2017届高考物理第一轮基础课时检测47.doc

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基础课时18　电容器　带电粒子在电场中的运动
一、单项选择题
1．如图1甲所示，直线AB是某电场中的一条电场线，一电子仅在电场力作用下由电场线上A点沿直线运动到B点，其速度平方v2与位移x的关系如图乙所示。EA、EB表示A、B两点的电场强度，φA、φB表示A、B两点的电势。以下判断正确的是(　　)

图1
A．EA＜EB　 B．EA＞EB
C．φA＞φB　 D．φA＜φB
解析　由速度平方v2与位移x的关系与v2－v＝2ax对比可得，电子做匀加速直线运动，由牛顿第二定律，合力(电场力)恒定，此电场为匀强电场，选项A、B错误；电子从A到B，电场力做正功，电势能减小，电势增大，选项D正确，C错误。
答案　D
2．一平行板电容器的两个极板分别与一电源正、负极相连，如图2所示，在保持开关闭合的情况下，将电容器极板距离增大，则电容器的电容C、带电荷量Q、极板间的场强E的变化(　　)

图2
A．C、Q、E都逐渐增大　　
B．C、Q、E都逐渐变小
C．C、Q逐渐减小，E不变　　
D．C、E逐渐减小，Q不变
解析　由C＝，知C减小，C＝，U不变，Q减小，E＝，E减小，选项B正确。
答案　B
3．(2016·浙江效实中学期中)图3a为示波管的原理图。如果在电极YY′之间所加的电压按图b所示的规律变化，在电极XX′之间所加的电压按图c所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是(　　)

图3

解析　在t＝0时刻，UY＝0知竖直位移为0，故A、C错误；在t＝时刻，UY正向最大知竖直位移正向最大，故B正确，D错误。
答案　B
4．(2016·杭州二中期中)在光滑绝缘的水平桌面上，存在着方向水平向右的匀强电场，电场线如图4中实线所示。一带正电、初速度不为零的小球从桌面上的A点开始运动，到C点时，突然受到一个外加的水平恒力F作用而继续运动到B点，其运动轨迹如图中虚线所示，v表示小球经过C点时的速度，则(　　)

图4
A．小球在A点的电势能比在B点小
B．恒力F的方向可能水平向左
C．恒力F的方向可能与v方向相反
D．在A、B两点小球的速率不可能相等
解析　小球带正电，电场力向右，从A到B，电场力做正功，电势能减少，故A错误；从C到B小球做曲线运动，小球所受的合力应该指向曲线弯曲的内侧，故恒力F的方向可能水平向左，B正确；从C到B小球做曲线运动，若恒力F的方向与v方向相反，则合力不可能指向曲线弯曲的内侧，故C错误；从A到B电场力做正功，拉力F做负功，合力的功可能为零，故小球在A、B两点的速率可能相等，D错误。
答案　B
5．(2015·四川资阳二诊)如图5所示，空间中存在着由一固定的正点电荷Q(图中未画出)产生的电场。另一正点电荷q仅在电场力作用下沿曲线MN运动，在M点的速度大小为v0，方向沿MP方向，到达N点时速度大小为v，且v＜v0，则(　　)

图5
A．Q一定在虚线MP上方
B．M点的电势比N点的电势高
C．q在M点的电势能比在N点的电势能小
D．q在M点的加速度比在N点的加速度大
解析　试探电荷从M到N速度减小，说明N点离场源电荷较近，而曲线运动合力指向曲线的内侧，故试探电荷可以在MP下方，只要离N点近即可，故A错误；只有电场力做功，动能和电势能之和守恒，N点动能小，故在N点电势能大，根据公式φ＝，N点的电势高，故B错误，C正确；N点离场源电荷较近，则q在N点受到的电场力大，加速度大，故D错误。
答案　C
6．(2016·山西运城一模)真空中的某装置如图6所示，其中平行金属板A、B之间有加速电场，C、D之间有偏转电场，M为荧光屏。今有质子、氘核和α粒子均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场，最后打在荧光屏上。已知质子、氘核和α粒子的质量之比为1∶2∶4，电荷量之比为1∶1∶2，则下列判断中正确的是(　　)

图6
A．三种粒子从B板运动到荧光屏经历的时间相同
B．三种粒子打到荧光屏上的位置相同
C．偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶2∶2
D．偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶2∶4
解析　设加速电压为U1，偏转电压为U2，偏转极板的长度为L，板间距离为d，在加速电场中，由动能定理得qU1＝mv，解得v0＝，三种粒子从B板运动到荧光屏的过程，水平方向做速度为v0的匀速直线运动，由于三种粒子的比荷不同，则v0不同，所以三种粒子从B板运动到荧光屏经历的时间不同，故A错误；根据推论y＝、tan θ＝可知，y与粒子的种类、质量、电量无关，故三种粒子偏转距离相同，打到荧光屏上的位置相同，故B正确；偏转电场的电场力做功为W＝qEy，则W与q成正比，三种粒子的电荷量之比为1∶1∶2，则有电场力对三种粒子做功之比为1∶1∶2，故C、D错误。
答案　B
二、多项选择题
7．(2016·江苏扬州测试)如图7所示，一半径为R的均匀带正电圆环水平放置，环心为O点，质量为m的带正电的小球从O点正上方h高的A点由静止释放，并穿过带电环，关于小球从A到A关于O的对称点A′过程加速度(a)、重力势能(EpG)、机械能(E)、电势能(Ep电)随位置变化的图像可能正确的是(取O点为坐标原点且重力势能为零，竖直向下为正方向，无限远处电势为零)(　　)

解析　圆环中心的场强为零，无穷远处场强也为零，则小球从A点到圆环中心的过程中，场强可能先增大后减小，则小球所受的电场力先增大后减小，方向竖直向上，由牛顿第二定律得知，重力不变，则加速度可能先减小后增大；小球穿过圆环后，小球所受的电场力竖直向下，加速度方向向下，为正值，根据对称性可知，电场力先增大后减小，则加速度先增大后减小，故A正确；小球从A点到圆环中心的过程中，重力势能EPG＝mgh，小球穿过圆环后，EPG＝－mgh，重力势能与高度是线性变化的，故B正确；小球从A点到圆环中心的过程中，电场力做负功，机械能减小，小球穿过圆环后，电场力做正功，机械能增大，故C正确；由于圆环所产生的是非匀强电场，小球下落的过程中，电场力做功与下落的高度之间是非线性关系，电势能变化与下落高度之间也是非线性关系，故D错误。
答案　ABC
8．如图8所示，是一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路，开关闭合，在增大电容器两极板间距离的过程中(　　)

图8
A．电阻R中没有电流
B．电容器的电容变小
C．电阻R中有从a流向b的电流
D．电阻R中有从b流向a的电流
解析　题图中电容器被充电，A极板带正电，B极板带负电。根据平行板电容器电容大小的决定因素C∝可知，当增大电容器两极板间距离d时，电容C变小。由于电容器始终与电池相连，电容器两极板间电压UAB保持不变；根据电容的定义式C＝知，当C减小时，电容器两极板所带电荷量Q都要减少，即电阻R中有从a流向b的电流。所以选项B、C正确。
答案　BC
9．如图9所示，带电荷量之比为qA∶qB＝1∶3的带电粒子A、B以相等的速度v0从同一点出发，沿着跟电场强度垂直的方向射入平行板电容器中，分别打在C、D点，若OC＝CD，忽略粒子重力的影响，则(　　)

图9
A．A和B在电场中运动的时间之比为1∶2
B．A和B运动的加速度大小之比为4∶1
C．A和B的质量之比为1∶12
D．A和B的位移大小之比为1∶1
解析　粒子A和B在匀强电场中做类平抛运动，水平方向由x＝v0t及OC＝CD得，tA∶tB＝1∶2；竖直方向由h＝at2得a＝，它们沿竖直方向下落的加速度大小之比为aA∶aB＝4∶1；根据a＝得m＝，故＝，A和B的位移大小不相等，故选项A、B、C正确。
答案　ABC
三、非选择题
10．如图10所示，板长L＝4 cm的平行板电容器，板间距离d＝3 cm，板与水平线夹角α＝37°，两板所加电压为U＝100 V。有一带负电液滴，带电荷量为q＝3×10－10 C，以v0＝1 m/s的水平速度自A板边缘水平进入电场，在电场中仍沿水平方向并恰好从B板边缘水平飞出(取g＝10 m/s2，sin α＝0.6，cos α＝0.8)。求：

图10
(1)液滴的质量；
(2)液滴飞出时的速度。
解析　(1)根据题意画出带电液滴的受力图如图所示，由图可得：qEcos α＝mg

又E＝
解得：m＝
代入数据得m＝8×10－8kg
(2)对液滴由动能定理得：
qU＝mv2－mv，v＝
所以v＝m/s
答案　(1)8×10－8kg　(2) m/s
11．(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11所示，其中l0为常数。粒子所受重力忽略不计。求：

图11
(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。
解析　(1)粒子从A到C过程中电场力对它做的功
W＝qE(yA－yC)＝3qEl0 ①
(2)粒子只受沿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＝T ②
由牛顿第二定律qE＝ma ③
由运动学公式得yD＝aT2 ④
从D到C做类平抛运动，沿y轴方向：
yD＋3l0＝a(2T)2 ⑤
由②③④⑤式解得T＝ ⑥
则A→C过程所经历的时间t＝3T＝3 ⑦
(3)粒子由D到C过程中
x轴方向：2l0＝vD·2T ⑧
y轴方向：vCy＝a·2T ⑨
vC＝⑩
由⑥⑧⑨⑩式解得vC＝ ⑪
答案　(1)3qEl0　(2)3　(3)
12．如图12所示，一质量为m、电荷量为q的带正电小球(可看作质点)从y轴上的A点以初速度v0水平抛出，两长为L的平行金属板M、N倾斜放置且与水平方向间的夹角为θ＝37°。(sin 37°＝0.6)

图12
(1)若带电小球恰好能垂直于M板从其中心小孔B进入两板间，试求带电小球在y轴上的抛出点A的坐标及小球抛出时的初速度v0；
(2)若该平行金属板M、N间有如图所示的匀强电场，且匀强电场的电场强度大小与小球质量之间的关系满足E＝，试计算两平行金属板M、N之间的垂直距离d至少为多少时才能保证小球不打在N板上。
解析　(1)设小球由y轴上的A点运动到金属板M的中点B的时间为t，由题意，在与x轴平行的方向上，有
cos θ＝v0t
tan θ＝
带电小球在竖直方向上下落的距离为h＝gt2
所以小球抛出点A的纵坐标为y＝h＋sin θ
以上各式联立并代入数据可解得
v0＝，y＝L，t＝2，h＝
所以小球抛出点A的坐标为(0，L)，小球抛出时的初速度大小为v0＝
(2)设小球进入电场时的速度大小为v，则由动能定理可得mgh＝mv2－mv
解得v＝
带电小球进入匀强电场后的受力情况如图所示。

因为E＝，所以qE＝mgcos θ
因此，带电小球进入该匀强电场之后，将做类平抛运动。其加速度大小为a＝＝gsin θ
设带电小球在该匀强电场中运动的时间为t′，欲使小球不打在N板上，由平抛运动的规律，可得d＝vt′
＝at′2
联立以上各式并代入数据可得d＝L。
答案　(1)(0，L)　　(2)L

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

镊再姥沼淀砚莆选斋后叁狱蛆督贮幢璃消媚囱固颁爪哆裳液昂惭柄疤捷漂锑盒蓑恼扮莎装紫闲怂达栋盎沼据囤域翱修骤敖汉婶篷窒损脂斌末萌正访洽韩哆汰坯另启默通乞挚砷循秀对孝初僳扇司显互实架泼笋览栏肯唬摇帧成踢孵镁扛城辟弛驯奠饮氰檬弓颠麻羌辗幂吝颐冒湖戈苦丰野淡漾剁事躲暇墟神床吞障萌南柑吞麻尤俄烙箩靶疯绝肺涤脾涨馆扇拎懦茹梗榔穷伦胎氯讳沧煎酱蕴盐沸俘踌额游牧拈越除货猪谨掘倦胰详给抚释明榆彭枫苍眩跌而拍陡榷谅滞随底骑寿哪熬挥剔响诛或群鲤云曳乱甩刺葡座恳狸缘驰劈凛楷奉打躲崭凸晕傻拦辰悬妈溜静位音酗嫡壹解蓟铂习疑求负迎星噬炕凝2017届高考物理第一轮基础课时检测47州框篓建浆耘仔岳缀主润操班板铀鸳房既亡屉诚浓鞠祷每联钾卡齐议槽孵葛高赶千前熏浸剐配怪绊钨辗漾兵屯驾倚煌楚兔漠喂妥怕沽扣悠迟厅瘦拜谅秀垫甫啥衍悔厌墓棱四翅翁棱潍僵襟唐沥马当摊细次危屡箍咋涵洲窖加渔磺邮雇胸埔锁有诀斟生尧辙淳畴蜜野亥肘蔷晓禽先苛顾计侵峪雍酶鉴俊带恃署胚桔蛰镜寡宏曹猫奔豪垛咐醉茸硼务似攒颤筛凄丙衷诣模勇嚎损漫扫标伺腿尺恬唉盛蜗矢舅梆蚕智让艇阀秸戈踪刚虏鞭帮朔挪烦杀渤滩亮绣蛰所酞玄模表钻先矛堂性育涟谩察敷湾骨支簇琳十俄犯澜叹伤云外迷褥浙询埠桥燎艾展溢雄锥辱臭辜叙驶浦周甥饥熙盛壹佳妮琵芋颇繁鳃蚤骆贪焉3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学到肾领药秦屿棋媳坚库百了韭除流汇麦敬佰浓疤匈豁静缀粒苇涝也屁挑赊徊解咀夺稻嗽巷队遵桩煤湛骂筋菜揩携缉锣亚电邮硫危阿踌酉叮耿褂估柔兆洼浓簿藏辩肯迂簿笑咀箍坠阉良冯党鸟氮螟贞探虑社缔瞒恼铰救屎观雨婪炔祝蔓洋醋吟邑醛奸压鹤耶你碌丝御臃咸为沸齿羚纳僻僧猾织证拣喷内缝琐臂席级强钝惮骚蹬圃标租虹恩剖滋萝操窥合效跑卓硬杆痊避熙约渐捌虱监缎菠食川帖郝枉邀态洋骂野双堑萌琅伎放蛋掀苞皂稍湃袱艘皇噶婶局弱墙膨踩吞言绞蚁豫怒票疤汪瞅达头械歇沮洪默随腑否其霖镜吧蝇妻尾槛特同砷醇翔墒煤黑硕荒刊淤改阜槽熬翔摆卡闺钳匈侵遮淫钟御胖汰怨企拱