2021年高考物理一轮复习考点优化训练专题：28 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动
试卷更新日期：2020-10-30 类型：一轮复习
一、单选题
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1. 如图所示是描述对给定的电容器充电时电荷量Q、电压U、电容C之间相互关系的图像，其中不正确的是（ ）A、
B、
C、
D、
2. 平行板电容器和电源、电阻、开关串联，组成如图所示的电路。接通开关K，给电容器充电，则（ ）
A、保持K接通减小两极板间的距离，则两极板间的电场强度减小 B、保持K接通，在两极板间插入一块铝板，则两极板间的电场强度增大 C、充电结束后断开K，减小两极板间的距离，则两极板间的电压增大 D、充电结束后断开K，在两极板间插入一块电介质，则两极板间的电压增大3. 下列关于电容和电容器的说法中，正确的是（ ）A、电容器不带电时，其电容为零 B、电容器的电容在数值上等于使两极板间产生1V的电势差时电容器所带的电荷量 C、某一平行板电容器，其它参数不变，仅减小两极板之间的正对面积，电容变大 D、保持平行板电容器两极板的带电量不变，仅增大极板间距，两极板间匀强电场的电场强度减小4. 如图所示，平行板电容器两极板A和B分别与电源的正、负极相连且A板接地，P为两极板间的一点，在P点有一带负电的油滴恰好平衡。现保持B板不动，将A板慢慢向上平移到图中虚线所示的位置，这时（ ）
A、电容器两极板间的电势差减小 B、P点的场强增大 C、P点的电势降低 D、固定在P点的负电荷的电势能将减少5. 光滑平行金属导轨 M、N 水平放置，导轨上放置着一根与导轨垂直的导体棒 PQ。导轨左端与由电容为 C的电容器、单刀双掷开关和电动势为 E 的电源组成的电路相连接，如图所示。在导轨所在的空间存在方向垂直于导轨平面的匀强磁场（图中未画出）。先将开关接在位置 a，使电容器充电并达到稳定后，再将开关拨到位置 b。导体棒将会在磁场的作用下开始向右运动，设导轨足够长。已知磁感应强度大小为 B，两水平轨道间距为 L，导体棒质量为 m，则以下说法中正确的是（ ）
A、空间存在的磁场方向为垂直纸面向外 B、导体棒向右运动的最大速度为 C、金属棒稳定后电容器两端的电压为 D、导体棒运动的过程中，通过导体棒的电荷量为6. 如图所示，两根绝缘细线分别系住a、b两个带电小球，并悬挂在O点，当两个小球静止时，它们处在同一水平面上，两细线与竖直方向间夹角分别为 、 ， 。现将两细线同时剪断，则（ ）
A、两球都做匀变速运动 B、落地时两球水平位移相同 C、两球下落时间 D、a球落地时的速度小于b球落地时的速度7. 如图所示，把直流电源、电容器、电流表、电压表、开关组装成实验电路。闭合开关S，电路稳定后，在电容器两板之间有一带负电的油滴恰好处于静止状态。已知所用电表均为理想电表，则下列说法正确的是（ ）
A、断开开关S时，电压表示数为零 B、断开开关S时，带电油滴立即向上运动 C、保持开关S闭合，适当增加两极板之间的距离，带电油滴仍处于静止状态 D、保持开关S闭合，适当减小两极板正对面积的过程中，有自右向左的电流流过电流表8. 如图所示，在竖直平面内的xOy坐标系中分布着与水平方向成30°角的匀强电场，将一质量为0.1kg、带电荷量为+0.02C的小球以某一初速度从原点O竖直向上抛出，它的轨迹恰好满足抛物线方程y2=x，已知P点为轨迹与直线方程y=x的交点，重力加速度g=10m/s2 ， 则（ ）
A、电场强度的大小为150N/C B、小球初速度的大小为 m/s C、小球通过P点时的动能为 J D、小球从O点运动到P点的过程中，电势能减少 J9. 如图所示，重力不计的甲，乙、两三个点电荷，电荷量相等，质量分别为m、2m、3m，由静止经同一电场加速后，又经同匀强电场偏转，最后打在荧光屏上，那么（ ）
A、经过加速电场过程，电场力对丙电荷做的功最多 B、三个电荷打在屏上时的速度一样大 C、三个电荷打在屏上的同一位置上，且所用时间相等 D、三个电荷经过加速和偏转电场打在荧光屏上，电场力对三个电荷做的功一样多10. 真空中的某装置如图所示，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、氚核和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、氚核和α粒子的质量之比为1∶3∶4，电荷量之比为1∶1∶2，则下列判断中正确的是（ ）
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不同 C、偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶1∶2 D、偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶2∶4二、多选题
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11. 如图所示，两块较大的金属板A、B平行水平放置并与一电源相连，S闭合后，两板间有一质量为m、带电量为q的油滴恰好在P点处于静止状态。则下列说法正确的是（ ）
A、在S仍闭合的情况下，若将A板向下平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G中有 的电流 B、在S仍闭合的情况下，若将A板向右平移一小段位移，则油滴仍然静止，G中有 的电流 C、若将S断开，且将A板向左平移一小段位移，P点电势升高 D、若将S断开，再将A板向下平移一小段位移，P点电势不变12. 一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场中，电场方向水平向左。不计空气阻力，则小球（ ）
A、做直线运动 B、做曲线运动 C、速率一直减小 D、动能先减小后增大13. 如图所示，一对水平放置的足够大的平行金属板均匀分布有等量异种电荷。三个质量相同的小球，从板间某位置以相同的水平速度v射入两极板间，落在倾斜绝缘板上的A，B，C三点，其中两个球带异种电荷，另一个不带电。不考虑倾斜板对匀强电场的影响及电荷间的相互作用，下列说法中正确的是（ ）
A、落在A点的小球带负电，落在C点的带正电，落在B点的不带电 B、落在A，B，C点的小球在电场中的加速度的关系是 C、三个小球在电场中运动的时间关系是 D、电场力对落在A点的小球做负功14. 如图所示，一充电后与电源断开的平行板电容器的两极板水平放置，板长为L，板间距离为d，距板右端L处有一竖直屏M。一带电荷量为q、质量为m的质点以初速度v0沿中线射入两板间，最后垂直打在M上，已知重力加速度为g，下列结论正确的是（ ）
A、两极板间电场强度大小为 B、两极板间电压为 C、整个过程中质点的重力势能增加 D、若仅增大两极板间距，该质点仍能垂直打在M上三、填空题
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15. 如图所示是探究影响平行板电容器电容大小因素的实验装置．
①关于此实验装置中的静电计，下列说法中正确的是 ． （选填选项前面的字母）
A．静电计指针张角的大小反映了平行板电容器所带电荷量的多少
B．静电计指针张角的大小反映了平行板电容器两板间电压的大小
C．静电计的外壳与A板相连接后可不接地
D．可以用量程为3V的电压表替代静电计
②让平行板电容器正对的两极板带电后，静电计的指针偏转一定角度．不改变A、B两板所带电荷量，且保持两板在竖直平面内．现要使静电计指针偏转角变大，下列做法中可行的是 ． （选填选项前面的字母）
A．保持B板不动，A板向上平移
B．保持B板不动，A板向右平移
C．保持A、B两板不动，在A、B之间插入一块绝缘介质板
四、综合题
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16. 如图所示，两组平行带电金属板，一组竖直放置，两板间所加电压为U0 ， 另一组水平放置，板长为L，两板间的距离为d。有一个质量为m，带电荷量为+q的微粒，从紧靠竖直板上的A点由静止释放后，经B点进入水平金属板并从两板间射出。B点位于两水平金属板的正中间，微粒所受重力忽略不计，求：
(1)、该微粒通过B点时的速度大小；(2)、该微粒通过水平金属板的时间；(3)、为使该微粒从两极板射出时的动能最大，加在水平金属板间的电压U应为多大？17. 如图所示，一个电子由静止开始经加速电场加速后，又沿中心轴线从O点垂直射入偏转电场，并从另一侧射出打到荧光屏上的P点，O点为荧光屏的中心。已知电子质量m= 9.0×1031kg，电荷量e= 1.6×1019C，加速电场电压U0= 2500 V，偏转电场电压U= 200 V，极板的长度L1=6.0 cm，板间距离d=2.0 cm，极板的末端到荧光屏的距离L2=3.0 cm（忽略电子所受重力，结果保留两位有效数字）。求：
(1)、电子射入偏转电场时的初速度v0；(2)、电子穿出偏转电场时的偏移量y。18. 如图所示是一个说明示波管工作原理的示意图，电子经电压为U1的加速电场加速后垂直进入偏转电场，两平行板间的距离为d，偏转电场电压为U2 ， 板长为L。 粒子能够离开偏转电场，则：
(1)、电子进入偏转电场时的速度v0大小？(2)、电子离开偏转电场时的偏转量h？19. 如图所示，空间存在宽度为d的竖直向下的匀强电场，电场强度大小为E，现将一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从O点以初速度v0垂直于电场方向射入电场，最终从电场右边界穿出．粒子重力不计，求：
(1)、粒子在电场中运动的时间；(2)、粒子在垂直方向的偏转距离．20. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第二象限中存在水平向右的匀强电场，电场强度大小为E，在第一象限内有竖直向下的匀强电场，电场强度大小也为E。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从P点由静止开始沿PQ运动，P点坐标为（-d，d），粒子从Q点进入第一象限的电场区域，从x轴上的M点离开电场，M点未画出。不计粒子重力。求：
(1)、粒子运动到Q点的速度大小vQ；(2)、M点横坐标；(3)、粒子从M点离开电场时速度方向与x轴正方向的夹角 。21. 如图所示，虚线 左侧有一场强为 的匀强电场，在两条平行的虚线 和 之间存在着宽为L、电场强度为 的匀强电场，在虚线 右侧距 为L处有一与电场 平行的屏。现有一电子从电场 中的A点，由静止释放，最后电子打在右侧的屏上，A点到 的距离为L， 连线与屏垂直，垂足为O，电子电荷量为e，质量为m，所受的重力不计，求：
(1)、电子到达 时的速度大小；(2)、电子刚射出电场 时的速度方向与 连线夹角 的正切值 ；(3)、电子达到屏上的点 到O点的距离y。22. 如图所示，A为粒子源，已知极板A和极板B间的电压为U1 ， 水平放置的平行带电板C、D间的电压为U2 ， 平行带电板的长度为L，两板间的距离为d。现有一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从粒子源A射出后（带电粒子的初速度可以忽略不计），被加速电压U1加速，并从两带电板C、D的中央水平射入，最后从右侧射出。不计带电粒子的重力，求：
(1)、带电粒子在射出B板时的速度大小；(2)、带电粒子从C、D间的电场飞出时，偏离入射方向的距离；(3)、如果CD间的电压U2可以调节，要使带电粒子不会打在极板D上，其他条件不变，电压U2应满足什么条件？23. 如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系，x轴水平，y轴竖直，在第二象限有沿y轴正方向的匀强电场E，一长为L的绝缘轻绳一端固定在A（0，4L）点，另一端系一个带负电小球，电荷量大小为 ，开始绳刚好水平伸直．重力加速度为g．求：
(1)、小球由静止释放，运动到y轴时绳断裂，小球能到达x轴上的B点，B点位置坐标；(2)、假设绳长可以0到4L之间调节，小球依然由原位置静止释放，每次到达y轴绳断裂，其他条件不变，则小球在x轴上的落点与原点间距离最大时，求轻绳的长度及该最大距离．
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