2022年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（二十二）電容器 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析1如圖1所示，平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接，下極板接地。一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離，則() 圖1A帶電油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)BP點(diǎn)的電勢(shì)將降低C帶電油滴的電勢(shì)能將減小D電容器的電容減小，極板帶電荷量將增大2(多選)如圖2所示的電路，閉合開(kāi)關(guān)，水平放置的平行板電容器中有一個(gè)帶電液滴正好處于靜止?fàn)顟B(tài)。為了使液滴豎直向上運(yùn)動(dòng)，下列操作可行的是() 圖2A斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將兩板間的距離拉大一些B斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將兩板水平地向相反方向移開(kāi)一些C保持開(kāi)關(guān)閉合，將兩板間的距離減小一些D保持開(kāi)關(guān)閉合，以兩板各自的左側(cè)板沿為軸，同時(shí)向上(即逆時(shí)針?lè)较?轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)小角度3(多選)如圖3所示，平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接，下極板接地，靜電計(jì)所帶電荷量很少，可被忽略。一帶負(fù)電油滴被固定于電容器中的P點(diǎn)?，F(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向下移動(dòng)一小段距離，則()圖3A平行板電容器的電容將變小B靜電計(jì)指針張角變小C帶電油滴的電勢(shì)能將減少D若先將上極板與電源正極的導(dǎo)線斷開(kāi)，再將下極板向下移動(dòng)一小段距離，則帶電油滴所受電場(chǎng)力不變對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：帶電粒子在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)4(多選)如圖4所示 ，M、N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，板間有勻強(qiáng)電場(chǎng)，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，以初速度v0由小孔進(jìn)入電場(chǎng)，當(dāng)M、N間電壓為U時(shí)，粒子剛好能到達(dá)N板，如果要使這個(gè)帶電粒子能到達(dá)M、N兩板間距的處返回，則下述措施能滿足要求的是() 圖4A使初速度減為原來(lái)的B使M、N間電壓提高到原來(lái)的2倍C使M、N間電壓提高到原來(lái)的4倍D使初速度和M、N間電壓都減為原來(lái)的5(多選)如圖5所示為勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨時(shí)間t變化的圖像。當(dāng)t0時(shí)，在此勻強(qiáng)電場(chǎng)中由靜止釋放一個(gè)帶電粒子，設(shè)帶電粒子只受電場(chǎng)力的作用，則下列說(shuō)法中正確的是()圖5A帶電粒子將始終向同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)B2 s末帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn)C3 s末帶電粒子的速度為零D03 s內(nèi)，電場(chǎng)力做的總功為零對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)6(xx·安徽無(wú)為四校聯(lián)考)如圖6所示，兩平行金屬板間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，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(diǎn)從兩板中央射入板間，最后垂直打在M屏上，則下列結(jié)論正確的是() 圖6A板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小為B板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小為C質(zhì)點(diǎn)在板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和它從板的右端運(yùn)動(dòng)到光屏的時(shí)間相等D質(zhì)點(diǎn)在板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間大于它從板的右端運(yùn)動(dòng)到光屏的時(shí)間7.(xx·蘭州診斷)如圖7所示，一電子槍發(fā)射出的電子(初速度很小，可視為零)進(jìn)入加速電場(chǎng)加速后，垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，射出后偏轉(zhuǎn)位移為Y，要使偏轉(zhuǎn)位移增大，下列哪些措施是可行的(不考慮電子射出時(shí)碰到偏轉(zhuǎn)電極板的情況)() 圖7A增大偏轉(zhuǎn)電壓UB增大加速電壓U0C增大偏轉(zhuǎn)極板間距離D將發(fā)射電子改成發(fā)射負(fù)離子8(多選)如圖8所示，平行板電容器AB兩極板水平放置，A在上方，B在下方，現(xiàn)將其和二極管串聯(lián)接在電源上，已知A和電源正極相連，二極管具有單向?qū)щ娦?，一帶電小球沿AB中心水平射入，打在B極板上的N點(diǎn)，小球的重力不能忽略，現(xiàn)通過(guò)上下移動(dòng)A板來(lái)改變兩極板AB間距(兩極板仍平行)，則下列說(shuō)法正確的是() 圖8A若小球帶正電，當(dāng)AB間距增大時(shí)，小球打在N的右側(cè)B若小球帶正電，當(dāng)AB間距減小時(shí)，小球打在N的左側(cè)C若小球帶負(fù)電，當(dāng)AB間距減小時(shí)，小球可能打在N的右側(cè)D若小球帶負(fù)電，當(dāng)AB間距增大時(shí)，小球可能打在N的左側(cè)考點(diǎn)綜合訓(xùn)練9(xx·上海市閘北區(qū)一模)如圖9，水平放置的金屬薄板A、B間有勻強(qiáng)電場(chǎng)，已知B板電勢(shì)高于A板。電場(chǎng)強(qiáng)度E5×105 N/C，間距d1.25 m。A板上有一小孔，M恰好在孔的正上方，距離h1.25 m。從M處每隔相等時(shí)間間隔由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量m1×103 kg的帶電小球。第1個(gè)帶電小球的電量q11×108 C，第n個(gè)帶電小球的電量qnnq1。取g10 m/s2。求：圖9(1)第1個(gè)帶電小球從M處下落至B板的時(shí)間；(2)第幾個(gè)帶電小球?qū)⒉荒艿诌_(dá)B板；(3)第(2)問(wèn)中該帶電小球下落過(guò)程中機(jī)械能的變化量。10(xx·江蘇二校聯(lián)考)如圖10所示，A、B為兩塊平行金屬板，A板帶正電、B板帶負(fù)電。兩板之間存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)，兩板間距為d、電勢(shì)差為U，在B板上開(kāi)有兩個(gè)間距為L(zhǎng)的小孔。C、D為兩塊同心半圓形金屬板，圓心都在貼近B板的O處，C帶正電、D帶負(fù)電。兩板間的距離很近，兩板末端的中心線正對(duì)著B板上的小孔，兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度可認(rèn)為大小處處相等，方向都指向O。半圓形金屬板兩端與B板的間隙可忽略不計(jì)?，F(xiàn)從正對(duì)B板小孔緊靠A板的O處由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q的帶正電微粒(微粒的重力不計(jì))，問(wèn)：圖10(1)微粒穿過(guò)B板小孔時(shí)的速度多大？(2)為了使微粒能在CD板間運(yùn)動(dòng)而不碰板，CD板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小應(yīng)滿足什么條件？(3)從釋放微粒開(kāi)始，經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間微粒通過(guò)半圓形金屬板間的最低點(diǎn)P點(diǎn)？答 案1選B上極板向上移動(dòng)一小段距離后，板間電壓不變，仍為電源電動(dòng)勢(shì)E，故電場(chǎng)強(qiáng)度將減小，油滴所受電場(chǎng)力減小，故油滴將向下運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)；P點(diǎn)的電勢(shì)大于0，且P點(diǎn)與下極板間的電勢(shì)差減小，所以P點(diǎn)的電勢(shì)降低，B對(duì)；兩極板間電場(chǎng)方向豎直向下，所以P點(diǎn)的油滴應(yīng)帶負(fù)電，當(dāng)P點(diǎn)電勢(shì)減小時(shí)，油滴的電勢(shì)能應(yīng)增加，C錯(cuò)；電容器的電容C，由于d增大，電容C應(yīng)減小，極板帶電荷量QCE將減小，D錯(cuò)。2選BC帶電液滴受到豎直向下的重力和豎直向上的電場(chǎng)力正好處于靜止?fàn)顟B(tài)，有Eqmg。兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E，保持開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，U不變，當(dāng)兩板間的距離d減小時(shí)，E變大，此時(shí)Eqmg，液滴豎直向上運(yùn)動(dòng)，C正確；保持開(kāi)關(guān)閉合，以兩板各自的左側(cè)板沿為軸，同時(shí)向上(即逆時(shí)針?lè)较?轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)小角度，E方向變了，此時(shí)液滴不會(huì)沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，所以D錯(cuò)誤；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，電容器的電荷量Q不變，E與d無(wú)關(guān)，所以斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將兩板間的距離拉大一些，仍有Eqmg，液滴仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，A錯(cuò)誤；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將兩板水平地向相反方向移開(kāi)一些，此時(shí)兩板的正對(duì)面積S變小，E變大，此時(shí)Eqmg，所以液滴豎直向上運(yùn)動(dòng)，B正確。3選ACD將平行板電容器的下極板豎直向下移動(dòng)一小段距離時(shí)，兩極板的正對(duì)面積S不變，間距d變大，根據(jù)關(guān)系式C可知，電容C減小，選項(xiàng)A正確；因?yàn)殪o電計(jì)指針的變化表征了電容器兩極板電勢(shì)差的變化，題中電容器兩極板間的電勢(shì)差U不變，所以靜電計(jì)指針張角不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；U不變，極板間距d變大時(shí)，板間電場(chǎng)強(qiáng)度E減小，帶電油滴所處位置的電勢(shì)UPUEd1增大，其中d1為油滴到上極板的距離，又因?yàn)橛偷螏ж?fù)電，所以其電勢(shì)能將減少，選項(xiàng)C正確；若先將上極板與電源正極的導(dǎo)線斷開(kāi)，再將下極板向下移動(dòng)一小段距離，則電容器電荷量Q不變，極板間距d變大，根據(jù)QCU，E和C可知E，可見(jiàn)，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度E不變，所以帶電油滴所受電場(chǎng)力不變，選項(xiàng)D正確。4選BD在粒子剛好到達(dá)N板的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得qEd0mv02，所以d，令帶電粒子離開(kāi)M板的最遠(yuǎn)距離為x，則使初速度減為原來(lái)的，x；使M、N間電壓提高到原來(lái)的2倍，電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，x，使M、N間電壓提高到原來(lái)的4倍，電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，x；使初速度和M、N間電壓都減為原來(lái)的，電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的一半，x。5選CD設(shè)第1 s內(nèi)粒子的加速度為a1，第2 s內(nèi)的加速度為a2，由a可知，a22a1，可見(jiàn)，粒子第1 s內(nèi)向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，1.5 s末粒子的速度為零，然后向正方向運(yùn)動(dòng)，至3 s末回到原出發(fā)點(diǎn)，粒子的速度為0，由動(dòng)能定理可知，此過(guò)程中電場(chǎng)力做功為零，綜上所述，可知C、D正確。6選C根據(jù)質(zhì)點(diǎn)垂直打在M屏上可知，質(zhì)點(diǎn)在兩板中央運(yùn)動(dòng)時(shí)向上偏轉(zhuǎn)，在板右端運(yùn)動(dòng)時(shí)向下偏轉(zhuǎn)，mg<qE，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解和合成，質(zhì)點(diǎn)沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)在板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和它從板的右端運(yùn)動(dòng)到光屏的時(shí)間相等，選項(xiàng)C正確D錯(cuò)誤。7選A設(shè)偏轉(zhuǎn)電極板長(zhǎng)為l，極板間距為d，由qU0mv02，t，yat2t2，得偏轉(zhuǎn)位移y，增大偏轉(zhuǎn)電壓U，減小加速電壓U0，減小偏轉(zhuǎn)極板間距離，都可使偏轉(zhuǎn)位移增大，選項(xiàng)A正確，B、C錯(cuò)誤；由于偏位移y與粒子質(zhì)量和帶電量無(wú)關(guān)，故將發(fā)射電子改成發(fā)射負(fù)離子，偏轉(zhuǎn)位移不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。8選BC若小球帶正電，當(dāng)AB間距增大時(shí)，由于二極管的單向?qū)щ娦?，平行板電容器帶電量不變，AB兩極板之間電場(chǎng)強(qiáng)度不變，小球所受向下的電場(chǎng)力不變，向下的加速度不變，小球仍打在N點(diǎn)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若小球帶正電，當(dāng)AB間距減小時(shí)，平行板電容器AB兩極板之間電場(chǎng)強(qiáng)度增大，小球所受向下的電場(chǎng)力增大，向下的加速度增大，小球打在N的左側(cè)，選項(xiàng)B正確；若小球帶負(fù)電，當(dāng)AB間距減小時(shí)，平行板電容器AB兩極板之間電場(chǎng)強(qiáng)度增大，小球所受向上的電場(chǎng)力增大，向下的加速度減小，小球可能打在N的右側(cè)，選項(xiàng)C正確；若小球帶負(fù)電，當(dāng)AB間距增大時(shí)，由于二極管的單向?qū)щ娦?，平行板電容器帶電量不變，AB兩極板之間電場(chǎng)強(qiáng)度不變，小球所受向上的電場(chǎng)力不變，小球仍打在N點(diǎn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。9解析：(1)t10.5 s，v15 m/s，a15 m/s2，dv1t2a1t22，即2t224t210，解得：t2 s，t總t1t2 s；(2)mg(hd)EqndEk0，qn4×108C，n4，即第4個(gè)小球恰好抵達(dá)B板，則第5個(gè)小球不能到達(dá)；(3)mg(hx)Eq5xEk0，x m，E機(jī)mg(hx)×102 J2.08×102 J。答案：(1) s(2)5(3)2.08×102 J10解析：(1)設(shè)微粒穿過(guò)B板小孔時(shí)的速度為v，根據(jù)動(dòng)能定理，有qUmv2解得v (2)微粒進(jìn)入半圓形金屬板后，電場(chǎng)力提供向心力，有qEmm聯(lián)立，得E(3)微粒從釋放開(kāi)始經(jīng)t1射出B板的小孔，則t12d 設(shè)微粒在半圓形金屬板間運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)t2第一次到達(dá)最低點(diǎn)P點(diǎn)，則t2 所以從釋放微粒開(kāi)始，經(jīng)過(guò)(t1t2) 微粒第一次到達(dá)P點(diǎn)；根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，易知再經(jīng)過(guò)2(t1t2)微粒再一次經(jīng)過(guò)P點(diǎn)；所以經(jīng)過(guò)時(shí)間t(2k1) ，k0,1,2，微粒經(jīng)過(guò)P點(diǎn)。答案：(1) (2)E(3)(2k1) k0,1,2，