1、1名师一号高考总复习 模块新课标 新课标版物理计时双基练 23 电容器 带电粒子在电场中的运动(限时：45 分钟 满分：100 分)A 级 双基达标 1.练图 631某研究性学习小组学习电学知识后对电工穿的高压作业服进行研究，发现高压作业服内采用柞蚕丝、不锈钢金属纤维和蒙乃尔合金丝混纺交织而成，下列各位同学的说法正确的是()A甲认为衣服里的金属丝的主要作用是不易被划破B乙认为电工被金属丝编织的衣服所包裹，使体内电势保持为零，对人体起保护作用C丙认为电工被金属丝编织的衣服所包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用2名师一号高考总复习 模块新课标 新课标版物理D丁认为金属丝必须达到一定的厚度
2、，才能对人体起到保护作用解析 衣服内的金属丝主要是起到静电屏蔽的作用，与其厚度无关，可以使金属衣内部电场为零，但电势不一定是零，故只有选项 C正确答案 C2.练图 632(多选题)如练图 632 所示，两块平行金属板正对着水平放置，两板分别与电源正、负极相连当开关闭合时，一带电液滴恰好静止在两板间的 M 点则()A当开关闭合时，若减小两板间距，液滴仍静止B当开关闭合时，若增大两板间距，液滴将下降C开关断开后，若减小两板间距，液滴仍静止D开关断开后，若增大两板间距，液滴将下降解析 当开关闭合时，电容器两端电压为定值，等于电源电压，设为 U，两板间的距离为 d，带电液滴处于平衡状态，则 mgqUd
3、，当两板间的距离减小时，所受电场力大于重力，液滴将向上做匀加速运动，A 项错误；两板间的距离增大时，所受电场力小于重力，液滴将向下做匀加速运动，B 项正确；当开关断开后，电容器无法放电，3名师一号高考总复习 模块新课标 新课标版物理两板间的电荷量不变，设为 Q，此时两板间的场强大小为：EUdQCd4kdQrSd 4kQrS，可见场强大小与两板间距离无关，即场强大小保持不变，电场力不变，液滴保持静止，C 项正确，D 项错误答案 BC3练图 633为示波管的原理图如果在电极 YY之间所加的电压按练图 633所示的规律变化，在电极 XX之间所加的电压按练图 633所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的
4、图形是()练图 6334名师一号高考总复习 模块新课标 新课标版物理解析 本题考查示波管的原理，意在考查考生对示波管原理的掌握在 02t1 时间内，扫描电压扫描一次，信号电压完成一个周期，当 UY 为正的最大值时，电子打在荧光屏上有正的最大位移，当 UY为负的最大值时，电子打在荧光屏上有负的最大位移，因此一个周期内荧光屏上的图象为 B.答案 B4.练图 634(多选题)如练图 634 所示，A 板发出的电子经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板间，金属板间所加的电压为 U，电子最终打在光屏 P 上，关于电子的运动，下列说法中正确的是()A滑动触头向右移动时，其他不变，则电子打在荧光屏上的位置
5、上升B滑动触头向左移动时，其他不变，则电子打在荧光屏上的位5名师一号高考总复习 模块新课标 新课标版物理置上升C电压 U 增大时，其他不变，则电子打在荧光屏上的速度大小不变D电压 U 增大时，其他不变，则电子从发出到打在荧光屏上的时间不变解析 此题考查电子水平加速电场和竖直偏转电场两个运动过程当滑动头向右移动时，加速电场的电压增大，电子进入偏转电场的速度增大，在其中运动的时间较短，故电子打在荧光屏上的位置下降，所以 A 项错，同理可知 B 项正确；其他条件下，电压 U 增大时，电子在偏转电场中受的电场力增大，加速度变大，在水平方向上的速度不变，则在偏转电场中的运动时间不变，离开此电场时，竖直方
6、向上的速度增大，所以打在荧光屏上的速度变大，所以 C 项错，D 项正确答案 BD5(多选题)(2013沈阳二中测试)平行板电容器两板间的电压为U，板间距离为 d，一个质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子从该电容器的正中央沿与匀强电场的电场线垂直的方向射入，不计重力当粒子的入射初速度为 v0 时，它恰好能穿过电场而不碰到金属板现在使该粒子以 v0/2 的初速度以同样的方式射入电场，下列情况正确的是()A该粒子将碰到金属板而不能飞出B该粒子仍将飞出金属板，在金属板内的运动时间将变为原来的 2 倍C该粒子动能的增量将不变D该粒子动能的增量将变大6名师一号高考总复习 模块新课标 新课标版物理解析 使该
7、粒子以 v0/2 的初速度以同样的方式射入电场，粒子在电场中运动时间变长，该粒子将碰到金属板而不能飞出，选项 A正确，B 错误；电场力做功相同，该粒子动能的增量将不变，选项 C正确，D 错误答案 AC6.练图 635如练图 635 所示，某空间有一竖直向下的匀强电场，电场强度 E1.0102 V/m，一块足够大的接地金属板水平放置在匀强电场中，在金属板的正上方高度 h0.80 m 的 a 处有一粒子源，盒内粒子以 v02.0102 m/s 的初速度向水平面以下的各个方向均匀放出质量为 m2.01015 kg、电荷量为 q1012 C 的带电粒子，粒子最终落在金属板 b 上若不计粒子重力，求：(
8、结果保留两位有效数字)(1)粒子源所在处 a 点的电势；(2)带电粒子打在金属板上时的动能；(3)从粒子源射出的粒子打在金属板上的范围(所形成的面积)；若使带电粒子打在金属板上的范围减小，可以通过改变哪些物理量来实现？解析(1)题中匀强电场竖直向下，b 板接地；7名师一号高考总复习 模块新课标 新课标版物理因此 aUabEh1.01020.8 V80 V.(2)不计重力，只有电场力做功，对粒子由动能定理qUabEk12mv20.可得带电粒子打在金属板上时的动能为EkqUab12mv201.21010 J.(3)粒子源射出的粒子打在金属板上的范围以粒子水平抛出落点为边界，设水平抛出后 t 时间落
9、在板上：xv0t，h12at2，aqEm，Sx2.联立以上各式得所形成的面积 S2mv20hqE4.0 m2，可以通过减小 h 或增大 E 来实现答案(1)80 V(2)1.21010 J(3)面积 4.0 m2 可以通过减小 h 或增大 E 来实现B 级 能力提升 1(多选题)8名师一号高考总复习 模块新课标 新课标版物理练图 636(2013沈阳二中测试)在空间中水平面 MN 的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为 m 的带电小球由 MN 上方的 A 点以一定初速度水平抛出，从 B 点进入电场，到达 C 点时速度方向恰好水平，A、B、C 三点在同一直线上，且 AB2BC，如练图 636 所示
10、由此可见()A电场力为 3mgB小球带正电C小球从 A 到 B 与从 B 到 C 的运动时间相等D小球从 A 到 B 与从 B 到 C 的速度变化量的大小相等解析 设 AC 与竖直方向的夹角为，对带电小球从 A 到 C，电场力做负功，小球带负电，由动能定理，mgACcosqEBCcos0，解得电场力为 qE3mg，选项 A 正确，B 错误小球水平方向做匀速直线运动，从 A 到 B 的运动时间是从 B 到 C 的运动时间的 2倍，选项 C 错误；小球在竖直方向先加速后减速，小球从 A 到 B 与从 B 到 C 竖直方向的速度变化量的大小相等，水平速度不变，小球从 A 到 B 与从 B 到 C 的
11、速度变化量的大小相等，选项 D 正确答案 AD2(2013新课标卷)一水平放置的平行板电容器的两极板间距为 d，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔(小孔对电场9名师一号高考总复习 模块新课标 新课标版物理的影响可忽略不计)小孔正上方d2处的 P 点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处(未与极板接触)返回若将下极板向上平移d3，则从 P 点开始下落的相同粒子将()A打到下极板上B在下极板处返回C在距上极板d2处返回D在距上极板25d 处返回解析 由动能定理，未平移前 mgd2d qU0，平移下极板后，粒子在距上极板 h 处返回，则有 mgd2h qU23d
12、h0，解得 h25d.答案 D3.练图 637如练图 637 所示，在真空区域、中存在两个匀强电场，其电场线方向竖直向下，在区域中有一个带负电的粒子沿电场线以速度 v0 匀速下落，并进入区域(电场范围足够大)下列能描述粒子在这两个电场中运动的速度时间图象的是(以 v0 方向为正方10名师一号高考总复习 模块新课标 新课标版物理向)()解析 在区域中，mgE1q；在区域中，mgE2q，合力向上，做匀减速运动，速度减为 0 后，再反向加速，再次回到区域，做匀速运动答案 C4.练图 638(2013河北冀州中学期中考试)如练图 638 所示，带有等量异11名师一号高考总复习 模块新课标 新课标版物理
13、种电荷的两块平行金属板 M、N 水平放置两板之间有一带电微粒以速度 v0 沿直线运动当微粒运动到 P 点时，将 M 板迅速向上平移一小段距离，则此后微粒()A可能沿轨迹运动B一定沿轨迹运动C可能沿轨迹运动D可能沿轨迹运动答案 B5(2014河南省南阳市一中月考)如练图 639 所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图在 Oxy 平面的第一象限，存在以 x 轴、y 轴及双曲线 yL24x的一段(0 xL,0yL)为边界的匀强电场；在第二象限存在以匀强电场(2LxL,0yL)两个电场大小均为 E，不计电子所受重力求练图 639(1)从电场的边界 B 点处由静止释放电子，电子离开 MNPQ
14、 时的位置；(2)由电场的 AB 曲线边界处由静止释放电子离开 MNPQ 时的最小动能12名师一号高考总复习 模块新课标 新课标版物理解析(1)据题意，B 点纵坐标 yBL，根据双曲线方程 yL24x得到，横坐标 xBL4，电子从 B 运动到 C 过程，根据动能定理得：eEL412mv2，电子在 MNPQ 区域做类平抛运动，水平方向：svt，竖直方向：L12at2，aeEm，解得：sL，即电子从 P 点射出(2)设释放位置坐标为(x，y)，则有 eEx12mv2，svt，y12at2eE2mt2，解得：ys24x，又 yL24x，得到：EkeE(xL24x)，根据数学知道得知，当 xyL2时，动能 Ek有最小值 EkeEL.答案(1)电子从 P 点射出(2)eEL