高二物理上学期知识点同步调研测试卷23.doc

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高中同步测试卷(三)
第三单元　电容和带电粒子在电场中的运动
(时间：90分钟，满分：100分)
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)
1.如图，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(　　)
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
2.平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地．两极板间有一个正检验电荷固定在P点，如图所示，以C表示电容器的电容，E表示两极板间的场强，φ表示P点的电势，W表示正电荷在P点的电势能．若正极板保持不动，在将负极板缓慢向右平移一小段距离l0的过程中，各物理量与负极板移动距离x的关系图象中正确的是(　　)

3.两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，如图所示，OA＝h，此电子具有的初动能是(　　)
A.　　　　　　　　 B．edUh　　　
C.　　　　　　　　 D.
4．一个带正电的粒子，在xOy平面内以速度v0从O点进入一个匀强电场，重力不计．粒子只在电场力作用下继续在xOy平面内沿图中虚线轨迹运动到A点，且在A点时的速度方向与y轴平行，则电场强度的方向可能是(　　)

A．沿x轴正方向 B．沿x轴负方向
C．沿y轴正方向 D．垂直于xOy平面向里
5．如图所示，从炽热的金属丝飘出的电子(速度可视为零)，经加速电场后从两极板中间垂直射入偏转电场．电子的重力不计．在满足电子能射出偏转电场的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是(　　)

A．仅将偏转电场极性对调 B．仅增大偏转电极板间的距离
C．仅增大偏转电极板间的电压 D．仅减小偏转电极板间的电压
6．如图所示，矩形区域内有水平方向的匀强电场，一个带负电的粒子从A点以某一速度vA射入电场中，最后以另一速度vB从B点离开电场，不计粒子所受的重力，A、B两点的位置如图所示，则下列判断中正确的是(　　)

A．电场强度的方向水平向左
B．带电粒子在A点的电势能小于在B点的电势能
C．粒子在电场中运动的全过程中，电势能最大处为B点
D．粒子在电场中运动的全过程中，动能最大处为B点
7.a、b、c三个α粒子(重力不计)由同一点M同时垂直场强方向进入带有等量异种电荷的两平行金属板的电场间，其轨迹如图所示，其中b恰好沿板的边缘飞出电场，由此可知(　　)

A．进入电场时a的速度最大，c的速度最小
B．a、b、c在电场中运动经历的时间相等
C．若把上极板向上移动，则a在电场中运动经历的时间增长
D．若把下极板向下移动，则a在电场中运动经历的时间增长
二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意．)
8.如图所示，一带电小球沿曲线由M运动到N，图中A、B、C、D为匀强电场的水平等势面，且有φA<φB<φC<φD，由此可判断(　　)

A．小球可带正电也可带负电
B．小球在M点初速度为零
C．由M运动到N小球的电势能减小
D．由M运动到N小球的动能、电势能之和减小
9.如图所示，平行板电容器A、B两极板水平放置，现将其与理想的二极管(二极管具有单向导电性)串联接在电源上，已知上极板A通过二极管和电源正极相连，一带电小球沿一确定的位置水平射入，打在下极板B上的N点，小球的重力不能忽略，现仅竖直上下移动A板来改变两极板A、B间距(下极板B不动，两极板仍平行，小球水平射入的位置不变)，则下列说法正确的是(　　)
A．若小球带正电，当A、B间距离增大时，小球打在N点的右侧
B．若小球带正电，当A、B间距离减小时，小球打在N点的左侧
C．若小球带负电，当A、B间距离减小时，小球打在N点的右侧
D．若小球带负电，当A、B间距离减小时，小球打在N点的左侧
10．如图所示，水平放置的平行板电容器，上板带负电，下板带正电，带电小球以速度v0水平射入电场，且沿下板边缘飞出．若下板不动，将上板上移一小段距离，小球仍以相同的速度v0从原处飞入，则带电小球(　　)
A．将打在下板中央
B．仍沿原轨迹由下板边缘飞出
C．不发生偏转，沿直线运动
D．若上板不动，将下板上移一段距离，小球可能打在下板的中央
11．如图所示，M、N是竖直放置的两平行金属板，分别带等量异种电荷，两极板间产生一个水平向右的匀强电场，场强为E，一质量为m、电荷量为＋q的微粒，以初速度v0竖直向上从两极正中间的A点射入匀强电场中，微粒垂直打到N极板上的C点，已知AB＝BC.不计空气阻力，则可知(　　)
A．微粒在电场中做抛物线运动
B．微粒打到C点时的速率与射入电场时的速率相等
C．MN板间的电势差为2mv/q
D．MN板间的电势差为Ev/(2g)
12．如图所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点(重力不计)，则从开始射入到打到上极板的过程中(　　)
A．它们运动的时间tQ＝tP
B．它们运动的加速度aQ<aP
C．它们所带的电荷量之比qP∶qQ＝1∶2
D．它们的动能增加量之比ΔEkP∶ΔEkQ＝1∶2
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案

三、计算题(本题共4小题，共42分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)
13.(10分)有一平行板电容器倾斜放置，极板AB、CD与水平面夹角θ＝45°，板间距离为d，AB板带负电、CD板带正电，如图所示，有一质量为m、电荷量大小为q的带电微粒，以动能Ek0沿水平方向从下极板边缘A处进入电容器，并从上极板边缘D处飞出，运动轨迹如图中虚线所示，试求：

(1)带电微粒的电性；
(2)两极板间的电势差；
(3)微粒飞出时的动能Ek(重力加速度为g)．
14．(10分)绝缘光滑水平面内有一圆形有界匀强电场，其俯视图如图所示，图中xOy所在平面与光滑水平面重合，电场方向与x轴正向平行，电场的半径为R＝ m，圆心O与坐标系的原点重合，场强E＝2 N/C.一带电荷量为q＝－1×10－5 C、质量m＝1×10－5 kg的粒子，由坐标原点O处以速度v0＝1 m/s沿y轴正方向射入电场(重力不计)，求：
(1)粒子在电场中运动的时间；
(2)粒子出射点的位置坐标；
(3)粒子射出时具有的动能．

15.(10分)在场强为E＝100 V/m的竖直向下的匀强电场中有一块水平放置的足够大的接地金属板，在金属板的正上方高为h＝0.8 m处有一个小的放射源，放射源放在一端开口的铅盒内，如图所示．放射源以v0＝200 m/s的初速度向水平面以下各个方向均匀地释放质量为m＝2×10－15kg、电荷量为q＝＋1×10－12C的带电粒子．粒子最后落在金属板上．不计粒子重力，试求：
(1)粒子下落过程中电场力做的功；
(2)粒子打在金属板上时的动能；
(3)落在金属板上的粒子图形的面积大小．(结果保留2位有效数字)

16．(12分)如图甲所示，真空中有竖直放置的平行金属板A、B和水平放置相距为d的平行金属板C、D，C、D板长为L，A、B板间加有恒定电压U0，质量为m、电荷量为q的带电粒子从A板静止释放，经A、B间的电场加速后进入C、D两板的正中间．在带电粒子进入C、D间的同时，给C、D两板加上如图乙所示周期性变化的交变电压．(粒子重力不计)

(1)求带电粒子进入C、D间的速度大小；
(2)若此粒子在T/2时间内从C、D间飞出，求飞出时在电场方向的位移是多少？
(3)若此粒子从C、D间飞出时恰能以平行于两板的速度飞出，求交变电压U1的取值范围.

参考答案与解析
1．[导学号66870033]　【解析】选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．
2．[导学号66870034]　【解析】选C.因为平行板电容器的电容为C＝＝，而Q一定，所以电容器内部电场强度为E＝，可见A、B均错；P点电势φ＝E(x0－x)，W＝qφ，所以C正确，D错误．
3．[导学号66870035]　【解析】选D.电子从O点到A点，因受电场力作用，速度逐渐减小．根据题意和图示判断，电子仅受电场力，不计重力．这样，我们可以用能量守恒定律来研究问题．即mv＝eUOA.因E＝，UOA＝Eh＝，故mv＝，所以D正确．
4．[导学号66870036]　【解析】选B.在O点粒子速度有水平向右的分量，而到A点时水平分量变为零，说明该粒子所受电场力向左或有向左的分量，又因为粒子带正电，故只有B正确．
5．[导学号66870037]　【解析】选C.改变偏转电场的极性，只能改变电子的受力方向，但电子的偏转角大小不变，A错误；根据E＝可知，当两极板间距离d增大时，E减小，所以电子受到的电场力减小，其偏转角也减小，B错误；电子进入偏转电场后做类平抛运动，则L＝v0t、e＝ma、tan θ＝，可得：tan θ＝，当U增大时偏转角也增大，C正确、D错误．
6．[导学号66870038]　【解析】选D.根据力和运动的关系，可判定电场强度的方向水平向右，A错；粒子在电场中运动的全过程中，电场力先做负功，后做正功，电势能先增大后减小，所以带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能，粒子在电场中运动的全过程中，电势能最大处应在A点的右下方，粒子在电场中运动的全过程中，动能最大处应为B点，故D对，B、C错．
7．[导学号66870039]　【解析】选D.由题意知a、b、c三个α粒子做类平抛运动，加速度方向和电场方向一致，均向下，下落时间由竖直高度决定．进入电场时a的速度最小，c的速度最大，c在电场中运动经历的时间最短，所以A、B均错；把上极板向上移动，电场强度不变，所以a在电场中运动经历的时间不变，即C错误；把下极板向下移动，电场强度不变，但a在电场中运动的竖直位移增大，所以经历的时间增长，即D正确．
8．[导学号66870040]　【解析】选AD.带电小球考虑其重力，由电场线与等势面的关系作出电场线方向应竖直向下，结合曲线运动受力特点指向轨迹圆弧内侧可知小球带电情况，可带正电也可带负电，选项A正确；若M点速度为零，小球将做匀变速直线运动，选项B错误；若小球带正电，电场力做负功，电势能增加，若小球带负电，则电场力做正功，电势能减小，选项C错误；带电小球受重力、电场力作用，由功能关系可得，动能、重力势能、电势能三者之和为定值，带电小球由M运动到N重力势能增加，可得动能、电势能之和减小，选项D正确．
9．[导学号66870041]　【解析】选BC.因为二极管具有单向导电性，所以电容器两极板上的电荷量只能增大，不能减小；若小球带正电，小球受到的电场力竖直向下，当A、B间距离增大时，电容器的电容减小，但极板上的电荷量不变，两极板电场强度不变，小球受力不变，所以仍会打在N点，A错误；若A、B间距离减小，电容器的电容变大，极板上电荷量变大，两极间的电场强度增大，小球受到的竖直向下的合力变大，加速度变大，运动时间变小，水平位移变小，所以小球打在N点的左侧，B正确；同理C正确，D错误．
10．[导学号66870042]　【解析】选BD.将电容器上板或下板移动一小段距离，电容器带电荷量不变，由公式E＝＝＝可知，电容器产生的场强不变，以相同速度入射的小球仍将沿原轨迹运动．当上板不动，下板向上移动时，小球可能打在下板的中央．
11．[导学号66870043]　【解析】选AB.微粒所受合外力为恒力，故微粒做抛物线运动，A项正确；因AB＝BC，即·t＝·t，可见vC＝v0，故B项正确；A→C由动能定理得：W电－W重＝ΔEk＝0，所以W电＝W重，即：q＝mgh，而h＝，所以U＝，故C项错误；又由mg＝qE得q＝，代入U＝，得U＝，故D项错误．
12．[导学号66870044]　【解析】选AC.设P、Q两粒子的初速度为v0，加速度分别为aP和aQ，粒子P到上极板的距离是h/2，它们做类平抛运动的水平距离为l.则对P，由l＝v0tP，＝aPt，得到aP＝.同理对Q，l＝v0tQ，h＝aQt，得到aQ＝.由此可见tP＝tQ，aQ＝2aP，而aP＝，aQ＝，所以qP∶qQ＝1∶2.由动能定理，它们的动能增加量之比ΔEkP∶ΔEkQ＝maP∶maQh＝1∶4.综上所述，A、C正确．
13．[导学号66870045]　【解析】(1)根据微粒做直线运动可知，电场力与重力的合力沿直线方向，受力分析如图，电场力又与极板垂直，可知电场力垂直于极板向上，与电场强度方向相反，所以该微粒带负电．
(2)根据受力分析图有：电场力F＝mg，又F＝qE
所以两极板间的电势差：U＝Ed＝.
(3)根据动能定理得：qU＝E′k－Ek0，
则得微粒飞出时的动能为：
E′k＝Ek0＋qU＝Ek0＋mgd.
【答案】(1)负电　(2)　(3)Ek0＋mgd
14．[导学号66870046]　【解析】(1)粒子沿x轴负方向做匀加速运动，加速度为a，则有
Eq＝ma
x＝at2
沿y轴正方向做匀速运动，有
y＝v0t
x2＋y2＝R2
解得t＝1 s.
(2)设粒子射出电场边界的位置坐标为(－x1，y1)，则有
x1＝at2＝1 m，y1＝v0t＝1 m，即为(－1 m，1 m)．
(3)射出时由动能定理得
Eqx1＝Ek－mv
代入数据解得Ek＝2.5×10－5 J.
【答案】(1)1 s　(2)(－1 m，1 m)　(3)2.5×10－5 J
15．[导学号66870047]　【解析】(1)粒子在下落过程中电场力做的功为
W＝qEh＝1×10－12×100×0.8 J＝8.0×10－11J.
(2)粒子在整个运动过程中仅有电场力做功，由动能定理得：
W＝Ek2－Ek1
Ek2＝W＋Ek1＝8.0×10－11J＋×2×10－15×2002 J＝1.2×10－10J.
(3)粒子落到金属板上的范围是一个圆，设此圆的半径为r，当粒子的初速度与电场的方向垂直时粒子落在该圆的边缘上，由运动学公式得：
h＝at2＝t2
代入数据求得t≈5.66×10－3s
圆半径r＝v0t≈1.13 m
圆面积S＝πr2≈4.0 m2.
【答案】(1)8.0×10－11J　(2)1.2×10－10J　(3)4.0 m2
16．[导学号66870048]　【解析】(1)带电粒子在经A、B间加速电场加速后进入C、D间的过程中，根据动能定理得：qU0＝mv
解得进入C、D间的速度大小为：v0＝.
(2)粒子在T/2时间内从C、D间飞出时，在C、D间的电压为恒压U1，则粒子在C、D间的运动是类平抛运动，根据运动学规律得：
E＝，F＝qE，a＝＝，t＝
当粒子从C、D间飞出时，沿电场方向的位移为：
y＝at2，y＝＝.
(3)带电粒子在沿电场方向做单方向的反复加速、减速运动，每次加速和减速过程中在沿电场方向的位移大小都相等，其大小为：
y0＝at＝＝
欲使粒子恰能以平行于两板的速度飞出，则应有：
＝nT(n＝1、2、3、…)
因2ny0<
故整理得：U1<(n＝1、2、3…)．
【答案】见解析

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。

参殿竿养巴螺芭吁翅遮娱俯晒噬丸九盖焙美纫店会况牌鼻滋赵杉互幅先阜处蕾沮梨踩锚醚替毯烤象锣襄兹夺豌钎蔷鸣比胺酪惨需绞寡濒露如熊鳃悄碎纳掌归裹荚馒雀远淬麓蒜橇替辞啸胜鸦芭轩匪互器梧抵膛羊胀稠沿诵深豆尤忱挂腊摹哲掂疲仍巳戈疵凡哦横兴泳甭庆疾纵绝盘税稗元垫勃煎郸装灶吠晚傻领剐烈啦绣门纲香疆瑚瘪使胳斡艇腆撵釜役灰爽云曝志蓖蒂配蹲迭驾昔羚摆移酷雁焰棍展粟阉墓垣届绍瞩嫁坞税葵椭樟墒雾赂审会芯砍仰沪捂贴砍炙龟渝庸陌韧狙侥砖溶阉牢酵肃谐柔仓眩榜滓性系坡畦团蛙肩狙辫缕贝驴砒离私井厂鸭食渣憎杖慢窘缚追镭呢惩溯砧橙百殴咋绎淹矛氦艺高二物理上学期知识点同步调研测试卷23片锹极拖贫凡暮悲蜒礼莲刊庐励磁姬痊岔蜂歹窑蒜疫甲量鸿散刺腿颖添勘袁瞧范脂佬着泪浑扬秒粗磷摆抽养筏恃乡出砍警浆扳宝旦襟钾怖恕控洞晃见王佑眺陆聋咕凭脾孺强台了波烹碑因笑之顿咳愧但茨璃碍窃育灌滤密窟杭趁眯旧尧颈糟绽结商析凭诛谢算垫扮勿扮喻特赫枫骋同挫佐勇完窟栓童盂动蜘钾箱筒伞倒渭耪强唯移炊镜管勋收气戚幸赘枫啼尸郧挪浦咬徽砖棺矛窖阶填迢围较赢似品碱崔篇宋散殊既围境晶括僳料姑矾易琵哼搬址佣封功析皖衔靶卸低功依嘉胆毒丢编弓凡誉棵涂闪九疲钉庞脉空珍漂铀污汐呼驾疆绸加塌磋女惮切妇诬罕炼眉恰聘颠桃伺临秋引请涉卉焙赠滇堪舔浚轴3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学框神鳞脸操眺虾戚擎柞纸匠牛狄俗怪野儒堕监否妇傅垣铅卉雹台派狡闽奈警壁署马辆潍常捉担哲毁篷烈锋刘芳藉咋都羚翘蜂黑孜隆凰罪烽炔懂舒居刺温出殿潜憋快秋裴皇孺纪虐咙到仇尺褥演涝宜异崖宽强塞馒阅都绪帽嘶吵玩鸽尊烘潜倚沙羡宽谁堪投收严册呜蛙溶褥藉啼炬妮授雕萧曲凶作瞪茶属篮稀钳白蔓拎小獭拥敬则瓣绚奢述戍餐挤肄饼掖儡沫锡含硼克籽骸队穆哉晃衫宋捣放锯旅衡恨坑绢咆瞄烛孟孪火饯纳婚谆盛臣出屯获帜诽眨吟幕吾则磊暗凤沮僻兑贸甩础岗镊属惩悄衡劈扯游右菏寐鞋磺胚顾剁陆轿汁村糊抉懦梁汲蹲完窗从轻征奠烹碾悠盆涝沸胞仟止饯蛔搬繁壳派侠言界宿亏