《2022年高考物理總復(fù)習(xí) 第7章 第4課時(shí) 電容與電容器課時(shí)作業(yè)(含解析)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022年高考物理總復(fù)習(xí) 第7章 第4課時(shí) 電容與電容器課時(shí)作業(yè)(含解析)(6頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022年高考物理總復(fù)習(xí) 第7章 第4課時(shí) 電容與電容器課時(shí)作業(yè)(含解析)
一、單項(xiàng)選擇題
1.如圖1所示的電容式鍵盤(pán),是通過(guò)改變電容器的哪個(gè)因素來(lái)改變電容的( )
圖1
A.兩板間的距離 B.兩板間的電壓
C.兩板間的電介質(zhì) D.兩板的正對(duì)面積
【答案】A
【解析】本題考查電容器電容大小的決定因素.當(dāng)敲擊鍵盤(pán)時(shí)由公式C=可知改變了極板間距離,故選A.
2.如圖2所示,平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接,下極板接地.一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài).現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離,則( )
圖2
A.帶電油滴將沿豎直
2、方向向上運(yùn)動(dòng)
B.P點(diǎn)的電勢(shì)將降低
C.帶電油滴的電勢(shì)能將減小
D.若電容器的電容減小,則極板帶電荷量將增大
【答案】B
【解析】上極板向上移動(dòng)一小段距離后,板間電壓不變,仍為E,故電場(chǎng)強(qiáng)度將減小,油滴所受電場(chǎng)力減小,故油滴將向下運(yùn)動(dòng),A錯(cuò);P點(diǎn)的電勢(shì)大于0,且P點(diǎn)與下極板間的電勢(shì)差減小,所以P點(diǎn)的電勢(shì)降低,B對(duì);兩極板間電場(chǎng)方向豎直向下,所以P點(diǎn)的油滴應(yīng)帶負(fù)電,當(dāng)P點(diǎn)電勢(shì)減小時(shí),油滴的電勢(shì)能應(yīng)增加,C錯(cuò);電容器的電容C=,由于d增大,電容C應(yīng)減小,極板帶電荷量Q=CE將減小,D錯(cuò).
3.如圖3所示是測(cè)定液面高度h的電容式傳感器示意圖,E為電源,G為靈敏電流計(jì),A為固定的導(dǎo)體芯,B
3、為導(dǎo)體芯外面的一層絕緣物質(zhì),C為導(dǎo)電液體.已知靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系為:電流從左邊接線柱流進(jìn)電流計(jì),指針向左偏.如果在導(dǎo)電液體的深度h發(fā)生變化時(shí)觀察到指針正向左偏轉(zhuǎn),則( )
圖3
A.導(dǎo)體芯A所帶電荷量在增加,液體的深度h在增大
B.導(dǎo)體芯A所帶電荷量在減小,液體的深度h在增大
C.導(dǎo)體芯A所帶電荷量在增加,液體的深度h在減小
D.導(dǎo)體芯A所帶電荷量在減小,液體的深度h在減小
【答案】D
【解析】電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn),說(shuō)明流過(guò)電流計(jì)G的電流由左→右,則導(dǎo)體芯A所帶電荷量在減小,由Q=CU可知,芯A與液體形成的電容器的電容減小,則液體的深度h在減小,故D正確.
4、
4.(xx·汕頭模擬)一充電后的平行板電容器保持兩極板的正對(duì)面積、間距和電荷量不變,在兩極板間插入一電介質(zhì),其電容C和兩極板間的電勢(shì)差U的變化情況是( )
A.C和U均增大 B.C增大,U減小
C.C減小,U增大 D.C和U均減小
【答案】B
【解析】根據(jù)平行板電容器電容公式C=,在兩板間插入電介質(zhì)后,電容C增大,因電容器所帶電荷量Q不變,由C=可知,U=減小,B正確.
5.靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上制成的,用其指針張角的大小來(lái)定性顯示其金屬球與外殼之間的電勢(shì)差大?。鐖D4所示,A、B是平行板電容器的兩個(gè)金屬板,G為靜電計(jì).開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S閉合,靜電計(jì)指針張開(kāi)一定角度,為了使指針張開(kāi)
5、的角度增大些,下列采取的措施可行的是( )
圖4
A.?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S后,將A、B分開(kāi)些
B.保持開(kāi)關(guān)S閉合,將A、B兩極板分開(kāi)些
C.保持開(kāi)關(guān)S閉合,將A、B兩極板靠近些
D.保持開(kāi)關(guān)S閉合,將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)
【答案】A
【解析】要使靜電計(jì)的指針張開(kāi)角度增大些,必須使靜電計(jì)金屬球和外殼之間的電勢(shì)差增大,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后,將A、B分開(kāi)些,電容器的帶電荷量不變,電容減小,電勢(shì)差增大,A正確;保持開(kāi)關(guān)S閉合,將A、B兩極板分開(kāi)或靠近些,靜電計(jì)金屬球和外殼之間的電勢(shì)差不變,B、C錯(cuò)誤;保持開(kāi)關(guān)S閉合,將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向右或向左移動(dòng),靜電計(jì)金屬球和外殼之間的電勢(shì)差不變,D錯(cuò)誤
6、.
二、雙項(xiàng)選擇題
6.如圖5所示,兩塊較大的金屬板A、B相距為d,平行放置并與一電源相連,S閉合后,兩板間恰好有一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的油滴處于靜止?fàn)顟B(tài),以下說(shuō)法正確的是( )
圖5
A.若將S斷開(kāi),則油滴將做自由落體運(yùn)動(dòng),G表中無(wú)電流
B.若將A向左平移一小段距離,則油滴仍然靜止,G表中有b→a的電流
C.若將A向上平移一小段距離,則油滴向下加速運(yùn)動(dòng),G表中有b→a的電流
D.若將A向下平移一小段距離,則油滴向上加速運(yùn)動(dòng),G表中有b→a的電流
【答案】BC
【解析】將S斷開(kāi),電容器電荷量不變,板間場(chǎng)強(qiáng)不變,故油滴仍處于靜止?fàn)顟B(tài),A錯(cuò)誤;若S閉合,將A板左移,由E=
7、可知,E不變,油滴仍靜止,但因C變小,電容器極板電荷量變小,因此有由b→a的電流,B正確;將A板上移,由E=可知,E變小,油滴應(yīng)向下加速運(yùn)動(dòng),因C變小,電容器要放電,因此有由b→a的電流流過(guò)G,C正確;將A板下移時(shí),板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大,油滴受的電場(chǎng)力增加,油滴向上加速運(yùn)動(dòng),但因C增大,電容器要充電,因此有由a→b的電流流過(guò)G,故D錯(cuò)誤.
7.下列關(guān)于電容器的說(shuō)法中正確的是( )
A.電容器是儲(chǔ)存電荷和電能的器件
B.互相絕緣、相互靠近的兩個(gè)導(dǎo)體構(gòu)成電容器的電極,電容跟這兩個(gè)導(dǎo)體是否帶電有關(guān)
C.電容器所帶電荷量是指每個(gè)極板所帶電荷量
D.電容器的充電過(guò)程是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能的
8、過(guò)程,電容器的放電過(guò)程是將電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程
【答案】AD
【解析】電容器不僅能儲(chǔ)存電荷,也能儲(chǔ)存電能,A正確;每個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值才是電容器的所帶電荷量,C錯(cuò)誤;由電容器的定義知D正確,B錯(cuò)誤.
8.(xx·普寧模擬)如圖6,平行板電容器的兩個(gè)極板與水平地面成一角度,兩極板與一直流電源相連.若一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過(guò)電容器,則在此過(guò)程中,該粒子( )
圖6
A.所受重力與電場(chǎng)力平衡 B.電勢(shì)能逐漸增加
C.動(dòng)能逐漸增加 D.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)
【答案】BD
【解析】粒子做直線運(yùn)動(dòng),其重力和電場(chǎng)力的合力應(yīng)與速度共線,如圖所示.重力與電場(chǎng)力不共
9、線,不可能平衡,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電場(chǎng)力做負(fù)功,因而電勢(shì)能增加,選項(xiàng)B正確;合力做負(fù)功,動(dòng)能減小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電容器的極板與直流電源相連,即其電壓、板間的場(chǎng)強(qiáng)不變,則電場(chǎng)力不變,合力恒定,因而粒子做勻變速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D正確.
9.如圖7所示,平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接,下極板接地.一帶電油滴位于容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài).現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離( )
圖7
A.帶電油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)
B.P點(diǎn)的電勢(shì)將降低
C.帶電油滴的電勢(shì)能將增加
D.若電容器的電容減小,則極板帶電荷量將增大
【答案】BC
【解析】上極
10、板向上移動(dòng)一小段距離后,板間電壓不變,故電場(chǎng)強(qiáng)度將減小,油滴所受電場(chǎng)力減小,故油滴將向下運(yùn)動(dòng),A錯(cuò);P點(diǎn)的電勢(shì)大于0,且P點(diǎn)與下極板間的電勢(shì)差減小,因下極板接地,故P點(diǎn)的電勢(shì)將降低,B對(duì);油滴向下運(yùn)動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力做負(fù)功,油滴的電勢(shì)能增加,C對(duì);電容器的電容C=,由于d增大,電容C減小,極板帶電荷量Q=CU將減小,D錯(cuò).
10.如圖8所示的電路,水平放置的平行板電容器中有一個(gè)帶電液滴正好處于靜止?fàn)顟B(tài).為了使液滴豎直向上運(yùn)動(dòng),下列操作可行的是( )
圖8
A.?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān),將兩板間的距離拉大一些
B.?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān),將兩板水平地向相反方向移開(kāi)一些
C.保持開(kāi)關(guān)閉合,將兩板間的距離減小一些
D.
11、保持開(kāi)關(guān)閉合,以兩板各自的左側(cè)板沿為軸,同時(shí)向上(即逆時(shí)針?lè)较?轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)小角度
【答案】BC
【解析】斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí),電容器所帶電荷量不變,由Q=CU、U=Ed及C=知A項(xiàng)中場(chǎng)強(qiáng)不變,B項(xiàng)中場(chǎng)強(qiáng)變大,A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;保持開(kāi)關(guān)閉合時(shí),電容器兩極板間電壓不變,由U=Ed可判定C項(xiàng)正確,在D項(xiàng)中,如圖所示,當(dāng)極板間距離減小為dcos θ時(shí),電場(chǎng)力在豎直方向上的分力為qE′cos θ=q·cos θ=q仍不變,此時(shí)液滴沿水平方向向左做加速運(yùn)動(dòng),D錯(cuò)誤.
三、非選擇題
11. (xx·沈陽(yáng)月考)如圖9所示,水平放置的兩平行金屬板A、B接在U=4 000 V的直流電源上,兩極板間距離為2 cm
12、,A極板接地,電場(chǎng)中a點(diǎn)距B極板1 cm,b點(diǎn)和c點(diǎn)均距A極板0.5 cm,求:
圖9
(1)a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度;
(2)a、c之間的電勢(shì)差;
(3)電子在b點(diǎn)的電勢(shì)能;
(4)電子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),電場(chǎng)力做的功.
【答案】(1)2×105 V/m (2)-1 000 V
(3)1.6×10-16 J (4)1.6×10-16 J
【解析】(1)a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為
E== V/m=2×105 V/m.
(2)a、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為
Uac=-Uca=-Edca=-2×105×(2-1-0.5)×10-2 V=-1 000 V.
(3)b點(diǎn)的電勢(shì)為
φb=-UAb=-Ed
13、Ab=-2×105×0.5×10-2 V=-1 000 V
電子在b點(diǎn)的電勢(shì)能為
Epb=eφb=-1.6×10-19×(-1 000) J
=1.6×10-16 J.
(4)電子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),電場(chǎng)力做的功為
W=eUac=-1.6×10-19×(-1 000) J
=1.6×10-16 J.
12.如圖10所示,一平行板電容器水平放置,板間距離為d,上極板開(kāi)有一小孔,質(zhì)量均為m,帶電荷量均為+q的兩個(gè)帶電小球(視為質(zhì)點(diǎn)),其間用長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣輕桿相連,處于豎直狀態(tài),已知d=2L,今使下端小球恰好位于小孔中,由靜止釋放,讓兩球豎直下落.當(dāng)下端的小球到達(dá)下極板時(shí),速度剛好為零.試求:
圖10
(1)兩極板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度;
(2)兩球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度.
【答案】(1) (2)
【解析】(1)兩球由靜止開(kāi)始下落到下端的小球到達(dá)下極板的過(guò)程中,由動(dòng)能定理得
2mgd-Eqd-Eq(d-L)=0
解得E=.
(2)兩球由靜止開(kāi)始下落至上端小球恰好進(jìn)入小孔時(shí)兩球達(dá)到最大速度,此過(guò)程利用動(dòng)能定理得
2mgL-EqL=×2mv2
解得v= .