1、 課時(shí)分層作業(yè)(二十一)1據(jù)國(guó)外某媒體報(bào)道，科學(xué)家發(fā)明了一種新型超級(jí)電容器，能讓手機(jī)幾分鐘內(nèi)充滿電，某同學(xué)登山時(shí)用這種超級(jí)電容器給手機(jī)充電，下列說法正確的是()A充電時(shí)，電容器的電容變小B充電時(shí)，電容器存儲(chǔ)的電能變少C充電時(shí)，電容器所帶的電荷量可能不變D充電結(jié)束后，電容器不帶電，電容器的電容為零B電容器的電容是由電容器自身的因素決定的，故充電時(shí)，電容器的電容不變，充電結(jié)束后，電容器的電容不可能為零，故A、D錯(cuò)誤；給手機(jī)充電時(shí)，電容器所帶的電荷量減少，存儲(chǔ)的電能變少，故B正確；給手機(jī)充電時(shí)，手機(jī)電能增加，電容器上的電荷量一定減少，故C錯(cuò)誤。2(2021山東臨沂高三檢測(cè))熔噴布具有的獨(dú)特的超細(xì)纖維

2、結(jié)構(gòu)增加了單位面積纖維的數(shù)量和表面積，具備很好的過濾性、屏蔽性、絕熱性和吸油性，使其成為醫(yī)用口罩及N95口罩的最核心的材料。工廠在生產(chǎn)熔噴布時(shí)為了實(shí)時(shí)監(jiān)控其厚度，通常要在生產(chǎn)流水線上設(shè)置如圖所示傳感器，其中A、B為平行板電容器的上、下兩個(gè)極板，其位置均固定，且分別接在恒壓直流電源的兩極上，G是靈敏電流計(jì)。當(dāng)熔噴布的厚度變薄導(dǎo)致介電常數(shù)變小時(shí)()A極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度變大B極板上所帶的電荷量減少C平行板電容器的電容變大D有自b向a的電流流過靈敏電流計(jì)B因?yàn)榻釉诤銐褐绷麟娫瓷?，所以電容器極板間的電勢(shì)差不變，上、下兩個(gè)極板位置均固定，兩極板之間的距離不變，根據(jù)Eeq f(U,d)可得，極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不

3、變，A錯(cuò)誤；根據(jù)Ceq f(rS,4kd)可得，相對(duì)介電常數(shù)變小，電容變小，C錯(cuò)誤；根據(jù)QCU可得，電容變小，極板間的電勢(shì)差不變，極板上所帶的電荷量減少，電容器放電，有自a向b的電流流過靈敏電流計(jì)，B正確，D錯(cuò)誤。3如圖為研究電容器充、放電的實(shí)驗(yàn)電路圖。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先使開關(guān)S擲向1端，電源E對(duì)電容器C充電；經(jīng)過一段時(shí)間，把開關(guān)S擲向2端，電容器C與電阻R相連，電容器放電。在開關(guān)S接通2端后的極短時(shí)間內(nèi)，下列說法正確的是()A電容器帶電荷量和兩板間電壓都增大B電容器帶電荷量和兩板間電壓都減小C電容器帶電荷量增大，兩板間電壓減小D電容器帶電荷量減小，兩板間電壓增大B開關(guān)S與1端相連時(shí)，電源向電容器充電

4、，瞬間產(chǎn)生充電電流，電容器帶電荷量不斷增多，兩板間電壓也不斷增大；開關(guān)S與2端相連時(shí)，電容器放電，放電電流逐漸減小，電容器帶電荷量減小，兩板間電壓也在減小，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確。4如圖所示，在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運(yùn)動(dòng)。已知兩極板間電勢(shì)差為U，板間距為d，電子質(zhì)量為m，電荷量為e。則關(guān)于電子在兩板間的運(yùn)動(dòng)情況，下列敘述正確的是()A若將板間距d增大一倍，則電子到達(dá)Q板的速率保持不變B若將板間距d增大一倍，則電子到達(dá)Q板的速率也增大一倍C若將兩極板間電勢(shì)差U增大一倍，則電子到達(dá)Q板的時(shí)間保持不變D若將兩極板間電勢(shì)差U增大一倍，則電子到達(dá)Q板的時(shí)間減為一半A由動(dòng)能定理有eq f(1,

5、2)mv2eU，得veq r(f(2eU,m)，可見電子到達(dá)Q板的速率與板間距離d無關(guān)，故A對(duì)，B錯(cuò)；兩極板間為勻強(qiáng)電場(chǎng)，電子的加速度aeq f(eU,md)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式deq f(1,2)at2得teq r(f(2d,a)eq r(f(2md2,eU)，若兩極板間電勢(shì)差增大一倍，則電子到達(dá)Q板時(shí)間減為原來的eq f(r(2),2)，故C、D錯(cuò)。5(2021北京房山區(qū)高三二模)研究平行板電容器電容與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。實(shí)驗(yàn)前，用帶正電的玻璃棒與電容器a板接觸，使電容器a板帶正電，下列說法正確的是()A實(shí)驗(yàn)中，只將電容器b板向上平移，靜電計(jì)指針的張角變小B實(shí)驗(yàn)中，只在極板間插入有機(jī)

6、玻璃板，靜電計(jì)指針的張角變大C實(shí)驗(yàn)時(shí)無意間手指觸碰了一下b板，不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果D實(shí)驗(yàn)中，只增加極板帶電荷量，靜電計(jì)指針的張角變大，表明電容增大C根據(jù)電容的決定公式Ceq f(S,4kd)知實(shí)驗(yàn)中，只將電容器b板向上平移，則兩極板的正對(duì)面積S減小，電容減小，由于兩極板電荷量保持不變，根據(jù)電容的定義公式Ceq f(Q,U)，則兩極板兩端的電勢(shì)差增大，靜電計(jì)指針的張角變大，所以A錯(cuò)誤；根據(jù)電容的決定公式Ceq f(S,4kd)知實(shí)驗(yàn)中，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，則相對(duì)介電常數(shù)增大，電容增大，由于兩極板電荷量保持不變，根據(jù)電容的定義公式Ceq f(Q,U)，則兩極板兩端的電勢(shì)差減小，靜電計(jì)指針的張角變

7、小，所以B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)無意間手指觸碰了一下b板，不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因?yàn)閎板本來就接地，手指觸碰也是接地，所以不會(huì)影響，所以C正確；實(shí)驗(yàn)中，只增加極板帶電荷量，靜電計(jì)指針的張角變大，但電容保持不變，因?yàn)殡娙菖c電容器兩極板所帶電荷量及電壓無關(guān)，所以D錯(cuò)誤。6有一種噴墨打印機(jī)的打印頭結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，噴嘴噴出來的墨滴經(jīng)帶電區(qū)帶電后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)板，經(jīng)偏轉(zhuǎn)板間的電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后打到承印材料上。已知偏移量越大字跡越大，現(xiàn)要減小字跡，下列做法可行的是()A增大墨滴的帶電荷量B減小墨滴噴出時(shí)的速度C減小偏轉(zhuǎn)板與承印材料的距離D增大偏轉(zhuǎn)板間的電壓C帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)U2偏轉(zhuǎn)，側(cè)移Y1eq f(1,2)at2，aeq f

8、(qU2,md)，teq f(L,v0)，可得Y1eq f(qU2L2,2mdvoal( 2,0)，Y2ltan ，tan eq f(2Y1,L)，YY1Y2，結(jié)合選項(xiàng)可知，減小偏轉(zhuǎn)板與承印材料的距離可使字跡減小，增大墨滴的帶電荷量、減小墨滴噴出時(shí)的速度以及增大偏轉(zhuǎn)板間的電壓，均使字跡增大，故選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤。7(多選)如圖所示，水平放置的平行金屬板A、B連接一恒定電壓，兩個(gè)質(zhì)量相等的帶電粒子M和N同時(shí)分別從極板A的邊緣和兩極板的正中間沿水平方向進(jìn)入板間電場(chǎng)，兩帶電粒子恰好在板間某點(diǎn)相遇。若不考慮帶電粒子的重力和它們之間的相互作用，則下列說法正確的是()AM的電荷量大于N的電荷量B兩

9、帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度相等C從兩帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)到兩帶電粒子相遇，電場(chǎng)力對(duì)M做的功大于電場(chǎng)力對(duì)N做的功DM進(jìn)入電場(chǎng)的初速度大小與N進(jìn)入電場(chǎng)的初速度大小一定相同AC從軌跡可以看出：yMyN，故eq f(1,2)eq f(qME,m)t2eq f(1,2)eq f(qNE,m)t2，解得eq f(qME,m)eq f(qNE,m)，qMqN，故A正確，B錯(cuò)誤；電場(chǎng)力做功W電qEy，由題圖可知yMyN，且qMqN，所以電場(chǎng)力對(duì)M做的功大于電場(chǎng)力對(duì)N做的功，故C正確；從軌跡可以看出：xMxN，即vMtvNt，所以vMvN，故D錯(cuò)誤。8(多選)(2021山東泰安高三檢測(cè))如圖甲所示，在兩平行的金屬

10、板間加上如圖乙所示的電壓。在01 s內(nèi)，一點(diǎn)電荷在兩極板間處于靜止?fàn)顟B(tài)，t2 s時(shí)電荷仍運(yùn)動(dòng)且未與極板接觸，則在12 s內(nèi)，點(diǎn)電荷(g取10 m/s2)()甲乙A做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為10 m/s2B做變加速直線運(yùn)動(dòng)，平均加速度大小為5 m/s2C做變加速直線運(yùn)動(dòng)，2 s末加速度大小為10 m/s2D2 s末速度大小為10 m/sBC第1 s內(nèi)電荷受重力和電場(chǎng)力作用處于平衡狀態(tài)，故電場(chǎng)力方向向上，與重力平衡，第2 s內(nèi)電壓一直變大，故電場(chǎng)強(qiáng)度變大，電場(chǎng)力變大，且第2 s內(nèi)合力隨時(shí)間均勻增加，加速度隨時(shí)間均勻增加，是變加速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；第2 s內(nèi)加速度隨時(shí)間均勻增加，第2 s末電場(chǎng)

11、強(qiáng)度增加為第1 s末的2倍，故電場(chǎng)力變?yōu)榈? s末的2倍，此時(shí)合力向上，大小為mg，其加速度大小為g10 m/s2，故平均加速度為eq xto(a)eq f(010,2) m/s25 m/s2，故B、C正確；2 s末速度大小為v2eq xto(a) t51 m/s5 m/s，故D錯(cuò)誤。9真空中的某裝置如圖所示，其中平行金屬板A、B之間有加速電場(chǎng)，C、D之間有偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，M為熒光屏。今有質(zhì)子、氘核和粒子均由A板從靜止開始被加速電場(chǎng)加速后垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，最后打在熒光屏上。已知質(zhì)子、氘核和粒子的質(zhì)量之比為124，電荷量之比為112，則下列判斷中正確的是()A三種粒子從B板運(yùn)動(dòng)到熒光屏經(jīng)歷的

12、時(shí)間相同B三種粒子打到熒光屏上的位置相同C偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)力對(duì)三種粒子做功之比為122D偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)力對(duì)三種粒子做功之比為124 B設(shè)加速電壓為U1，偏轉(zhuǎn)電壓為U2，偏轉(zhuǎn)極板的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，板間距離為d，在加速電場(chǎng)中，由動(dòng)能定理得qU1eq f(1,2)mveq oal( 2,0)，解得v0 eq r(f(2qU1,m)，三種粒子從B板運(yùn)動(dòng)到熒光屏的過程，水平方向做速度為v0的勻速直線運(yùn)動(dòng)，由于三種粒子的比荷不同，則v0不同，所以三種粒子從B板運(yùn)動(dòng)到熒光屏經(jīng)歷的時(shí)間不同，故A錯(cuò)誤；根據(jù)推論可知三種粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中側(cè)移距離yeq f(U2L2,4dU1)、偏轉(zhuǎn)角tan eq f(U2L,2dU1)，

13、可知y與粒子的種類、質(zhì)量、電荷量無關(guān)，故三種粒子偏轉(zhuǎn)距離相同，打到熒光屏上的位置相同，故B正確；偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)力做功為WqEy，則W與q成正比，三種粒子的電荷量之比為112，則有電場(chǎng)力對(duì)三種粒子做功之比為112，故C、D錯(cuò)誤。10(2020浙江7月選考)如圖所示，一質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)的粒子以速度v0從MN連線上的P點(diǎn)水平向右射入大小為E、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)MN連線上的某點(diǎn)時(shí)()A所用時(shí)間為eq f(mv0,qE)B速度大小為3v0C與P點(diǎn)的距離為eq f(2r(2)mvoal( 2,0),qE)D速度方向與豎直方向的夾

14、角為30C粒子從P點(diǎn)垂直電場(chǎng)方向出發(fā)到達(dá)MN連線上某點(diǎn)時(shí)，沿水平方向和豎直方向的位移大小相等，即v0teq f(1,2)at2，aeq f(Eq,m)，解得teq f(2mv0,qE)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；在該點(diǎn)，粒子沿電場(chǎng)方向的速度vat2v0，所以合速度大小為veq r(2v02voal( 2,0)eq r(5)v0，B項(xiàng)錯(cuò)誤；該點(diǎn)到P點(diǎn)的距離seq r(2)xeq r(2)v0teq f(2r(2)mvoal( 2,0),qE)，C項(xiàng)正確；由平行四邊形定則可知，在該點(diǎn)速度方向與豎直方向夾角的正切值tan eq f(v0,2v0)eq f(1,2)，則30，D項(xiàng)錯(cuò)誤。11反射式速調(diào)管是常用的微波器械

15、之一，它利用電子團(tuán)在電場(chǎng)中的振蕩來產(chǎn)生微波，其振蕩原理與下述過程類似。如圖所示，在虛線MN兩側(cè)分別存在著方向相反的兩個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，一帶電微粒從A點(diǎn)由靜止開始，在電場(chǎng)力作用下沿直線在A、B兩點(diǎn)間往返運(yùn)動(dòng)。已知電場(chǎng)強(qiáng)度的大小分別是E12.0103 N/C和E24.0103 N/C，方向如圖所示，帶電微粒質(zhì)量m1.01020 kg、電荷量q1.0109 C，A點(diǎn)距虛線MN的距離d11.0 cm，不計(jì)帶電微粒的重力，忽略相對(duì)論效應(yīng)(1)B點(diǎn)距虛線MN的距離d2；(2)帶電微粒從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t。解析(1)帶電微粒由A運(yùn)動(dòng)到B的過程中，由動(dòng)能定理有|q|E1d1|q|E2d20由式解得d2eq

16、 f(E1,E2)d10.50 cm。(2)設(shè)微粒在虛線MN兩側(cè)的加速度大小分別為a1、a2，有|q|E1ma1|q|E2ma2設(shè)微粒在虛線MN兩側(cè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為t1、t2，有d1eq f(1,2)a1teq oal( 2,1)d2eq f(1,2)a2teq oal( 2,2)又tt1t2聯(lián)立式解得t1.5108 s。答案(1)0.50 cm(2)1.5108 s12(2021山東煙臺(tái)市3月調(diào)研調(diào)研)如圖所示，較大的平行金屬板正對(duì)水平放置，P板在上、Q板在下，距離為d。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球自距P板e(cuò)q f(1,3)d處的O點(diǎn)由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t，在PQ兩板間加未知電壓U，又經(jīng)過

17、2t小球返回出發(fā)點(diǎn)，該過程中小球未與下板Q接觸。已知重力加速度為g，小球運(yùn)動(dòng)過程中電荷量保持不變，忽略空氣阻力。求：(1)PQ兩板電勢(shì)差UPQ；(2)欲使小球不與下板Q接觸，t的最大值；(3)當(dāng)t取(2)最大值，為使小球不與P板接觸，當(dāng)小球返回O點(diǎn)時(shí)，改變PQ兩板電勢(shì)差，PQ兩板電勢(shì)差UPQ滿足的條件。解析(1)靜止釋放，小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，t時(shí)間內(nèi)位移heq f(1,2)gt2t時(shí)刻的速度v1gt若加上電場(chǎng)后，假設(shè)小球的加速度為a1，2t時(shí)間內(nèi)小球的位移(假設(shè)豎直向上為正方向)xv12teq f(1,2)a1(2t)2根據(jù)題意可知：xh，解得：a1eq f(5,4)g小球運(yùn)動(dòng)過程中由牛頓第二定律得：qEmgma1兩極板間電壓UEd電場(chǎng)方向向上，所以Q極板電勢(shì)高，所以PQ兩極板的電勢(shì)差UPQeq f(9mgd,4q)。(2)若小球不與下板接觸，臨界條件為小球到達(dá)Q板速度為0，所以：heq f(gt2,2a1)eq f(2,3)d解得：t eq r(f(20d,27g)。(3)小球自Q板開始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)小球到達(dá)O點(diǎn)速度為v2，