专题6-4+电容与电容器（押题专练）-2019年高考物理一轮复习精品资料
1.(多选)如图所示，水平放置的平行板电容器，上板带负电，下板带正电，断开电源后一带电小球以速度v0水平射入电场，且沿下板边缘飞出，若下板不动，将上板上移一小段距离，小球仍以相同的速度v0从原处飞入，则带电小球( )
A．将打在下板中央
B．仍沿原轨迹由下板边缘飞出
C．不发生偏转，沿直线运动
D．若上板不动，将下板上移一段距离，小球可能打在下板的中央
答案 BD
2．(多选)如图所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的小球，从平行板电场左端的中点P以相同的初速度沿水平方向垂直于电场方向进入电场，它们分别落在A、B、C三点，可以判断( )
A．小球A带正电，B不带电，C带负电
B．三个小球在电场中运动时间相等
C．三个小球到达极板时的动能EkA
aB>aC
答案 AC
3. (多选)如图所示，水平放置的平行金属板A、B连接一恒定电压，两个质量相等的电荷M和N同时分别从极板A的边缘和两极板的正中间沿水平方向进入板间电场，两电荷恰好在板间某点相遇。若不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用，则下列说法正确的是( )
A．电荷M的电荷量大于电荷N的电荷量
B．两电荷在电场中运动的加速度相等
C．从两电荷进入电场到两电荷相遇，电场力对电荷M做的功大于电场力对电荷N做的功
D．电荷M进入电场的初速度大小与电荷N进入电场的初速度大小一定相同
答案 AC
解析 从轨迹可以看出：yM>yN，故·t2>·t2，解得：>，qM>qN，故A正确、B错误；电场力做功W电＝qEy，由题图可知yM>yN，且qM>qN，所以电场力对电荷M做的功大于电场力对电荷N做的功，故C正确；从轨迹可以看出：xM>xN，即vMt>vNt，故vM>vN，故D错误。
4．如图，平行板电容器两极板的间距为d，极板与水平面成45°角，上极板带正电。一电荷量为q(q>0)的粒子在电容器中靠近下极板处，以初动能Ek0竖直向上射出。不计重力，极板尺寸足够大。若粒子能打到上极板，则两极板间电场强度的最大值为( )
A. B. C. D.
答案 B
5．(多选)某同学设计了一种静电除尘装置，如图甲所示，其中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后面板为绝缘材料，上、下面板为金属材料，图乙是装置的截面图，上、下两板与电压恒定为U的高压直流电源相连，带负电的尘埃被吸入矩形通道的水平速度为v0，当碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集，将被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值，称为除尘率，不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用，要增大除尘率，则下列措施可行的是( )
A．只增大电压U
B．只增大长度L
C．只增大高度d
D．只增大尘埃被吸入水平速度v0
答案 AB
解析 增加除尘率即是让离下极板较远的粒子落到下极板上，带电尘埃在矩形通道内做类平抛运动，在沿电场的方向上的位移为y＝··2即增加y即可增加除尘率，只增加电压U和长度L或只减小v0和d都可以增加y，故A、B正确。
6.(多选)如图所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间匀强电场中， P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点(重力不计)，则从开始射入到打到上板的过程中( )
A．它们运动的时间tQ＝tP
B．它们运动的加速度aQ0)的粒子；在负极板附近有另一质量为m、电荷量为－q的粒子。在电场力的作用下，两粒子同时从静止开始运动。已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距l的平面。若两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则M∶m为( )
A．3∶2 B．2∶1 C．5∶2 D．3∶1
答案 A
11. 如图所示为一只“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】由电容器的电容决定式，C＝，C与d成反比，能正确反映C与d之间变化规律的图象是A.
【答案】A
12．(多选)如右图所示的电路，闭合开关，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态．为了使液滴竖直向上运动，下列操作可行的是( )
A．断开开关，将两板间的距离拉大一些
B．断开开关，将两板水平地向相反方向移开一些
C．保持开关闭合，将两板间的距离减小一些
D．保持开关闭合，以两板各自的左侧板沿为轴，同时向上(即逆时针方向)转过一个小角度
【解析】带电液滴受到竖直向下的重力和竖直向上的电场力正好处于静止状态，有Eq＝mg.两板间的电场强度E＝，保持开关闭合时，U不变，当两板间的距离d减小时，E变大，此时Eq>mg，液滴竖直向上运动，C正确；保持开关闭合，以两板各自的左侧板沿为轴，同时向上(即逆时针方向)转过一个小角度，E
方向变了，此时液滴不会沿竖直方向运动，所以D错误；断开开关，电容器的电荷量Q不变，E与d无关，所以断开开关，将两板间的距离拉大一些，仍有Eq＝mg，液滴仍保持静止状态，A错误；断开开关，将两板水平地向相反方向移开一些，此时两板的正对面积S变小，E变大，此时Eq>mg，所以液滴竖直向上运动，B正确．
【答案】BC
13．(多选)如下图所示，平行板电容器与电动势为E′的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略．一带负电油滴被固定于电容器中的P点．现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则( )
A．平行板电容器的电容将变小
B．静电计指针张角变小
C．带电油滴的电势能将减少
D．若先将上极板与电源正极的导线断开，再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变
【答案】ACD
14．如图是静电分选装置．将磷酸盐和石英的混合颗粒由传送带送至两个带电平行板上方的中部，经过电场区域下落．磷酸盐颗粒带正电，石英颗粒带负电，两种颗粒的比荷相同，不计颗粒间的静电力，下列说法正确的是( )
A．磷酸盐颗粒落在左侧
B．石英颗粒落在左侧
C．颗粒具有相同的加速度
D．磷酸盐颗粒电势能增加，石英颗粒电势能减小
【答案】A
15．如图，含有大量H、H、He的粒子流无初速进入某一加速电场，然后沿平行金属板中心线上的O点进入同一偏转电场，最后打在荧光屏上．下列有关荧光屏上亮点分布的说法正确的是( )
A．出现三个亮点，偏离O点最远的是H
B．出现三个亮点，偏离O点最远的是He
C．出现两个亮点
D．只会出现一个亮点
【解析】对于质量为m，电荷量为q的粒子，加速过程qU1＝mv，偏转过程tanα＝＝＝，其中l为偏转电场长度，d为宽度，联立得tanα＝，与粒子比荷无关；偏转量y＝·＝，与粒子比荷无关，所以只有一个光点，选项D正确．
【答案】D
16．(多选)两平行导体板间距为d，两导体板间电压为U，不计重力的电子以平行于极板的速度v
射入两极板之间，沿极板方向运动距离为l时侧移为y.如果要使电子的侧移y′＝y，仅改变一个量，下列哪些措施可行( )
A．改变两平行导体板间距为原来的一半
B．改变两导体板所加电压为原来的一半
C．改变电子沿极板方向运动距离为原来的一半
D．改变电子射入两极板时的速度为原来的2倍
【答案】CD
17．如图所示，一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连，极板水平放置，极板间距为d，有一带电粒子P静止在电容器上部空间中，当在其下极板上快速插入一厚度为L的不带电的金属板后，粒子P开始运动，重力加速度为g.粒子运动加速度大小为( )
A.g B.g
C.g D.g
【解析】粒子受重力和电场力，开始时平衡，有mg＝q.当把金属板快速插入电容器中后，金属板处于静电平衡状态，相当于板间距离减小，根据牛顿第二定律，有q－mg＝ma.联立以上两式解得a＝g，故选项B正确．
【答案】B
18．(多选)如图所示，平行板电容器两极板M、N相距d，两极板分别与电压恒定为U的电源两极连接，极板M带正电．现有一质量为m的带电油滴在极板中央处于静止状态，且此时极板电荷量与油滴电荷量的比值为k，则( )
A．油滴带负电
B．油滴电荷量为
C．电容器极板上的电荷量为
D．将极板N向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动
【答案】AC
19.如右图所示，电场强度大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd，水平边ab长为s，竖直边ad长为h.质量均为m、带电量分别为＋q和－q的两粒子，由a、c两点先后沿ab和cd方向以速率v0进入矩形区(两粒子不同时出现在电场中)．不计重力，若两粒子轨迹恰好相切，则v0等于( )
A. B.
C. D.
【解析】由＋q和－q两粒子轨迹的对称性可知，两轨迹切点正好在区域abcd的正中心．对粒子＋q，从a点运动到轨迹切点有＝v0t；＝·t2.解得v0＝，本题只有选项B正确．
【答案】B
20、如图所示为一平行板电容器，两板之间的距离d和两板正对面积S都可以调节，电容器两板与电池相连接。Q表示电容器的带电荷量，E表示两板间的电场强度，则下列说法正确的是( )
A．当d增大，S不变时，Q减小，E减小
B．当S增大，d不变时，Q增大，E增大
C．当d减小，S增大时，Q增大，E增大
D．当S减小，d增大时，Q不变，E增大
答案： AC
21．如图所示，在两条平行的虚线内存在着宽度为L、场强为E的匀强电场，在与右侧虚线相距L处有一与电场平行的屏。现有一电荷量为＋q、质量为m的带电粒子(重力不计)，以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中，v0方向的延长线与屏的交点为O。试求：
(1)粒子从射入到打到屏上所用的时间；
(2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tanα；
(3)粒子打到屏上的点P到O点的距离s。
答案 (1) (2) (3)
解析 (1)根据题意，粒子在垂直于电场线的方向上做匀速直线运动，所以粒子从射入到打到屏上所用的时间：
t＝。
(2)设粒子射出电场时沿平行电场线方向的速度为vy，根据牛顿第二定律，粒子在电场中的加速度为：
a＝，所以vy＝at＝a×＝，所以粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值为：tanα＝＝。
(3)设粒子在电场中的偏转距离为y，
则y＝at2＝a2＝
又s＝y＋Ltanα，解得：s＝。
22．如图所示，水平放置的平行板电容器，两板间距为d＝9 cm，板长为L＝30 cm，接在直流电源上，有一带电液滴以v0＝0.6 m/s的初速度从板间的正中央水平射入，恰好做匀速直线运动，当它运动到P处时迅速将下板向上提起 cm，液滴刚好从金属板末端飞出，g取10 m/s2。求：
(1)将下板向上提起后，液滴的加速度大小；
(2)液滴从射入电场开始计时，匀速运动到P点的时间。
答案 (1)1 m/s2 (2)0.2 s
(2)液滴在竖直方向上的位移为，设液滴从P点开始在板间运动的时间为t1
＝at，t1＝0.3 s
液滴在电场中运动的总时间t2＝＝0.5 s
则液滴从射入电场到P点的时间为：t＝t2－t1＝0.2 s。
23．如图所示，一平行板电容器水平放置，板间距离为d，上极板开有一小孔，质量均为m、带电荷量均为＋q的两个带电小球(视为质点)，其间用长为l的绝缘轻杆相连，处于竖直状态，已知d＝2l，使下端小球恰好位于小孔正上方距离为d处，由静止释放，让两球竖直下落．当下端的小球到达下极板时，速度刚好为零．(已知静电力常量为k)试求：
(1)两极板间匀强电场的电场强度；
(2)两球运动过程中的最大速度大小；
(3)下端小球刚进入电场时杆中弹力．
【解析】(1)两球由静止开始下落到下端的小球到达下极板的过程中，由动能定理得
4mgd－Eqd－Eq(d－l)＝0，
解得E＝，方向竖直向上．
【答案】(1) (2) (3)－
24．如图所示，水平放置的平行板电容器，两板间距离为d＝8 cm，板长为L＝25 cm，接在直流电上，有一带电液滴以v0＝0.5 m/s的初速度从板间的正中央水平射入，恰好做匀速直线运动，当它运动到P处时迅速将下板向上提起 cm，液滴刚好从金属板末端飞出，求：
(1)将下板向上提起后，液滴的加速度大小。
(2)液滴从射入电场开始计时，匀速运动到P点所用时间为多少？(g取10 m/s2)
解析： (1)带电液滴在板间受重力和竖直向上的电场力，因为液滴匀速运动，所以有：
qE＝mg
q＝mg
即：qU＝mgd
而液滴从刚进入电场到出电场的时间t2＝＝0.5 s
所以液滴从射入电场开始到匀速运动到P点的时间为
t＝t2－t1＝0.3 s
答案： (1)2 m/s2 (2)0.3 s
