2021届物理一轮总复习40分钟巩固提升训练 电容器　带电粒子在电场中的运动

2021届物理一轮总复习40分钟巩固提升训练训练：*电容器带电粒子在电场中的运动*一、选择题1.如图，匀强电场水平向左，带正电物体沿绝缘粗糙水平面向右运动，经过A点时动能为100 J，到B点时动能减少到80 J，减少的动能中有12 J转化为电势能，则它再经过B点时动能大小为()A4 J B16 JC32 J D64 J2原有一油滴静止在极板水平放置的平行板电容器中，给电容器再充上一些电荷量Q，油滴开始向上运动，经t时间后，电容器突然放电失去一部分电荷量Q，又经t时间，油滴回到原位置，假如在运动过程中油滴电荷量一定，则()A.4 B.3C.2 D.13如图所示，平行板电容器两极板水平放置，现将其与二极管串联接在电动势为E的直流电源上，电容器下极板接地，静电计所带电荷量可忽略，二极管具有单向导电性闭合开关S，一带电油滴恰好静止于两板间的P点，现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则下列说法正确的是()A平行板电容器的电容将变大B静电计指针张角变小C带电油滴的电势能将增加D油滴仍将保持静止4示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示从电子枪发射出的电子在经过加速电场加速和两个偏转电场偏转，最后打在荧光屏上如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的()A极板X应带负电，极板Y应带负电B极板X应带负电，极板Y应带负电C极板X应带负电，极板Y应带负电D极板X应带负电，极板Y应带负电5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，不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向源源不断地射入电场，粒子射入电场时的初动能均为Ek0，已知t0时刻射入电场的粒子刚好沿MN板右边缘垂直电场方向射出电场则以下说法中正确的是()A带电粒子通过电场的时间B在0时间段内进入电场的带电粒子最终都从OO上方射出电场C运动过程中所有粒子的最大动能不可能超过2Ek0D只有t(n0,1,2，)时刻射入电场的粒子才能垂直电场方向射出电场6如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷(电荷量很小)固定在P点以E表示两极板间的电场强度，U表示电容器的电压，Ep表示正电荷在P点的电势能若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示位置，则()AU变小，Ep不变 BE变大，Ep不变CU变大，Ep变大 DU不变，Ep变大7平行板电容器两个带电极板之间存在引力作用，引力的大小与内部场强E和极板所带电荷量Q的乘积成正比今有一平行板电容器两极板接在恒压直流电源上，现将A极板下移使A、B两板间距变为原来的，则A、B两极板之间的引力与原来的比值是()A. B.C. D.8.在真空中上、下两个区域均为竖直向下的匀强电场，其电场线分布如图所示，有一带负电的微粒，从上边区域沿一条电场线以速度v0匀速下落，并进入下边区域(该区域的电场足够广)，在如图所示的速度时间图象中，符合微粒在电场内运动情况的是() 9粗糙绝缘的水平地面上，有两块竖直平行相对而立的金属板A、B.板间地面上静止着带正电的物块，如图甲所示，当两金属板加图乙所示的交变电压时，设直到t1时刻物块才开始运动(最大静摩擦力与滑动摩擦力可认为相等)，则()A在0t1时间内，物块受到逐渐增大的摩擦力，方向水平向右B在t1t3时间内，物块受到的摩擦力先逐渐增大，后逐渐减小Ct3时刻物块的速度最大Dt4时刻物块的速度最大10. (多选)如图所示，沿水平方向放置的平行金属板a和b分别与电源的正、负极相连，a、b板的中央沿竖直方向各有一个小孔，闭合开关S后，带正电的液滴从小孔正上方的P点由静止自由落下，当液滴穿过b板小孔到达a板小孔时速度为v1，现使a板不动，在开关S仍闭合或断开的情况下b板向上或向下平移一小段距离，相同的液滴仍从P点自由落下，此时液滴到达a板小孔时速度为v2，空气阻力不计，下列说法中正确的是()A若开关S保持闭合，向下移动b板，则v2v1B若开关S保持闭合，则无论向上或向下移动b板，都有v2v1C若开关S闭合一段时间后再断开，向下移动b板，则v2v1D若开关S闭合一段时间后再断开，则无论向上或向下移动b板，都有v20)、质量为m的粒子，某时刻起从第三象限不同位置连续以相同的初速度v0沿x轴正方向射入匀强电场若粒子只能从坐标原点进入第一象限，其他粒子均被坐标轴上的物质吸收并导走而不影响原来的电场分布不计粒子的重力及它们间的相互作用下列说法正确的是()A能进入第一象限的粒子，在匀强电场中的初始位置分布在一条直线上B到达坐标原点的粒子速度越大，入射速度方向与y轴的夹角越大C能打到荧光屏上的粒子，进入O点的动能必须大于qUD若U，荧光屏各处均有粒子到达而被完全点亮14 (多选)如图所示，水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，半圆形轨道的半径R0.4 m在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场线与轨道所在的平面平行，电场强度E1.0104 N/C.现有一电荷量q1.0104C、质量m0.1 kg的带电体(可视为质点)在水平轨道上的P点由静止释放，带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C，然后落至水平轨道上的D点，取g10 m/s2，则()A带电体在半圆形轨道C点的速度大小为2 m/sB落点D与B点的距离xBD0C带电体运动到半圆形轨道B点时对半圆形轨道的压力大小为7 ND带电体在从B到C运动的过程中对轨道最大压力为3(1) N15(多选)电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力，感应线是一个压电薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，压力越大电压越大，压电薄膜与电容器C和电阻R组成图甲所示的回路，红灯亮时，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中产生两脉冲电流，如图乙所示，即为“闯红灯”，电子眼拍照，则红灯亮时()A车轮停在感应线上时，电阻R上有恒定电流B车轮经过感应线的过程中，电容器先充电后放电C车轮经过感应线的过程中，电阻R上的电流先增加后减小D汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，仍会被电子眼拍照16(多选)如图所示，平行板电容器A、B两极板水平放置，A在上方，B在下方，现将其和二极管串联接在电源上，已知A和电源正极相连，二极管具有单向导电性，一带电小球沿A、B中心水平射入，打在B极板上的N点，小球的重力不能忽略，现通过上下移动A极板来改变两极板A、B间距(两极板仍平行)，则下列说法正确的是()A若小球带正电，当A、B间距增大时，小球打在N点的右侧B若小球带正电，当A、B间距减小时，小球打在N点的左侧C若小球带负电，当A、B间距减小时，小球可能打在N点的右侧D若小球带负电，当A、B间距增大时，小球可能打在N点的左侧17.(多选)如图所示，A、B为两块水平放置的金属板，通过闭合开关S分别与电源两极相连，两板中央各有一个小孔a和b，在a孔正上方某处一带电质点由静止开始下落，不计空气阻力，该质点到达b孔时速度恰为零，然后返回现要使带电质点能穿出b孔，可行的方法是()A保持S闭合，将A板适当上移B保持S闭合，在两板左边之间插入电介质C先断开S，再将A板适当下移D先断开S，在两板左边之间插入电介质18(多选)用轻绳拴着一质量为m、带正电的小球在竖直面内绕O点做圆周运动，竖直面内加有竖直向下的匀强电场，电场强度为E，如图甲所示，不计一切阻力，小球运动到最高点时的动能Ek与绳中张力F间的关系如图乙所示，当地的重力加速度为g，则()A轻绳的长度为B小球所带电荷量为C小球在最高点的最小速度为 D小球在最高点的最小速度为 二、非选择题19在xOy直角坐标系中，三个边长都为2 m的正方形如图所示排列，第象限正方形区域ABOC中有水平向左的匀强电扬，电场强度的大小为E0，在第象限正方形COED的对角线CE左侧CED区域内有竖直向下的匀强电场，三角形OEC区域内无电场，正方形DENM区域内无电场现有一带电荷量为q、质量为m的带电粒子(重力不计)从AB边上的A点由静止释放，恰好能通过E点(1)求CED区域内的匀强电场的电场强度的大小E1；(2)保持第(1)问中电场强度不变，若在正方形区域ABOC中某些点静止释放与上述相同的带电粒子，要使所有粒子都经过E点，则释放点的坐标值x、y间应满足什么关系；(3)若CDE区域内的电场强度大小变为E2E0，方向不变，其他条件都不变，则在正方形区域ABOC中某些点静止释放与上述相同的带电粒子，要使所有粒子都经过N点，则释放点的坐标值x、y间又应满足什么关系20.如图所示，在水平向右的匀强电场中，水平轨道AB连接着一圆形轨道，圆形轨道固定在竖直平面内，其最低点B与水平轨道平滑连接现有一质量为m、电荷量为q的带正电荷的小球(可视为质点)，从离圆形轨道最低点B相距为L处的C点由静止开始在电场力作用下沿水平轨道运动已知小球所受电场力与其所受的重力大小相等，重力加速度为g，水平轨道和圆形轨道均绝缘，小球在运动过程中所带电荷量q保持不变，不计一切摩擦和空气阻力求： (1)匀强电场的电场强度E的大小；(2)小球由C点运动到B点所用的时间t；(3)小球运动到与圆形轨道圆心O等高的D点时的速度大小vD.参考答案123456789BADBCABAC101112131415161718BCACABCDBDBDBCCDAC19.(1)设带电粒子出第象限电场时速度为v，在第象限电场中加速运动时，根据动能定理得E0qLmv2，其中L2 m，要使带电粒子通过E点，在第象限电场中偏转时，竖直方向位移为y，设水平位移为x0，则y2，因CEO45，即x0y2 m，解得E14E0.(2)设坐标为(x，y)，带电粒子出第象限电场时速度为v1，在第象限电场中加速运动时，根据动能定理得E0qxmv，要使带电粒子过E点，在第象限电场中偏转时，竖直方向位移为y，水平方向位移也为y，则y2，解得yx.(3)如图所示为其中一条轨迹图，带电粒子从DE出电场时与DE交于Q，进入CDE电场后，初速度延长线与DE交于G，出电场时速度的反向延长线与初速度延长线交于P点，设在第象限出发点的坐标为(x，y)，由图可知，在CDE中带电粒子的水平位移为y，设偏转位移为y，则y2，而，其中GP，NE2 m，在第象限加速过程中，E0qxmv，解得y3x4.20.(1)对小球，由题意可知Eqmg解得E(2)对小球，设从C到B的加速度为a，根据牛顿第二定律可得Eqma由运动学公式可得Lat2式联立解得t(3)设圆形轨道半径为R，对小球从C到D的过程，根据动能定理有qE(LR)mgRmv0联立，可得vD.10 / 10