寒假作业(三) 电容器、带电粒子在电场中的运动-【步步维赢·优练必刷】2025-2026学年高二物理寒假作业

高二物理寒假作业（三）电容 知一识点一记 1.对电容的理解 (1)电容器的电容是反映其储存电荷本 领大小的物理量，完全由电容器本身的 属性决定，跟电容器是否带电、带电荷量 多少以及两极板间电势差的大小无关， (2)对于一个确定的电容器，电容C是不 变的，故当电容器所带电荷量分别为Q, 和Q2时，有C= 8,c-8,则c 88-8品即电容的大小在数值上还 等于电容器所带电荷量的变化量△Q与 电容器两极板间电压的变化量△U的 比值. 2.带电粒子两个偏转量 1)偏转距离：y=)g (2)偏转角度：tan0=飞=9LU vo mvod 3.两个有用的推论 (1)粒子从偏转电场中射出时，其速度方 向的反向的延长线与初速度方向的延长 线交于一点，此点平分沿初速度方向的 位移 (2)位移方向与初速度方向间的夹角的 正切为速度偏转角正切的，，即tana= 2tan9,其中a为位移方向与初速度方向 间的夹角 器、带电粒子在电场中的运动 一精典题一练 1.如图所示是由电源E、 灵敏电流计G、滑动变 阻器R和平行板电容 器C组成的电路，开关S闭合.在下列四个 过程中，灵敏电流计中有方向由a到b电流 的是 ( A.在平行板电容器中插入电介质 B.减小平行板电容器两极板间的距离 C.减小平行板电容器两极板的正对面积 D.增大平行板电容器两极板的正对面积 2.某区域的电场线分 布如图所示，其中间 一根电场线是直线， 一带正电的粒子从直线上的O点由静止 开始在电场力作用下运动到A点，取O 点为坐标原点，沿直线向右为x轴正方 向，粒子的重力忽略不计.在由O点到A 点的运动过程中，下列关于粒子的运动 速度v和加速度a随时间t的变化、粒子 的动能Ek和运动径迹上电势9随位移x 的变化图线可能正确的是 3.如图所示，a、b两个带 正电的粒子，以相同的 速度先后垂直于电场 B 线从同一点进入平行板间的匀强电场 后，a粒子打在B板的a'点，b粒子打在 B板的b点，若不计重力，则 ( A.a的电荷量一定大于b的电荷量 B.b的质量一定大于a的质量 C.a的比荷一定大于b的比荷 D.b的比荷一定大于a的比荷 4.一平行板电容器两极板间充满云母介 质，接在恒压直流电源上.若将云母介质 移出，则电容器 A.极板上的电荷量变大，极板间的电场 强度变大 B.极板上的电荷量变小，极板间的电场 强度变大 C.极板上的电荷量变大，极板间的电场 强度不变 D.极板上的电荷量变小，极板间的电场 强度不变 5.如图所示，两极板与电 源相连接，电子从负极 板边缘垂直于电场方向 射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞 出，现在使电子入射速度变为原来的2 倍，而电子仍从原位置射入，且仍从正极 ·8 板边缘飞出，则两极板的间距应变为原 来的 ( A.2倍 B.4倍 c n 6.α粒子和质子在同一点由静止出发，经过 相同的加速电场后，进入同一匀强磁场 中做匀速圆周运动.已知α粒子和质子的 质量之比m。：mH=4：1,电荷量之比 9。：q1=2:1,则它们在磁场中做圆周运 动的周期之比T：TH为 ( A.1:4 B.4:1 C.2:1 D.1:2 7.如图所示，M、N是在真空中 竖直放置的两块平行金属 板.质量为m、电荷量为q的 带负电粒子（不计重力）以初速度。由小 孔水平射入两金属板间，当M、N间的电 压为U时，粒子刚好能到达N板.如果 要使这个带电粒子到达M、N两金属板 中线位置处即返回，则下列措施能满足 要求的是 A.使初速度减小为原来的) B.使M、N间的电压提高为原来的4倍 C.使M、N间的电压加倍 D.使初速度减小为原来的？，同时M、N 间的电压加倍 8.如图所示，用静电计可以测量已充电的 平行板电容器两极板间的电势差U,现使 B板带正电，则下列判断正确的是() A.增大两极板之间的距离，静电计指针 张角变大 B.将A板稍微上移，静电计指针张角将 变大 C.若将玻璃板插入两板之间，则静电计 指针张角变大 D.若将A板拿走，则静电计指针张角变 为零 9.电流传感器可以把mA 电容器放电电流随 时间变化的规律描 2 绘出来.一个电容器 46 先把它接到8V的电源上充电，然后通 过电流传感器放电，其电流随时间变化 的图象如图所示.由图象和坐标轴所围 的面积知道电容器放电前所带的电荷 量，已知如图所围的面积约为40个方格， 由图可算出电容器的电容为 F ·9 10.一束电子流在经U= 5000V的加速电压加 速后，以速度v,在与 两极板等距离处垂直 进入平行板间的匀强电场，如图所示， 若两板间距离d=1.0cm,板长l= 5.0cm,那么要使电子能从平行板间飞 出，两个极板上最大能加多大电压？能为EB=EA一WB=0-WAB=3X10-5J. 同理，C点的电势能为Ec=EA一WA=0一 Wc=1.8×105J. 答案：增加了1.8×105J3×105J1.8× 105J 10.解析：(1)静电力做负功，电势能增加，无限远 处的电势为零，电荷在无限远处的电势能也为 零，即p=0,Epo=0. 由WA=E一EM得EA=E∞一WA=0 (-1.2×10-4J)=1.2×10-4J. 再由9x-号得e=1.2X10V。 (2)A点的电势是由电场本身决定的，跟A点 是否有电荷存在无关，所以q未移入电场前，A 点的电势仍为1.2×101V. 答案：(1)1.2×10-4J1.2×10V (2)1.2×10V 高二物理寒假作业（三）电容器、带电粒子 在电场中的运动 1.C电容器保持和电源连接，电压U一定，在平 行板电容器中插入电介质，由C=S 4ra知电容 增大，由C=吕知常电荷量增加，电容器元电， 电路中有由b到a方向的电流通过电流计，故A 错误.减小平行板电容器两极板间的距离，由C 下心知电容增大·由C三号知带电荷量增加 电容器充电，电路中有由b到a方向的电流通 过电流计，故B错误.减小平行板电容器两极板 的正对百款，由C一如电容成小，由C-是 知带电荷量减小，电容器放电，电路中有由a到b 方向的电流通过电流计，故C正确.同理，D错误. 2.B带正电的粒子从O点向A点运动过程中， 电场线先变疏再变密，电场强度先变小后增大， 故电场力和粒子的加速度也是先变小后变大，B 正确；粒子从)向A运动，一直加速，但加速度 先变小后变大，其速度一时间图象的斜率也是 先变小后变大，A错误；从O到A,电场强度先 变小后变大，单位长度上的电势降落也应是先 变小后变大，C错误；根据E=)m心=Fx,知 Ek一x图象的斜率为力F,从O到A粒子所受 ·4 的电场力先减小后增大，故Ek一x图象的斜率 也应是先减小后增大，D错误. 3.C粒子在电场中做类平抛运动，由匀变速直线 运动规律九=24d以及牛频第二定律a=阳， n 可知a粒子的比荷一定大于b粒子的比荷，故 选项A、B、D错误，选项C正确. 4.D平行板电容器电容的表达式为C=S 4πkd,将 极板间的云母介质移出后，导致电容器的电容 C变小.由于极板间电压不变，据Q=CU知，极 板上的电荷量变小.再考虑到极板间电场强度 E=号由于U,d不交，所以极板间电场强度不 变，选项D正确. 5.C电子在两极板间做类平抛运动，水平方向 =1=品，竖直方向d=2ai- 2ndu,故 即dc故C正确) 6.C加速电场中qU=2mw,匀强磁场中Bg mR即R=贺，由质量之比和电荷量之比可得 U。:H=√1：2，R。:RH=V√2：1，再由圆周运 动中T=2R,最终可得T。:Tm=2:1. 7.C粒子从进入金属板间至到达N板的过程 中，由动能定理得一gEd=0-2mw,所以带 电粒子离开M板的最远距离为d二E,设改 变条件后带电粒子离开M板的最远距离为x, 若电压提高为原来的2倍，则金属板间的电场 强度也为原来的2倍，则x=号故C正确，结合 上面分析可知，若使初速度减小为原来的，则 x=A错误.若电压提高为原来的4倍，则金 属板间的电场强度也为原来的4倍，则x=④， 4 1 故B错误，若初速度减小为原来的2，电压变为 原来的2倍，则x=8,D错误。 8.AB电容器上所带电荷量一定，由公式C= 4ka知，当d变大时，C变小.再由C-是得U ES 变大，选项A正确：当A板上移时，正对面积S 变小，C也变小，U变大，选项B正确；当插入玻 璃板时，C变大，U变小，选项C错误；当将A板 拿走时，相当于使d变得更大，C更小，故U应 更大，选项D错误. 9.解析：根据Q=It以及图象的含义可知，图象与 时间轴所围成的面积表示电荷量，则可知：电荷 量q=40×0.2×103×0.4C=3.2×103C, 电容器的电容C=号=4X104E. 答案：4×10-4 10.解析：加速过程中，由动能定理有： 进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做 匀速直线运动，有 l=vo1. 在垂直于板面的方向，电子做匀加速直线 运动， 加速度a=F-eU 品一，偏移的距离y=a. 电子能飞出的条件号 联立解得U'<2U4-2X5000X1.0X10V 12 (5.0×102)2 =4.0×102V, 即要使电子能飞出，两极板上所加电压最大为 400V. 答案：400V 高二物理寒假作业（四）电源和电流导体的电 阻、导体电阻率的测量 1.C电流是有方向的，电流的方向是人为规定 的.物理上规定正电荷定向移动的方向为电流 的方向，则负电荷定向移动的方向一定与电流 的方向相反. 2.A设在整个环中运行的电子数目为，这些电 子道过关一我面所用时间为1，则：-塑。=8 109 义106s,由1=冬=，解得n=亚 ·4 、10X106×X8X10个=5.0×10个，故A 正确， 3.D导线原来的电阻为R=P5,拉长后长度变 为21，横截面积变为，所以R'=0S- 2 4R.导线原来两端的电压为U=IR,拉长后为 U'=IR'=4IR=4U,D正确. 4.Cq=1,m=9==9.375X101个. ee 12r2x,方向与电子运 5.C电流大小I=4=e=e 动的方向相反，即沿逆时针方向，选项C正确 6.C当滑片上移时，灯泡与滑动变阻器并联部分 的阻值增大，分得电压增大；当滑片移到最上端 时，灯泡电压达到最大值U,故选项C正确. 7.C设电阻板厚度为h,由电阻定律有R,= L2 DR0:所以R:R,=LL,故( 正确. 8.CD金属导体随着温度升高，电阻率变大，从 而导致电阻增大，对于半导体材料，电阻随着温 度升高而减小，因此由题图可知，图线甲反映金 属导体的电阻随温度的变化，图线乙反映半导 体材料的电阻随温度的变化.故C、D正确，A、B 错误. 9.解析：(1)圆柱体的直径为1.5mm十34.2× 0.01mm=1.842mm;长度为42mm+8× 0.05mm=42.40mm=4.240cm. (2)由肤姆定律R=号和电阻定律R=, 袋立得-究 答案：(1)1.842(1.841~1.844均可)4.240 (2)πDU 4IL 10解折：R-号-n=6×10n 由题意知：l=d=102m,S=10-4m2, 由R=PS得p- RS=6X10×100·m 10-2 =6×1042·m. 答案：6×102·m