一点一练高考物理复习 专题十八 电容器 带电粒子专题演练含两年高考一年模拟Word格式文档下载.docx
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3.(2015·
海南单科,5)如图,一充电后的平行板电容器的两极板相距l。
在正极板附近有一质量为M、电荷量为q(q>0)的粒子;
在负极板附近有另一质量为m、电荷量为-q的粒子。
在电场力的作用下,两粒子同时从静止开始运动。
已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距l的平面。
若两粒子间相互作用力可忽略。
不计重力,则M∶m为( )
A.3∶2B.2∶1C.5∶2D.3∶1
4.(2015·
天津理综,7)(多选)
如图所示,氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场E1之后进入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转,最后打在屏上。
整个装置处于真空中,不计粒子重力及其相互作用,那么( )
A.偏转电场E2对三种粒子做功一样多
B.三种粒子打到屏上时的速度一样大
C.三种粒子运动到屏上所用时间相同
D.三种粒子一定打到屏上的同一位置
5.(2015·
山东理综,20)(多选)如图甲,两水平金属板间距为d,板间电场强度的变化规律如图乙所示。
t=0时刻,质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间,0~时间内微粒匀速运动,T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出。
微粒运动过程中未与金属板接触。
重力加速度的大小为g。
关于微粒在0~T时间内运动的描述,正确的是( )
A.末速度大小为v0
B.末速度沿水平方向
C.重力势能减少了mgd
D.克服电场力做功为mgd
6.(2014·
山东理综,19)如图,半径为R的均匀带正电薄球壳,其上有一小孔A。
已知壳内的场强处处为零;
壳外空间的电场,与将球壳上的全部电荷集中于球心O时在壳外产生的电场一样。
一带正电的试探电荷(不计重力)从球心以初动能Ek0沿OA方向射出。
下列关于试探电荷的动能Ek与离开球心的距离r的关系图线,可能正确的是( )
7.(2014·
山东理综,18)如图,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、带电荷量分别为+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( )
A. B. C. D.
8.(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,如图所示,其中l0为常数。
粒子所受重力忽略不计。
求:
(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。
9.(2015·
四川理综,10)如图所示,粗糙、绝缘的直轨道OB固定在水平桌面上,B端与桌面边缘对齐,A是轨道上一点,过A点并垂直于轨道的竖直面右侧有大小E=1.5×
106N/C,方向水平向右的匀强电场。
带负电的小物体P电荷量是2.0×
10-6C,质量m=0.25kg,与轨道间动摩擦因数μ=0.4。
P从O点由静止开始向右运动,经过0.55s到达A点,到达B点时速度是5m/s,到达空间D点时速度与竖直方向的夹角为α,且tanα=1.2。
P在整个运动过程中始终受到水平向右的某外力F作用,F大小与P的速率v的关系如表所示。
P视为质点,电荷量保持不变,忽略空气阻力,取g=10m/s2。
v/(m·
s-1)
0≤v≤2
2<v<5
v≥5
F/N
2
6
3
(1)小物体P从开始运动至速率为2m/s所用的时间;
(2)小物体P从A运动至D的过程,电场力做的功。
10.(2014·
新课标全国卷Ⅰ,25)如图,O、A、B为同一竖直平面内的三个点,OB沿竖直方向,∠BOA=60°
,OB=OA。
将一质量为m的小球以一定的初动能自O点水平向右抛出,小球在运动过程中恰好通过A点。
使此小球带电,电荷量为q(q>
0),同时加一匀强电场,场强方向与△OAB所在平面平行。
现从O点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球,该小球通过了A点,到达A点时的动能是初动能的3倍;
若该小球从O点以同样的初动能沿另一方向抛出,恰好通过B点,且到达B点时的动能为初动能的6倍,重力加速度大小为g。
求
(1)无电场时,小球到达A点时的动能与初动能的比值;
(2)电场强度的大小和方向。
一年模拟试题精练
南昌市调研)
如图所示,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( )
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
南昌市模拟)
如图所示,水平放置的平行金属板a、b分别与电源的两极相连,带电液滴P在金属板a、b间保持静止,现设法使P固定,再使两金属板a、b分别绕过中心点O、O′垂直于纸面的轴顺时针转动相同的小角度α,然后释放P,则P在电场内将做( )
A.匀速直线运动
B.水平向右的匀加速直线运动
C.斜向右下方的匀加速直线运动
D.曲线运动
山西四校联考)如图甲所示,两平行金属板MN、PQ的板长和板间距离相等,板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场,电场方向与两板垂直,在t=0时刻,一不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向射入电场,粒子射入电场时的速度为v0,t=T时刻粒子刚好沿MN板右边缘射出电场。
则( )
A.该粒子射出电场时的速度方向一定是沿垂直电场方向的
B.在t=T/2时刻,该粒子的速度大小为2v0
C.若该粒子在T/2时刻以速度v0进入电场,则粒子会打在板上
D.若该粒子的入射速度变为2v0,则该粒子仍在t=T时刻射出电场
开封市模拟)
如图所示,倾角为θ=30°
的光滑绝缘斜面处于电场中,斜面AB长为L,一带电荷量为+q、质量为m的小球,以初速度v0由斜面底端的A点开始沿斜面上滑,到达斜面顶端时速度仍为v0,则( )
A.小球在B点时的电势能一定大于小球在A点时的电势能
B.A、B两点之间的电势差一定为
C.若该电场是匀强电场,则电场强度的值一定是
D.若该电场是由放在AC边中垂线上某点的点电荷Q产生的,则Q一定是正电荷
长沙重点高中测试)(多选)
如图所示,带正电q′的小球Q固定在倾角为θ的光滑固定绝缘细杆下端,让另一穿在杆上的质量为m、电荷量为q的带正电的小球M从A点由静止释放,M到达B点时速度恰好为零。
若A、B间距为L,C是AB的中点,两小球都可视为质点,重力加速度为g,则下列判断正确的是( )
A.在从A点至B点的过程中,M先做匀加速运动,后做匀减速运动
B.在从A点至C点和从C点至B点的过程中,前一过程M的电势能的增加量较小
C.在B点M受到的库仑力大小是mgsinθ
D.在Q产生的电场中,A、B两点间的电势差为UBA=
6.(2015·
湖南十校联考)
如图所示,真空中水平放置的两个相同极板Y和Y′长为L,相距d,足够大的竖直屏与两板右侧相距b。
在两板间加上可调偏转电压UYY′,一束质量为m、带电荷量为+q的粒子(不计重力)从两板左侧中点A以初速度v0沿水平方向射入电场且能穿出。
(1)证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心O点;
(2)求两板间所加偏转电压UYY′的范围;
(3)求粒子可能到达屏上区域的长度。
参考答案
考点18 电容器 带电粒子在电场中的运动
1.D [两平行金属板水平放置时,带电微粒静止有mg=qE,现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°
后,两板间电场强度方向逆时针旋转45°
,电场力方向也逆时针旋转45°
,但大小不变,此时电场力和重力的合力大小恒定,方向指向左下方,故该微粒将向左下方做匀加速运动,选项D正确。
]
2.BC [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。
3.A [设电场强度为E,两粒子的运动时间相同,对M有,aM=,l=t2;
对m有am=·
l=t2,联立解得=,A正确。
4.AD [带电粒子经加速电场后速度v0=,出偏转电场时的纵向速度vy=,所以偏转电场E2对粒子做功为W=m(v+v)-mv=q,故做功一样多,故A正确;
粒子打到屏上时的速度为v==,与比荷有关,故速度不一样大,故B错误;
纵向位移y=at2=,即位移与比荷无关,由相似三角形可知,打到屏幕上的位置相同,故D正确;
运动到屏上所用时间t=×
,与比荷有关,故C错误。
5.BC [因0~内微粒匀速运动,故E0q=mg;
在~时间内,粒子只受重力作用,做平抛运动,在t=时刻的竖直速度为vy1=,水平速度为v0;
在~T时间内,由牛顿第二定律2E0q-mg=ma,解得a=g,方向向上,则在t=T时刻,vy2=vy1-g=0粒子的竖直速度减小到零,水平速度为v0,选项A错误,B正确;
微粒的重力势能减小了ΔEp=mg·
=mgd,选项C正确;
从射入到射出,由动能定理可知,mgd-W电=0,可知克服电场力做功为mgd,选项D错误。
6.A [由于带正电的试探电荷在球壳内运动时,不受电场力,没有力做功,动能不变,可知C、D项错误;
在球壳外,电场力做正功,动能增大,且由F库=k可知随r的增大,F库减小,体现为Ekr图线的斜率减小,故选项A正确,B错误。
7.B [因为两粒子轨迹恰好相切,切点为矩形区域中心,则对其中一个粒子,水平方向=v0t,竖直方向=at2且满足a=,三式联立解得v0=,故B正确。
8.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)粒子只要沿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)
9.解析
(1)小物体P的速率从0至2m/s,受外力F1=2N,设其做匀变速直线运动的加速度为a1,经过时间Δt1速度为v1,则
F1-μmg=ma1①
v1=a1Δt1②
由①②式并
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