一、單項(xiàng)(本題共4小題，每小題6分，共24分)
1．下列粒子從初速度為零的狀態(tài)經(jīng)過電壓為U的電場(chǎng)加速后，粒子速度最大的是(　　)
A．質(zhì)子　　　　　　　　　　B．氘核
C．α粒子　　　 D．鈉離子Na＋
答案：A
2．一點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用時(shí)，它不可能出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是(　　)
A．勻速直線運(yùn)動(dòng) B．勻加速直線運(yùn)動(dòng)
C．勻變速曲線運(yùn)動(dòng) D．勻速圓周運(yùn)動(dòng)
解析：當(dāng)點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用時(shí)，電場(chǎng)力作用會(huì)產(chǎn)生加速度，B、C、D選項(xiàng)中的運(yùn)動(dòng)情況都有加速度，而A項(xiàng)中勻速直線運(yùn)動(dòng)加速度為零，不可能出現(xiàn)．
答案：A
3．一個(gè)兩極間充滿空氣的平行電容器，極板間距離為d，正對(duì)面積為S，充以電荷量Q后，兩極板間電勢(shì)差為U，為使電容器的電容加倍，可采用的辦法是(　　)
A．將電勢(shì)差變?yōu)閁/2
B．將帶電荷量變?yōu)?Q
C．將極板正對(duì)面積變?yōu)?S
D．將兩板間充滿介電常數(shù)為2的電介質(zhì)
答案：C
4．如圖1所示是一個(gè)平行板電容器，其電容為C，帶電荷量為Q，上極板帶正電．現(xiàn)將一個(gè)試探電荷q由兩極板間的A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)間的距離為x，連線AB與極板間的夾角為30°，則電場(chǎng)力對(duì)試探電荷q所做的功等于(　　)
圖1
A.qCxQd　　　　B.qQxCd　　　　C.qQx2Cd　　　　D.qCx2Qd
解析：由C＝QU和E＝Ud得E＝QCd，則移動(dòng)試探電荷q從A到B電場(chǎng)力所做的功為
W＝qExsin30°＝qQx2Cd，選項(xiàng)C正確．
答案：C
二、雙項(xiàng)(本題共5小題，每小題8分，共40分)
5．如圖2所示，氕、氘、氚的原子核自初速度為零經(jīng)同一電場(chǎng)加速后，又經(jīng)同一勻強(qiáng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，最后打在熒光屏上，那么(　　)
圖2
A．經(jīng)過加速電場(chǎng)過程，電場(chǎng)力對(duì)氚核做的功最多
B．經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)過程，電場(chǎng)力對(duì)三種核做的功一樣多
C．三種原子核打在屏上的速度一樣大
D．三種原子核都打在屏上時(shí)的同一位置上
解析：同一加速電場(chǎng)、同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，三種粒子帶電荷量相同，在同一加速電場(chǎng)中電場(chǎng)力對(duì)它們做的功都相同，在同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中電場(chǎng)力對(duì)它們做的功也相同，A錯(cuò)，B對(duì)；由于質(zhì)量不同，所以打在屏上的速度不同，C錯(cuò)；再根據(jù)偏轉(zhuǎn)距離公式或偏轉(zhuǎn)角公式y(tǒng)＝l2U24dU1，tanφ＝lU22dU1知，與電荷無(wú)關(guān)，D對(duì)．
答案：BD
6．如圖3所示，有一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的油滴，被置于豎直放置的兩平行金屬板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中．設(shè)油滴是從兩板中間位置，并以初速度為零進(jìn)入電場(chǎng)的，可以判定(　　)
圖3
A．油滴在電場(chǎng)中做拋物線運(yùn)動(dòng)
B．油滴在電場(chǎng)中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
C．油滴打在極板上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間只取決于電場(chǎng)強(qiáng)度和兩板間距離
D．油滴打在極板上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間不僅決定于電場(chǎng)強(qiáng)度和兩極間距離，還取決于油滴的比荷
解析：粒子從靜止開始，受重力和電場(chǎng)力作用，兩個(gè)力都是恒力，所以合力是恒力，粒子在恒力作用下做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B、D對(duì)．
答案：BD
7．如圖4所示，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的微粒，從兩平行板正中央沿與勻強(qiáng)電場(chǎng)垂直方向射入，不計(jì)重力，當(dāng)入射速度為v時(shí)，它恰好穿過電場(chǎng)而不碰金屬板．現(xiàn)在微粒入射速度變?yōu)関/2，仍恰好穿越電場(chǎng)，保持其他量不變時(shí)，可行的方法是(　　)
圖4
A．使粒子帶電荷量變?yōu)樵瓉?lái)的1/4
B．使兩極間帶電壓減為原來(lái)的1/2
C．使兩板間距離增為原來(lái)的2倍
D．使兩板間距離增為原來(lái)的4倍
解析：微粒恰好穿過電場(chǎng)而不碰金屬板，說(shuō)明其偏轉(zhuǎn)距離為d2＝12UqL2dmv20.現(xiàn)若使入射速度變?yōu)樵瓉?lái)的一半，那么若想y不變，U、q、L、d變化均可．
答案：AC
8．一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球以初速度v0水平拋出，在小球經(jīng)過的豎直平面內(nèi)，存在著若干個(gè)如圖5所示的無(wú)電場(chǎng)區(qū)和有理想上下邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)，兩區(qū)域相互間隔、豎直高度相等，電場(chǎng)區(qū)水平方向無(wú)限長(zhǎng)，已知每一電場(chǎng)區(qū)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向均豎直向上，不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是(　　)
圖5
A．小球在水平方向一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B．若場(chǎng)強(qiáng)大小等于mgq，則小球經(jīng)過每一電場(chǎng)區(qū)的時(shí)間均相同
C．若場(chǎng)強(qiáng)大小等于2mgq，則小球經(jīng)過每一無(wú)電場(chǎng)區(qū)的時(shí)間均相同
D．無(wú)論場(chǎng)強(qiáng)大小如何，小球通過所有無(wú)場(chǎng)區(qū)的時(shí)間均相同
解析：由于小球在水平方向不受力，做勻速運(yùn)動(dòng)，A對(duì)；當(dāng)E＝mgq時(shí)，豎直方向上小球在無(wú)場(chǎng)區(qū)勻加速運(yùn)動(dòng)，在電場(chǎng)區(qū)勻速運(yùn)動(dòng)，各電場(chǎng)區(qū)勻速運(yùn)動(dòng)速度不同，時(shí)間不同，B錯(cuò)；若E＝2mgq，小球經(jīng)第一無(wú)場(chǎng)區(qū)和第一有場(chǎng)區(qū)后，速度仍為v0，以后重復(fù)前面的運(yùn)動(dòng)，C對(duì)，D錯(cuò)．
答案：AC
9．如圖6所示是一種通過測(cè)量電容器電容的變化來(lái)檢測(cè)液面高低的儀器原理圖．電容器的兩個(gè)電極分別用導(dǎo)線接到指示器上，指示器可顯示出電容的大�。�下列關(guān)于該儀器的說(shuō)法中正確的是(　　)
圖6
A．該儀器中電容器的電極分別是金屬芯柱和導(dǎo)電液體
B．金屬芯柱外套的絕緣層越厚，該電容器的電容越大
C．如果指示器顯示出電容增大，則說(shuō)明電容器中液面升高
D．如果指示器顯示出電容減小，則說(shuō)明電容器中液面升高
解析：類似于平行板電容器的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)體芯和液體構(gòu)成電容器的兩電極，導(dǎo)體芯的絕緣層就是極間的電介質(zhì)，其厚度d相當(dāng)于兩平板間的距離，所以厚度d越大，電容器的電容越�。�進(jìn)入液體深度h越大，則S越大，C越大，則C增大時(shí)就表明h變大．故A、C正確．
答案：AC
三、非選擇題(本題共3小題，共36分)
10．(12分)如圖7所示，長(zhǎng)L＝0.4 m的兩平行金屬板A、B豎直放置，相距d＝0.02 m，兩板間接入恒定電壓為182 V且B板接正極．一電子質(zhì)量m＝9.1×10－31 kg，電荷量e＝1.6×10－19 C，以v0＝4×107 m/s的速度緊靠A板向上射入電場(chǎng)中，不計(jì)電子的重力．問電子能否射出電場(chǎng)？若能，計(jì)算在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)距離；若不能，在保持電壓不變的情況下，B板至少平移多少，電子才能射出電場(chǎng)？
圖7
解析：假設(shè)電子能射出極板，則t＝Lv0＝0.44×107 s＝10－8 s①
y＝12at2＝12?eUmdt2②
代入數(shù)值得：y＝0.08 m>d，故不能射出③
若恰能射出，則B板需向右移動(dòng)，板間距離變?yōu)閐′，
則d′＝12?eUmd′t2④
d′＝teU2m＝10－8×1.6×10－19×1822×9.1×10－31m＝0.04 m⑤
Δd＝d′－d＝0.02 m⑥
答案：電子不能射出電場(chǎng)　B板至少向右平移0.02 m
11．(12分)如圖8所示，帶負(fù)電的小球靜止在水平放置的平行板電容器兩板間，距下板h＝0.8 cm，兩板間的電勢(shì)差為300 V．如果兩極板間電勢(shì)差減小到60 V，則帶電小球運(yùn)動(dòng)到極板上需多長(zhǎng)時(shí)間？(板間距為d，取g＝10 m/s2)．
圖8
解析：取帶電小球?yàn)檠芯繉?duì)象，設(shè)它帶電荷量為q，則帶電小球受重力mg和電場(chǎng)力qE的作用．
當(dāng)U1＝300 V時(shí)，小球平衡：mg＝qU1d①
當(dāng)U2＝60 V時(shí)，重力大于電場(chǎng)力帶電小球向下極板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)：
mg－qU2d＝ma②
又h＝12at2③
由①②③得：
t＝2U1h?U1－U2?g
＝2×300×0.8×10－2?300－60?×10s＝4.5×10－2s
答案：4.5×10－2s
12．(12分)兩個(gè)半徑均為R的圓形平板電板，平行正對(duì)放置，相距為d，極板間的電勢(shì)差為U，板間電場(chǎng)可以認(rèn)為是勻強(qiáng)電場(chǎng)．一個(gè)α粒子從正極板邊緣以某一初速度垂直于電場(chǎng)方向射入兩極板之間，到達(dá)負(fù)極板時(shí)恰好落在極板中心．
已知質(zhì)子電荷為e，質(zhì)子和中子的質(zhì)量均視為m，忽略重力和空氣阻力的影響，求
(1)極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E；
(2)α粒子在極板間運(yùn)動(dòng)的加速度a；
(3)α粒子的初速度v0.
解析：(1)極板間場(chǎng)強(qiáng)E＝Ud
(2)α粒子電荷為2e，質(zhì)量為4m，所受電場(chǎng)力F＝2eE＝2eUd
α粒子在極板間運(yùn)動(dòng)的加速度a＝F4m＝eU2dm
(3)由d＝12at2，得t＝2da＝2dmeU，v0＝Rt＝R2deUm
答案：(1)Ud


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