高考物理电容器和电容及带电粒子在电场中的运动专题练习.docx

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高考物理电容器和电容及带电粒子在电场中的运动专题练习

2020高考物理电容器和电容及带电粒子在电场中的运动专题练习（含答案）

1.一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是（　　）

A．C和U均增大B．C增大，U减小

C．C减小，U增大D．C和U均减小

答案　B　

2.两平行金属板相距为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入电场，最远到达A点，然后返回，如图所示，OA间距为h，则此电子的初动能为（　　）

A.

B.

C.

D.

答案　D　

3.如图所示，六面体真空盒置于水平面上，它的ABCD面与EFGH面为金属板，其他面为绝缘材料。

ABCD面带正电，EFGH面带负电。

从小孔P沿水平方向以相同速率射入三个质量相同的带正电液滴A、B、C，最后分别落在1、2、3三点，则下列说法正确的是（　　）

A．三个液滴在真空盒中都做平抛运动

B．三个液滴的运动时间一定相同

C．三个液滴落到底板时的速率相同

D．液滴C所带电荷量最多

答案　BD　

4.如图所示电路中，A、B是构成平行板电容器的两金属极板，P为其中的一个定点。

将开关S闭合，电路稳定后将A板向上平移一小段距离，则下列说法正确的是（　　）

A．电容器的电容增加

B．在A板上移过程中，电阻R中有向上的电流

C．A、B两板间的电场强度增大

D．P点电势升高

答案　B

5.如图所示，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（　　）

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

答案　D　

6.某位移式传感器的原理示意图如图所示，E为电源，R为电阻，平行金属板A、B和介质P构成电容器，当可移动介质P向左匀速移出的过程中（　　）

A．电容器的电容变大

B．电容器的电荷量保持不变

C．M点的电势比N点的电势低

D．流过电阻R的电流方向从M到N

答案　D　

7.如图所示，在某一真空中，只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场，在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒，微粒恰能沿图示虚线由A向B做直线运动。

则（　　）

A．微粒带正、负电荷都有可能

B．微粒做匀减速直线运动

C．微粒做匀速直线运动

D．微粒做匀加速直线运动

8.一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔（小孔对电场的影响可忽略不计）。

小孔正上方

处的P点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处（未与极板接触）返回。

若将下极板向上平移

，则从P点开始下落的相同粒子将（　　）

A．打到下极板上　　　　　B．在下极板处返回

C．在距上极板

处返回D．在距上极板

处返回

答案　D　

9.在真空中的x轴上的原点处和x＝6a处分别固定一个点电荷M、N，在x＝2a处由静止释放一个正点电荷P，假设点电荷P只受电场力作用沿x轴方向运动，得到点电荷P速度大小与其在x轴上的位置关系如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A．点电荷M、N一定都是负电荷

B．点电荷P的电势能一定是先增大后减小

C．点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为2∶1

D．x＝4a处的电场强度一定为零

答案　D　

10.如图所示，静止的电子在加速电压为U1的电场作用下从O经P板的小孔射出，又垂直进入平行金属板间的偏转电场（极板长L、极板间距离d），在偏转电压为U2的电场作用下偏转一段距离。

现使U1加倍，要想使电子在偏转电场的偏移量不发生变化（调整极板间距离时电子仍能穿出偏转电场），应该（　　）

A．仅使U2加倍

B．仅使U2变为原来的4倍

C．仅使偏转电场板间距离变为原来的0.5倍

D．仅使偏转电场板间距离变为原来的2倍

答案　AC

11.有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的小球，从左上方同一点以相同的水平速度先后射入匀强电场中，A、B、C三个小球的运动轨迹如图所示，A、B小球运动轨迹的末端处于同一竖直线上，则如图运动轨迹对应的过程（　　）

A．小球A带负电，B不带电，C带正电

B．三小球运动的时间tA＝tB

C．小球B和小球C末动能可能相等

D．小球A和小球C的电势能变化绝对值可能相等

答案　AD　

12.如图所示，某空间有一竖直向下的匀强电场，电场强度E＝1.0×102V/m，一块足够大的接地金属板水平放置在匀强电场中，在金属板的正上方高度h＝0.80m的a处有一粒子源，盒内粒子以v0＝2.0×102m/s的初速度向水平面以下的各个方向均匀放出质量为m＝2.0×10－15kg、电荷量为q＝＋10－12C的带电粒子，粒子最终落在金属板b上。

若不计粒子重力，求（结果保留两位有效数字）：

（1）粒子源所在a点的电势。

（2）带电粒子打在金属板上时的动能。

（3）从粒子源射出的粒子打在金属板上的范围（所形成的面积）；若使带电粒子打在金属板上的范围减小，可以通过改变哪些物理量来实现？

答案　

（1）80V　

（2）1.2×10－10J

（3）4.0m2　可通过减小h或增大E实现

13.如图所示，在E＝103V/m的竖直匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN在N点平滑相接，半圆形轨道平面与电场线平行，其半径R＝40cm，N为半圆形轨道最低点，P为QN圆弧的中点，一带负电q＝10－4C的小滑块质量m＝10g，与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.15，位于N点右侧1.5m的M处，g取10m/s2，求：

（1）要使小滑块恰能运动到半圆形轨道的最高点Q，则小滑块应以多大的初速度v0向左运动？

（2）这样运动的小滑块通过P点时对轨道的压力是多大？

答案　

（1）7m/s　

（2）0.6N

14.在电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从A点竖直向上抛出，其运动的轨迹如图所示，小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上，M为轨迹的最高点，小球抛出时的动能为8J，在M点的动能为6J，不计空气的阻力，则下列判断正确的是（　　）

A．小球水平位移x1与x2的比值为1∶3

B．小球水平位移x1与x2的比值为1∶4

C．小球落到B点时的动能为32J

D．小球从A点运动到B点的过程中最小动能为6J

答案　AC　

15.如图所示，一电荷量为＋q、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好静止。

重力加速度取g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。

求：

（1）水平向右电场的电场强度。

（2）若将电场强度减小为原来的

，物块的加速度是多大。

（3）电场强度变化后物块下滑距离L时的动能。

答案　

（1）

（2）0.3g　（3）0.3mgL

16.如图甲所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔，右极板电势随时间变化的规律如图乙所示，电子原来静止在左极板小孔处（不计电子的重力），下列说法正确的是（　　）

A．从t＝0时刻释放电子，电子始终向右运动，直到打到右极板上

B．从t＝0时刻释放电子，电子可能在两板间振动

C．从t＝

时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上

D．从t＝

时刻释放电子，电子必将打到左极板上

答案　AC　

17.如图甲所示，两个平行金属板P、Q竖直放置，两板间加上如图乙所示的电压，t＝0，Q板比P板电势高5V，此时在两板的正中央M点有一个电子，速度为零，电子在静电力作用下运动，使得电子的位置和速度随时间变化。

假设电子始终未与两板相碰。

在0

A．0

B．2×10－10s

C．4×10－10s

D．6×10－10s

答案　C　

18.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

答案　BC　

19.如图所示，先接通S使电容器充电，然后断开S。

当增大两极板间距离时，电容器所带电荷量Q、电容C、两极板间电势差U、两极板间场强E的变化情况是（　　）

A．Q变小，C不变，U不变，E变小

B．Q变小，C变小，U不变，E不变

C．Q不变，C变小，U变大，E不变

D．Q不变，C变小，U变小，E变小

答案　C　

20.如图所示，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

答案　D　

21.如图所示，在正方形ABCD区域内有平行于AB边的匀强电场，E、F、G、H是各边中点，其连线构成正方形，其中P点是EH的中点。

一个带正电的粒子（不计重力）从F点沿FH方向射入电场后恰好从D点射出。

下列说法正确的是（　　）

A．粒子的运动轨迹一定经过P点

B．粒子的运动轨迹一定经过P、E之间某点

C．若将粒子的初速度变为原来的一半，粒子会由E、D之间某点（不含E、D）射出正方形ABCD区域

D．若将粒子的初速度变为原来的一半，粒子恰好由E点射出正方形ABCD区域

答案　BD　

22.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，两极间产生一个水平向右的匀强电场，场强为E，一质量为m、电量为＋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极上的C点，已知AB＝BC。

不计空气阻力，则可知（　　）

A．微粒在电场中的加速度是变化的

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

D．MN板间的电势差为

答案　B