1、開卷速查開卷速查(二十三二十三)電容器電容器帶電粒子在電場中帶電粒子在電場中的運動的運動說說明明提提示示本試卷共三部分本試卷共三部分A 組組基礎鞏固基礎鞏固B 組組能力提升能力提升C 組組難點突破難點突破考試時間：考試時間：45 分鐘分鐘試卷滿分：試卷滿分：100 分分A 組組基礎鞏固基礎鞏固1(多選題多選題)冬天當脫毛衫時，靜電經常會跟你開個小玩笑下列冬天當脫毛衫時，靜電經常會跟你開個小玩笑下列一些相關的說法中正確的是一些相關的說法中正確的是()A在將外衣脫下的過程中在將外衣脫下的過程中，內外衣間摩擦起電內外衣間摩擦起電，內衣和外衣所帶內衣和外衣所帶的電荷是同種電荷的電荷是同種電荷B如果內外

2、兩件衣服可看作電容器的兩極如果內外兩件衣服可看作電容器的兩極， 并且在將外衣脫下的并且在將外衣脫下的某個過程中兩衣間電荷量一定，隨著兩衣間距離的增大，兩衣間電容某個過程中兩衣間電荷量一定，隨著兩衣間距離的增大，兩衣間電容變小，則兩衣間的電勢差也將變小變小，則兩衣間的電勢差也將變小C在將外衣脫下的過程中在將外衣脫下的過程中，內外兩衣間隔增大內外兩衣間隔增大，衣物上電荷的電衣物上電荷的電勢能將增大勢能將增大(若不計放電中和若不計放電中和)D脫衣時如果人體帶上了正電脫衣時如果人體帶上了正電，當手接近金屬門把時當手接近金屬門把時，由于手與由于手與門把間空氣電離會造成對人體輕微的電擊門把間空氣電離會造成

3、對人體輕微的電擊解析：解析：根據電荷守恒知，根據電荷守恒知，A 錯；由錯；由 CQU和和 CSd知，當內外衣之知，當內外衣之間的距離間的距離 d 增大時，兩衣間的電勢差增大，增大時，兩衣間的電勢差增大，B 錯；因為內外衣所帶的錯；因為內外衣所帶的是異種電荷，產生靜電引力作用，故當兩衣之間的距離增大時，電場是異種電荷，產生靜電引力作用，故當兩衣之間的距離增大時，電場力做負功，電荷的電勢能增大，力做負功，電荷的電勢能增大，C 對；由于人體帶上正電荷，當手靠對；由于人體帶上正電荷，當手靠近金屬門把時，產生靜電感應現象，當兩者之間的電壓足以使空氣電近金屬門把時，產生靜電感應現象，當兩者之間的電壓足以使

4、空氣電離時，產生放電現象，故人感覺到有輕微的電擊，離時，產生放電現象，故人感覺到有輕微的電擊，D 也正確也正確答案：答案：CD圖圖 2312(2013廣東卷廣東卷)噴墨打印機的簡化模型如圖噴墨打印機的簡化模型如圖 231 所示所示重力可重力可忽略的墨汁微滴，經帶電室帶負電后，以速度忽略的墨汁微滴，經帶電室帶負電后，以速度 v 垂直勻強電場飛入極垂直勻強電場飛入極板間，最終打在紙上則微滴在極板間電場中板間，最終打在紙上則微滴在極板間電場中()A向負極板偏轉向負極板偏轉B電勢能逐漸增大電勢能逐漸增大C運動軌跡是拋物線運動軌跡是拋物線D運動軌跡與帶電量無關運動軌跡與帶電量無關解析解析：微滴帶負電微滴

5、帶負電，電場方向向下電場方向向下，因此微滴受到的電場力向上因此微滴受到的電場力向上，微滴向正極板偏轉，微滴向正極板偏轉，A 錯誤；偏轉過程中電場力做正功，根據電場力錯誤；偏轉過程中電場力做正功，根據電場力做功與電勢能變化關系，電勢能減小，做功與電勢能變化關系，電勢能減小，B 錯誤；微滴在垂直于電場方錯誤；微滴在垂直于電場方向上做勻速直線運動向上做勻速直線運動，位移位移 xvt，沿電場方向做初速度為零的勻加速沿電場方向做初速度為零的勻加速直線運動直線運動，位移位移 y12qUdmt212qUdmxv2，此為拋物線方程此為拋物線方程，C 正確正確；從式從式中可以看出，運動軌跡與帶電量中可以看出，運

6、動軌跡與帶電量 q 有關，有關，D 錯誤錯誤答案：答案：C圖圖 2323如圖如圖 232 所示所示，質量相同的兩個帶電粒子質量相同的兩個帶電粒子 P、Q 以相同的速以相同的速度沿垂直于電場方向射入兩平行板間的勻強電場中，度沿垂直于電場方向射入兩平行板間的勻強電場中，P 從兩極板正中從兩極板正中央射入央射入，Q 從下極板邊緣處射入從下極板邊緣處射入，它們最后打在同一點它們最后打在同一點(重力不計重力不計)，則則從開始射入到打到上板的過程中從開始射入到打到上板的過程中()A它們運動的時間它們運動的時間 tQtPB它們運動的加速度它們運動的加速度 aQE2，當單刀雙擲開關接，當單刀雙擲開關接 1 時

7、，一帶時，一帶正電粒子沿正電粒子沿 AB 中心水平線射入，打在中心水平線射入，打在 B 極板上的極板上的 N 點，不計粒子重點，不計粒子重力，為使粒子能打在力，為使粒子能打在 N 點右側，則下列措施可行的是點右側，則下列措施可行的是()圖圖 236A斷開開關并將斷開開關并將 A 板上移一段距離板上移一段距離B斷開開關并將斷開開關并將 A 板下移一段距離板下移一段距離C斷開開關并將斷開開關并將 B 板下移一段距離板下移一段距離D將單刀雙擲開關接將單刀雙擲開關接 2解析：解析：斷開開關，電容器與電源形成斷路，其極板上的電荷量保斷開開關，電容器與電源形成斷路，其極板上的電荷量保持不變持不變，若將若將

8、 A 或或 B 板上下移動板上下移動，會使兩板間的距離會使兩板間的距離 d 變化變化選項選項 A中將中將 A 板上移一段距離板上移一段距離，d 變大變大，CrS4kd，電容減小電容減小，電容器所帶電電容器所帶電荷量不變荷量不變，根據推論根據推論：板間場強板間場強 E4kQrS，場強場強 E 不變不變，帶電粒子所帶電粒子所受的電場力大小不變受的電場力大小不變，粒子仍然打在粒子仍然打在 N 點點，選項選項 A 錯誤錯誤；選項選項 B 中中將將A 板下移一段距離板下移一段距離，d 變小變小，CrS4kd，電容變大電容變大，電容器所帶電荷量電容器所帶電荷量不變不變，根據推論根據推論：板間場強板間場強

9、E4kQrS，場強場強 E 不變不變，帶電粒子所受的帶電粒子所受的電場力大小不變，粒子仍然打在電場力大小不變，粒子仍然打在 N 點，選項點，選項 B 錯誤；選項錯誤；選項 C 中將中將 B板下移一段距離時，同理可知，板間場強板下移一段距離時，同理可知，板間場強 E 不變，帶電粒子所受的電不變，帶電粒子所受的電場力大小不變，粒子做類平拋運動的加速度不變，豎直位移變大，運場力大小不變，粒子做類平拋運動的加速度不變，豎直位移變大，運動時間變長動時間變長，粒子將打在粒子將打在 N 點的右側點的右側，故故 C 正確正確；選項選項 D 中設電源的中設電源的電動勢為電動勢為 E， 電容器板間距離為電容器板間

10、距離為 d， 帶電粒子的質量和電荷量分別為帶電粒子的質量和電荷量分別為 m和和 q，則有豎直位移為，則有豎直位移為 y12at2qE2mdt2，水平位移為，水平位移為 xv0t，聯立得，聯立得 yqEx22mdv20，粒子能打在粒子能打在 N 點右側時點右側時，y 不變不變，x 增大增大，其他量不變其他量不變，則則電源的電動勢電源的電動勢 E 必須減小，而必須減小，而 E1E2，所以將單刀雙擲開關接，所以將單刀雙擲開關接 2 時，時，粒子能打在粒子能打在 N 點右側，故選項點右側，故選項 D 正確正確答案：答案：CDB 組組能力提升能力提升8 (多選題多選題)(2015山東菏澤模擬山東菏澤模擬

11、)靜電場方向平行于靜電場方向平行于 x 軸軸， 其電勢其電勢隨隨 x 的分布可簡化為如圖的分布可簡化為如圖 237 所示的折線一質量為所示的折線一質量為 m、帶電荷量、帶電荷量為為q 的粒子的粒子(不計重力不計重力)，以初速度以初速度 v0從從 O 點點(x0)進入電場進入電場，沿沿 x 軸軸正方向運動下列敘述正確的是正方向運動下列敘述正確的是()圖圖 237A粒子從粒子從 O 運動到運動到 x1的過程中速度逐漸減小的過程中速度逐漸減小B粒子從粒子從 x1運動到運動到 x3的過程中，電勢能先減小后增大的過程中，電勢能先減小后增大C要使粒子能運動到要使粒子能運動到 x4處，粒子的初速度處，粒子的

12、初速度 v0至少為至少為 2q0mD若若 v02q0m，粒子在運動過程中的最大速度為，粒子在運動過程中的最大速度為6q0m解析解析：粒子從粒子從 O 運動到運動到 x1的過程中的過程中，電勢升高電勢升高，電場方向沿電場方向沿 x 軸軸負方向負方向，粒子所受的電場力方向也沿粒子所受的電場力方向也沿 x 軸負方向軸負方向，粒子做減速運動粒子做減速運動，A正確正確；粒子從粒子從 x1運動到運動到 x3的過程中的過程中，電勢不斷降低電勢不斷降低，根據正電荷在電根據正電荷在電勢越高處電勢能越大，可知，粒子的電勢能不斷減小，勢越高處電勢能越大，可知，粒子的電勢能不斷減小，B 錯誤；當粒錯誤；當粒子恰好運動

13、到子恰好運動到 x1時，由動能定理得時，由動能定理得 q(00)012mv20，解得，解得 v02q0m，根據對稱性可知根據對稱性可知，粒子在粒子在 x1和和 x3處動能相等處動能相等，故要使粒子能故要使粒子能運動到運動到 x4處，粒子的初速度處，粒子的初速度 v0至少為至少為2q0m，故，故 C 錯誤；若錯誤；若 v02q0m，粒子運動到，粒子運動到 x3處電勢能最小，動能最大，由動能定理得處電勢能最小，動能最大，由動能定理得 q012mv2max12mv20，解得最大速度，解得最大速度 vmax6q0m，所以，所以 D 正確正確答案：答案：AD9(2014天津卷天津卷)如圖如圖 238 所

14、示所示，平行金屬板平行金屬板 A、B 水平正對放水平正對放置，分別帶等量異號電荷一帶電微粒水平射入板間，在重力和電場置，分別帶等量異號電荷一帶電微粒水平射入板間，在重力和電場力共同作用下運動，軌跡如圖中虛線所示，那么力共同作用下運動，軌跡如圖中虛線所示，那么()圖圖 238A若微粒帶正電荷，則若微粒帶正電荷，則 A 板一定帶正電荷板一定帶正電荷B微粒從微粒從 M 點運動到點運動到 N 點電勢能一定增加點電勢能一定增加C微粒從微粒從 M 點運動到點運動到 N 點動能一定增加點動能一定增加D微粒從微粒從 M 點運動到點運動到 N 點機械能一定增加點機械能一定增加解析：解析：微粒向下偏轉，則微粒受到

15、的電場力與重力的合力向下，微粒向下偏轉，則微粒受到的電場力與重力的合力向下，若微粒帶正電，只要電場力小于重力，就不能確定若微粒帶正電，只要電場力小于重力，就不能確定 A、B 板所帶電荷板所帶電荷的電性，的電性，A 項錯誤；不能確定電場力的方向和微粒所帶電荷的電性，項錯誤；不能確定電場力的方向和微粒所帶電荷的電性，因此不能確定電場力做功的正負因此不能確定電場力做功的正負， 不能確定微粒從不能確定微粒從 M 點運動到點運動到 N 點電點電勢能的變化，勢能的變化，B 項錯誤；由于電場力與重力的合力一定向下，因此微項錯誤；由于電場力與重力的合力一定向下，因此微粒受到的合外力做正功粒受到的合外力做正功，

16、根據動能定理可知根據動能定理可知，微粒從微粒從 M 到到 N 的過程中的過程中動能增加，動能增加，C 項正確；由于不能確定重力以外的力即電場力做的是正項正確；由于不能確定重力以外的力即電場力做的是正功還是負功功還是負功，根據功能原理可知根據功能原理可知，不能確定微粒從不能確定微粒從 M 到到 N 過程中機械過程中機械能是增加還是減少，能是增加還是減少，D 項錯誤項錯誤答案：答案：C10圖圖 239 甲為示波管的原理圖甲為示波管的原理圖如果在電極如果在電極 YY之間所加的之間所加的電壓按圖乙所示的規律變化電壓按圖乙所示的規律變化， 在電極在電極 XX之間所加的電壓按圖丙所示之間所加的電壓按圖丙所

17、示的規律變化，則在熒光屏上會看到的圖形是圖的規律變化，則在熒光屏上會看到的圖形是圖 2310 中的中的()甲甲乙乙丙丙圖圖 239ABCD圖圖 2310解析：解析：本題考查示波管的原理，意在考查考生對示波管原理的掌本題考查示波管的原理，意在考查考生對示波管原理的掌握在握在 02t1時間內，掃描電壓掃描一次，信號電壓完成一個周期，時間內，掃描電壓掃描一次，信號電壓完成一個周期，當當 UY為正的最大值時，電子打在熒光屏上有正的最大位移，當為正的最大值時，電子打在熒光屏上有正的最大位移，當 UY為為負的最大值時，電子打在熒光屏上有負的最大位移，因此一個周期內負的最大值時，電子打在熒光屏上有負的最大位

18、移，因此一個周期內熒光屏上的圖像為熒光屏上的圖像為 B.答案：答案：B圖圖 231111反射式速調管是常用的微波器件之一，它利用電子團在電場反射式速調管是常用的微波器件之一，它利用電子團在電場中的振蕩來產生微波中的振蕩來產生微波， 其振蕩原理與下述過程類似其振蕩原理與下述過程類似 如圖如圖 2311 所示所示，在虛線在虛線 MN 兩側分別存在著方向相反的兩個勻強電場，一帶電微粒兩側分別存在著方向相反的兩個勻強電場，一帶電微粒從從A 點由靜止開始點由靜止開始，在電場力作用下沿直線在在電場力作用下沿直線在 A、B 兩點間往返運動兩點間往返運動已已知電場強度的大小分別是知電場強度的大小分別是 E12

19、.0103N/C 和和 E24.0103N/C，方，方向如圖向如圖 2311 所示，帶電微粒質量所示，帶電微粒質量 m1.01020kg，帶電量，帶電量 q1.0109C， A 點距虛線點距虛線 MN 的距離的距離 d11.0 cm， 不計帶電微粒的重力不計帶電微粒的重力，忽略相對論效應求：忽略相對論效應求：(1)B 點距虛線點距虛線 MN 的距離的距離 d2；(2)帶電微粒從帶電微粒從 A 點運動到點運動到 B 點所經歷的時間點所經歷的時間 t.解析：解析：(1)帶電微粒由帶電微粒由 A 運動到運動到 B 的過程中，由動能定理有的過程中，由動能定理有|q|E1d1|q|E2d20解得解得 d

20、2E1E2d10.50 cm.(2)設微粒在虛線設微粒在虛線 MN 兩側的加速度大小分別為兩側的加速度大小分別為 a1、a2，由牛頓第，由牛頓第二定律有二定律有|q|E1ma1|q|E2ma2設微粒在虛線設微粒在虛線 MN 兩側運動的時間分別為兩側運動的時間分別為 t1、t2，由運動學公式有由運動學公式有d112a1t21d212a2t22又又 tt1t2以上各式聯立解得以上各式聯立解得 t1.5108s.答案：答案：(1)0.50 cm(2)1.5108s12如圖如圖 2312 所示所示，在傾角在傾角37的絕緣斜面所在空間存在著的絕緣斜面所在空間存在著豎直向上的勻強電場豎直向上的勻強電場，場

21、強場強 E4.0103N/C，在斜面底端有一與斜面在斜面底端有一與斜面垂直的絕緣彈性擋板垂直的絕緣彈性擋板質量質量 m0.20 kg 的帶電滑塊從斜面頂端由靜止的帶電滑塊從斜面頂端由靜止開始滑下，滑到斜面底端與擋板相碰后以碰前的速率返回已知斜面開始滑下，滑到斜面底端與擋板相碰后以碰前的速率返回已知斜面的高度的高度 h0.24 m， 滑塊與斜面間的動摩擦因數滑塊與斜面間的動摩擦因數0.30， 滑塊帶電量滑塊帶電量 q5.0104C 重力加速度重力加速度 g10 m/s2， sin370.60， cos370.80.求：求：圖圖 2312(1)滑塊從斜面最高點滑到斜面底端時的速度大小；滑塊從斜面最

22、高點滑到斜面底端時的速度大小；(2)滑塊被擋板彈回能夠沿斜面上升的最大高度；滑塊被擋板彈回能夠沿斜面上升的最大高度；(3)滑塊從開始運動到停下來的整個過程中產生的熱量滑塊從開始運動到停下來的整個過程中產生的熱量 Q.(計算結計算結果保留兩位有效數字果保留兩位有效數字)解析：解析：(1)滑塊沿斜面滑下的過程中，電荷帶負電，電場力方向豎滑塊沿斜面滑下的過程中，電荷帶負電，電場力方向豎直向下，受到的滑動摩擦力直向下，受到的滑動摩擦力f(mgqE)cos37設到達斜面底端時的速度為設到達斜面底端時的速度為 v，根據動能定理，根據動能定理(mgqE)hfhsin37 12mv2解得解得 v2.4 m/s

23、.(2)滑塊第一次與擋板碰撞后沿斜面返回上升的高度最大滑塊第一次與擋板碰撞后沿斜面返回上升的高度最大， 設為設為 H，根據動能定理根據動能定理(mgqE)HfHsin37 12mv2H0.10 m.(3)滑塊最終靜止在斜面底端，因此重力勢能和電勢能的減少量等滑塊最終靜止在斜面底端，因此重力勢能和電勢能的減少量等于克服摩擦力做的功，即等于產生的熱能于克服摩擦力做的功，即等于產生的熱能QmghEqh0.96 J.答案：答案：(1)2.4 m/s(2)0.10 m(3)0.96 J圖圖 231313(2014新課標全國卷新課標全國卷)如圖如圖 2313，O、A、B 為同一豎直平為同一豎直平面內的三個

24、點面內的三個點，OB 沿豎直方向沿豎直方向，BOA60，OB32OA.將一質量將一質量為為m 的小球以一定的初動能自的小球以一定的初動能自 O 點水平向右拋出，小球在運動過程中恰點水平向右拋出，小球在運動過程中恰好通過好通過 A 點使此小球帶電，電荷量為點使此小球帶電，電荷量為 q(q0)，同時加一勻強電場，同時加一勻強電場，電場方向與電場方向與OAB 所在平面平行所在平面平行 現從現從 O 點以同樣的初動能沿某一方點以同樣的初動能沿某一方向拋出此帶電小球向拋出此帶電小球，該小球通過了該小球通過了 A 點點，到達到達 A 點時的動能是初動能點時的動能是初動能的的 3 倍；若該小球從倍；若該小球

25、從 O 點以同樣的初動能沿另一方向拋出，恰好通點以同樣的初動能沿另一方向拋出，恰好通過過B 點點，且到達且到達 B 點時的動能為初動能的點時的動能為初動能的 6 倍倍重力加速度大小為重力加速度大小為 g.求求：(1)無電場時，小球到達無電場時，小球到達 A 點時的動能與初動能的比值；點時的動能與初動能的比值；(2)電場強度的大小和方向電場強度的大小和方向解析：解析：(1)設小球的初速度為設小球的初速度為 v0，初動能為，初動能為 Ek0，從，從 O 點運動到點運動到 A點的時間為點的時間為 t，令，令 OAd，則，則 OB32d，根據平拋運動的規律有：，根據平拋運動的規律有：dsin60v0tdcos6012gt2又又 Ek012mv20由由式得式得Ek038mgd設小球到達設小球到達 A 點時的動能為點時的動能為 EkA，則，則EkAEk012mgd由由式得式得EkAEk073(2)加電場后加電場后， 小球從小球從 O 點到點到 A 點和