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板块三 限时规范特训
时间:45分钟
选,7~10为多选)
1.如图所示,甲图中电容器的两个极板和电源的两极相连,乙图中电容器充电后断开电源。在电容器的两个极板间用相同的悬线分别吊起完全相同的小球,小球静止时悬线和竖直方向的夹角均为θ,将两图中的右极板向右平移时,下列说法正确的是( )
满分:100分
一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分。其中1~6为单
A.甲图中夹角减小,乙图中夹角增大 B.甲图中夹角减小,乙图中夹角不变 C.甲图中夹角不变,乙图中夹角不变 D.甲图中夹角减小,乙图中夹角减小 答案 B
解析 甲图中的电容器和电源相连,所以电容器两极板间的电压不U
变,当极板间的距离增大时,根据公式E=d可知,板间的电场强度减小,电场力减小,所以悬线和竖直方向的夹角将减小,C错误;当电容器充电后断开电源,电容器的极板所带的电荷量不变,根据平行板电容器的电容公式C=
εrSQ4πkdQ
,极板间的电压U=C=,极板4πkdεrS
U4πkQ
间的电场强度E=d=,当两个极板电荷量不变,距离改变时,εrS场强不变,故乙图中两极板间场强不变,电场力不变,夹角不变,A、D错误;综上分析,选项B正确。
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2.[2016·商丘高三模拟]如图,一带电粒子从小孔A以一定的初速度射入平行板P和Q之间的真空区域,经偏转后打在Q板上如图所示的位置。在其他条件不变的情况下要使该粒子能从Q板上的小孔B射出,下列操作中可能实现的是(不计粒子重力)( )
A.保持开关S闭合,适当上移P极板 B.保持开关S闭合,适当左移P极板 C.先断开开关S,再适当上移P极板 D.先断开开关S,再适当左移P极板 答案 A
解析 如图,粒子在板间做类斜抛运动,将速度分解为水平方向vxEq
和竖直方向vy。竖直方向:vy=v0sinθ,加速度a=m,E为场强,vymv0sinθ
设t为粒子上升到最高点所用时间,则t=a=Eq。水平方向位移x=vx·2t=2v0tcosθ。保持开关S闭合,电容器两板间电压U不变,U
适当上移P极板,两极板间的距离变大,根据E=d知场强变小,竖直方向运动时间变长,水平方向的位移x=2v0tcosθ变大,该粒子可
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能从Q板的B孔射出,A正确;若左移P极板,不影响场强,仍落在原处,B错误;断开开关S,则电容器电量Q不变,适当上移P极板,由E=
4πkQ
知场强E不变,则粒子仍落到原处,C错误;断εrS
4πkQ
开开关S,若左移P极板,由E=知S变小E变大,则粒子加
εrS速度a变大,上升到最高点所用时间t变小,则水平方向位移x变小,不能到达B孔,D错误。
3. [2018·陕西咸阳模拟]如图,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;在下极板上叠放一厚度为l的金属板,其上部空间有一带电粒子P静止在电容器中。当把金属板从电容器中快速抽出后,粒子P开始运动。重力加速度为g,粒子运动的加速度为( )
d-llldA.dg B.dg C.g D.g
d-ld-l答案 A
U
解析 抽出前,粒子受重力和电场力平衡,mg=q,抽出后,根d-lUl
据牛顿第二定律,有mg-qd=ma,联立解得a=dg,A正确。 4.[2018·陕西渭南模拟]如图所示,平行板电容器板间电压为U,板间距为d,两板间为匀强电场,让质子流以初速度v0垂直电场射入,沿a轨迹落到下板的中央,现只改变其中一条件,让质子沿b轨迹落到下板边缘,则可以将( )
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A.开关S断开 v0B.初速度变为
2U
C.板间电压变为 4
D.竖直移动上板,使板间距变为2d 答案 C
解析 开关S断开,电容器极板电荷量不变,电容器电容不变,电容器两极板间电压不变,场强不变,质子所受电场力不变,加速度不变,所以仍落到下板的中央,A错误;将初速度变为一半,质子加速度不变,运动时间不变,质子的水平位移变为原来的一半,不可能到1U
达下板边缘,B错误;当板间电压变为时,场强变为原来的,电
44111
场力变为原来的,加速度变为原来的,根据y=at2知,时间为原
442来的2倍,由x=v0t知水平位移为原来的2倍,所以能沿b轨迹落到下板边缘,C正确;竖直移动上板,使板间距变为2d,则板间场11112
强变为原来的,电场力为原来的,加速度为原来的,根据y=at2222知,时间为原来的2倍,水平位移为原来的2倍,不能到达下板边缘,D错误。
5.[2018·吉林辽源五中模拟]如图所示,D为一理想二极管(正向电阻为0,反向电阻无穷大),平行金属板M、N水平放置,两板之间有一带电微粒以速度v0沿图示方向做直线运动,当微粒运动到P点时,将M板迅速向上平移一小段距离,则此后微粒的运动情况是( )
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A.沿轨迹①运动 C.沿轨迹③运动 答案 B
B.沿轨迹②运动 D.沿轨迹④运动
解析 当微粒运动到P点时,迅速将M板上移一小段距离,由于二极管反向电阻无穷大,两极板上电量不变,由电容的决定式C=
εrS
,4πkd
QU4πkQ
定义式C=U得MN两板间电压升高,由E=d=,知电场强度
εrS不变,粒子受到的电场力不变,微粒的运动方向不变,仍沿轨迹②做直线运动,故B正确,A、C、D错误。
6. 如图所示,电路可将声音信号转化为电信号,该电路中右侧固定不动的金属板b与能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的震动膜a构成一个电容器,a、b通过导线与恒定电源两极相接。若声源S做简谐运动,则( )
A.a振动过程中,a、b板间的电场强度不变 B.a振动过程中,a、b板所带电量不变 C.a振动过程中,电容器的电容不变
D.a向右的位移最大时,a、b板所构成的电容器电容最大
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