2019年高考物理总复习一轮复习课件《高考调研》作业33
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题组层级快练(三十三)
一、选择题
1.(2016·课标全国Ⅰ)一平行板电容器两极板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上,若将云母介质移出,则电容器( )
A.极板上的电荷量变大,极板间的电场强度变大
B.极板上的电荷量变小,极板间的电场强度变大
C.极板上的电荷量变大,极板间的电场强度不变
D.极板上的电荷量变小,极板间的电场强度不变
【试题参考答案】D
【试题解析】电容器接在恒压直流电源上,两极板的电压不变,若将云母介质移出,相对介电常数减小,电容器的电容减小,所以极板上的电荷量变小,极板间的距离不变,所以极板间的电场强度不变,故A、B、C项错误,D项正确.
2.(2017·山西名校联考)由电源、开关、滑动变动器及电容器组成如图所示电路.将平行板电容器的一个极板与滑动变动器的滑片相连接,并将开关S1、S2闭合.则( )
A.在电容器两极板间插入一块陶瓷片,电容器的带电量将减少
B.将滑片向右移动,电容器带电量将会增大
C.保持开关S1闭合,将开关S2断开,将滑动变动器滑片向左移电容器上带电量减少
D.保持开关S2闭合,将开关S1断开,将滑动变动器滑向右移电容器上带电量增加
【试题参考答案】B
【试题解析】根据C＝εS4πkd,在电容器两极板间插入一块陶瓷片,介电常数ε增大,电容增大,再根据C＝QU,电压U不变,故电容器的带电量Q增大,所以A项错误；将滑片向右移动,电容器电压增大,电容不变,所以电荷量Q增大,所以B项正确；保持开关S1闭合,将开关S2断开,电容器电压等于电源电动势,移动滑片电容器电压不变,所以电容器电荷量不变,所以C项错误；保持开关S2闭合,将开关S1断开,电容器放电完毕,电荷量始终为零,所以D项错误.
3.(2017·南昌调研)如图所示,平行板电容器两极板M、N相距d,两极板分别与电压为U的恒定电源两极连接,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,且此时极板带电荷量与油滴带电荷量的比值为k,则( )
A.油滴带正电
B.油滴带电荷量为mgUd
C.电容器的电容为kmgdU2
D.将极板N向下缓慢移动一小段距离,油滴将向上运动
【试题参考答案】C
【试题解析】带电油滴在电场中受重力与电场力处于静止状态,故所受电场力方向竖直向上.M板带正电,故油滴带负电,A项错误；由平衡条件有:mg＝Udq,故q＝mgdU,B项错误；电容定义式为C＝QU,由题意得Q＝kq,解得:C＝kmgdU2,C项正确；电容器与电源保持连接,两极板电势差不变,N板下移,板间距离d增大,故场强减小,油滴所受电场力减小,故油滴将向下运动,D项错误.
4.(多选)如图,平行板电容器的两个极板与水平地面成角度,两极板与一直流电源相连.若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器,则在此过程中,该粒子( )
A.所受重力与电场力平衡 B.电势能逐渐增加
C.动能逐渐增加 D.做匀变速直线运动
【试题参考答案】BD
【试题解析】受力分析如图所示,知重力与电场力的合力与速度方向相反,所以粒子做匀减速直线运动,动能减小,所以A、C项错误,D项正确；因为电场力与速度方向夹角为钝角,所以电场力做负功,电势能增加,即B项正确.
5.(2017·福建模拟)(多选)如图所示,电源电动势为E,内阻为r.电路中的R1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小).R2为滑动变阻器,当开关S闭合时,电容器C中一带电微粒恰好处于静止状态.下列说法中正确的是( )
A.只增大R1的光照强度,电压表示数变小
B.只增大R1的光照强度,电流表示数变小
C.只将滑片向上端移动时,微粒将向下运动 D.若断开开关S,带电微粒仍处于静止状态
【试题参考答案】AC
【试题解析】只逐渐增大R1的光照强度,R1的阻值减小,外电路总电阻减小,总电流增大,电流表示数变大,内电压增大,则路端电压减小,因此电压表示数变小,故A项正确,B项错误；只将滑片向上端移动时,电容器板间的电压变小,由E＝Ud分析可知,板间场强减小,油滴所受电场力减小,则微粒将向下运动.故C项正确；若断开开关S,电容器处于放电状态,电荷量变小,板间场强减小,带电微粒所受的电场力减小,将向下运动,故D项错误.
6.(2017·湖南模拟)如图,平行板电容器的两个极板与水平地面成2α角,在平行板间存在着一个匀强电场,线CD是两板间一条垂线,竖直线EF与CD交于O点；一个带电小球沿着∠FOD的角平分线从A点经O点向B点做直线运动,则在此过程中,对该小球下列说法错误的是( )
A.小球带正、负电荷都有可能
B.小球可能做匀加速直线运动
C.小球通过O点时所受电场力一定指向D
D.小球动能的减少量是电势能增加量的2倍
【试题参考答案】B
【试题解析】A项,一个带电小球沿着∠FOD的角平分线从A点经O点向B点做直线运动,所以小球合外力沿着AB；又由于小球受重力,所以电场力的方向由O到D；由于此电场的方向未知,所以小球的电量不确定,故A、C两项正确；B项,据以上分析可知,小球做匀减速直线运动,故B项错误；
D项,由以上分析可知,小球受重力等于电场力,运动的位移和夹角相同,所以二力做的功相同,据功能关系可知,小球重力势能的增加量等于电势能的增加量,即小球动能的减少量是电势能增加量的2倍,故D项正确.
7.(2017·孝感一模)静电计是在验电器的基础上制成的,用其指针张角的大小来定性显示金属球与外壳之间的电势差大小,如图所示,A、B是平行板电容器的两个金属板,G为静电计,开始时开关S闭合,静电计指针张开一定角度,为了使指针张开的角度减小些,下列采取的措施可行的是( )
A.断开开关S后,将A、B两极板分开些
B.断开开关S后,增大A、B两极板的正对面积
C.保持开关S闭合,将A、B两极板拉近些
D.保持开关S闭合,将变阻器滑动触头向右移动
【试题参考答案】B
【试题解析】A项,断开开关,电容器带电量Q不变,将A、B分开一些,则d增大,根据C＝εS4πkd知,电容C减小,根据C＝QU知,电势差增大,指针张角增大,故A项错误；B项,断开开关,电容器带电量Q不变,增大正对面积,根据C＝εS4πkd知,电容C增大,根据C＝QU知,电势差U减小,指针张角减小.故B项正确；C、D两项,保持开关闭合,不论使A、B两板靠近些,还是使滑动变阻器的滑动触头向右移动,电容器两端的电势差总不变,则指针张角不变.故C、D两项错误.
8.一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地.两板间有一个正检验电荷固定在P点,如图所示,以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、φ表示P点的电势,W表示正电荷在P点的电势能,若正极板保持不动,将负极板缓慢向右平移一小段距离l0的过程中,下列关于各物理量与负极板移动距离x的关系图像中正确的是( )
【试题参考答案】C
【试题解析】电容器的电容C＝εS4πkd,两板间距随负极板向右平移而逐渐减小,电容C与d成反比,A项错误；电容器与电源断开后,电荷量不变,根据E＝Ud,U＝QC,C＝εS4πkd,可知E＝4πkQεS保持不变,B项错误；负极板接地,电势为零,P点的电势φ等于P点到负极板的电势差,即φ＝El,E不变,l减小,φ线性减小,C项正确；由W＝qφ可知,W随φ的变化而变化,即W随l的变化而变化,D项错误.
9.如图所示是一个平行板电容器,其电容为C,带电荷量为Q,上极板带正电,两极板间距为d.现将一个试探电荷＋q由两极板间的A点移动到B点,A、B两点间的距离为x,连线AB与极板间的夹角为30°,则静电力对试探电荷＋q所做的功等于(
)
A.qCxQd
B.qQxCd
C.qQx2Cd D.qCx2Qd
【试题参考答案】C
【试题解析】电容器两极板间电势差为U＝QC,场强为E＝Ud＝QCd.而A、B两点间电势差为UAB＝Exsin30°＝Qx2Cd,静电力对＋q所做的功为W＝qUAB＝qQx2Cd,C项正确.
10.(2017·临汾二模)一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d,极板分别与电池两极相连,上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计).小孔正上方d处的P点有一带电液滴,该液滴从静止开始下落,经过小孔进入电容器,并在下极板处(未与极板接触)返回.若在下极板上叠放一厚度为d4的金属板,则从P点开始下落的相同液滴将( )
A.在两极板间运动的加速度为53g B.在金属板上表面处返回
C.在距上极板d2返回 D.在距上极板处35d返回
【试题参考答案】AD
【试题解析】对下极板未移动前,从静止释放到速度为零的过程运用动能定理得,mg·(1＋1)d－qU＝0.
若在下极板上叠放一厚度为d4的金属板,相当于将下极板向上平移d4,设运动到距离上极板x处返回.
根据动能定理得,mg·(d＋x)－x3d4·qU＝0
联立两式解得x＝35d. 根据牛顿第二定律,则有:qU3d4－mg＝ma,
解得:a＝53g,故A、D两项正确,B、C两项错误.
11.(2017·福州联考)如图所示,两平行金属板竖直放置且B板接地,其间有用绝缘细线悬挂的带电小球,当给两金属板充电Q后,悬线与竖直方向夹角为θ＝π3,因电离作用,两金属板的电荷量缓慢减小(小球电荷量假设不变),以致悬线与竖直方向间的夹角逐渐减小,则在夹角减少到π6的过程中,下列说法正确的是( )
A.细线拉力逐渐增大 B.细线拉力大小不变
C.电容器两极板减小的电荷量为Q2 D.电容器两极板减小的电荷量为2Q3
【试题参考答案】D
【试题解析】小球受到重力mg,细线的拉力FT和水平向右的电场力F的作用而处于动态平衡(如图所示),由FT＝mgcosθ可知, θ减小,FT也减小,A、B两项错误；令两极板间距离为d,电容器的电容为C,由图知tanθ1＝Fmg＝qQmgCd,令减小的电荷量为ΔQ,同理可得tanθ2＝q（Q－ΔQ）mgCd,联立解得ΔQ＝23Q,C项错误,D项正确.
12.如图(1)是某同学设计的电容式速度传感器原理图,其中上板为固定极板,下板为待测物体,在两极板间电压恒定的条件下,极板上所带电荷量Q将随待测物体的上下运动而变化,若Q随时间t的变化关系为Q＝bt＋a(a、b为大于零的常数),其图像如图(2)所示,那么图(3)、图(4)中反映极板间场强大小E和物体速率v随t变化的图线可能是( )
A.①和③ B.①和④
C.②和③ D.②和④
【试题参考答案】C
