2020高考物理大一轮361度全程复习 第6章－第3节 知能 训练

课时知能训练 (时间：40分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题5分，共计25分每小题只有一个选项符合题意)图63121(2020秦淮检测)如图6312所示为一只“极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图当动极板和定极板之间的距离d变化时，电容C便发生变化，通过测量电容C的变化就可知道两极板之间距离d的变化的情况在下列图中能正确反映C与d之间变化规律的图象是()图63132(2020海门模拟)如图6313所示是测定液面高度h的电容式传感器示意图，E为电源，G为灵敏电流计，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体已知灵敏电流计指针偏转方向与电流方向的关系为：电流从左边接线柱流进电流计，指针向左偏如果在导电液体的深度h发生变化时观察到指针正向左偏转，则()A导体芯A所带电量在增加，液体的深度h在增大B导体芯A所带电量在减小，液体的深度h在增大C导体芯A所带电量在增加，液体的深度h在减小D导体芯A所带电量在减小，液体的深度h在减小图63143(2020济南模拟)如图6314所示，质子(H)和粒子(He)以相同的初动能垂直射入偏转电场(粒子不计重力)，则这两个粒子射出电场时的侧位移y之比为()A11B12C21 D144(2020广东检测)两平行金属板间有一匀强电场，不同的带电粒子都以垂直于电场方向的初速度飞入该电场(不计粒子重力)，要使这些粒子经过电场后有相同大小的偏转角，它们应具有的条件是()A具有相同的动能和相同的比荷B具有相同的动量和相同的比荷C具有相同的初速度和相同的比荷D只有具有相同的比荷就可以图63155如图6315所示，在xOy竖直平面内存在着水平向右的匀强电场有一带正电的小球自坐标原点沿着y轴正方向以初速度v0抛出，运动轨迹最高点为M，与x轴交点为N，不计空气阻力，则小球()A做匀加速运动B从O到M的过程动能增大C到M点时的动能为零D到N点时的动能大于mv二、多项选择题(本题共4小题，每小题7分，共计28分每小题有多个选项符合题意全部选对的得7分，选对但不全的得4分，错选或不答的得0分)图63166(2020暨阳检测)如图6316所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点(重力不计)，则从开始射入到打到上极板的过程中()A它们运动的时间tQtPB它们运动的加速度aQaPC它们所带的电荷量之比qPqQ12D它们的动能增加量之比EkPEkQ127如图6317所示，C为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板，a板接地；P和Q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P板与b板用导线相连，Q板接地开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了角度.在以下方法中，能使悬线的偏角变大的是()图6317A缩小a、b间的距离B加大a、b间的距离C取出a、 b两极板间的电介质D换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质8(2020聊城模拟)如图6318所示为匀强电场的电场强度E随时间t变化的图象当t0时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法中正确的是()图6318A带电粒子将始终向同一个方向运动B2 s末带电粒子回到原出发点C3 s末带电粒子的速度为零D03 s内，电场力做的总功为零9(2020天津模拟)示波器是一种常见的电学仪器，可以在荧光屏上显示出被检测的电压随时间变化的情况电子经电压u1加速后进入偏转电场下列关于所加竖直偏转电压u2、水平偏转电压u3与荧光屏上所得的图形的说法中正确的是()图6319图6320A如果只在u2上加上甲图所示的电压，则在荧光屏上看到的图形如图(a)所示B如果只在u3上加上乙图所示的电压，则在荧光屏上看到的图形如图(b)所示C如果同时在u2和u3上加上甲、乙所示的电压，则在荧光屏上看到的图形如图(c)所示D如果同时在u2和u3上加上甲、乙所示的电压，则在荧光屏上看到的图形如图(d)所示三、非选择题(本题共3小题，共47分要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)图632110(14分)如图6321所示，有一电子(电荷量为e)经电压U0加速后，进入两块间距为d、电压为U的平行金属板间若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，求：(1)金属板AB的长度；(2)电子穿出电场时的动能11(2020梁丰检测)(16分)如图6322所示，两块平行金属板M、N竖直放置，两板间的电势差U1.5103 V，现将一质量m1102 kg、电荷量q4105 C的带电小球从两板上方的A点以v04 m/s的初速度水平抛出，之后小球恰好从靠近M板上端处进入两板间，沿直线运动碰到N板上的B点已知A点距两板上端的高度h0.2 m，不计空气阻力，取g10 m/s2，求：图6322(1)M、N两板间的距离d.(2)小球到达B点时的动能Ek.12(2020鞍山模拟)(17分)在场强为E100 V/m的竖直向下的匀强电场中有一块水平放置的足够大的接地金属板，在金属板的正上方，高为h0.8 m处有一个小的放射源放在一端开口的铅盒内，如图6323所示放射源以v0200 m/s的初速度向水平面以下各个方向均匀地释放质量为m21015 kg、电荷量为q1012 C的带电粒子粒子最后落在金属板上不计粒子重力，试求：图6323(1)粒子下落过程中电场力做的功；(2)粒子打在金属板上时的动能；(3)计算落在金属板上的粒子图形的面积大小(结果保留两位有效数字)答案及解析1.【解析】由平行板电容器电容的决定式CrS/(4kd)可知，电容C与极板之间距离d成反比，在第一象限反比例函数图象是一条双曲线，所以A正确【答案】A2.【解析】电流计指针向左偏转，说明流过电流计G的电流由左右，则导体芯A所带电量在减小，由QCU可知，导体芯A与液体形成的电容器的电容减小，则液体的深度h在减小，故D正确【答案】D3.【解析】由y和Ek0mv，得：y可知，y与q成正比，B正确【答案】B4.【解析】设带电粒子的质量为m，带电荷量为q，进入电场时的初速度为v0，飞出电场时的速度为vt，vt与v0的夹角为.平行金属板的长度为L，板间的距离为d，电压为U.最后得到带电粒子飞出平行板时vt的偏转角的表达式：tan .由这个表达式可知，要保持不变，只有C项正确【答案】C5.【解析】带正电的小球自坐标原点沿着y轴正方向以初速度v0抛出后受到恒定的合力作用做匀变速运动，在运动开始的一段时间内合力与速度的夹角为钝角，速度减小，A、B都错；小球自坐标原点到M点，y方向在重力作用下做速度减小到零的匀变速运动，x方向在电场力作用下做初速度为零的匀加速运动，所以到M点时的动能不为零，C错；由动能定理有：qExmvmv0，D正确【答案】D6.【解析】设P、Q两粒子的初速度为v0，加速度分别为aP和aQ，粒子P到上极板的距离是h/2，它们做类平抛运动的水平距离为l.则对P，由lv0tP，aPt，得到aP；同理对Q，lv0tQ，haQt，得到aQ.由此可见tPtQ，aQ2aP，而aP，aQ，所以qPqQ12.由动能定理，它们的动能增加量之比EkPEkQmaPmaQh14.综上所述，A、C项正确【答案】AC7.【解析】已知电容器C带电量不变，a、Q两板均接地，电势为零，b、P两板电势相等当ab间距离缩小时，电容器C的电容变大，电压U变小即b、P两板电势减小，即P、Q间电压减小，电场强度E减小，悬线偏角减小，所以A错误，B正确取出a、b两极板间电介质时，电容器C的电容变小，电压U变大，悬线偏角增大，所以C正确当换一块电介常数更大的电介质时，电容器C的电容变大，电压U变小，悬线偏角减小，所以D错误【答案】BC8.【解析】设第1 s内粒子的加速度为a1，第2 s内的加速度为a2，由a可知，a22a1，可见，粒子第1 s内向负方向运动，第1.5 s时粒子的速度为零，然后向正方向运动，至第3 s末回到原出发点，粒子的速度为0，由动能定理可知，此过程中电场力做功为零，综上所述，可知C、D正确【答案】CD9.【解析】如果只在AB上加上图甲所示的电压，电子将在竖直方向偏转，故A正确；如果只在CD上加上图乙所示的电压，则电子将在水平方向上偏转，故B正确；如果同时在AB和CD上加上甲、乙所示的电压，则t0时，向x轴负方向转偏位移最大，之后电子竖直方向上，先向上偏再向下偏，在T内竖直方向电子振动一个周期，形成一个完整的波形，故C错误，D正确【答案】ABD10.【解析】(1)设电子飞离加速电场时的速度为v0，由动能定理得eU0mv设金属板AB的长度为L，电子偏转时间t电子在偏转电场中产生偏转加速度a电子在电场中偏转ydat2由得：Ld .(2)设电子穿过电场时的动能为Ek，根据动能定理EkeU0ee(U0)【答案】(1)d (2)e(U0)11.【解析】(1)小球进入电场区域前做平抛运动，竖直方向上v2gh解得vy2 m/s进入电场后做直线运动，满足解得d0.3 m.(2)从A到B的过程中，应用动能定理得mg(hL)qUEkmv其中解得Ek0.175 J.【答案】(1)0.3 m(2)0.175 J12.【解析】(1)粒子在下落过程中电场力做的功WEqh10010120.8 J81011 J.(2)粒子在整个运动过程中仅有电场力做功，由动能定理得WEk2Ek1Ek281011 J210152002/2 J1.21010 J.(3)粒子落在金属板上的范围是一个圆设此圆的半径为r，只有当粒子的初速度与电场的方向垂直时粒子落在该圆的边缘上，由运动学公式得hat2t2代入数据求得t5.66103 s圆半径rv0t1.13 m圆面积Sr24.0 m2.【答案】(1)81011 J(2)1.21010 J(3)4.0 m2