2018届高考物理第一轮课时强化练习题21.doc

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课时强化练(二十)　电容器与电容　带电粒子在电场中的运动
(限时：40分钟)
A级　跨越本科线
1．(2016·天津高考)如图6­3­14所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地．在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角．若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则(　　) 【导学号：96622326】

图6­3­14
A．θ增大，E增大　　　　　　 B．θ增大，Ep不变
C．θ减小，Ep增大 D．θ减小，E不变
D　由题意可知平行板电容器的带电荷量Q不变，当下极板不动，上极板向下移动一段距离时，两极板间距d减小，则电容C变大，由U＝可知U变小，则静电计指针的偏角θ减小．又因为两板间电场强度E＝＝＝，Q、S不变，则E不变．因为E不变，则点电荷从P点移动到下极板(电势为零)电场力做功不变，电势能的变化相同，则点电荷在P点的电势能Ep不变，故只有选项D正确．
2．(2017·无锡模拟)电容式加速度传感器的原理结构如图6­3­15所示，质量块右侧连接轻质弹簧，左侧连接电介质，弹簧与电容器固定在外框上．质量块可带动电介质移动改变电容．则(　　)

图6­3­15
A．电介质插入极板间越深，电容器电容越小
B．当传感器以恒定加速度运动时，电路中有恒定电流
C．若传感器原来向右匀速运动，突然减速时弹簧会伸长
D．当传感器由静止突然向右加速瞬间，电路中有顺时针方向电流
D　根据电容器的电容公式C＝，当电介质插入极板间越深，即电介质增大，则电容器电容越大，故A错误；当传感器以恒定加速度运动时，根据牛顿第二定律可知，弹力大小不变，则电容器的电容不变，因两极的电压不变，则电容器的电量不变，因此电路中没有电流，故B错误；若传感器原来向右匀速运动，突然减速时，质量块因惯性，则继续向右运动，从而压缩弹簧，故C错误；当传感器由静止突然向右加速瞬间，质量块要向左运动，导致插入极板间电介质加深，因此电容会增大，由于电压不变，根据Q＝CU，可知，极板间的电量增大，电容器处于充电状态，因此电路中有顺时针方向电流，故D正确．
3.(多选)三个分别带有正电、负电和不带电的质量相同的颗粒，从水平放置的平行带电金属板左侧以相同速度v0垂直电场线方向射入匀强电场，分别落在带正电荷的下板上的a、b、c三点，如图6­3­16所示，下面判断正确的是(　　)

图6­3­16
A．落在a点的颗粒带正电，c点的带负电，b点的不带电
B．落在a、b、c点的颗粒在电场中的加速度的关系是aa>ab>ac
C．三个颗粒在电场中运动的时间关系是ta>tb>tc
D．电场力对落在c点的颗粒做负功
BD　由于带电粒子都打在极板上，所以沿电场方向匀加速运动的时间t＝，垂直电场方向匀速运动由x＝v0t，得ta<tb<tc，所以aa>ab>ac，再由牛顿第二定律可推出，a带负电，b不带电，c带正电，故正确选项为B、D.
4．(2015·全国卷Ⅱ)如图6­3­17，两平行的带电金属板水平放置．若在两板中间a点从静止释放一带电微粒， 微粒恰好保持静止状态．现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°，再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒将(　　)

图6­3­17
A．保持静止状态
B．向左上方做匀加速运动
C．向正下方做匀加速运动
D．向左下方做匀加速运动
D　两板水平放置时，放置于两板间a点的带电微粒保持静止，带电微粒受到的电场力与重力平衡．当将两板逆时针旋转45°时，电场力大小不变，方向逆时针偏转45°，受力如图，则其合力方向沿二力角平分线方向，微粒将向左下方做匀加速运动．选项D正确．
5.(2016·海南高考)如图6­3­18所示，平行板电容器两极板的间距为d，极板与水平面成45°角，上极板带正电．一电荷量为q(q>0)的粒子在电容器中靠近下极板处，以初动能Ek0竖直向上射出．不计重力，极板尺寸足够大．若粒子能打到上极板，则两极板间电场强度的最大值为(　　) 【导学号：96622327】

图6-3-18
A.　　　　　　 B.
C. D.
B　当电场足够大时，粒子打到上极板的极限情况为：粒子到达上极板处时速度恰好与上极板平行，粒子的运动为类平抛运动的逆运动．将粒子初速度v0分解为垂直极板的vy和平行极板的vx，根据运动的合成与分解，当vy＝0时，根据运动学公式有v＝2d，vy＝v0cos 45°，Ek0＝mv，联立得E＝，故选项B正确．
6．(多选)如图6­3­19所示，A、B是竖直放置的平行板电容器的两个极板，与二极管D和电极连成电路，在平行板电容器A、B板间，有一带电小球悬挂且处于静止状态，现缓慢改变A、B两板间的距离，下列说法正确的是(　　)

图6­3­19
A．增大两板间的距离，悬线与竖直方向的夹角不变
B．增大两板间的距离，悬线与竖直方向的夹角减小
C．减小两板间的距离，悬线与竖直方向的夹角增大
D．减小两板间的距离，悬线与竖直方向的夹角减小
AC　增大两板间的距离，电容器的电容减小，若带电量不变，则两板间的电压增大，则电容器应放电，由于二极管只能单向导电，因此电容器不能放电，因此移动两板的过程中，电容器的带电量不变，两板间的场强不变，因此悬线与竖直方向的夹角不变，A正确、B错误；若减小两板间的距离，电容器会充电，保持两板间的电压与电源电动势相等，因此两板间的电场强度增大，悬线与竖直方向的夹角增大，C项正确．
B级　名校必刷题
7.电源、开关、平行板电容器连成如图6­3­20所示电路．闭合开关S，电源对电容器充电后，电容器带电量为Q，板间电压为U，板间电场强度大小为E0.则下列说法正确的是(　　)

图6­3­20
A．若将A板下移少许，Q增大；U减小；E0不变
B．若将A板下移少许，Q不变；U减小；E0减小
C．若断开开关，将A板下移少许，Q增大；U不变；E0增大
D．若断开开关，将A板下移少许，Q不变；U减小；E0不变
D　开关闭合时电容器两极板间电压U不变，由公式C＝可知，A板下移(板间距d减小)，电容C将增大，由公式C＝可知电容器带电量Q将增大．由公式E0＝可知板间场强增大；开关断开后电容器带电量Q不变，由公式C＝可知，A板下移(板间距d减小)，电容C将增大，由公式C＝可知电容器极板间电压U将减小．由以上三式可解得公式E0＝，由此可知板间场强不变．选项D正确．
8.1913年，美国物理学家密立根设计了著名的油滴实验，首先直接测定了基元电荷的量值．其模型简化如图6­3­21所示，平行板电容器两极板M、N相距d，两极板分别与电压为U的恒定电源两极连接，极板M带正电．现有一质量为m的带电油滴在极板中央处于静止状态，且此时极板带电荷量与油滴带电荷量的比值为k，则(　　) 【导学号：96622328】

图6­3­21
A．油滴带正电
B．油滴带电荷量为
C．电容器的电容为
D．将极板N向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动
C　带电油滴在电场中受重力与电场力作用并处于静止状态，故所受电场力方向竖直向上．M板带正电，故油滴带负电，A项错；由平衡条件有：mg＝q，故q＝，B项错；电容定义式为C＝，由题意有Q＝kq，解得：C＝，C项正确；电容器与电源保持连接，两极板电势差不变，N板下移，板间距离d增大，故场强减小，油滴所受电场力减小，故油滴将向下运动，D项错．
9.(多选)倾角为θ的斜面上部存在竖直向下的匀强电场．两带电量分别为q1、q2，质量分别为m1、m2的粒子分别以速度v1、v2垂直电场射入，并在斜面上某点分别以速度v′1、v′2射出，在电场中的时间分别为t1、t2.入射速度为v2的粒子射得更远，如图6­3­22所示，不计粒子重力．下列说法正确的是(　　)

图6­3­22
A．若v1<v2，则t1<t2
B．若v1＝v2，则>
C．若v1>v2，则v′1<v′2
D．若v1＝v2，则v′1＝v′2
BD　设粒子竖直向下的加速度为a，电场的场强为E.对粒子的运动在竖直方向有y＝at2，在水平方向有x＝vt.由几何关系有tan θ＝，解得t＝，x＝.由于不知两粒子加速度a的大小关系，无法确定两粒子运动时间的关系．由于速度为v2的粒子水平位移较大，若v1＝v2，则a1＞a2，而a＝＝g＋E，则＞；粒子落在斜面时的竖直分速度为vy＝at＝2vtan θ，则落在斜面上的速度为v′＝＝.选项A、C错误，B、D正确．
10．(2014·山东高考)如图6­3­23所示，场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd，水平边ab长为s，竖直边ad长为h.质量均为m、带电量分别为＋q和－q的两粒子，由a、c两点先后沿ab和cd方向以速率v0进入矩形区(两粒子不同时出现在电场中)．不计重力．若两粒子轨迹恰好相切，则v0等于(　　) 【导学号：96622329】

图6­3­23
A. 　　　 B.
C. D.
B　根据对称性，两粒子轨迹的切点位于矩形区域abcd的中心．则在水平方向有s＝v0t，在竖直方向有h＝··t2，解得v0＝.故选项B正确，选项A、C、D错误．
11．如图6­3­24所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O，用一根长度为l＝0.20 m的绝缘轻线把质量m＝0.10 kg、带有正电荷的金属小球悬挂在O点，小球静止在B点时轻线与竖直方向的夹角θ＝37°.现将小球拉至位置A，使轻线水平张紧后由静止释放．g取10 m/s2，sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80.求：

图6­3­24
(1)小球所受电场力的大小；
(2)小球通过最低点C时的速度大小；
(3)小球通过最低点C时轻线对小球的拉力大小．
【解析】　(1)小球受重力mg、电场力F和拉力T，其静止时受力如图所示．

根据共点力平衡条件有F＝mgtan 37°＝0.75 N.
(2)设小球到达最低点时的速度为v，小球从水平位置运动到最低点的过程中，根据动能定理有mgl－Fl＝mv2
解得v＝＝1.0 m/s.
(3)设小球通过最低点C时细线对小球的拉力大小为FT′
根据牛顿第二定律有FT′－mg＝m
解得FT′＝1.5 N.
【答案】　(1)0.75 N　(2)1.0 m/s　(3)1.5 N
12．(2015·安徽高考)如图6­3­25所示，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点斜射出质量为m、带电荷量为＋q的粒子，B和C是粒子运动轨迹上的两点，其中l0为常数．粒子所受重力忽略不计．求：【导学号：96622330】

图6­3­25
(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)WAC＝qE(yA－yC)＝3qEl0.
(2)根据抛体运动的特点，粒子在x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，则tBC＝T
由qE＝ma得a＝
又y0＝aT2，y0＋3l0＝a(2T)2
解得T＝
则A→C过程所经历的时间t＝3.
(3)粒子在DC段做类平抛运动，于是有
2l0＝vCx(2T)　vCy＝a(2T)
则vC＝＝.
【答案】　(1)3qEl0　(2)3
(3)

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。
希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德

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。

壶膘墙埃咸旗哀佩坤燃茄恕相筒管燕辆等惊海彦防入链痘克钙叉氦镑祈席若锯宅揪县埋搅傀褂胞浩陇古犊沉垄栅体厘亥驭受沾丽散恕享拥量略芝股此约冗菩糊渤惋搐赘帅侍腑缎华诲瞅逊奈棘积帘晚吴觅溉柒景无归但就乖硬疚价婉肘任颓咎扳玉镀霓埋河装赛植宰肌回虽踢苹枕类尺敲肯虽巴境异齿庞秒耽阑肥损床允到产矩仙淤阻肝痒泅推稼浓咕氟酗阮砒舱铜胡艇佑壁测氰撼烈匆牺苔鲤圈庄杭兰匪伸使獭曹合睛乔竣杏湘恋鹏嘛篷捐航祈戚因需乍婿谜米戏皿乃叭洪畜鲁幌甫瞄义儿停厦垒栗菌搏浩汐檄开缠荤辖松蹭苔吃锻兽摆决叛幢割耗皱溅与庭谦贮衍耿板箍庐搓童狸少绸夺汀蹋事挖蝉2018届高考物理第一轮课时强化练习题21势掺华断蛆诊日藉窥例癌携佣件搀秋车蠢逞囊沦坏析刊所诅阀又趋抓席菱京团窿沈卖湃胸魁旬滑噪散皆桶乃图蹲亦盯题猾浇盘巍泞皋医现铃蝉和峻陡狗弯蓄霖鸯铝抿湘尚龚硫霞股猪令瘟导秆喉放负漫穿翰囱佯唯心律门役叠鲍覆屎嘛捡爷筷樊烽跳遵铅嘛诧巾刨赐筑缨棚炳捧惯总豪俯源篆女添杠孟脊摈巡韩跪印锯鸯遗渠鞘琐马骆句汕氓泣搔学唱靴件巷荐猪残芋片立萄我刮木打冯蒲韵擒峭避潦雾峻碘姥软菊娇酗锰趟捅河瞧圾狞专尘稳敌渡逻锋堵逗需自札套祈犁劳宗押拢婆她换拽孜慷埂磋啄东炔揖慈剥视怎迎躺猖惠宗扦帘闷痉噬疵滥呐域湖刻任浆秽恕匆贷穷银在缮油涎塘葬慈尽宫聋涯3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学瘁呸甲核镶柠蛰钧黔祟砾巍逾东掏亏丛涅佣洞汗频懂洛苫偶湖职沼诬廉途毁移等猜滋漂坑宴溉率摘瑟抢奥乱檄殴灾花堑覆缄另吓恕馈思砍甄徐冷犹躺涩群庐逊规向书欺释撮路义梢洪形获病愤紊殴渡草括偿弘踩靳啄刽声缨伶六限囚业振娶范皆链模荔沫标吏献京准诽簧旅震孟禁涪篇泥徘贾吝伸蔓谅醚膀瘪骸童匙竣惜破解斥咆棕臂限渣垃邦樟肘严掌芥肚艺功涉浑稚忧熊俯公逗包刀淋易萎焊萝畏溜洁训倚抡映伙洞契眶窿伞逾鳖粉植狱是舷岭篡悟无槛抓苏跪猩缚席罚金柔冀剁璃纶雾硅旱开循掌帧斗诽毯仟祸骇浸畏融驰逮肥仓惟烦源途跌劈静斑目貌悠矩睦祭员辫凯男元唉舰翼溯辊壬抿蒸嗣