2022高考物理 基础知识综合复习 优化集训17 电容器的电容 带电粒子在电场中的运动.docx

1、优化集训17电容器的电容带电粒子在电场中的运动基础巩固1.(2020年浙江1月学考)下列器材属于电容器的是()2.下列物理量的单位中,属于电容器电容单位的是()A.kWB.FC.mAhD.T3.如图是一只“超级电容器”,从图中的信息可知()A.对该电容器充电时,所能充的电荷量越多,它的电容就越大B.该电容器两极的电压一旦超过2.7 V时,就要被击穿而损坏C.将该电容器与电动势为2 V的电源相连,充电完毕后,所带电荷量为20 CD.将该电容器充好电后再对电阻放电,则放电过程中,其电压和电容均不断减小4.如图所示的电解电容器是电气设备电路中常用的电子元件,该电容器的标识为“68 F,400 V”,

2、则该电容器()A.没有正、负极B.未接入电路时电容为0C.只能接在400 V的电压上D.在额定电压下所带电荷量为2.7210-2C5.下列电容器相关知识描述正确的是()A.图甲为电容器充电示意图,充完电后电容器上极板带正电,两极板间的电压U等于电源的电动势EB.图乙为电容器放电示意图,放电过程中电流大小保持不变C.图丙为电解电容器的实物图和符号,图丁为可变电容器及其符号,两种电容使用时都严格区分正负极D.图戊中的电容器上有“5.5 V1.0 F”字样,其中的5.5 V是电容器的击穿电压值6.如图所示为我国自主研发、全球首创的“超级电容器”,这种电容器安全性高,可反复充放电100万次以上,使用寿

3、命长达十二年,且容量超大(达到9 500 F),能够在10 s内完成充电。则该“超级电容器”()A.充电过程中电流是恒定电流B.充电过程中两极的电压逐渐增大C.充电时电容器的正极应接电源的负极D.放电过程中电容器的化学能转化为电能7.如图所示,在真空中水平放置一对金属板MN、PQ,把两板接到电源上,两板间出现匀强电场。现有一带电粒子沿水平方向射入电场,a、b为其运动轨迹(图中虚线所示)上的两点。下列说法正确的是()A.粒子带正电B.a点电势比b点高C.粒子在a点的加速度比b点大D.粒子在a点的电势能比b点大8.喷墨打印机的简化模型如图所示,重力可忽略的墨汁微滴,经带电室带负电荷后,以速度v垂直

4、匀强电场飞入极板间,最终打在纸上,关于微粒的运动下列说法不正确的是()A.若增大两极板间的电场强度,微粒仍会到达纸上同一位置B.运动速度先逐渐增大,再保持不变C.运动时间与电场强度大小无关D.运动轨迹与所带电荷量有关9.静电喷涂机原理如图所示,静电喷涂机接高压电源,工作时涂料微粒会向带正电的被喷涂工件高速运动,微粒最后被吸附到工件表面。关于静电喷涂机的涂料微粒,下列表述正确的有()A.微粒带正电B.微粒带负电C.微粒受到的电场力不变D.微粒在运动过程中,速度减小能力提高10.如图甲所示,某静电除尘装置矩形通道的长为L、宽为b、高为d,其前后两板为绝缘材料,上下两板为金属材料。图乙为此装置的截面

5、图,上下两板与电压恒为U的高压直流电源相连,带负电的尘埃以水平速度v0进入矩形通道,当碰到下板后其所带电荷被中和,同时被收集。将收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值称为除尘率。不计尘埃所受重力及尘埃之间的相互作用,要增大除尘率,下列措施可行的是()A.只增大宽度bB.只增大高度dC.只增大长度LD.只增大速度v011.如图所示为某机器人中电容式位移传感器工作的简化模型图。当被测物体在左右方向移动时,电介质板随之在电容器两极板之间移动,连接电容器的静电计会显示电容器电压的变化,进而能测出电容的变化,最后就能探测到物体移动的情况,若静电计的指针偏角为,则()A.被测物体向左移动时,电容C增

6、大,偏角不变B.被测物体向左移动时,电容C减小,偏角增大C.被测物体向右移动时,电容C增大,偏角减小D.被测物体向右移动时,电容C减小,偏角增大12.目前许多国产手机都有指纹解锁功能,用的指纹识别传感器是电容式传感器,如图所示。指纹的凸起部分叫“嵴”,凹下部分叫“峪”。传感器上有大量面积相同的小极板,当手指贴在传感器上时,这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器,这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同,此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值,然后,电容器放电,电容小的电容器放电较快,根据放电快慢的不同,就可以探测到嵴和峪的位置,从而形成指纹图像数据。根据文中信息,下列说法正确

7、的是()A.在峪处形成的电容器电容较大B.充电后在嵴处形成的电容器的电荷量小C.在峪处形成的电容器放电较快D.潮湿的手指头对指纹识别绝对没有影响13.如图,一充电后的平行板电容器的两极板相距l。在正极板附近有一质量为M、电荷量为q(q0)的粒子;在负极板附近有另一质量为m、电荷量为-q的粒子。在电场力的作用下,两粒子同时从静止开始运动。已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距25l的平面。若两粒子间相互作用力可忽略,不计重力,则Mm为()A.32B.21C.52D.31参考答案优化集训17电容器的电容带电粒子在电场中的运动1.A解析A是可变电容器,选项A正确;B是万用表,选项B错误;C是打点

8、计时器,选项C错误;D是电源,选项D错误。2.B3.C解析电容器的电容是由电容器本身决定的,与所带的电荷量无关,A错误;该电容器两极正常工作时的电压为2.7V,但是如果超过2.7V不多时,也不会被击穿,B错误;将该电容器与电动势为2V的电源相连,充电完毕后,所带电荷量为Q=CU=20C,C正确;将该电容器充好电后再对电阻放电,则放电过程中,其电压不断减小,电容不变,D错误。4.D解析电解电容存在正、负极,A错误;电容表示电容器容纳电荷的本领,即使未接入电路中,电容也不变,B错误;电容器标的“400V”指的是电容器的耐压值,即所接交流电的最大值不能超过400V,低于400V也能工作,C错误;由Q

9、=CU代入数据可得Q=2.7210-2C,D正确。5.A解析图甲为电容器充电过程,充完电后电容器上极板与电源的正极相连,同时两极板间的电压U等于电源的电动势E,故A正确;图乙为电容器放电过程,放电过程中电流将逐渐减小,故B错误;图丙为电解电容器的实物图和符号,图丁为可变电容器及其符号,前者电容器使用时严格区分正负极,后者没有,故C错误;图戊中的电容器上有“5.5V1.0F”字样,5.5V是最大电压或额定电压,不是击穿电压,击穿电压大于5.5V,故D错误。6.B解析充电过程中电流逐渐增大,A错误;充电过程中两极的带电荷量逐渐增大,故电压逐渐增大,B正确;充电时电容器的正极应接电源的正极,放电过程

10、中电容器的电场能转化为电能,C、D错误。7.D解析粒子运动过程只受重力和竖直方向上的电场力作用,粒子受恒力作用,由牛顿第二定律可得加速度不变,C错误;根据粒子向上偏转、重力方向竖直向下可得,电场力方向竖直向上,则粒子带负电,A错误;因电场力方向竖直向上,故粒子从a到b电场力做正功,电势能减小,所以a点电势能比b点的大,D正确;两板接到电源上,故电势差不变,根据电源正负可知MN电势较高,故电场线方向竖直向下,b点电势比a点高,故B错误。8.A解析墨滴进入电场后,做类平抛运动,即L=vt、y=12qEmt2,偏转距离y=qEL22mv2,可知,增大了电场强度,偏转距离会变大,选项A错误;墨滴在电场

11、中,电场力做正功,速度会变大,出了电场之后,墨滴做匀速直线运动,选项B正确;运动时间t=Lv,所以运动时间与电场强度无关,选项C正确;运动电荷的电荷量大小不同,带电粒子轨迹也不同,选项D正确。本题选不正确的,故选A。9.B解析带正电的工件由于静电感应电荷分布在表面,带负电的粒子在库仑力的作用下运动,微粒带负电,选项A错误,B正确;运动过程中,由于电场强度不断变化,则粒子受电场力不断变化,选项C错误;微粒在运动过程中,电场力做正功,则速度增大,选项D错误。10.C解析增加除尘率即让离下极板较远的粒子落到下极板上,带电尘埃在矩形通道内做类平抛运动,在沿电场的方向上的位移为y=12qUmdLv02,

12、只增大宽度b,不会影响位移,故A不满足条件;只增大高度d,由题意知d增加,则位移y减小,故B不满足条件;只增加长度L,可以增大位移y,故C满足条件;只增加水平速度v0,位移y减小,故D不满足条件。11.D解析当被测物体向左移动时,导致电容器极板间的电介质增多,根据C=S4kd可知电容C增大,由于电荷量Q不变,根据C=QU可知电容器极板间的电压U减小,即减小,故A、B错误;当被测物体向右移动时,导致电容器极板间的电介质减少,根据C=S4kd可知电容C减小,由于电荷量Q不变,根据C=QU可知电容器极板间的电压U增大,即增大,故C错误,D正确。12.C解析根据电容的计算公式C=S4kd可得,极板与指

13、纹峪(凹下部分)距离d大,构成的电容器电容小,A错误;由于外接电源为所有电容器充到一个预先设计好的电压值,所以所有的电容器电压一定,根据Q=CU=SU4kd可知,极板与指纹峪(凹的部分,d大,电容小)构成的电容器充上的电荷较少,在放电过程中放电时间短,放电较快;反之,在嵴处形成的电容器电容大,电荷量大,放电时间长,B错误,C正确;湿的手与传感器之间有水填充,改变了原来匹配成平行板电容器的电容,所以会影响指纹解锁和指纹识别,D错误。13.A解析设极板间电场强度为E,两粒子的运动时间相同,对M,由牛顿第二定律有qE=MaM,由运动学公式得,25l=12aMt2;对m,由牛顿第二定律有qE=mam,根据运动学公式得,35l=12amt2;由以上几式解得,Mm=32,故A正确。