备考2024届高考物理一轮复习强化训练第九章静电场第3讲电容器带电粒子在电场中的运动热点10现代科技中的静电场问题

这是一份备考2024届高考物理一轮复习强化训练第九章静电场第3讲电容器带电粒子在电场中的运动热点10现代科技中的静电场问题，共3页。试卷主要包含了14C的电荷量通过人体组织等内容，欢迎下载使用。

1.[静电喷涂]静电喷涂是利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着与电场相反的方向定向运动，并将涂料微粒吸附在工件表面上的一种喷涂方法，其工作原理如图所示.忽略运动中涂料微粒间的相互作用和涂料微粒的重力.下列说法中正确的是（ D ）
A.当静电喷涂机与被喷涂工件之间的距离增大时，运动中的涂料微粒所受电场力增大
B.涂料微粒的运动轨迹仅由被喷涂工件与静电喷涂机之间所接的高压电源决定
C.在静电喷涂机水平向左移动的过程中，有两个带有相同电荷量的微粒先后经过被喷涂工件右侧P点（相对工件的距离不变）处，先经过的微粒电势能较大
D.涂料微粒在向被喷涂工件运动的轨迹中，在直线轨迹上电势升高最快
解析 当静电喷涂机与被喷涂工件之间的距离增大时，由于静电喷涂机与被喷涂工件之间电压恒定，电场强度减小，故涂料微粒所受电场力减小，A错误；涂料微粒的运动轨迹与初速度和受力情况均有关，B错误；工件接地，电势为零，P处电势为负值，喷涂机左移会使空间场强变大，P点电势变低，因微粒带负电，先经过的微粒电势能小，C错误；涂料微粒在向被喷涂工件运动的轨迹中，直线的距离最小，结合公式U＝Ed，在直线轨迹上电势升高最快，D正确.
2.如图是某款家用空气净化器的原理示意图，污浊空气通过过滤网后尘埃带电.图中充电极b、d接电源负极，集尘极a、c、e接电源正极（接地）.以下说法正确的是（ B ）
A.通过过滤网后空气中的尘埃带正电
B.尘埃被吸附到集尘极e的过程中动能增大
C.c、d两个电极之间的电场方向竖直向上
D.尘埃被吸附到集尘极a的过程中所受电场力做负功
解析 尘埃经过过滤网后被正极吸引，所以尘埃带负电，故A错误；尘埃在被吸附到集尘极e的过程中电场力做正功，动能增大，故B正确；因为充电极b、d接电源负极，集尘极a、c、e接电源正极，所以c、d两个电极之间的电场方向竖直向下，故C错误；尘埃带负电，受力方向与电场线方向相反，故吸附到集尘极a的过程中所受电场力做正功，故D错误.
3.[心脏除颤器]心脏除颤器的工作原理是向储能电容器充电，使电容器获得一定的储能，对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，刺激心颤患者的心脏，使之恢复正常跳动.如图是一次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为14μF，充电至10kV电压，如果电容器在2ms时间内完成放电，放电结束时电容器两极板间的电势差减为零，下列说法正确的是（ B ）
A.这次放电过程中通过人体组织的电流恒为70A
B.这次放电有0.14C的电荷量通过人体组织
C.若充电至5kV，则该电容器的电容为7μF
D.人体起到绝缘电介质的作用
解析 根据C＝QU可知该电容器所带电荷量在放电过程中逐渐减小，电压也在逐渐减小，所以电流逐渐减小，A错误；根据C＝QU可知充电至10 kV时电容器带的电荷量为Q＝CU＝0.14 C，故这次放电过程中有0.14 C的电荷量通过人体组织，B正确；在充电过程中，电容器的电容C不变，仍然为14 μF，C错误；人体为导体，D错误.
4.[电子束熔炼/多选]电子束熔炼是指高真空下，将高速电子束的动能转换为热能作为热源来进行金属熔炼的一种熔炼方法.如图所示，阴极灯丝被加热后产生初速度为0的电子，在3×104V加速电压的作用下，以极高的速度向阳极运动；穿过阳极后，在金属电极A1、A2间1×103V电压形成的聚焦电场作用下，轰击到物料上，其动能全部转换为热能，使物料不断熔炼.已知某电子在熔炼炉中的轨迹如图中虚线OPO'所示，P是轨迹上的一点，聚焦电场过P点的一条电场线如图中弧线所示，则（ ABD ）
A.电极A1的电势高于电极A2的电势
B.电子在P点时速度方向与聚焦电场强度方向夹角大于90°
C.聚焦电场只改变电子速度的方向，不改变电子速度的大小
D.电子轰击到物料上时的动能大于3×104eV
解析 由粒子运动轨迹与力的关系可知电子在P点受到的电场力斜向左下方，电子带负电，所以电场强度方向与电子受到的电场力方向相反，即电极A1的电势高于电极A2的电势，A正确；电子在P点时速度方向与聚焦电场强度方向夹角大于90°，B正确；聚焦电场不仅改变电子速度的方向，也改变电子速度的大小，C错误；由动能定理知，电子到达聚焦电场时动能已经为3×104 eV，再经过聚焦电场加速，电子轰击到物料上时的动能肯定大于3×104 eV，D正确.