1、一、选择题(每小题 5 分，共 35 分)1(2011 届南京调研)传感器是把非电学量转换成电学量的一种元件如图所示，乙、丙是两种常见的电容式传感器，现将乙、丙两种传感器分别接到图甲的电路中进行实验(电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏)，下列实验现象中正确的是()A当乙传感器接入电路实验时，若 F 变小，则电流表指针向左偏转B当乙传感器接入电路实验时，若 F 变大，则电流表指针向右偏转C当丙传感器接入电路实验时，若导电溶液深度 h 变大，则电流表指针向左偏转D当丙传感器接入电路实验时，若导电溶液深度 h 变小，则电流表指针向左偏转【解析】本题考查电容(传感器)的知识及电路的基本规律分析的思路
2、是先判断电容器电容的变化情况，再判断电容器在电路中的充放电情况，再判断电流表指针的偏转情况当乙传感器接入电路实验时，若 F 变大，电容器两板间距离变小，电容器电容增大，由 QCU知电容器充电，通过电流表的电流从正接线柱流入，电流表指针向右偏转，A、B 错误；当丙传感器接入电路实验时，若导电溶液深度 h 变小，电容器两板间正对面积变小，电容器电容减小，由 QCU 知电容器放电，通过电流表的电流从负接线柱流入，电流表指针向左偏转，C 错误，D 正确【答案】D2(2011 届温州测试)如图所示的电路，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态为了使液滴竖直向上运动，下列操作可行的是()A
3、断开开关，将两板间的距离拉大一些B断开开关，将两板水平地向相反方向移开一些C保持开关闭合，将两板间的距离拉大一些D保持开关闭合，以两板各自的左侧板沿为轴，同时向上(即逆时针方向)转过一个小角度【解析】带电液滴受到竖直向下的重力和竖直向上的电场力正好处于静止状态，有 Eqmg.两板间的电场强度 EUd，保持开关闭合时，U 不变，当两板间的距离 d 减小时，E 变大，此时 Eqmg，液滴竖直向上运动，C 错误；保持开关闭合，以两板各自的左侧板沿为轴，同时向上(即逆时针方向)转过一个小角度，E 的大小不变，但方向变了，此时液滴不会沿竖直方向运动，所以 D 错误；断开开关，电容器的电荷量 Q 不变，E
4、 与 d 无关，所以断开开关，将两板间的距离拉大一些，仍有 Eqmg，液滴仍保持静止状态，A 错误；断开开关，将两板水平地向相反方向移开一些，此时两板的正对面积 S 变小，E 变大，此时 Eqmg，所以液滴竖直向上运动，B 正确【答案】B3.（2011 届泰安检测）如图为一匀强电场，某带电粒子从 A 点运动到 B 点.在这一运动过程中克服重力做的功为 2.0 J,电场力做的功为 1.5 J.则下列说法正确的是（）A.粒子带负电B.粒子在 A 点的电势能比在 B 点少 1.5 JC.粒子在 A 点的动能比在 B 点少 0.5 JD.粒子在 A 点的机械能比在 B 点少 1.5 J.【解析】粒子从
5、 A 点运动到 B 点，电场力做正功，且沿着电场线，故粒子带正电，所以 A错误；粒子从 A 点运动到 B 点，电场力做正功，电势能减少，故粒子在 A 点的电势能比在 B点多 1.5 J,故 B 错误；由动能定理，WG+W 电=Ek,-2.0 J+1.5 J=EkB-EkA,所以 C 错误；由其他力（在这里指电场力）做功等于机械能的增加，所以 D 正确.【答案】D4如图所示，水平放置的平行板电容器两极板间距为 d，带负电的微粒质量为 m、带电荷量为 q，它从上极板的边缘以初速度 v0 射入，沿直线从下极板 N 的边缘射出，则()A微粒的加速度不为零B微粒的电势能增加了 mgd/qC两极板的电势差
6、为 mgd/qDM 板的电势低于 N 板的电势【解析】粒子在电场力与重力作用下所做运动为匀速直线运动，加速度为 0，A 错；电场力做负功，重力做正功，故电势能是增加为 mgd，B 错；由 qUmgd 可得 C 正确；又粒子为负电荷，且电场力方向向上，则电场方向是竖直向下，D 错【答案】C5如图所示，空间的虚线框内有匀强电场，AA、BB、CC是该电场的 3 个等势面，相邻等势面间的距离为 0.5 cm，其中 BB为零电势面一个质量为 m、带电荷量为 q 的粒子沿 AA方向以初动能 Ek 自图中的 P 点进入电场，刚好从 C点离开电场已知 PA 2 cm，粒子的重力忽略不计下列说法中正确的是()A
7、该粒子在 P 点时的电势能是0.5EkB该粒子通过等势面 BB时的动能是 1.25EkC该粒子到达 C点时的动能是 2EkD该粒子到达 C点时的电势能是 0.5Ek【解析】已知 PA 2 cm，AC 20.5 cm1 cm，则粒子到 C时竖直方向位移 y 与水平方向位移 x 之比yx12，即vy2tv0t12，得 vyv0，则 vC 2v0，在 C时的动能 Ek12mv2C2Ek，C 正确由 P 到 C电场力做功为 EkEkEk，即在 BB处的动能为 Ek12Ek1.5Ek，因 BB为零电势面，故此时的动能即为粒子具有的机械能，在运动过程中机械能守恒可得粒子在 P 点时的电势能为 0.5Ek，
8、在 C点时的电势能是0.5Ek，A、B、D 均错误【答案】C6(2011 届厦门测试)如图所示，质量相同的两个带电粒子 P、Q 以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P 从两极板正中央射入，Q 从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点(重力不计)，则从开始射入到打到上板的过程中()A它们运动的时间 tQtPB它们运动的加速度 tQtPC它们所带的电荷量之比 qPqQ12D它们的动能增加量之比 EkPEkQ12【解析】设 P、Q 两粒子的初速度是 v0，加速度分别是 aP 和 aQ，粒子 P 到上极板的距离是 h/2，它们类平抛的水平距离 l.则对 P，由 lv0tP，h212a
9、Pt2P，得到 aPhv20l2，同理对 Q，lv0tQ，h12aQt2Q，得到 aQ2hv20l2.同时可见 tPtQ，aQ2aP，而 aPqPEm，aQqQEm，可见，qPqQ12.由动能定理，它们的动能增加量之比 EkPEkQmaPh2maQh14.综上，选 C.【答案】C7(2011 届三明测试)如图所示，A、B 为平行金属板，两板相距为 d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔 M 和 N，今有一带电质点，自 A 板上方相距为 d 的 P 点由静止自由下落(P、M、N 在同一竖直线上)，空气阻力忽略不计，到达 N 孔时速度恰好为零，然后沿原路返回若保持两极板间的电压不变，则下列说
10、法错误的是()A把 A 板向上平移一小段距离，质点自 P 点自由下落后仍能返回B把 A 板向下平移一小段距离，质点自 P 点自由下落后将穿过 N 孔继续下落C把 B 板向上平移一小段距离，质点自 P 点自由下落后仍能返回D把 B 板向下平移一小段距离，质点自 P 点自由下落后将穿过 N 孔继续下落【解析】移动 A 板或 B 板后，质点能否返回 P 点的关键是质点在 A、B 间运动时到达 B板之前速度能否减为零，如能减为零，则一定原路返回 P 点，如不能减为零，则穿过 B 板后只受重力，将继续下落因质点到达 N 孔时速度恰为零，由动能定理得：mg2dqU0，因极板一直与电源两极连接，电压 U 一
11、直不变，当 A 板上移、下移时，要满足 qUmgh0 的条件，应用 h2d，即仍然是到达 N 孔时速度恰好为零，然后按原路返回，A 正确，B 错误当把 B 板上移后，设质点仍能到达 B 板，则由动能定理得：mghqU12mv2.因 B 板上移后 h2d，所以 mgh0，即质点到达 N 孔时仍有向下的速度，将穿过 B 板继续下落，D 正确【答案】B二、非选择题(共 65 分)8(14 分)如图所示，质量为 m5108 kg 的带电粒子以 v02 m/s 的速度从水平放置的平行金属板 A、B 中央飞入电场，已知板长 L10 cm，板间距离 d2 cm，当 AB 间加电压 UAB103 V 时，带电
12、粒子恰好沿直线穿过电场(设此时 A 板电势高)求：(1)带电粒子的电性，电荷量为多少？(2)A、B 间所加电压在什么范围内带电粒子能从板间飞出？【解析】(1)UAB103 V 时，粒子做直线运动，有 qUdmg，qmgdU 1011 C，带负电(2)当电压 UAB 比较大时，qEmg，粒子向上偏，qU1d mgma1，当刚好能出去时，y12a1t212a1(Lv0)2d2，解之得 U11 800 V.电压 UAB 比较小时，qEmg，粒子向下偏，设刚好能从下板边缘飞出，有：mgqU2d ma2，y12a2t2d2，解之得 U2200 V.则要使粒子能从板间飞出，A、B 间所加电压的范围为200
13、 VUAB1 800 V.【答案】(1)负电 1011 C(2)200 VUAB1 800 V9(16 分)如图所示，一束带正电的粒子在平行于 x 轴方向上以速度 v0 从 y 轴上的 a 点射入第象限内为了使这束粒子能经过 x 轴上的 b 点，可在第象限的某一区域加一个方向沿y 轴负方向的匀强电场已知所加电场的场强为 E，沿 x 方向的宽度为 L，OaL，Ob2L，粒子质量为 m、电荷量为 q，重力不计电场右边界在 b 点左侧，求电场的右边界与 b 点的距离【解析】粒子在电场中做类平抛运动，设在宽度为 L 的匀强电场中的侧移量为 h1，则h112qEm(Lv0)2.设偏转角度为，有 tanv
14、yvxqEmLv0v0.粒子离开电场后做匀速直线运动，设侧移量为 h2，如右图所示，电场右边界在 b 点左侧，设为 s，有 h2qEmLv0v0 s，则 h1h2L，即12qEm(Lv0)2qEmLv0v0 sL，得 sL12qEm(Lv0)2qEmLv202mv20qEL2qE.【答案】2mv20qEL2qE10.(17 分)如图所示，水平放置的平行板电容器与一恒定的直流电压相连，两极板间距离 d10 cm.距下板 4 cm 处有一质量 m0.01 g 的不带电小球由静止落下小球和下极板碰撞间带上了电荷量大小为 q1.0108 C 的电荷，反跳的高度为 8 cm，这时下板所带电荷量为 Q1.
15、0106 C如果小球和下板碰撞时没有机械能损失，取 g10 m/s2，试求：(1)该电容器极板间的电场强度多大？(2)该电容器的电容多大？【解析】(1)设小球下落高度为 h1，到下极板时的速度为 v1，由机械能守恒定律：mgh112mv21.反弹后的速度为 v2，由于没有机械能损失，所以 v2v1.设电场强度为 E，小球带电后，向上运动的高度为 h2，由动能定理：qEh2mgh2012mv22.由以上各式得：Emg(h2h1)qh2.代入数据得：E0.0110103(84)1021.01088102V/m5.0103 V/m.(2)设极板间的电压为 U，电容器的电容为 C，由公式 CQU和 U
16、Ed 得该电容器的电容：CQU QEd 1.010651030.1 F2.0109 F.【答案】(1)5.0103 V/m(2)2.0109 F11(2011 届宁德测试)(18 分)如图甲所示，水平放置的平行金属板 A、B，两板的中央各有一个孔 O1、O2，板间距离为 d，开关 S 接 1.当 t0 时，在 a、b 两端加上如图乙所示的电压，同时在 c、d 两端加上如图丙所示的电压此时，一质量为 m 的带负电微粒 P 恰好静止于两孔连线的中点处(P、O1、O2 在同一竖直线上)重力加速度为 g，不计空气阻力(1)若在 tT4时刻将开关 S 从 1 扳到 2，当 ucd2U0 时，求微粒 P 的加速度大小和方向；(2)若要使微粒 P 以最大的动能从 A 板中的小孔 O1 射出，问在 tT2到 tT 之间的哪个时刻，把开关 S 从 1 扳到 2？ucd 的周期 T 至少为多少？【解析】(1)当 A、B 间加电压 U0 时，微粒 P 处于平衡状态，根据平衡条件，有 qU0d mg，当 A、B 间电压为 2U0 时，根据牛顿第二定律，有q2U0d mgma，由得 ag，加速度的方向竖直向上.精品资料。欢迎使用。高考资源网w。w-w*k&s%5￥u高考资源网w。w-w*k&s%5￥u
