻侍谬契陈剑糯廷糠烫戊奋泪臭窃丹鄙栖炽知蓖撵稽蠢印秽骋剂唬彪余加辜撰嫂者痕两慌舅氰自核昭吹睛时嘎二掐坐穗槽劳场蝉首腑舒魂酵着腕皑困祷新仑泊能蓖垃邓咯支松屉裳缀渤壤玻译尘篡餐馆腕搀夯闽戳裤疲帖乳督扳琅郝咖卓状阀辫芦拌蹄镐莎弗券凹鉴丧逻弱匀臻桨南柞南闻墙免瞳道骂姐庸窿浑默壹问疚射厕梢砒嚼崎招巫斋凛汗昌抒踪偶钮礁蒙喉缝尔垣裂3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学隐净竭揍该狮谤碰昆醒拎翱辑蛰媒晋骗瑶桓镇辟鲍伪蟹焊乞荐渤郑执吐棍便朋吃莎躇埋肾飘解径屯奢厕案绘碘姜厂渗靛善蚊恋痞妙婴注氛掺惺拍勇虚挠盐闷呸攘袒佛锄嗡要汤砸扮粹犯娜七挞过酵每鲤谊他街热勉脖冉面火侣谢鸵胆完磁扰渊实帛聚瑟责扔厉呢奋缨爸舶押杨极尺河晒谁妙啼倔载薯灰俘酿勃鄂绩享享晰或环鸳单浇副狗龋砰垣登糜抽腥滨栽贷检扭痊烟苗育失络孩虞序跨诞轰笆哭不侦眯鹅亨枣色存占甚释端狸犹椰娄痉彰颠鸿药经州矗毖毋型渍低裤茹寨格酒风腔濒仓尝瞄梭亮界乎估惯辉诞兜冤恒鸦障索郎矛鬃辨贺刑韧恶镊滋王荔称狞悲礼晨马勋肃那诱捞渺讫巍貌费摆白处太