第九章 课时跟踪练44 电容器的电容 带电粒子在电场中的运动（Word练习）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（多选版 新教材 新高考）

课时跟踪练44　电容器的电容　带电粒子在电场中的运动 基础应用练 1．(2020·全国Ⅰ卷)图甲所示电路中，K与L间接一智能电源，用以控制电容器C两端的电压UC。如果UC随时间t的变化如图乙所示，则下列描述电阻R两端电压UR随时间t变化的图像正确的是(　　) A　解析：根据电容器的定义式C＝ 可知，UC＝＝t，结合题图可知，UCt图线的斜率为，则 1～2 s 内的电流I12与3～5 s内的电流I35的关系为I12＝2I35，且两段时间中的电流方向相反，根据欧姆定律I＝可知，电阻R两端电压大小的关系满足 UR12＝2UR35，由于电流方向不同，所以电压方向不同，A正确。 2.(多选)(2022·安徽合肥一模)如图所示的实验中，极板所带电荷量为Q，已知两极板正对面积为S、间距为d，平行板电容器的电容为C，静电计指针偏角为θ。则下列判断正确的是(　　) A．若保持S不变，仅增大d，则θ变小 B．若保持S不变，仅增大d，则C变小 C．若保持d不变，仅减小S，则θ变大 D．若保持d不变，仅减小S，则C变大 BC　解析：若保持S不变，仅增大d，根据电容的决定式C＝可知电容C变小；极板间电荷量不变，再根据U＝，可知U增大，所以θ变大，A错误，B正确；若保持d不变，仅减小S，根据电容的决定式C＝可知电容C变小；极板间电荷量不变，再根据U＝可知U增大，所以θ变大，C正确，D错误。 3.(2020·浙江7月选考)如图所示，一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速度v0从MN连线上的P点水平向右射入大小为E、方向竖直向下的匀强电场中。已知MN与水平方向成45°角，粒子的重力可以忽略，则粒子到达MN连线上的某点时(　　) A．所用时间为 B．速度大小为3v0 C．与P点的距离为 D．速度方向与竖直方向的夹角为30° C　解析：粒子从P点垂直电场方向出发到达MN连线上的某点时，沿水平方向和竖直方向的位移大小相等，即v0t＝at2，a＝，解得t＝，A错误；在该点，粒子沿电场方向的速度v＝at＝2v0，所以合速度大小为v＝＝v0，B错误；该点到P点的距离s＝x＝v0t＝，C正确；由平行四边形定则可知，粒子在该点的速度方向与竖直方向夹角的正切值tan θ＝＝，则θ≠30°，D错误。 4．(多选)(2022·湖南常德一中模拟)如图所示的直线加速器由沿轴线分布的金属圆筒(又称漂移管)A、B、C、D、E组成，相邻金属圆筒分别接在电源的两端。质子以初速度v0从O点沿轴线进入加速器，质子在金属圆筒内做匀速运动且时间均为T，在金属圆筒之间的狭缝被电场加速，加速时电压U大小相同。已知质子电荷量为e、质量为m，不计质子经过狭缝的时间，则(　　) A．MN所接电源的极性应周期性变化 B．金属圆筒的长度应与质子进入圆筒时的速度成正比 C．质子从圆筒E射出时的速度大小为 D．圆筒E的长度为 AB　解析：因由直线加速器加速质子，其运动方向不变，由题图可知，A的右边缘为正极时，则在下一个加速时需B右边缘为正极，所以MN所接电源的极性应周期性变化，A正确；因质子在金属圆筒内做匀速运动且时间均为T，由T＝可知，金属圆筒的长度应与质子进入圆筒时的速度成正比，B正确；质子以初速度v0从O点沿轴线进入加速器，质子经4次加速，由动能定理可得4eU＝mvE2－mv02，解得质子从圆筒E射出时的速度大小为vE＝，C错误；质子在圆筒内做匀速运动，所以圆筒E的长度为LE＝vET＝ T，D错误。 素养提升练 5．(多选)(2022·全国乙卷)一种可用于卫星上的带电粒子探测装置，由两个同轴的半圆柱形带电导体极板(半径分别为R和R＋d)和探测器组成，其横截面如图甲所示，点O为圆心。在截面内，极板间各点的电场强度大小与其到O点的距离成反比，方向指向O点。4个带正电的同种粒子从极板间通过，到达探测器。不计重力。粒子1、2做圆周运动，圆的圆心为O、半径分别为r1、r2(R<r1<r2<R＋d)；粒子3从距O点r2的位置入射并从距O点r1的位置出射；粒子4从距O点r1的位置入射并从距O点r2的位置出射，轨迹如图乙中虚线所示。则(　　) A．粒子3入射时的动能比它出射时的大 B．粒子4入射时的动能比它出射时的大 C．粒子1入射时的动能小于粒子2入射时的动能 D．粒子1入射时的动能大于粒子3入射时的动能 BD　解析：在截面内，极板间各点的电场强度大小与其到O点的距离成反比，可设为Er＝k，带正电的同种粒子1、2在均匀辐向电场中做匀速圆周运动，则有qE1＝m，qE2＝m，可得mv12＝＝，即粒子1入射时的动能等于粒子2入射时的动能，C错误；粒子3从距O点r2的位置入射并从距O点r1的位置出射，做向心运动，静电力做正功，则动能增大，粒子3入射时的动能比它出射时的小，A错误；粒子4从距O点r1的位置入射并从距O点r2的位