2022年高考物理一輪復習 19《電容器、帶電粒子在電場中的運動》（一）試題 1.對電容計算式C=Q/U,以下說法正確的是(　　) A.電容器充電量越大,電容增加越大 B.電容器的電容跟它兩極所加電壓成反比 C.電容器的電容越大,所帶電量就越多 D.對于確定的電容器,它所充的電荷量跟它兩極板間所加電壓的比值保持不變 2.某一電容器上標有“300V,5 μF”字樣,下述說法正確的是(　　) A.該電容器可在300V以下電壓正常工作 B.該電容器只能在300V電壓時正常工作 C.電壓是200V時,電容仍是5μF D.該電容器能夠容納的電荷量最多為1.5×10-3C 3.如圖所示,三個同樣的帶電粒子(不計重力)同時從同一位置沿同一方向垂直于電場線射入平行板電容器間的勻強電場,它們的運動軌跡分別用a、b、c 標出,不考慮帶電粒子間的相互作用力.下列說法中正確的是(　　) A.當b飛離電場的同時,a剛好打在下極板上 B.b和c同時飛離電場 C.進入電場時,c的速度最大,a的速度最小 D.在電場中運動過程中c的動能增加量最小,a、b動能增加量相同 4.(xx·安徽卷四校聯(lián)考)如圖所示，兩平行金屬板間有一勻強電場，板長為L，板間距離為d，在板右端L處有一豎直放置的光屏M，一帶電荷量為q，質(zhì)量為m的質(zhì)點從兩板中央射入板間，最后垂直打在M屏上，則下列結論正確的是（ ） A.板間電場強度大小為 B.板間電場強度大小為 C.質(zhì)點在板間的運動時間和它從板的右端運動到光屏的時間相等 D.質(zhì)點在板間的運動時間大于它從板的右端運動到光屏的時間 5.如圖所示,一價氫離子H)和二價氦離子He)的混合體,經(jīng)同一加速電場加速后,垂直射入同一偏轉電場中,偏轉后,打在同一熒光屏上,則它們(　　) A.同時到達屏上同一點 B.先后到達屏上同一點 C.同時到達屏上不同點 D.先后到達屏上不同點 6.(xx·石家莊一中檢測)如圖所示，從F處釋放一個無初速度的電子向B板方向運動，指出下列對電子運動的描述中錯誤的是(設電源電動勢為U)（ ） A.電子到達B板時的動能是U(eV) B.電子從B板到達C板動能變化量為零 C.電子到達D板時動能是3U(eV) D.電子在A板和D板之間做往復運動 7.(xx·北京西城期末)某同學設計了一種靜電除塵裝置,如圖甲所示,其中有一長為L、寬為b、高為d的矩形通道,其前、后面板為絕緣材料,上、下面板為金屬材料.圖乙是裝置的截面圖,上、下兩板與電壓恒定為U的高壓直流電源相連.帶負電的塵埃被吸入矩形通道的水平速度為v0,當碰到下板后其所帶電荷被中和,同時被收集.將被收集塵埃的數(shù)量與進入矩形通道塵埃的數(shù)量的比值,稱為除塵率.不計塵埃的重力及塵埃之間的相互作用,要增大除塵率,則下列措施可行的是(　　) A.只增大電壓U B.只增大長度L C.只增大高度d D.只增大塵埃被吸入水平速度v0 8.(xx·全國新課標Ⅰ卷)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(未與極板接觸)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d處返回 9.(xx·安徽卷)如圖所示，充電后的平行板電容器水平放置，電容為C，極板間距離為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： (1)小球到達小孔處的速度； (2)極板間電場強度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. 10.如圖所示,兩帶電平行板豎直放置,開始時兩極板間電壓為U,相距為d,兩極板間形成勻強電場.有一帶電粒子,質(zhì)量為m(重力不計)、所帶電荷量為+q,從兩極板下端連線的中點P以豎直速度v0射入勻強電場中,帶電粒子落在A極板的M點上,求: (1)若將A極板向左側水平移動d,此帶電粒子仍從P點以速度v0豎直射入勻強電場且仍落在A極板的M點上,則兩極板間電壓應增大還是減小?電壓應變?yōu)樵瓉淼膸妆? (2)若將A極板向左側水平移動d并保持兩極板間電壓為U,此帶電粒子仍從P點豎直射入勻強電場且仍落在A極板的M點上,則應以多大的速度v'射入勻強電場? 參考答案 1.解析:電容是表示電容器容納電荷本領的物理量,與電容器是否帶電,帶電量的多少、板間電勢差的大小等均無關.故D項正確. 答案:D 2.解析:電容器上所標的“300V”,指的是擊穿電壓,電容器兩極間的電壓不得高于該電壓,否則電容器有可能被擊穿,故A項正確,B項錯;該電容器的電容是5μF,與實際電壓無關,故C項正確;根據(jù)Q=CU可知,該電容器在300V電壓時容納的電荷最多為Q=5×10-6×300C=1.5×10-3C,故D項正確. 答案:ACD 3.解析:帶電粒子在電場中受到的電場力相同,粒子在電場方向做勻加速直線運動的加速度相同,粒子a和b在電場方向的位移相同,粒子c的位移最小,根據(jù)y=at2可知,在電場中的運動時間關系,ta=tb>tc,A項正確,B項錯;粒子在平行極板方向做勻速直線運動,根據(jù)v=可知,進入電場時的速度,粒子c的最大,a的最小,C項正確;粒子在電場中只有電場力做功,電場力做的功等于粒子動能的增量,根據(jù)W=Eqy可知,c的動能增加最小,a、b動能增加量相同,D項正確. 答案:ACD 4.解析：根據(jù)質(zhì)點垂直打在M屏上可知，質(zhì)點在兩板中央運動時向上偏轉，在板右端運動時向下偏轉，mg<qE，選項A、B錯誤；根據(jù)運動的合成和分解，質(zhì)點沿水平方向做勻速直線運動，質(zhì)點在板間的運動時間和它從板的右端運動到光屏的時間相等，選項C正確，D錯誤. 答案：C 5.解析:根據(jù)動能定理U1q=mv2得,經(jīng)過加速電場的末速度v=.一價氫離子)和二價氦離子)的比荷不同,在加速電場和偏轉電場的時間均不同.在偏轉電場中偏轉的距離y=at2=相同,因此,B項正確. 答案:B 6.解析：由電路圖可得，電子在A、B板間加速運動，電場力做正功U(eV)，在B、C板間勻速運動，在C、D板間減速運動，電場力做負功-U(eV)，所以電子在D板處速度為零，電子在A板和D板之間做往復運動，所以答案為C. 答案：C 7.解析:由類平拋運動規(guī)律可得塵埃偏轉位移為y=at2=,根據(jù)題意,增大除塵率,就是要增大y,需要增大電壓U,增大長度L,減小高度d,減小塵埃被吸入的水平速度v0,只需改變其中的一項或幾項即可,A、B兩項正確. 答案:AB 8.解析:由題意知,帶電粒子落到下極板處的速度為0,設此時電場強度為E,根據(jù)動能定理有,mg(d+)-qEd=0,板間電壓不變的情況下,下極板向上平移后,電場強度變?yōu)樵瓉淼谋?所以后來的電場強度為E'=,假設帶電粒子在距上極板h處時,速度變?yōu)?,根據(jù)動能定理得mg(h+)-qE'h=0,得h=. 答案:D 9.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，有 mg-qE=ma，0-v2=2ad. 得E=. 由U=Ed,Q=CU， 得Q=C. (3)由h=， 0=v+at2，t=t1+t2,綜合可得t=. 答案：(1) (2) C (3) 10.解析:(1)帶電粒子在兩極板間的豎直方向做勻速直線運動,水平方向做勻加速直線運動,極板移動前后兩分運動時間相等, =a1t2,d=a2t2 解得,a2=2a1 由a1=,a2=得, U'=3U,即板間電壓應變大,變?yōu)樵瓉淼?倍. (2)若兩極板間的電壓不變, 則Ed=E'·d,E=E'. 由qE=ma,qE'=ma'得,a'=a 設帶電粒子的豎直位移為L,則 d=a'()2, =a()2 聯(lián)立解得v'=v0. 答案:(1)增大　3倍 (2)v0