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2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 6-3電容器帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)同步檢測(cè)試題 1．(多選題)冬天當(dāng)脫毛衫時(shí)，靜電經(jīng)常會(huì)跟你開(kāi)個(gè)小玩笑．下列一些相關(guān)的說(shuō)法中正確的是(　　) A．在將外衣脫下的過(guò)程中，內(nèi)外衣間摩擦起電，內(nèi)衣和外衣所帶的電荷是同種電荷 B．如果內(nèi)外兩件衣服可看作電容器的兩極，并且在將外衣脫下的某個(gè)過(guò)程中兩衣間電荷量一定，隨著兩衣間距離的增大，兩衣間電容變小，則兩衣間的電勢(shì)差也將變小 C．在將外衣脫下的過(guò)程中，內(nèi)外兩衣間隔增大，衣物上電荷的電勢(shì)能將增大(若不計(jì)放電中和) D．脫衣時(shí)如果人體帶上了正電，當(dāng)手接近金屬門把時(shí)，由于手與門把間空氣電離會(huì)造成對(duì)人體輕微的電擊 解析：根據(jù)電荷守恒知，A錯(cuò)；由C＝和C∝知，當(dāng)內(nèi)外衣之間的距離d增大時(shí)，兩衣間的電勢(shì)差增大，B錯(cuò)；因?yàn)閮?nèi)外衣所帶的是異種電荷，產(chǎn)生靜電引力作用，故當(dāng)兩衣之間的距離增大時(shí)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增大，C對(duì)；由于人體帶上正電荷，當(dāng)手靠近金屬門把時(shí)，產(chǎn)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象，當(dāng)兩者之間的電壓足以使空氣電離時(shí)，產(chǎn)生放電現(xiàn)象，故人感覺(jué)到有輕微的電擊，D也正確． 答案：CD 圖23－1 2．[xx廣東高考]噴墨打印機(jī)的簡(jiǎn)化模型如圖23－1所示．重力可忽略的墨汁微滴，經(jīng)帶電室?guī)ж?fù)電后，以速度v垂直勻強(qiáng)電場(chǎng)飛入極板間，最終打在紙上．則微滴在極板間電場(chǎng)中(　　) A．向負(fù)極板偏轉(zhuǎn) B．電勢(shì)能逐漸增大 C．運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線 D．運(yùn)動(dòng)軌跡與帶電量無(wú)關(guān) 解析：微滴帶負(fù)電，電場(chǎng)方向向下，因此微滴受到的電場(chǎng)力向上，微滴向正極板偏轉(zhuǎn)，A錯(cuò)誤；偏轉(zhuǎn)過(guò)程中電場(chǎng)力做正功，根據(jù)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化關(guān)系，電勢(shì)能減小，B錯(cuò)誤；微滴在垂直于電場(chǎng)方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，位移x＝vt，沿電場(chǎng)方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，位移y＝t2＝2，此為拋物線方程，C正確；從式中可以看出，運(yùn)動(dòng)軌跡與帶電量q有關(guān)，D錯(cuò)誤． 答案：C 圖23－2 3．[xx福建廈門質(zhì)檢]如圖23－2所示，質(zhì)量相同的兩個(gè)帶電粒子P、Q以相同的速度沿垂直于電場(chǎng)方向射入兩平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，P從兩極板正中央射入，Q從下極板邊緣處射入，它們最后打在同一點(diǎn)(重力不計(jì))，則從開(kāi)始射入到打到上板的過(guò)程中(　　) A．它們運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tQ>tP B．它們運(yùn)動(dòng)的加速度aQφb>φc，一帶正電粒子射入電場(chǎng)中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線KLMN所示．由圖可知(　　) A．粒子從K到L的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功 B．粒子從L到M的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功 C．粒子從K到L的過(guò)程中，電勢(shì)能增加 D．粒子從L到M的過(guò)程中，動(dòng)能減少 解析：由題目條件可知，a、b、c是孤立點(diǎn)電荷激發(fā)的電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)粒子帶正電，且沿K→L→M→N運(yùn)動(dòng)，所以受到的是靜電斥力，可以判斷場(chǎng)源電荷必為正電荷，電場(chǎng)力做功情況便確定下來(lái)． 因?yàn)棣誎＝φN<φM<φL，所以由K到L過(guò)程中電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，A、C正確；由L到M過(guò)程中，電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功，電勢(shì)能先增加后減小，動(dòng)能先減小后增加，B、D錯(cuò)誤． 答案：AC (二)勻強(qiáng)電場(chǎng) 類型一：v0∥E(E為勻強(qiáng)電場(chǎng)) 1．運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析：帶電粒子沿與電場(chǎng)線平行的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，受到的電場(chǎng)力與運(yùn)動(dòng)方向在同一條直線上，做勻加(減)速直線運(yùn)動(dòng)． 2．帶電粒子勻加速(減速)運(yùn)動(dòng)的處理方法 (1)利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式． (2)利用功能關(guān)系：如動(dòng)能定理、能量守恒定律等． 圖6－3 【例4】　如圖6－3所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)E中，一帶電粒子－q的初速度v0恰與電場(chǎng)線方向相同，則帶電粒子－q在開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后，將(　　) A．沿電場(chǎng)線方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng) B．沿電場(chǎng)線方向做變加速直線運(yùn)動(dòng) C．沿電場(chǎng)線方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng) D．偏離電場(chǎng)線方向做曲線運(yùn)動(dòng) 解析：帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中受到恒定的靜電力，且靜電力方向與初速度方向相反，故粒子做的是勻減速直線運(yùn)動(dòng)． 答案：C 類型二：v0⊥E(E為勻強(qiáng)電場(chǎng)) 1．運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析：帶電粒子以初速度v0垂直于電場(chǎng)線方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，受到恒定的與初速度方向成90角的電場(chǎng)力作用而做類平拋運(yùn)動(dòng)(是一種勻變速曲線運(yùn)動(dòng))． 2．偏轉(zhuǎn)問(wèn)題的處理方法 (1)類平拋運(yùn)動(dòng)分析法 運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識(shí)分析處理． (2)功能關(guān)系法 如選用動(dòng)能定理，則要分清有多少個(gè)力做功，是恒力做功還是變力做功，以及初態(tài)和末態(tài)的動(dòng)能和動(dòng)能變化量． 如選用能量守恒定律，則要分清有多少種形式的能在轉(zhuǎn)化，哪種能量是增加的，哪種能量是減少的．能量守恒的表達(dá)方式有以下幾種：①初態(tài)和末態(tài)的能量相等，即：E初＝E末；②某些形式的能量減少一定等于其他形式的能量增加，即：ΔE減＝ΔE增；③各種形式的能量變化量的代數(shù)和為零：ΔE1＋ΔE2＋…＝0. 圖6－4 【例5】　如圖6－4所示，一束電子流在經(jīng)U＝5 000 V的加速電壓加速后，在距兩極板等距處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)，若兩板間距d＝1.0 cm，板長(zhǎng)L＝5.0 cm，那么要使電子能從平行板間飛出，兩個(gè)極板上最多能加多大電壓？ 解析：在加速電壓一定時(shí)，偏轉(zhuǎn)電壓越大，電子在極板間的偏轉(zhuǎn)距離就越大，當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓大到使電子剛好擦著極板的邊緣飛出時(shí)達(dá)到最大， 加速過(guò)程，由動(dòng)能定理得eU＝mv. 進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，電子在平行于板面的方向做勻速運(yùn)動(dòng)，有L＝v0t； 在垂直于板面的方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有 y＝at2＝＝. 電子能飛出的條件為y≤d. 由以上各式解得U1≤＝400 V，即要使電子能從平行板間飛出，所加電壓最大為400 V. 答案：400 V 類型三：v0與E有夾角(E為勻強(qiáng)電場(chǎng)) 圖6－5 【例6】　(多選題)如圖6－5所示，三條平行等距的直線表示電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，電勢(shì)值分別為10 V、20 V、30 V，實(shí)線是一帶負(fù)電的粒子(不計(jì)重力)在該區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡，對(duì)于該軌道上的a、b、c三點(diǎn)來(lái)說(shuō)(　　) A．粒子必先過(guò)a，再到b，然后到c B．粒子在三點(diǎn)所受的合力Fa＝Fb＝Fc C．粒子在三點(diǎn)的動(dòng)能大小為Ekb>Eka>Ekc D．粒子在三點(diǎn)的電勢(shì)能大小為Epb>Epa>Epc 解析：該電場(chǎng)必為勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)線垂直等勢(shì)面向上，帶負(fù)電的粒子所受電場(chǎng)力與電場(chǎng)線方向相反而向下，由做曲線運(yùn)動(dòng)的條件可知，粒子可先過(guò)c，到b，再到a；也可先過(guò)a，到b，再到c，選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的，選項(xiàng)B正確．粒子由a到b的過(guò)程，克服電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能增加，動(dòng)能減少，Eka>Ekb，Epb>Epa；粒子從b到c的過(guò)程，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，所以有Ekc>Ekb、Epb>Epc；粒子從a到b再到c的全過(guò)程，電勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，且電勢(shì)能的減少等于動(dòng)能的增加，則有Ekc>Eka，Epa>Epc，綜合上述有Ekc>Eka>Ekb，Epb>Epa>Epc.粒子從c到b再到a的過(guò)程，分析方法一樣，所以選項(xiàng)D正確，而選項(xiàng)C是錯(cuò)誤的． 答案：BD