适用于新教材2024版高考物理一轮总复习课时规范练43

这是一份适用于新教材2024版高考物理一轮总复习课时规范练43，共6页。

课时规范练43
基础对点练
1.(电容器动态分析)电容式传感器可以将非电学量的微小变化转换成电容变化。如图所示是一种利用电容式传感器测量油箱中油量的装置。当开关S闭合后,油量减少时(　　)

A.电容器的电容增大
B.电容器的电荷量减小
C.电流向上经过G表
D.G表示数为零时,油箱中油量为零
答案 B
解析 油量减小时,电容器极板间的介质ε减小,根据电容决定式C=可知,电容器的电容减小,故A错误;电容器与电源相连,极板间电压保持不变,根据公式有C=可知电容器的电荷量减小,故B正确;根据B项分析,可知电容器极板电荷量减小,即释放电荷,电流向下经过G表,故C错误;仅当油量变化时,才会产生电流,故G表示数为零时,仅能说明油量不变,故D错误。
2.(带电粒子在匀强电场中的直线运动)如图所示,来自质子源的质子(初速度为零),经加速电压为U的加速器加速后,形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S,其等效电流为I;质子的质量为m,其电荷量为e。那么这束质子流内单位体积的质子数n是(　　)

A. B.
C. D.
答案 D
解析 经加速电压为U的加速器加速后,有eU=mv2,根据电流的定义式则有I=,这束质子流内单位体积的质子数为n,则有q=Svtne,联立解得n=,故选D。
3.(带电粒子在匀强电场中的偏转)(2023河南安阳模拟)如图所示,光滑水平桌面内有一圆形的匀强电场区域,O为圆心,AB、CD为相互垂直的直径,电场强度方向与直径CD平行。现有大量质量为m、电荷量为q(电性不同)的粒子以不同速率从A点沿AO方向垂直射入匀强电场,不计粒子重力及其相互作用,下列说法正确的是(　　)

A.在电场中运动时间相同的粒子的射出点最多有两个
B.一定没有粒子垂直于圆形电场区域的边界射出电场
C.若带负电的粒子从O点沿OB方向射入电场,从BD圆弧中点射出的粒子动能最小
D.若带负电的粒子从O点沿OB方向射入电场,从BD圆弧上距B点圆弧处射出的粒子动能最小
答案 B
解析 在圆周上任取一点,该点关于AB轴和CD轴及坐标原点O对称的四个点,射出的粒子在电场中沿竖直方向位移相同,因此运动时间相同,A错误;粒子在电场中做类平抛运动,射出电场时,速度方向的反向延长线恰好过沿水平AB方向位移的中点,而该点一定不是圆心,而圆心与射出点的连线与边界垂直,即粒子不可能垂直圆形电场区域的边界射出电场,B正确;从BD圆弧中点P射出的粒子一定比P点关于CD的对称点Q射出的粒子动能大,因为从两点射出的粒子,静电力做功相同,而从Q点射出的粒子初速度较小,C错误;同理,从BD圆弧上距B点圆弧处M点射出的粒子的动能一定比M点关于CD的对称点N射出的粒子动能大,因为从两点射出的粒子,静电力做功相同,而从N点射出的粒子初速度小,D错误。

4.(带电粒子在匀强电场中的直线运动和偏转)(2023河南济源模拟)如图所示,空间有正方体ABCD—A'B'C'D'。E、F、G、H分别是其中四条边的中点,两个带等量正电荷的点电荷分别固定于B、B'两点,则下列说法正确的为(　　)

A.A、C两点电场强度相同
B.E、F、G、H四点电势相同
C.将电子(不计重力)从H点静止释放,电子可能做变速曲线运动
D.将电子(不计重力)从G点向GH方向射出,电子可能做匀速圆周运动
答案 D
解析 正点电荷形成的电场由电荷指向无穷远处,结合矢量的叠加可知,A、C两点电场强度大小相等,但方向不同,故A错误;两等量正电荷连线的中垂线上,连线中点处电势最大,故F点电势大于其他3点电势,故B错误;两等量正电荷连线的中垂线上,电场方向由连线中点指向远端,故将电子(不计重力)从H点静止释放,电子将在静电力的作用下沿直线向F点运动,故C错误;由上述分析可知,电子在中垂面上受到的静电力指向连线中点,故将电子(不计重力)从G点向GH方向射出,速度合适时,静电力可能恰好充当向心力,电子可能做匀速圆周运动,故D正确。
5.(带电粒子在匀强电场中的偏转)(多选)如图所示,有A、B、C三个质量相等分别带正电、负电和不带电的小球,从平行板电场中的P点以相同的水平初速度垂直于电场强度方向进入电场,它们分别落在图中位置,则可判断(　　)

A.A球带正电,B球不带电
B.三小球在电场中运动时间相等
C.三小球到达正极板时的动能关系是EkA>EkB>EkC
D.三小球在电场中运动的加速度关系是aC>aB>aA
答案 AD
解析 在平行金属板间不带电小球、带正电小球和带负电小球的受力如图所示

三小球在水平方向都不受力,做匀速直线运动,则落在板上时水平方向的距离与下落时间成正比,即tA>tB>tC,由于竖直位移相同,根据h=at2知aA 素养综合练
6.(多选)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,下极板接地,极板间距为d,在上极板下方紧贴一厚度为l的金属板,其下部空间有一带电质点P静止在电容器中。当把金属板从电容器中快速抽出后,质点P开始运动,空气阻力不计,已知重力加速度为g。下列说法正确的是(　　)

A.抽出金属板后电容器所带电荷量增加
B.抽出金属板瞬间带电质点P的电势能增加
C.抽出金属板后带电质点P的加速度大小为g
D.抽出金属板后带电质点P的加速度大小为g
答案 BC
解析 平行板电容器电容为C=,抽出金属板后x增大,C减小,而U不变,所以Q减小,故A错误;两金属板间电场强度大小为E=,抽出金属板瞬间,x增大,U不变,所以E减小,因为质点P所在位置到下极板的距离不变,且下极板的电势为零,所以质点P所在位置的电势降低,易知质点P带负电,所以其电势能增加,故B正确;设质点P的质量为m,抽出金属板前,根据平衡条件有q=mg,抽出金属板后设带电质点P的加速度大小为a,根据牛顿第二定律有mg-q=ma,联立可得a=g,故C正确,D错误。
7.(多选)(2023湖北重点中学联考)如图所示,xOy坐标系的第一象限存在水平向左的匀强电场。第二象限存在竖直向下的匀强电场,y轴上c点和x轴上d点连线为电场的下边界。相同的带电粒子甲、乙分别从a点和b点由静止释放,两粒子均从c点水平射入第二象限,且均从c、d连线上射出,已知lab=lbc,下列说法正确的是(　　)

A.带电粒子甲、乙在c点速度之比为2∶1
B.带电粒子甲、乙在c点速度之比为∶1
C.带电粒子甲、乙在第二象限电场内的位移之比为∶1
D.带电粒子甲、乙在第二象限射出电场时速度方向相同
答案 BD
解析 相同的带电粒子甲、乙分别从a点和b点由静止释放,两粒子均从c点水平射入第二象限,且均从c、d连线上射出,已知lab=lbc,由v2=2ax可得带电粒子甲、乙在c点速度之比为v甲∶v乙=∶1,故A错误,B正确;甲、乙两粒子从c点水平射入第二象限,设位移与水平方向夹角为θ,甲、乙两粒子位移与水平方向的夹角θ相同,由平抛运动知识可知x=v0t,tanθ=,y=xtanθ=v0ttanθ,联立可得s=,可知带电粒子甲、乙在第二象限电场内的位移之比为2∶1,故C错误;设速度方向与水平方向夹角为α,tanα=,可得tanα=2tanθ,带电粒子甲、乙在第二象限射出电场时速度方向与水平方向夹角α相同,故D正确。
8.示波器主要由电子枪中的加速电场、两水平放置的平行金属板中的偏转电场和竖直放置的荧光屏组成,如图所示。若已知加速电场的电压为U1,两平行金属板的板长、板间距均为d,荧光屏距两平行金属板右侧的距离也为d。若两板间的偏转电压为零,则电子枪发射的电子从两平行金属板的中央穿过,打在荧光屏的中点O;若两板间的偏转电压为U2,则电子会打在荧光屏上的某点,该点与O点的距离为d。已知两金属板间只存在竖直方向的匀强电场,不计电子在进入加速电场时的速度及电子重力,电子的质量为m,电荷量为e,求U1与U2的比值。

答案
解析 电子加速过程,由动能定理可得eU1=
电子进入偏转区做类平抛运动,轨迹如图所示

沿初速度方向,有d=v0t
在垂直初速度方向,有y=at2
其中a=
设电子离开偏转电场时,它的速度偏向角为θ,则根据速度偏转角和位移之间的关系可知
tanθ==1
解得。