2018年高考物理一輪復習精講深剖（打包29套）.zip
2018年高考物理一輪復習精講深剖（打包29套）.zip,2018,年高,物理,一輪,復習,精講深剖,打包,29
專題8.3 電容器 帶電粒子在電場中的運動
（一）真題速遞
1.（2017新課標Ⅱ 25）如圖，兩水平面（虛線）之間的距離為H，其間的區(qū)域存在方向水平向右的勻強電場。自該區(qū)域上方的A點將質(zhì)量為m、電荷量分別為q和–q（q>0）的帶電小球M、N先后以相同的初速度沿平行于電場的方向射出。小球在重力作用下進入電場區(qū)域，并從該區(qū)域的下邊界離開。已知N離開電場時的速度方向豎直向下； M在電場中做直線運動，剛離開電場時的動能為N剛離開電場時的動能的1.5倍。不計空氣阻力，重力加速度大小為g。求
（1）M與N在電場中沿水平方向的位移之比；
（2）A點距電場上邊界的高度；
（3）該電場的電場強度大小。
【答案】（1）3:1（2）（3）
【解析】
⑤
⑥
【名師點睛】此題是帶電粒子在電場及重力場的復合場中的運動問題；關(guān)鍵是分析粒子的受力情況，分析粒子在水平及豎直方向的運動性質(zhì)，搞清物理過程；靈活選取物理規(guī)律列方程.
2．（2017江蘇卷，4）如圖所示，三塊平行放置的帶電金屬薄板、、中央各有一小孔，小孔分別位于、、點.由點靜止釋放的電子恰好能運動到點?，F(xiàn)將板向右平移到點，則由點靜止釋放的電子
(A) 運動到點返回
(B) 運動到和點之間返回
(C) 運動到點返回
(D) 穿過點
【答案】A
【名師點睛】本題是帶電粒子在電場中的運動，主要考察勻變速直線運動的規(guī)律或動能定理，重點是電容器的動態(tài)分析，在電荷量Q不變的時候，板間的電場強度與板間距無關(guān)。
3．（2017天津卷，7）如圖所示，在點電荷Q產(chǎn)生的電場中，實線MN是一條方向未標出的電場線，虛線AB是一個電子只在靜電力作用下的運動軌跡。設(shè)電子在A、B兩點的加速度大小分別為aA、aB，電勢能分別為EpA、EpB。下列說法正確的是
A．電子一定從A向B運動
B．若aA>aB，則Q靠近M端且為正電荷
C．無論Q為正電荷還是負電荷一定有EpAaB，說明電子在M點受到的電場力較大，M點的電場強度較大，根據(jù)點電荷的電場分布可知，靠近M端為場源電荷的位置，應(yīng)帶正電，故B正確；無論Q為正電荷還是負電荷，一定有電勢，電子電勢能，電勢能是標量，所以一定有EpAab>ac，va>vc>vb
B．a(chǎn)a>ab>ac，vb>vc>va
C．a(chǎn)b>ac>aa，vb>vc>va
D．a(chǎn)b>ac>aa，va>vc>vb
【答案】D
【解析】由庫侖定律F＝可知，粒子在a、b、c三點受到的電場力的大小關(guān)系為Fb>Fc>Fa，由a＝，可知ab>ac>aa。根據(jù)粒子的軌跡可知，粒子Q與場源電荷P的電性相同，二者之間存在斥力，由c→b→a整個過程中，電場力先做負功再做正功，且Wba>|Wcb|，結(jié)合動能定理可知，va>vc>vb，故選項D正確。
6.(2015全國卷Ⅰ)如圖所示，直線a、b和c、d是處于勻強電場中的兩組平行線，M、N、P、Q是它們的交點，四點處的電勢分別為φM、φN、φP、φQ.一電子由M點分別運動到N點和P點的過程中，電場力所做的負功相等．則( )
A．直線a位于某一等勢面內(nèi)，φM＞φQ
B．直線c位于某一等勢面內(nèi)，φM＞φN
C．若電子由M點運動到Q點，電場力做正功
D．若電子由P點運動到Q點，電場力做負功
【答案】B
7．(2015·新課標全國Ⅱ)如圖，一質(zhì)量為m、電荷量為q(q＞0)的粒子在勻強電場中運動，A、B為其運動軌跡上的兩點．已知該粒子在A點的速度大小為v0，方向與電場方向的夾角為60°；它運動到B點時速度方向與電場方向的夾角為30°.不計重力．求A、B兩點間的電勢差．
【答案】
【解析】設(shè)帶電粒子在B點的速度大小為vB.粒子在垂直于電場方向的速度分量不變，即
vBsin 30°＝v0sin 60°①
由此得vB＝v0②
設(shè)A、B兩點間的電勢差為UAB，由動能定理有
qUAB＝m(v－v)③
聯(lián)立②③式得UAB＝④
8．(2014新課標Ⅰ)如圖，O、A、B為同一豎直平面內(nèi)的三個點，OB沿豎直方向，∠BOA＝60°，OB＝OA.將一質(zhì)量為m的小球以一定的初動能自O(shè)點水平向右拋出，小球在運動過程中恰好通過A點．使此小球帶電，電荷量為q(q>0)，同時加一勻強電場，場強方向與△OAB所在平面平行.現(xiàn)從O點以同樣的初動能沿某一方向拋出此帶電小球，該小球通過了A點，到達A點時的動能是初動能的3倍；若該小球從O點以同樣的初動能沿另一方向拋出，恰好通過B點，且到達B點時的動能為初動能的6倍，重力加速度大小為g.求
(1)無電場時，小球到達A點時的動能與初動能的比值；
(2)電場強度的大小和方向．
【答案】(1) (2)，方向與豎直向下成30°夾角
為x，如圖，則有
＝⑨
解得x＝d.MA為等勢線，電場必與其垂線OC方向平行．設(shè)電場方向與豎直向下的方向的夾角為α，由幾何關(guān)系可得
α＝30°⑩
即電場方向與豎直向下的方向的夾角為30°.
設(shè)場強的大小為E，有qEdcos 30°＝ΔEpA ?
由④⑦?式得E＝?
9.(2016·全國卷Ⅰ)一平行板電容器兩極板之間充滿云母介質(zhì)，接在恒壓直流電源上。若將云母介質(zhì)移出，則電容器( )
A．極板上的電荷量變大，極板間電場強度變大
B．極板上的電荷量變小，極板間電場強度變大
C．極板上的電荷量變大，極板間電場強度不變
D．極板上的電荷量變小，極板間電場強度不變
【答案】D
10.(2015新課標Ⅱ)如圖，兩平行的帶電金屬板水平放置．若在兩板中間a點從靜止釋放一帶電微粒，微粒恰好保持靜止狀態(tài)，現(xiàn)將兩板繞過a點的軸(垂直于紙面)逆時針旋轉(zhuǎn)45°，再由a點從靜止釋放一同樣的微粒，該微粒將( )
A．保持靜止狀態(tài)
B．向左上方做勻加速運動
C．向正下方做勻加速運動
D．向左下方做勻加速運動
【答案】D
【解析】兩平行金屬板水平放置時，帶電微粒靜止有mg＝qE，現(xiàn)將兩板繞過a點的軸(垂直于紙面)逆時針旋轉(zhuǎn)45°后，兩板間電場強度方向逆時針旋轉(zhuǎn)45°，電場力方向也逆時針旋轉(zhuǎn)45°，但大小不變，此時電場力和重力的合力大小恒定，方向指向左下方，故該微粒將向左下方做勻加速運動，選項D正確．]
11.（2012新課標）如圖，平行板電容器的兩個極板與水平地面成角度，兩極板與一直流電源相連。若一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過電容器，則在此過程中，該粒子
A．所受重力與電場力平衡 B．電勢能逐漸增加
C．動能逐漸增加 D．做勻變速直線運動
【答案】BD
12.（2013新課標Ⅰ）一水平放置的平行板電容器的兩極板間距為d，極板分別與電池兩極相連，上極板中心有一小孔(小孔對電場的影響可忽略不計)。小孔正上方處的P點有一帶電粒子，該粒子從靜止開始下落，經(jīng)過小孔進入電容器，并在下極板處(未寫極板接觸)返回。若將下極板向上平移，則從P點開始下落的相同粒子將
A.打到下極板上 B.在下極板處返回
C.在距上極板處返回 D.在距上極板處返回
【答案】D
【解析】根據(jù)題述，粒子從靜止開始下落，經(jīng)過小孔進入電容器后電場力做負功。設(shè)粒子帶電量為q，電池兩極之間的電壓為U，由動能定理，mg(d+)-qU=0.。若將下極板向上平移，一定不能打在下極板上。設(shè)粒子在距上極板nd處返回，則電場力做功為-3qnU/2，由動能定理，mg(nd+)- 3qnU/2=0.。解得n=2d/5，即粒子將在距上極板2d/5處返回，選項D正確。
13.(2015·新課標Ⅱ)如圖，一質(zhì)量為m、電荷量為q(q＞0)的粒子在勻強電場中運動，A、B為其運動軌跡上的兩點．已知該粒子在A點的速度大小為v0，方向與電場方向的夾角為60°；它運動到B點時速度方向與電場方向的夾角為30°.不計重力．求A、B兩點間的電勢差．
【答案】
（二）考綱解讀
主題
內(nèi)容
要求
說明
電場
帶電粒子在勻強電場中的運動
示波管
常見電容器、電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系
Ⅱ Ⅰ Ⅰ
本講共3個考點，一個二級考點，兩個一級考點，近幾年的高考中涉及本講的考點多以電容器、帶電粒子在勻強電場中的運動，命題角度為選擇題、計算都有，要更加重視。
（三）考點精講
考向一 平行板電容器的動態(tài)分析
一、兩類典型問題
1．電容器始終與恒壓電源相連，電容器兩極板間的電勢差U保持不變．
2．電容器充電后與電源斷開，電容器兩極所帶的電荷量Q保持不變．
二、動態(tài)分析思路
1．U不變
(1)根據(jù)C＝＝先分析電容的變化，再分析Q的變化．
(2)根據(jù)E＝分析場強的變化．
(3)根據(jù)UAB＝E·d分析某點電勢變化．
2．Q不變
(1)根據(jù)C＝＝先分析電容的變化，再分析U的變化．
(2)根據(jù)E＝分析場強變化．
【例1】 一平行板電容器兩極板之間充滿云母介質(zhì)，接在恒壓直流電源上．若將云母介質(zhì)移出，則電容器( )
A．極板上的電荷量變大，極板間電場強度變大
B．極板上的電荷量變小，極板間電場強度變大
C．極板上的電荷量變大，極板間電場強度不變
D．極板上的電荷量變小，極板間電場強度不變
【答案】D
階梯練習
1．如圖3所示，平行板電容器帶有等量異種電荷，與靜電計相連，靜電計金屬外殼和電容器下極板都接地，在兩極板間有一固定在P點的點電荷，以E表示兩板間的電場強度，Ep表示點電荷在P點的電勢能，θ表示靜電計指針的偏角．若保持下極板不動，將上極板向下移動一小段距離至圖中虛線位置，則( )
圖3
A．θ增大，E增大 B．θ增大，Ep不變
C．θ減小，Ep增大 D．θ減小，E不變
【答案】D
2．(多選)如圖4所示，A、B為兩塊平行帶電金屬板，A帶負電，B帶正電且與大地相接，兩板間P點處固定一負電荷，設(shè)此時兩極間的電勢差為U，P點場強大小為E，電勢為φP，負電荷的電勢能為Ep，現(xiàn)將A、B兩板水平錯開一段距離(兩板間距不變)，下列說法正確的是( )
圖4
A．U變大，E變大 B．U變小，φP變小
C．φP變小，Ep變大 D．φP變大，Ep變小
【答案】AC
【解析】根據(jù)題意可知兩極板間電荷量保持不變，當正對面積減小時，則由C＝可知電容減小，由U＝可知極板間電壓增大，由E＝可知，電場強度增大，故A正確；設(shè)P點的電勢為φP，則由題可知0－φP＝Ed′是增大的，則φP一定減小，由于負電荷在電勢低的地方電勢能一定較大，所以可知電勢能Ep是增大的，故C正確．
考向二 帶電粒子在電場中的直線運動
1．做直線運動的條件
(1)粒子所受合外力F合＝0，粒子或靜止，或做勻速直線運動．
(2)粒子所受合外力F合≠0，且與初速度方向在同一條直線上，帶電粒子將做勻加速直線運動或勻減速直線運動．
2．用動力學觀點分析
a＝，E＝，v2－v＝2ad.
3．用功能觀點分析
勻強電場中：W＝Eqd＝qU＝mv2－mv
非勻強電場中：W＝qU＝Ek2－Ek1
【例2】在真空中水平放置平行板電容器，兩極板間有一個帶電油滴，電容器兩板間距為d，當平行板電容器的電壓為U0時，油滴保持靜止狀態(tài)，如圖5所示．當給電容器突然充電使其電壓增加ΔU1時，油滴開始向上運動；經(jīng)時間Δt后，電容器突然放電使其電壓減少ΔU2，又經(jīng)過時間Δt，油滴恰好回到原來位置．假設(shè)油滴在運動過程中沒有失去電荷，充電和放電的過程均很短暫，這段時間內(nèi)油滴的位移可忽略不計．重力加速度為g.求：
圖5
(1)帶電油滴所帶電荷量與質(zhì)量之比；
(2)第一個Δt與第二個Δt時間內(nèi)油滴運動的加速度大小之比；
(3)ΔU1與ΔU2之比．
關(guān)鍵詞①油滴保持靜止狀態(tài)；②恰好又回到原來位置．
【答案】(1) (2)1∶3 (3)1∶4
即q＝ma2
則＝
解得＝.
階梯練習
3.如圖6所示，一充電后的平行板電容器的兩極板相距l(xiāng).在正極板附近有一質(zhì)量為M、電荷量為q(q＞0)的粒子；在負極板附近有另一質(zhì)量為m、電荷量為－q的粒子．在電場力的作用下，兩粒子同時從靜止開始運動．已知兩粒子同時經(jīng)過一平行于正極板且與其相距l(xiāng)的平面．若兩粒子間相互作用力可忽略．不計重力，則M∶m為( )
圖6
A．3∶2 B．2∶1 C．5∶2 D．3∶1
【答案】A
4．如圖7所示，充電后的平行板電容器水平放置，電容為C，極板間的距離為d，上極板正中有一小孔．質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球從小孔正上方高h處由靜止開始下落，穿過小孔到達下極板處速度恰為零(空氣阻力忽略不計，極板間電場可視為勻強電場，重力加速度為g)．求：
圖7
(1)小球到達小孔處的速度；
(2)極板間電場強度的大小和電容器所帶電荷量；
(3)小球從開始下落運動到下極板處的時間．
【答案】(1) (2) C
(3)
【解析】(1)由v2＝2gh，得v＝
(2)在極板間帶電小球受重力和電場力作用，由牛頓運動定律知：mg－qE＝ma
由運動學公式知：0－v2＝2ad
整理得電場強度E＝
由U＝Ed，Q＝CU，得電容器所帶電荷量Q＝C
(3)由h＝gt，0＝v＋at2，t＝t1＋t2
整理得t＝
考向三 帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)
1．運動規(guī)律
(1)沿初速度方向做勻速直線運動，運動時間
(2)沿電場力方向，做勻加速直線運動
2．兩個結(jié)論
(1)不同的帶電粒子從靜止開始經(jīng)過同一電場加速后再從同一偏轉(zhuǎn)電場射出時，偏移量和偏轉(zhuǎn)角總是相同的．
證明：由qU0＝mv
y＝at2＝··()2
tan θ＝
得：y＝，tan θ＝
(2)粒子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后，合速度的反向延長線與初速度延長線的交點O為粒子水平位移的中點，即O到偏轉(zhuǎn)電場邊緣的距離為.
3．功能關(guān)系
當討論帶電粒子的末速度v時也可以從能量的角度進行求解：qUy＝mv2－mv，其中Uy＝y(tǒng)，指初、末位置間的電勢差．
【例3】 如圖8所示，電子由靜止開始經(jīng)加速電場加速后，沿平行于板面的方向射入偏轉(zhuǎn)電場，并從另一側(cè)射出．已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，加速電場電壓為U0，偏轉(zhuǎn)電場可看做勻強電場，極板間電壓為U，極板長度為L，板間距為d.
圖8
(1)忽略電子所受重力，求電子射入偏轉(zhuǎn)電場時初速度v0和從電場射出時沿垂直板面方向的偏轉(zhuǎn)距離Δy；
(2)分析物理量的數(shù)量級，是解決物理問題的常用方法．在解決(1)問時忽略了電子所受重力，請利用下列數(shù)據(jù)分析說明其原因．已知U＝2.0×102 V，d＝4.0×10－2 m，m＝9.1×10－31 kg，e＝1.6×10－19 C，g＝10 m/s2.
(3)極板間既有靜電場也有重力場．電勢反映了靜電場各點的能的性質(zhì)，請寫出電勢φ的定義式．類比電勢的定義方法，在重力場中建立“重力勢”φG的概念，并簡要說明電勢和“重力勢”的共同特點．
關(guān)鍵詞①由靜止開始經(jīng)加速電場加速；②沿平行于板面的方向射入．
【答案】(1) (2)見解析 (3)見解析
階梯練習
5.在xOy平面內(nèi)，有沿y軸負方向的勻強電場，場強大小為E(圖中未畫出)，由A點斜射出一質(zhì)量為m，帶電量為＋q的粒子，B和C是粒子運動軌跡上的兩點，如圖10所示，其中l(wèi)0為常數(shù)．粒子所受重力忽略不計．求：
圖10
(1)粒子從A到C過程中電場力對它做的功；
(2)粒子從A到C過程所經(jīng)歷的時間；
(3)粒子經(jīng)過C點時的速率．
【答案】(1)3qEl0 (2)3 (3)
(3)粒子由D到C過程中
x軸方向：2l0＝vD·2T⑧
y軸方向：vCy＝a·2T⑨
vC＝⑩
由⑥⑧⑨⑩式解得vC＝ .
（四）知識還原
第3講 電容器 帶電粒子在電場中的運動
基礎(chǔ)知識
一、電容器
1．電容器的充、放電
(1)充電：使電容器帶電的過程，充電后電容器兩極板帶上等量的異種電荷，電容器中儲存電場能．
(2)放電：使充電后的電容器失去電荷的過程，放電過程中電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．
2．公式C＝和C＝的比較
(1)定義式：C＝，不能理解為電容C與Q成正比、與U成反比，一個電容器電容的大小是由電容器本身的因素決定的，與電容器是否帶電及帶電多少無關(guān)．
(2)決定式：C＝，εr為介電常數(shù)，S為極板正對面積，d為板間距離．
二、帶電粒子在勻強電場中的運動 示波管
1．直線問題：若不計粒子的重力，則電場力對帶電粒子做的功等于帶電粒子動能的增量．
(1)在勻強電場中：W＝qEd＝qU＝mv2－mv.
(2)在非勻強電場中：W＝qU＝mv2－mv.
2．偏轉(zhuǎn)問題
(1)條件分析：不計重力的帶電粒子以速度v0垂直于電場線方向飛入勻強電場．
(2)運動性質(zhì)：類平拋運動．
(3)處理方法：利用運動的合成與分解．
①沿初速度方向：做勻速直線運動．
②沿電場方向：做初速度為零的勻加速運動．
3．示波管的構(gòu)造：①電子槍，②偏轉(zhuǎn)電極，③熒光屏．(如圖1所示)
圖1
【深度思考】帶電粒子在電場中運動時一定考慮受重力嗎？
【答案】 (1)基本粒子：如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等，除有說明或有明確的暗示以外，一般都不考慮重力(但并不忽略質(zhì)量)．
(2)帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力．
基礎(chǔ)自測
1．平行板電容器的一個極板與靜電計的金屬桿相連，另一個極板與靜電計金屬外殼相連．給電容器充電后，靜電計指針偏轉(zhuǎn)一個角度．以下情況中，靜電計指針的偏角是增大還是減小？
(1)把兩板間的距離減??；
(2)把兩板間的相對面積減小；
(3)在兩板間插入相對介電常數(shù)較大的電介質(zhì)．
2.某種金屬板M受到某種紫外線照射時會不停地發(fā)射電子，射出的電子具有不同的方向，其速度大小也不相同．在M旁放置一個金屬網(wǎng)N.如果用導線將MN連接起來，M射出的電子落到N上便會沿導線返回M，從而形成電流．現(xiàn)在不把M、N直接相連，而按圖2那樣在M、N之間加一個電壓U，發(fā)現(xiàn)當U＞12.5 V時電流表中就沒有電流．已知電子的質(zhì)量me＝9.1×10－31 kg.
問：被這種紫外線照射出的電子，最大速度是多少？(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
【答案】如果電子的動能減少到等于0的時候，電子恰好沒有到達N板，則電流表中就沒有電流．由W＝0－Ekm，W＝－eU，得－eU＝0－Ekm＝－mev2
v＝＝ m/s≈2.10×106 m/s
3．先后讓一束電子和一束氫核通過同一對平行板形成的偏轉(zhuǎn)電場．進入時速度方向與板面平行，在下列兩種情況下，分別求出離開時電子偏角的正切與氫核偏角的正切之比．
(1)電子與氫核的初速度相同．
(2)電子與氫核的初動能相同．
【答案】設(shè)加速電壓為U0，偏轉(zhuǎn)電壓為U，帶電粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，垂直進入偏轉(zhuǎn)電場的速度為v0，偏轉(zhuǎn)電場兩極間距離為d，極板長為l，則：帶電粒子在加速電場
中獲得初動能mv＝qU0，粒子在偏轉(zhuǎn)電場中的加速度a＝，在偏轉(zhuǎn)電場中運動的時間為t＝，粒子離開偏轉(zhuǎn)電場時沿靜電力方向的速度vy＝at＝，粒子離開偏轉(zhuǎn)電場時速度方向的偏轉(zhuǎn)角的正切值tan θ＝
- 20 -
收藏
編號：4376831
類型：共享資源
大?。?span id="mzebxcnn0" class="font-tahoma">16.98MB
格式：ZIP
上傳時間：2020-01-06
30
積分
- 關(guān) 鍵 詞：
-
2018
年高
物理
一輪
復習
精講深剖
打包
29
- 資源描述：
-
2018年高考物理一輪復習精講深剖（打包29套）.zip,2018,年高,物理,一輪,復習,精講深剖,打包,29
展開閱讀全文
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明，都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等，如果需要附件，請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙，網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽，若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲空間，僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理，對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯，并不能對任何下載內(nèi)容負責。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容，請與我們聯(lián)系，我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
裝配圖網(wǎng)所有資源均是用戶自行上傳分享，僅供網(wǎng)友學習交流，未經(jīng)上傳用戶書面授權(quán)，請勿作他用。