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)電荷在電場中只受電場力作用時，它不可能出現(xiàn)的運(yùn)動狀態(tài)是(　　)
A．勻速直線運(yùn)動 B．勻加速直線運(yùn)動
C．勻變速曲線運(yùn)動 D．勻速圓周運(yùn)動
解析：當(dāng)點(diǎn)電荷在電場中只受電場力作用時，電場力作用會產(chǎn)生加速度，B、C、D選項(xiàng)中的運(yùn)動情況都有加速度，而A項(xiàng)中勻速直線運(yùn)動加速度為零，不可能出現(xiàn)．
答案：A
3．一個兩極間充滿空氣的平行電容器，極板間距離為d，正對面積為S，充以電荷量Q后，兩極板間電勢差為U，為使電容器的電容加倍，可采用的辦法是(　　)
A．將電勢差變?yōu)閁/2
B．將帶電荷量變?yōu)?Q
C．將極板正對面積變?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)將一個試探電荷q由兩極板間的A點(diǎn)移動到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°，則電場力對試探電荷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，則移動試探電荷q從A到B電場力所做的功為
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)同一電場加速后，又經(jīng)同一勻強(qiáng)電場偏轉(zhuǎn)，最后打在熒光屏上，那么(　　)
圖2
A．經(jīng)過加速電場過程，電場力對氚核做的功最多
B．經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場過程，電場力對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的同一位置上
解析：同一加速電場、同一偏轉(zhuǎn)電場，三種粒子帶電荷量相同，在同一加速電場中電場力對它們做的功都相同，在同一偏轉(zhuǎn)電場中電場力對它們做的功也相同，A錯，B對；由于質(zhì)量不同，所以打在屏上的速度不同，C錯；再根據(jù)偏轉(zhuǎn)距離公式或偏轉(zhuǎn)角公式y(tǒng)＝l2U24dU1，tanφ＝lU22dU1知，與電荷無關(guān)，D對．
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)入電場的，可以判定(　　)
圖3
A．油滴在電場中做拋物線運(yùn)動
B．油滴在電場中做勻加速直線運(yùn)動
C．油滴打在極板上的運(yùn)動時間只取決于電場強(qiáng)度和兩板間距離
D．油滴打在極板上的運(yùn)動時間不僅決定于電場強(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，受重力和電場力作用，兩個力都是恒力，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，選項(xiàng)B、D對．
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)電場垂直方向射入，不計(jì)重力，當(dāng)入射速度為v時，它恰好穿過電場而不碰金屬板．現(xiàn)在微粒入射速度變?yōu)関/2，仍恰好穿越電場，保持其他量不變時，可行的方法是(　　)
圖4
A．使粒子帶電荷量變?yōu)樵瓉淼?/4
B．使兩極間帶電壓減為原來的1/2
C．使兩板間距離增為原來的2倍
D．使兩板間距離增為原來的4倍
解析：微粒恰好穿過電場而不碰金屬板，說明其偏轉(zhuǎn)距離為d2＝12UqL2dmv20.現(xiàn)若使入射速度變?yōu)樵瓉淼囊话�，那么若想y不變，U、q、L、d變化均可．
答案：AC
8．一個質(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)，存在著若干個如圖5所示的無電場區(qū)和有理想上下邊界的勻強(qiáng)電場區(qū)，兩區(qū)域相互間隔、豎直高度相等，電場區(qū)水平方向無限長，已知每一電場區(qū)的場強(qiáng)大小相等、方向均豎直向上，不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是(　　)
圖5
A．小球在水平方向一直做勻速直線運(yùn)動
B．若場強(qiáng)大小等于mgq，則小球經(jīng)過每一電場區(qū)的時間均相同
C．若場強(qiáng)大小等于2mgq，則小球經(jīng)過每一無電場區(qū)的時間均相同
D．無論場強(qiáng)大小如何，小球通過所有無場區(qū)的時間均相同
解析：由于小球在水平方向不受力，做勻速運(yùn)動，A對；當(dāng)E＝mgq時，豎直方向上小球在無場區(qū)勻加速運(yùn)動，在電場區(qū)勻速運(yùn)動，各電場區(qū)勻速運(yùn)動速度不同，時間不同，B錯；若E＝2mgq，小球經(jīng)第一無場區(qū)和第一有場區(qū)后，速度仍為v0，以后重復(fù)前面的運(yùn)動，C對，D錯．
答案：AC
9．如圖6所示是一種通過測量電容器電容的變化來檢測液面高低的儀器原理圖．電容器的兩個電極分別用導(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，則說明電容器中液面升高
D．如果指示器顯示出電容減小，則說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板向上射入電場中，不計(jì)電子的重力．問電子能否射出電場？若能，計(jì)算在電場中的偏轉(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？
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，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　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，兩板間的電勢差為300 V．如果兩極板間電勢差減小到60 V，則帶電小球運(yùn)動到極板上需多長時間？(板間距為d，取g＝10 m/s2)．
圖8
解析：取帶電小球?yàn)檠芯繉ο�，設(shè)它帶電荷量為q，則帶電小球受重力mg和電場力qE的作用．
當(dāng)U1＝300 V時，小球平衡：mg＝qU1d①
當(dāng)U2＝60 V時，重力大于電場力帶電小球向下極板做勻加速直線運(yùn)動：
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)兩個半徑均為R的圓形平板電板，平行正對放置，相距為d，極板間的電勢差為U，板間電場可以認(rèn)為是勻強(qiáng)電場．一個α粒子從正極板邊緣以某一初速度垂直于電場方向射入兩極板之間，到達(dá)負(fù)極板時恰好落在極板中心．
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)極板間的電場強(qiáng)度E；
(2)α粒子在極板間運(yùn)動的加速度a；
(3)α粒子的初速度v0.
解析：(1)極板間場強(qiáng)E＝Ud
(2)α粒子電荷為2e，質(zhì)量為4m，所受電場力F＝2eE＝2eUd
α粒子在極板間運(yùn)動的加速度a＝F4m＝eU2dm
(3)由d＝12at2，得t＝2da＝2dmeU，v0＝Rt＝R2deUm
答案：(1)Ud


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