2019届高考物理第一轮考点复习知能检测29

[随堂演练]1．如右图所示为一只“极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图．当动极板和定极板之间的距离d 变化时，电容C 便发生变化，通过测量电容C 的变化就可知道两极板之间距离d 的变化的情况．在下列图中能正确反映C 与d 之间变化规律的图象是( )解析：由平行板电容器电容的决定式C ＝εr S /(4πkd )可知，电容C 与极板之间距离d 成反比，在第一象限反比例函数图象是一条双曲线，所以A 正确．答案：A2．如图所示，两板间距为d 的平行板电容器与电源连接，电键K 闭合．电容器两板间有一质量为m 、带电荷量为q 的微粒静止不动．下列各叙述中正确的是( )A ．微粒带的是正电B ．电源电动势大小为mgdqC ．电键K 断开，把电容器两板距离增大，微粒将向上做加速运动D ．保持电键K 闭合，把电容器两板距离增大，微粒将向上做加速运动解析：微粒静止不动，静电力与重力平衡，微粒带负电，故A 错；由于Eq ＝mg 即U d q ＝mg ，所以U ＝mgdq ，B 对，K 断开，改变板间距离，由于电容带电荷量不变，板间场强E ＝4πkQεr S 不变，微粒仍受力平衡，静止不动，C 错；保持K 闭合，板间距离增大，由E ＝Ud 知场强变小，静电力小于重力，微粒向下加速，D 错误．答案：B3．(2018年池州模拟)如图所示，在某一真空中，只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场，在竖直平面内有初速度为v 0的带电微粒，恰能沿图示虚线由A 向B 做直线运动．那么( )A ．微粒带正、负电荷都有可能B ．微粒做匀减速直线运动C ．微粒做匀速直线运动D ．微粒做匀加速直线运动解析：微粒做直线运动的条件是速度方向和合力的方向在同一条直线上，只有微粒受到水平向左的静电力才能使得合力方向与速度方向相反且在同一条直线上，由此可知微粒所受的静电力的方向与场强方向相反，则微粒必带负电，且运动过程中微粒做匀减速直线运动，故B 正确．答案：B4．(2018年淮南模拟)如图所示，质子(11H)和α粒子(42He)以相同的初动能垂直射入偏转电场(粒子不计重力)，则这两个粒子射出电场时的侧位移y 之比为( )A ．1∶1B ．1∶2C ．2∶1D ．1∶4解析：由y ＝EqL 22m v 20和E k0＝12m v 20，得：y ＝EL 2q4E k0可知，y 与q 成正比，B 正确．答案：B[限时检测](时间：45分钟，满分：100分) [命题报告·教师用书独具]分，每小题只有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内) 1．如图所示，把原来不带电的金属球壳B的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔放入球壳内，但不与B发生接触，达到静电平衡后，则()A．B带正电B．B不带电C．B的内外表面电势不相等D．B带负电解析：根据静电平衡的特点可知：金属球壳是一等势体，其内外表面电势相等，选项C错误；静电感应使球壳内表面带负电，外表面不带电(接地)，故A、B错，D对．答案：D2．图(a)为示波管的原理图．如果在电极YY′之间所加的电压按图(b)所示的规律变化，在电极XX′之间所加的电压按图(c)所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是()解析：由图(b)及图(c)知，当U Y 为正时，Y 板电势高，电子向Y 偏，而此时U X 为负，即X ′板电势高，电子向X ′板偏，所以选B.答案：B3．(2018年滁州诊断)如图所示，一电子枪发射出的电子(初速度很小，可视为零)进入加速电场加速后，垂直射入偏转电场，射出后偏转位移为Y ，要使偏转位移增大，下列哪些措施是可行的(不考虑电子射出时碰到偏转电极板的情况)( )A ．增大偏转电压UB ．增大加速电压U 0C ．增大偏转极板间距离D ．将发射电子改成发射负离子解析：设偏转电极板长为l ，极板间距为d, 由qU 0＝12m v 20，t ＝lv 0，y ＝12at 2＝qUt 2md 2，得偏转位移y ＝Ul 24U 0d ，增大偏转电压U ，减小加速电压U 0，减小偏转极板间距离，都可使偏转位移增大，选项A 正确BC 错误；由于偏位移y ＝Ul 24U 0d 与粒子质量带电量无关，故将发射电子改成发射负离子，偏转位移不变，选项D 错误．答案：A4．(2018年安庆质检)电场中某三条等势线如右图实线a 、b 、c 所示．一电子仅在静电力作用下沿直线从P 运动到Q ，已知电势φa >φb >φc ，这一过程电子运动的v - t 图象可能是下列各图中的( )解析：由图可知，此电场为非匀强电场，且Q 点处电场强度小于P 点处电场强度，电子仅在静电力作用下沿直线从P 运动到Q ，做加速度越来越小的加速运动，这一过程电子运动的v - t 图象可能是A.答案：A5．一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地．两板间有一个正试探电荷固定在P 点，如图所示，以C 表示电容器的电容、E 表示两板间的场强、φ表示P 点的电势，E p 表示正电荷在P 点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离x 0的过程中，各物理量与负极板移动距离x 的关系图象中正确的是( )解析：由平行板电容器的电容C ＝εr S4πkd 可知d 减小时，C 变大，但不是一次函数，A 错．在电容器两极板所带电荷量一定的情况下，U ＝Q C ，E ＝U d ＝4πkQεrS ，与x 无关，则B 错．在负极板接地的情况下，设P 点最初的电势为φ0，则平移后P 点的电势为φ＝φ0－Ex 0，C 项正确．正电荷在P 点的电势能E p ＝qφ＝q (φ0－Ex 0)，显然D 错．答案：C6．三个电子从同一地点同时沿同一方向垂直进入偏转电场，出现如图所示的轨迹，则下列说法不正确的是( )A ．它们在电场中运动时间相同B ．A 、B 在电场中时间相同，C 先飞离电场 C ．C 进入电场的速度最大，A 最小D ．静电力对C 做功最小解析：三电子在电场运动的加速度相同，在垂直于极板方向，y A＝y B >y C ，由y ＝12at 2知在电场中运动的时间t A ＝t B >t C ，故A 错，B 对；B、C水平位移相同，t B>t C，故v C>v B，而A、B运动时间相同，但x A<x B 故v B>v A，故C进入电场的速度最大，A最小，C正确；静电力做功W＝Eqy而y A＝y B>y C，故静电力对C做功最小，D正确．答案：A7．(2018年蚌埠模拟)如图(a)所示，两个平行金属板P、Q竖直放置，两板间加上如图(b)所示的电压，t＝0时，Q板比P板电势高5 V，此时在两板的正中央M点有一个电子，速度为零，电子在静电力作用下运动，使得电子的位置和速度随时间变化．假设电子始终未与两板相碰．在0＜t＜8×10－10 s的时间内，这个电子处于M点的右侧，速度方向向左且大小逐渐减小的时间是()A．0<t<2×10－10 sB．2×10－10 s<t<4×10－10 sC．4×10－10s<t<6×10－10 sD．6×10－10 s<t<8×10－10 s解析：作出粒子运动的v-t图象如下．由图象可知正确选项为D.答案：D8．(2018年高考广东理综)喷墨打印机的简化模型如图所示，重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上，则微滴在极板间电场中()A．向负极板偏转B．电势能逐渐增大C．运动轨迹是抛物线D．运动轨迹与带电量无关解析：墨汁微粒带负电，将向正极板偏转，选项A错误；静电力对微滴做正功，电势能将减小，选项B错误；微滴在垂直电场方向做匀速直线运动，在电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，其轨迹为抛物线，选项C正确；电荷量不同，其加速度不同，运动轨迹不同，选项D错误．答案：C9．一个带负电荷量为q，质量为m的小球，从光滑绝缘的斜面轨道的A点由静止下滑，小球恰能通过半径为R的竖直光滑圆形轨道的最高点B而做圆周运动．现在竖直方向上加如图所示的匀强电场，若仍从A点由静止释放该小球，则()A．小球不能过B点B．小球仍恰好能过B点C．小球通过B点，且在B点与轨道之间压力不为0D ．以上说法都不对解析：小球从光滑绝缘的斜面轨道的A 点由静止下滑，恰能通过半径为R 的竖直圆形轨道的最高点B 而做圆周运动，则mg ＝m v 21R ，mg (h －2R )＝12m v 21；加匀强电场后仍从A 点由静止释放该小球，则(mg －qE )(h －2R )＝12m v 22，联立解得mg －qE ＝m v 22R ，满足小球恰好能过B 点的临界条件，选项B 正确．答案：B10．(2018年高考全国新课标卷Ⅰ)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：如图，电容器极板与电源相连，两极板间电势差U 恒定．从静止释放能到达下极板处，由动能定理，有mg (d ＋d2)－qU ＝0；将电容器下极板向上平移d 3时，板间场强E ＝U 23d ＝3U2d ，设相同粒子到达距上极板x 处返回，由动能定理，有mg (d2＋x )－qEx ＝0，由以上各式得x ＝25d ，选项D 正确．答案：D二、非选择题(本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11．(15分)如图所示，一带电荷量为＋q 、质量为m 的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好静止．重力加速度取g ，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8. 求：(1)水平向右电场的电场强度；(2)若将电场强度减小为原来的12，物块的加速度是多大； (3)电场强度变化后物块下滑距离L 时的动能．解析：(1)小物块静止在斜面上，受重力、静电力和斜面支持力，受力图如图所示，则有F N sin 37°＝qEF N cos 37°＝mg联立以上两式，可得E ＝3mg4q (2)若电场强度减小为原来的12，即 E ′＝3mg 8q由牛顿第二定律得mg sin 37°－qE ′cos 37°＝ma 可得a ＝0.3g(3)电场强度变化后物块下滑距离L 时，重力做正功，静电力做负功，由动能定理得mgL sin 37°－qE ′L cos 37°＝E k －0 可得E k ＝0.3mgL答案：(1)3mg4q (2)0.3g (3)0.3mgL12．(15分)如图所示，一带电粒子以速度v 0沿上板边缘垂直于电场线射入匀强电场，它刚好贴着下板边缘飞出．已知匀强电场两极板长为l ，间距为d ，求：(1)如果带电粒子的速度为2v 0，则离开电场时，沿场强方向偏转的距离y 为多少？(2)如果带电粒子的速度变为2v 0，板长l 不变，当它的竖直位移仍为d 时，它的水平位移x 为多少？(粒子的重力忽略不计)解析：(1)因为带电粒子在电场中运动，受到的静电力与速度无关，所以a 是一定的由l ＝v 0t d ＝12at 2得a ＝2d v 20l 2又由l ＝2v 0t ′得y ＝12at ′2＝122d v 20l 2·l 24v 20＝14d (2)如图所示：将速度反向延长交上板的中点，由相似三角形得x ′12l ＝34d 14d，x ′＝1.5l 故水平位移x ＝l ＋x ′＝2.5l 答案：(1)d4 (2)2.5l。