2022-2023學(xué)年高二物理人教版（2019）寒假作業(yè)四電容、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

(4)電容、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)——2022-

2023學(xué)年高二物理人教版(2019)寒假作業(yè)

1.一平行板電容器兩極板之間充滿云母介質(zhì)，接在恒壓直流電源上。若將云母介質(zhì)移

出，則電容器()

A.極板上的電荷量變大,極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大

B.極板上的電荷量變小,極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大

C.極板上的電荷量變大,極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變

D.極板上的電荷量變小,極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變

2.如圖所示，平行板電容器帶有等量異種電荷，與靜電計(jì)相連，靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板均

接地。在兩極板間有一固定在P點(diǎn)的點(diǎn)電荷，以E表示兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度，綜表示點(diǎn)電荷在P

點(diǎn)的電勢(shì)能，9表示靜電計(jì)指針的偏角。若保持下極板不動(dòng)，將上極板向下移動(dòng)一小段距離至圖中

虛線位置，則()

A.J增大，E增大B.0增大，穌不變C.0減小，5增大D.0減小，E不變

3.電容器是一種重要的電學(xué)元件，它能儲(chǔ)存電荷，如圖所示，在對(duì)電容器充電的過(guò)程中，下列說(shuō)法

正確的是()

C

R

A.電容器所帶的電荷量逐漸增大B.電容器所帶的電荷量保持不變

C.電容器兩極板間的電壓保持不變D.電容器兩極板間的電壓逐漸減小

4.如圖所示，平行板電容器兩極板帶等量異種電荷，右極板與靜電計(jì)金屬球相連，左極板和靜電計(jì)

金屬外殼相連。若電容器的電容為C,兩極板的電勢(shì)差為U,兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度為E,靜電計(jì)指針

的偏角為仇保持右極板不動(dòng)，將左極板向左移動(dòng)一小段距離的過(guò)程中()

1

8

A.C增大B.u減小C.e減小D.E不變

5.水平放置的平行板電容器與一電池相連，在電容器的兩板間有一帶正電的質(zhì)點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)

將電容器兩板間的距離增大，則（）

A.電容變大，質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)B.電容變大，質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)

C.電容變小，質(zhì)點(diǎn)保持靜止D.電容變小，質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)

6.真空中的某裝置如圖所示，讓一價(jià)氫離子、一價(jià)氮離子和二價(jià)氮離子的混合物都從。點(diǎn)由靜止開(kāi)

始經(jīng)過(guò)同一加速電場(chǎng)加速，然后在同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)里偏轉(zhuǎn)（未打在極板上）。下列說(shuō)法中正確的是

（）

W。

A.三種粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為2:1:1

B.三種粒子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度相同

C.三種粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)分離成三股離子束

D.偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)力對(duì)三種粒子做功之比為1:2:2

7.如圖所示，平行板電容器經(jīng)開(kāi)關(guān)S、電流計(jì)與電池連接，a處固定一帶電荷量非常小的正點(diǎn)電荷,

S是閉合的，化表示。點(diǎn)的電勢(shì)，尸表示點(diǎn)電荷所受的電場(chǎng)力，與表示點(diǎn)電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能。

A.F增大B.Ep減小

C.%減小D.電流計(jì)中有電流由。流向P

8.示波管是示波器的核心部件，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，如圖所示。如果在熒光屏上

尸點(diǎn)出現(xiàn)亮斑，那么示波管中的（）

2

A.極板x應(yīng)帶負(fù)電，極板y應(yīng)帶負(fù)電B.極板X'應(yīng)帶負(fù)電，極板y應(yīng)帶正電

c極板x應(yīng)帶負(fù)電，極板-應(yīng)帶負(fù)電D.極板x'應(yīng)帶負(fù)電，極板r應(yīng)帶正電

9.如圖所示，一質(zhì)量為，"、電荷量為4（4>0）的粒子以速度%從MN連線上的P點(diǎn)水平向右射入大

小為反方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。已知MN與水平方向成45。角，粒子的重力可以忽略，則粒

子到達(dá)連線上的某點(diǎn)時(shí)（）

A.所用時(shí)間為隼B.速度大小為3%

qE

C.與P點(diǎn)的距離為2年由D.速度方向與豎直方向的夾角為30°

qE

10.如圖所示,帶等量異種電荷的兩正對(duì)平行金屬板用、N間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，板長(zhǎng)為〃不考慮邊界效

應(yīng)）。1=0時(shí)刻,M板中點(diǎn)處的粒子源發(fā)射兩個(gè)速度大小為%的相同粒子，垂直M板向右的粒子，到達(dá)

N板時(shí)速度大小為直％；平行M板向下的粒子，剛好從N板下端射出。不計(jì)重力和粒子間的相互作

用，則（）

A.M板電勢(shì)高于N板電勢(shì)B.兩個(gè)粒子的電勢(shì)能都增加

C.粒子在兩板間的加速度為a="D.粒子從N板下端射出的時(shí)間t=

L2%

11.如圖所示，兩種不同的正離子（不計(jì)重力）垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí)具有相同的

偏轉(zhuǎn)距離y和偏轉(zhuǎn)角。（偏轉(zhuǎn)電壓U保持不變），則兩種離子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)前需要滿足（）

3

A.速度相同B.動(dòng)能相同

C.比荷相同D.由靜止經(jīng)同一加速電場(chǎng)加速

12.如圖所示，一個(gè)電子由靜止開(kāi)始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，又沿中心軸線從。點(diǎn)垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，

并從另一側(cè)射出，再打到熒光屏上的P點(diǎn)，點(diǎn)為熒光屏的中心。己知：電子質(zhì)量為機(jī)、電荷量

為e,加速電場(chǎng)電壓為U。，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)電壓為U,極板的長(zhǎng)度為右，板間距離為4,極板的末端到熒

光屏的距離為4(忽略電子所受重力)。求：

(1)電子射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的初速度為;

(2)電子經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)過(guò)程中靜電力對(duì)它所做的功W；

(3)若粒子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的豎直偏移量y=0.36cm,極板的長(zhǎng)度乙=6.0cm,極板的末端到熒

光屏的距離a=3.0cm,求電子打在熒光屏上的P點(diǎn)到點(diǎn)的距離爪

13.如圖所示，在豎直平面內(nèi)，一質(zhì)量機(jī)=5x10“kg、電荷量9=8x10'C的帶正電小球以速度

%=lm/s飛入水平放置的電容器的中心，小球恰好沿水平直線運(yùn)動(dòng)。已知電容器兩極板之間

的距離d=10cm,小球從A點(diǎn)水平拋出后，恰好從另一電容器的PQ板中心小孔。處進(jìn)入電容器

內(nèi)，且穿過(guò)?？讜r(shí)速度方向垂直于板，金屬板與水平方向夾角為37。，

sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取lOm/s?,求:

(1)水平放置的電容器兩板間的電壓U;

(2)若傾斜電容器板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的大小為E=500V/m,金屬板PQ長(zhǎng)為1.2m,問(wèn)要使小

球不打到金屬板上，兩板間距至少為多少？

4

答案以及解析

1.答案：D

解析：電容器電容C=M，云母介質(zhì)移出，J減小，C減?。挥諧=g，電源恒壓,

4nkdU

U一定，C減小，故。減?。浑妶?chǎng)強(qiáng)度￡=二，故E不變，選項(xiàng)D正確。

a

2.答案：D

解析：若保持下極板不動(dòng)，將上極板向下移動(dòng)一小段距離，則根據(jù)。=。可知，c變大，。一

411kd

Uz

定，則根據(jù)Q=cu可知，U減小，則靜電計(jì)指針的偏角。減?。桓鶕?jù)石=I，Q=cu,c=/\,

d4成d

聯(lián)立可得￡=士華，可知。一定時(shí)，E不變；根據(jù)可知尸點(diǎn)到下極板的距離4不變，E

sS

不變，則p點(diǎn)與下極板間的電勢(shì)差q不變，p點(diǎn)的電勢(shì)不變，則綜不變。故A、B、C錯(cuò)誤，D正

確。

3.答案：A

解析：在對(duì)電容器充電的過(guò)程中，電容器所帶的電荷量逐漸增大，故A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)電容

的定義式變形可知電容器兩極板間的電壓為^=晟，在對(duì)電容器充電的過(guò)程中，。逐漸增大，則U

逐漸增大，故C、D錯(cuò)誤。故選A。

4.答案：D

解析：當(dāng)將左極板向左移動(dòng)一小段距離時(shí)，極板間距d增大，由C=至-可知，電容C減小，故

4兀以

A錯(cuò)誤；電荷量。恒定，根據(jù)U=￡,即可判定兩極板間的電壓增大，故B錯(cuò)誤；兩極板間電勢(shì)差

增大，則。增大，故C錯(cuò)誤；根據(jù)￡=§釁，正對(duì)面積S不變，則電場(chǎng)強(qiáng)度也不變，故

aCd￡rS

D正確。故選D。

5.答案：D

解析：帶正電的質(zhì)點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)，則，型=&/=二“。根據(jù)平行板電容器電容的決定式。=編

d4nkd

可得，兩板間距增大，電容減?。挥捎陔娙萜髋c電池相連，電容器兩板間電壓U不變，兩板間距d

增大，電容器兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度E減小，質(zhì)點(diǎn)所受電場(chǎng)力減小，質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，故D項(xiàng)正確，A、B、

C三項(xiàng)錯(cuò)誤。

6.答案：C

5

解析：由?？?:加說(shuō)，得%1：%：%3=2：1：0，再由，=,，可得444=0：2&：2,故A錯(cuò)

2%

誤；由丫=?乎?與=然，可知三種粒子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)同一點(diǎn)射出，且速度方向相同，故c正確;

2dmuj4dq

由《，加2=Uu+*4.y,可得v=與y]?幺，因且不同，故三種粒子出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的速度

2ayvaJmm

不相同，故B錯(cuò)誤；由偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)對(duì)三種粒子做的功為叱可知叱s：網(wǎng)叱1=1:1:2,

1tan

故D錯(cuò)誤。

7.答案：D

解析：8板稍微向下移動(dòng)，兩板間的距離增大，由后=二可知電場(chǎng)強(qiáng)度減小，再由尸=%知點(diǎn)電

a

荷所受的電場(chǎng)力產(chǎn)減小，故A錯(cuò)誤；兩極板間的電壓U不變，8板接地，％=0，間距增大，由

U=%-%知外不變，再由。a,=應(yīng)如,E變小，不變，得U而變小，再由知外增

大，故C錯(cuò)誤；正點(diǎn)電荷4>0,由5=4外知綜增大，故B錯(cuò)誤；兩極板間的電壓U不變，間距

增大，由C=w、C=g可知電荷量減小，電容器放電，電流計(jì)中有電流由。流向P,故D正

411kdU

確。

8.答案：B

解析：電子受的電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，如果在熒光屏上尸點(diǎn)出現(xiàn)亮斑，則電子要向x和y

偏轉(zhuǎn)，極板x和極板y應(yīng)帶正電，X'和上應(yīng)帶負(fù)電，所以B正確。

9.答案：C

解析：粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，從P點(diǎn)到再次落到加、N連線上，水平位移等于豎直位移，

即“'I,景，解得'=察’故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；豎直速度「=?f=2%'合速度

丫=&+1=島,故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；水平位移》=咿=等，豎直位移卜="，故合位移大小

v'Eq

5=缶=注理，故c選項(xiàng)正確；設(shè)速度方向與豎直方向的夾角為仇則tane=a=；,即

qE42

夕二30,故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。

10.答案:C

解析：本題考查帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)粒子均向右運(yùn)動(dòng)，受到的電場(chǎng)力向右，由于不知

道粒子帶電的性質(zhì)，所以不能確定用、N板電勢(shì)的高低，A項(xiàng)錯(cuò)誤；粒子在向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，

電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)垂直M板向右運(yùn)動(dòng)的粒子，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)

6

律有（及%了-片=2ad,對(duì)平行M板向下的粒子，在水平方向有4=3",在平行M板方向有

\L=vot,聯(lián)立以上各式，解得，=上,〃=%，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

22V°L

11.答案：D

解析：加速電場(chǎng)加速過(guò)程"說(shuō)，在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間”上，加速度。=我=嗎，偏

2%mma

上—12Ul3八atUL-

轉(zhuǎn)距離y==不行丁，偏轉(zhuǎn)角6滿足tanO=-=而7，由以上分析可知，兩種離子進(jìn)入同一偏

24dU°%2U°d

轉(zhuǎn)電場(chǎng)前需要滿足：由靜止經(jīng)同一加速電場(chǎng)加速。故選D。

12.答案：（1）瑟

Vm

(2)

(3)0.72cm

解析：（1）根據(jù)動(dòng)能定理有eU°=!如心解得%=儼口。

2