2024屆高三物理復習小練習(二十九)　電容器　帶電粒子在電場中的運動（學生版）

2024屆高三一輪復習小練(二十九)電容器帶電粒子在電場中的運動1．(2022·杭州模擬)如圖為某一機器人上的電容式位移傳感器工作時的簡化模型圖。當被測物體在左右方向發(fā)生位移時，電介質板隨之在電容器兩極板之間移動，連接電容器的靜電計會顯示電容器電壓的變化，進而能測出電容的變化，最后就能探測到物體位移的變化，若靜電計上的指針偏角為θ，則被測物體()A．向左移動時，θ增加B．向右移動時，θ增加C．向左移動時，θ不變D．向右移動時，θ減少2.(2022·長沙模擬)如圖所示，兩塊水平放置的平行金屬板與電源連接，上、下板分別帶正、負電荷。油滴從噴霧器噴出后，由于摩擦而帶負電，油滴進入上板中央小孔后落到勻強電場中，通過顯微鏡可以觀察到油滴的運動情況。兩金屬板間的距離為d，忽略空氣對油滴的浮力和阻力。若油滴進入電場時的速度可以忽略，當兩金屬板間的電勢差為U時觀察到某個質量為m的油滴進入電場后做勻加速運動，經過時間t運動到下極板，則該油滴所帶電荷量可表示為()A.eq\f(md,U)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(g－\f(2d,t2))) B.eq\f(md,2U)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(g－\f(2d,t2)))C.eq\f(md,U)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(g－\f(d,t2))) D.eq\f(m,Ud)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(g－\f(2d,t2)))eq\f(U,d)eq\f(1,2)eq\f(md,U)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(g－\f(2d,t2)))3.如圖是一次心臟除顫器的模擬治療，該心臟除顫器的電容器電容為14μF，充電至10kV電壓，如果電容器在2ms時間內完成放電，放電結束時電容器兩極板間的電勢差減為零，下列說法正確的是()A．這次放電過程中通過人體組織的電流恒為70AB．這次放電有0.14C的電荷量通過人體組織C．若充電至5kV，則該電容器的電容為7μFD．人體起到絕緣電介質的作用eq\f(Q,U)4.水平放置的平行金屬板A、B連接一恒定電壓，兩個質量相等的電荷M和N同時分別從極板A的邊緣和兩極板的正中間沿水平方向進入板間電場，兩電荷恰好在板間某點相遇，如圖所示。若不考慮電荷的重力和它們之間的相互作用，則下列說法正確的是()A．電荷M的比荷大于電荷N的比荷B．兩電荷在電場中運動的加速度相等C．從兩電荷進入電場到兩電荷相遇，電場力對電荷M做的功等于電場力對電荷N做的功D．電荷M進入電場的初速度大小與電荷N進入電場的初速度大小一定相同eq\f(1,2)eq\f(UqN,dm)eq\f(d,2)eq\f(1,2)eq\f(UqM,dm)eq\f(qM,m)eq\f(qN,m)5.如圖所示，水平金屬板A、B分別與電源兩極相連，帶電油滴處于靜止狀態(tài)?，F將B板右端向下移動一小段距離，兩金屬板表面仍均為等勢面，則該油滴()A．仍然保持靜止 B．豎直向下運動C．向左下方運動 D．向右下方運動eq\f(U,d)eq\f(U,d)6．(2022·淄博模擬)一位同學用底面半徑為r的圓桶形塑料瓶制作了一種電容式傳感器，用來測定瓶內溶液深度的變化。如圖所示，瓶的外壁涂有一層導電涂層，和瓶內導電溶液構成電容器的兩極，它們通過探針和導線與電源、電流計、開關相連，中間層的塑料為絕緣電介質，其厚度為d，相對介電常數為εr。若發(fā)現在某一小段時間t內有大小為I的電流從下向上流過電流計，電源電壓恒定為U，則下列說法正確的是()A．瓶內液面升高了eq\f(2kdIt,rUεr)B．瓶內液面升高了eq\f(kdIt,rUεr)C．瓶內液面降低了eq\f(2kdIt,rUεr)D．瓶內液面降低了eq\f(kdIt,rUεr)eq\f(εrS,4πkd)eq\f(Q,U)eq\f(εrΔS,4πkd)eq\f(2kdIt,rUεr)7．(2022·太原模擬)(多選)如圖所示，陰極燈絲被加熱后產生初速度為0的電子，在3×104V加速電壓的作用下，以極高的速度向陽極運動；穿過陽極后，在金屬電極A1、A2間1×103V電壓形成的聚焦電場作用下，轟擊到物料上，其動能全部轉換為熱能，使物料不斷熔煉。已知某電子在熔煉爐中的軌跡如圖中虛線OPO′所示，P是軌跡上的一點，聚焦電場過P點的一條電場線如圖中弧線所示，則()A．電極A1的電勢高于電極A2的電勢B．電子在P點時速度方向與聚焦電場強度方向夾角大于90°C．聚焦電場只改變電子速度的方向，不改變電子速度的大小D．電子轟擊到物料上時的動能大于3×104eV××8.(2021·棗莊模擬)(多選)兩個質量相等、電荷量不等的帶電粒子甲、乙，以不同的速率沿著AO方向垂直射入勻強電場，電場方向豎直向上，它們在圓形區(qū)域中運動的時間相同，運動軌跡如圖所示。不計粒子所受的重力，下列說法正確的是()A．甲粒子帶負電荷B．甲粒子所帶的電荷量比乙粒子少C．乙粒子在圓形區(qū)域中電勢能變化量小D．乙粒子進入電場時具有的動能比甲粒子小eq\f(1,2)eq\f(Eq,2m)9．(2019·全國卷Ⅱ)如圖，兩金屬板P、Q水平放置，間距為d。兩金屬板正中間有一水平放置的金屬網G，P、Q、G的尺寸相同。G接地，P、Q的電勢均為φ(φ>0)。質量為m、電荷量為q(q>0)的粒子自G的左端上方距離G為h的位置，以速度v0平行于紙面水平射入電場，重力忽略不計。(1)求粒子第一次穿過G時的動能，以及它從射入電場至此時在水平方向上的位移大小；(2)若粒子恰好從G的下方距離G也為h的位置離開電場，則金屬板的長度最短應為多少？eq\f(2φ,d)eq\f(1,2)eq\f(1,2)eq\f(1,2)eq\f(2φ,d)eq\r(\f(mdh,qφ))eq\r(\f(mdh,qφ))答案：(1)eq\f(1,2)mv02＋eq\f(2φ,d)qhv0eq\r(\f(mdh,qφ))(2)2v0eq\r(\f(mdh,qφ))10．(2020·天津等級考)多反射飛行時間質譜儀是一種測量離子質量的新型實驗儀器，其基本原理如圖所示，從離子源A處飄出的離子初速度不計，經電壓為U的勻強電場加速后射入質量分析器。質量分析器由兩個反射區(qū)和長為l的漂移管(無場區(qū)域)構成，開始時反射區(qū)1、2均未加電場，當離子第一次進入漂移管時，兩反射區(qū)開始加上電場強度大小相等、方向相反的勻強電場，其電場強度足夠大，使得進入反射區(qū)的離子能夠反射回漂移管。離子在質量分析器中經多次往復即將進入反射區(qū)2時，撤去反射區(qū)的電場，離子打在熒光屏B上被探測到，可測得離子從A到B的總飛行時間。設實驗所用離子的電荷量均為q，不計離子重力。(1)求質量為m的離子第一次通過漂移管所用的時間T1；(2)反射區(qū)加上電場，電場強度大小為E，求離子能進入反射區(qū)的最大距離x；(3)已知質量為m0的離子總飛行時間為t0，待測離子的總飛行時間為t1，兩種離子在質量分析器中反射相同次數，求待測離子質量m1。eq\f(1,2)eq\f(l,v)eq\r(\f(ml2,2qU))eq\f(U,E)eq\x\to(v)eq\x\to(v