2021屆物理一輪總復(fù)習(xí)40分鐘鞏固提升訓(xùn)練 電容器 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
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1、2021屆物理一輪總復(fù)習(xí)40分鐘鞏固提升訓(xùn)練 訓(xùn)練:*電容器 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)* 一、選擇題 1.如圖,勻強(qiáng)電場(chǎng)水平向左,帶正電物體沿絕緣粗糙水平面向右運(yùn)動(dòng),經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為100 J,到B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能減少到80 J,減少的動(dòng)能中有12 J轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能,則它再經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能大小為( ) A.4 J B.16 J C.32 J D.64 J 2.原有一油滴靜止在極板水平放置的平行板電容器中,給電容器再充上一些電荷量ΔQ,油滴開始向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)t時(shí)間后,電容器突然放電失去一部分電荷量ΔQ′,又經(jīng)t時(shí)間,油滴回到原位置,假如在運(yùn)動(dòng)過程中油滴電荷量一定,則( ) A.=
2、4 B.=3 C.=2 D.=1 3.如圖所示,平行板電容器兩極板水平放置,現(xiàn)將其與二極管串聯(lián)接在電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源上,電容器下極板接地,靜電計(jì)所帶電荷量可忽略,二極管具有單向?qū)щ娦裕]合開關(guān)S,一帶電油滴恰好靜止于兩板間的P點(diǎn),現(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向下移動(dòng)一小段距離,則下列說法正確的是( ) A.平行板電容器的電容將變大 B.靜電計(jì)指針張角變小 C.帶電油滴的電勢(shì)能將增加 D.油滴仍將保持靜止 4.示波管是示波器的核心部件,它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成,如圖所示.從電子槍發(fā)射出的電子在經(jīng)過加速電場(chǎng)加速和兩個(gè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn),最后打在熒光屏上.如果在熒光屏上P
3、點(diǎn)出現(xiàn)亮斑,那么示波管中的( ) A.極板X應(yīng)帶負(fù)電,極板Y應(yīng)帶負(fù)電 B.極板X′應(yīng)帶負(fù)電,極板Y應(yīng)帶負(fù)電 C.極板X應(yīng)帶負(fù)電,極板Y′應(yīng)帶負(fù)電 D.極板X′應(yīng)帶負(fù)電,極板Y′應(yīng)帶負(fù)電 5.如圖甲所示,兩平行金屬板MN、PQ的板長(zhǎng)和板間距離相等.板間存在如圖乙所示的隨時(shí)間周期性變化的電場(chǎng),電場(chǎng)方向與兩板垂直,不計(jì)重力的帶電粒子沿板間中線垂直電場(chǎng)方向源源不斷地射入電場(chǎng),粒子射入電場(chǎng)時(shí)的初動(dòng)能均為Ek0,已知t=0時(shí)刻射入電場(chǎng)的粒子剛好沿MN板右邊緣垂直電場(chǎng)方向射出電場(chǎng).則以下說法中正確的是( ) A.帶電粒子通過電場(chǎng)的時(shí)間 B.在0~時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入電場(chǎng)的帶電粒子最終都
4、從OO′上方射出電場(chǎng) C.運(yùn)動(dòng)過程中所有粒子的最大動(dòng)能不可能超過2Ek0 D.只有t=(n=0,1,2,…)時(shí)刻射入電場(chǎng)的粒子才能垂直電場(chǎng)方向射出電場(chǎng) 6.如圖所示,一平行板電容器充電后與電源斷開,負(fù)極板接地,在兩極板間有一正電荷(電荷量很小)固定在P點(diǎn).以E表示兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度,U表示電容器的電壓,Ep表示正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能.若保持負(fù)極板不動(dòng),將正極板移到圖中虛線所示位置,則( ) A.U變小,Ep不變 B.E變大,Ep不變 C.U變大,Ep變大 D.U不變,Ep變大 7.平行板電容器兩個(gè)帶電極板之間存在引力作用,引力的大小與內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)E和極板所帶電荷量Q的乘積成正比
5、.今有一平行板電容器兩極板接在恒壓直流電源上,現(xiàn)將A極板下移使A、B兩板間距變?yōu)樵瓉?lái)的,則A、B兩極板之間的引力與原來(lái)的比值是( ) A. B. C. D. 8.在真空中上、下兩個(gè)區(qū)域均為豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),其電場(chǎng)線分布如圖所示,有一帶負(fù)電的微粒,從上邊區(qū)域沿一條電場(chǎng)線以速度v0勻速下落,并進(jìn)入下邊區(qū)域(該區(qū)域的電場(chǎng)足夠廣),在如圖所示的速度—時(shí)間圖象中,符合微粒在電場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)情況的是( ) 9.粗糙絕緣的水平地面上,有兩塊豎直平行相對(duì)而立的金屬板A、B.板間地面上靜止著帶正電的物塊,如圖甲所示,當(dāng)兩金屬板加圖乙所示的交變電壓時(shí),設(shè)直到t1時(shí)刻物塊才開始運(yùn)
6、動(dòng)(最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力可認(rèn)為相等),則( ) A.在0~t1時(shí)間內(nèi),物塊受到逐漸增大的摩擦力,方向水平向右 B.在t1~t3時(shí)間內(nèi),物塊受到的摩擦力先逐漸增大,后逐漸減小 C.t3時(shí)刻物塊的速度最大 D.t4時(shí)刻物塊的速度最大 10. (多選)如圖所示,沿水平方向放置的平行金屬板a和b分別與電源的正、負(fù)極相連,a、b板的中央沿豎直方向各有一個(gè)小孔,閉合開關(guān)S后,帶正電的液滴從小孔正上方的P點(diǎn)由靜止自由落下,當(dāng)液滴穿過b板小孔到達(dá)a板小孔時(shí)速度為v1,現(xiàn)使a板不動(dòng),在開關(guān)S仍閉合或斷開的情況下b板向上或向下平移一小段距離,相同的液滴仍從P點(diǎn)自由落下,此時(shí)液滴到達(dá)a板小孔時(shí)速
7、度為v2,空氣阻力不計(jì),下列說法中正確的是( )
A.若開關(guān)S保持閉合,向下移動(dòng)b板,則v2>v1
B.若開關(guān)S保持閉合,則無(wú)論向上或向下移動(dòng)b板,都有v2=v1
C.若開關(guān)S閉合一段時(shí)間后再斷開,向下移動(dòng)b板,則v2>v1
D.若開關(guān)S閉合一段時(shí)間后再斷開,則無(wú)論向上或向下移動(dòng)b板,都有v2 8、
C.從A點(diǎn)到最低點(diǎn)的距離是gt2
D.從A點(diǎn)到最低點(diǎn),小球的電勢(shì)能增加了mg2t2
12. (多選)如圖所示,在地面上方的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球,系在一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線一端,可以在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng).AB為圓周的水平直徑,CD為豎直直徑.已知重力加速度為g,電場(chǎng)強(qiáng)度E=,不計(jì)空氣阻力,下列說法正確的是( )
A.若小球在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做完整的圓周運(yùn)動(dòng),則它運(yùn)動(dòng)過程中的最小速度vmin≥
B.若小球在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),則小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能最大
C.若將小球在A點(diǎn)由靜止釋放,它將在ACBD圓弧上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)
D.若將小球在A 9、點(diǎn)以大小為的速度豎直向上拋出,它將能夠到達(dá)B點(diǎn)
13. (多選)如圖所示的直角坐標(biāo)系中,第一象限內(nèi)分布著均勻輻射的電場(chǎng),坐標(biāo)原點(diǎn)與四分之一圓弧的熒光屏間電壓為U;第三象限內(nèi)分布著豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E.大量電荷量為-q(q>0)、質(zhì)量為m的粒子,某時(shí)刻起從第三象限不同位置連續(xù)以相同的初速度v0沿x軸正方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng).若粒子只能從坐標(biāo)原點(diǎn)進(jìn)入第一象限,其他粒子均被坐標(biāo)軸上的物質(zhì)吸收并導(dǎo)走而不影響原來(lái)的電場(chǎng)分布.不計(jì)粒子的重力及它們間的相互作用.下列說法正確的是( )
A.能進(jìn)入第一象限的粒子,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的初始位置分布在一條直線上
B.到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)的粒子速度越大,入射速度 10、方向與y軸的夾角越大
C.能打到熒光屏上的粒子,進(jìn)入O點(diǎn)的動(dòng)能必須大于qU
D.若U<,熒光屏各處均有粒子到達(dá)而被完全點(diǎn)亮
14. (多選)如圖所示,水平絕緣粗糙的軌道AB與處于豎直平面內(nèi)的半圓形絕緣光滑軌道BC平滑連接,半圓形軌道的半徑R=0.4 m.在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)線與軌道所在的平面平行,電場(chǎng)強(qiáng)度E=1.0×104 N/C.現(xiàn)有一電荷量q=+1.0×10-4C、質(zhì)量m=0.1 kg的帶電體(可視為質(zhì)點(diǎn))在水平軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放,帶電體恰好能通過半圓形軌道的最高點(diǎn)C,然后落至水平軌道上的D點(diǎn),取g=10 m/s2,則( )
A.帶電體在半圓形軌道C 11、點(diǎn)的速度大小為2 m/s
B.落點(diǎn)D與B點(diǎn)的距離xBD=0
C.帶電體運(yùn)動(dòng)到半圓形軌道B點(diǎn)時(shí)對(duì)半圓形軌道的壓力大小為7 N
D.帶電體在從B到C運(yùn)動(dòng)的過程中對(duì)軌道最大壓力為3(+1) N
15.(多選)電子眼系統(tǒng)通過路面下埋設(shè)的感應(yīng)線來(lái)感知汽車的壓力,感應(yīng)線是一個(gè)壓電薄膜傳感器,壓電薄膜在受壓時(shí)兩端產(chǎn)生電壓,壓力越大電壓越大,壓電薄膜與電容器C和電阻R組成圖甲所示的回路,紅燈亮?xí)r,如果汽車的前、后輪先后經(jīng)過感應(yīng)線,回路中產(chǎn)生兩脈沖電流,如圖乙所示,即為“闖紅燈”,電子眼拍照,則紅燈亮?xí)r( )
A.車輪停在感應(yīng)線上時(shí),電阻R上有恒定電流
B.車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程中,電容器先充電 12、后放電
C.車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程中,電阻R上的電流先增加后減小
D.汽車前輪剛越過感應(yīng)線,又倒回到線內(nèi),仍會(huì)被電子眼拍照
16.(多選)如圖所示,平行板電容器A、B兩極板水平放置,A在上方,B在下方,現(xiàn)將其和二極管串聯(lián)接在電源上,已知A和電源正極相連,二極管具有單向?qū)щ娦?,一帶電小球沿A、B中心水平射入,打在B極板上的N點(diǎn),小球的重力不能忽略,現(xiàn)通過上下移動(dòng)A極板來(lái)改變兩極板A、B間距(兩極板仍平行),則下列說法正確的是( )
A.若小球帶正電,當(dāng)A、B間距增大時(shí),小球打在N點(diǎn)的右側(cè)
B.若小球帶正電,當(dāng)A、B間距減小時(shí),小球打在N點(diǎn)的左側(cè)
C.若小球帶負(fù)電,當(dāng)A、B間距減小 13、時(shí),小球可能打在N點(diǎn)的右側(cè)
D.若小球帶負(fù)電,當(dāng)A、B間距增大時(shí),小球可能打在N點(diǎn)的左側(cè)
17.(多選)如圖所示,A、B為兩塊水平放置的金屬板,通過閉合開關(guān)S分別與電源兩極相連,兩板中央各有一個(gè)小孔a和b,在a孔正上方某處一帶電質(zhì)點(diǎn)由靜止開始下落,不計(jì)空氣阻力,該質(zhì)點(diǎn)到達(dá)b孔時(shí)速度恰為零,然后返回.現(xiàn)要使帶電質(zhì)點(diǎn)能穿出b孔,可行的方法是( )
A.保持S閉合,將A板適當(dāng)上移
B.保持S閉合,在兩板左邊之間插入電介質(zhì)
C.先斷開S,再將A板適當(dāng)下移
D.先斷開S,在兩板左邊之間插入電介質(zhì)
18.(多選)用輕繩拴著一質(zhì)量為m、帶正電的小球在豎直面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),豎直面內(nèi)加有 14、豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E,如圖甲所示,不計(jì)一切阻力,小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能Ek與繩中張力F間的關(guān)系如圖乙所示,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,則( )
A.輕繩的長(zhǎng)度為
B.小球所帶電荷量為
C.小球在最高點(diǎn)的最小速度為
D.小球在最高點(diǎn)的最小速度為
二、非選擇題
19.在xOy直角坐標(biāo)系中,三個(gè)邊長(zhǎng)都為2 m的正方形如圖所示排列,第Ⅰ象限正方形區(qū)域ABOC中有水平向左的勻強(qiáng)電揚(yáng),電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E0,在第Ⅱ象限正方形COED的對(duì)角線CE左側(cè)CED區(qū)域內(nèi)有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),三角形OEC區(qū)域內(nèi)無(wú)電場(chǎng),正方形DENM區(qū)域內(nèi)無(wú)電場(chǎng).現(xiàn)有一帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的帶電粒子(重 15、力不計(jì))從AB邊上的A點(diǎn)由靜止釋放,恰好能通過E點(diǎn).
(1)求CED區(qū)域內(nèi)的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E1;
(2)保持第(1)問中電場(chǎng)強(qiáng)度不變,若在正方形區(qū)域ABOC中某些點(diǎn)靜止釋放與上述相同的帶電粒子,要使所有粒子都經(jīng)過E點(diǎn),則釋放點(diǎn)的坐標(biāo)值x、y間應(yīng)滿足什么關(guān)系;
(3)若CDE區(qū)域內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小變?yōu)镋2=E0,方向不變,其他條件都不變,則在正方形區(qū)域ABOC中某些點(diǎn)靜止釋放與上述相同的帶電粒子,要使所有粒子都經(jīng)過N點(diǎn),則釋放點(diǎn)的坐標(biāo)值x、y間又應(yīng)滿足什么關(guān)系.
20.如圖所示,在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,水平軌道AB連接著一圓形軌道,圓形軌道固定在豎直平面內(nèi),其最低 16、點(diǎn)B與水平軌道平滑連接.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電荷的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),從離圓形軌道最低點(diǎn)B相距為L(zhǎng)處的C點(diǎn)由靜止開始在電場(chǎng)力作用下沿水平軌道運(yùn)動(dòng).已知小球所受電場(chǎng)力與其所受的重力大小相等,重力加速度為g,水平軌道和圓形軌道均絕緣,小球在運(yùn)動(dòng)過程中所帶電荷量q保持不變,不計(jì)一切摩擦和空氣阻力.求:
(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??;
(2)小球由C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所用的時(shí)間t;
(3)小球運(yùn)動(dòng)到與圓形軌道圓心O等高的D點(diǎn)時(shí)的速度大小vD.
參考答案
1
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6
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8
9
B
A
D
B
C
A
B
A
C
10
11
17、12
13
14
15
16
17
18
BC
AC
AB
CD
BD
BD
BC
CD
AC
19.(1)設(shè)帶電粒子出第Ⅰ象限電場(chǎng)時(shí)速度為v,在第Ⅰ象限電場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)動(dòng)能定理得E0qL=mv2,其中L=2 m,要使帶電粒子通過E點(diǎn),在第Ⅱ象限電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí),豎直方向位移為y,設(shè)水平位移為x0,則y=·2,因∠CEO=45°,即x0=y(tǒng)=2 m,解得E1=4E0.
(2)設(shè)坐標(biāo)為(x,y),帶電粒子出第Ⅰ象限電場(chǎng)時(shí)速度為v1,在第Ⅰ象限電場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)動(dòng)能定理得E0qx=mv,要使帶電粒子過E點(diǎn),在第Ⅱ象限電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí),豎直方向位移為y,水平方向位 18、移也為y,則y=·2,解得y=x.
(3)如圖所示為其中一條軌跡圖,帶電粒子從DE出電場(chǎng)時(shí)與DE交于Q,進(jìn)入CDE電場(chǎng)后,初速度延長(zhǎng)線與DE交于G,出電場(chǎng)時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線與初速度延長(zhǎng)線交于P點(diǎn),設(shè)在第Ⅰ象限出發(fā)點(diǎn)的坐標(biāo)為(x,y),由圖可知,在CDE中帶電粒子的水平位移為y,設(shè)偏轉(zhuǎn)位移為y′,則y′=·2,而=,其中GP=,NE=2 m,在第Ⅰ象限加速過程中,E0qx=mv,解得y=3x-4.
20.(1)對(duì)小球,由題意可知
Eq=mg①
解得E=②
(2)對(duì)小球,設(shè)從C到B的加速度為a,
根據(jù)牛頓第二定律可得Eq=ma③
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得L=at2④
②③④式聯(lián)立解得t=⑤
(3)設(shè)圓形軌道半徑為R,對(duì)小球從C到D的過程,根據(jù)動(dòng)能定理有
qE(L+R)-mgR=mv-0⑥
聯(lián)立②⑥,可得vD=.
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