高中物理第一章静电场电容器与电容导学案新人教选修

第八节、电容器与电容（1课时）
教材分析：
教材首先讲解了电容的功用，通过介绍电容器的构造及使用，使学生认识电容器有储存电荷的本领，同时介绍了电容的概念、定义式，再讲解电容器的电容与哪些因素有关．整个这一节的内容，是后面学习LC振荡电路的必备知识，是学习交变电路和电子线路的基础，关于电容器的充放电现象和电容概念，是高中物理教学的重点和难点之一，又比较抽象，因此再教学中，可以多增设实验，让学生易于理解和接受，同时培养学生的实验观察能力和科学探究能力．
一、教学目标
（一）知识与技能
1、通过媒体展示电容器实物让学生知道什么是电容器及常见的电容器的构成；
2、通过电容充放电现象的实验演示让学生理解电场能的基本概念，知道电容器充电和放电时的能量转换；
3、通过多媒体展示“水容量”和“电容量”的动态变化过程理解电容器电容的概念及定义式，并能用来进行有关的计算；
4、通过实验演示让学生知道平行板电容器的电容与哪些因素有关，有什么关系；掌握平行板电容器的决定式并能运用其讨论有关问题，培养学生分析问题与解决问题的能力。

（二）过程与方法
结合实物观察与演示，通过学生的亲自实践与体会，在具体练习的计算过程中理解掌握电容器的相关概念、性质。

（三）情感态度与价值观
体会电容器在实际生活中的广泛应用，培养学生探究新事物的兴趣；电容器两极带等量异种电荷，让学生体会物理学中的对称美。

二、重点、难点、疑点及解决办法
1．重点
电容的概念，影响电容大小的因素
2．难点
电容的概念，电容器的电量与电压的关系，电容的充、放电
3．疑点
两极间电势差增加1伏所需电量的多少是衡量电容器电容大小的标志。

4．解决办法
用充了电的电容器短路放电产生白炽的火花使学生感受到电容器有“容纳（储存）电荷”的功能。

为使学生理解充、放电的抽象过程。

用自制的充放电的电路中的示教电流表显示充、放电过程，为使学生理解电容器电量与电压的抽象关系，不同电压、不同电容的电容器充电再放电时的声音与亮光形象的展示这一抽象关系。

运用演示实验讲授这一课，可取得较好的教学效果；若只停留在理论上和抽象的论证，学生是难以理解和接受的
三、教具准备：常见的电容器示教板，带电羽的平行板电容器，静电计，介质板，感应起电机，电线，各种电容器（包括“25V 4700μF”电容一只和一个可用来拆开的纸制电容器），学生电源一个，导线若干，起电机．
四、教学方法：实验教学法
五、教学过程：
（一）、复习、演示，引入新课
两块相互靠近，平行放置的金属板，如果分别带上等量异种电荷，它们之间有没有电场？（同时板画）
两金属板间有没有电势差？
教师归纳小结：
由此可见，相互靠近的两金属板构成的装置具有储存电荷的作用，或者说它可以容纳电荷，而两板所带正、负电荷越多，板间电场就越强，两板间的电势
差就越大（稍作解释）。

那么有什么方法可以使两金属板带上正、负电荷呢？
将两金属极分别按到电源的正、负两板上（同时画出电路）。

（实验演示1）将“25v 4700μF”电容器（出示实物）充以16V电压，然后短路放电产生白炽的火花，并发出较大的声响。

（激发学生学习本节兴趣）然后教师明确告诉学生“电容器可以容纳电荷”。

如何解释这一现象呢？（学生疑惑）现在我们来学习有关电容器的知识。

（板书课题）
（二）新课教学：
展示各种电容器。

并做解释：这是一种能容纳电荷的容器，今天我们来先来学习它——电容器以及描述它容纳电荷本领的物理量——电容
1、电容器
（1）构造：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成一个电容器（讲解：电容器中将两片锡箔纸作为电容器的两个极板，两个极板非常靠近，中间的绝缘层用薄绝缘纸充当，分别用两根导线连接两极．这就是电容器的结构）。

（2）电容器的充电、放电：
[实验演示2]：把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。

这个过程叫做充电。

现象：从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。

充电后，切断与电源的联系，两个极板间有电场存在，充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中，称为电场能。

[实验演示3]：把充电后的电容器的两个极板接通，两极板上的电荷互相中和，电容器就不带电了，这个过程叫放电。

现象：从灵敏电流计可以观察到短暂的放电电流。

放电后，两极板间不存在电场，电场能转化为其他形式的能量。

问题1：电容器在充、放电的过程中的能量转化关系是什么?待学生讨论后总结如下： 【板书】充电——带电量Q 增加，板间电压U 增加，板间场强E 增加， 电能转化为电场能 放电——带电量Q 减少，板间电压U 减少，板间场强E 减少，电场能转化为电能
问题2：电容器可以充入的电量 是无限的么？如何描述电容器容纳电荷的本领？（且听下面分解。

）
2、电容
与水容器类比后得出（动画演示）。

说明：对于给定电容器，相当于给定柱形水容器，C （类比于横截面积）不变。

这是量度式，不是关系式。

在C 一定情况下，
Q=CU ，Q 正比于U 。

（板书）定义：电容器所带的电量Q 与电容器两极板间的电势差U 的比值，叫做电容器的电容。

公式：U
Q
C =
单位：法拉（F ）还有微法（μF ）和皮法（pF ） 1F=10-6
μF=10-12pF
（4）电容的物理意义：电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，是由电容器本身的性质（由导体大小、形状、相对位置及电介质）决定的，与电容器是不是带电无关。

例1．某电容C=20P F ，那么用国际单位表示，它的电容为_________F ．
练习：
1．两个电容器电量之比为2：1，电压之比为1：2，则它们的电容之比（）
对于一个确定的电容器的电容正确的理解是（）
A.电容与带电量成正比
B .电容与电势差成反比
C .电容器带电量越大时，电容越大
D．对确定的电容器，每板带电量增加，两板间电势差必增加．用两节相同的电池给两个电容器C1和C2充电，已知C1＜C2，当达到稳定状态时，两电容器的电势差分别为U1和U2，则（）A．U1＞
U2． B．U1=U2
C．U1＜U2． D．无法确定U1与U2的大小关系用两节相同的电池给两个原来不带电的电容器C1和C2充电，已知C1＜C2，当达到稳定状态时，两电容器每板的带电量分别为Q1和Q2，则（）A．Q1＞Q2 B．Q1=Q2
C．Q1＜Q2． D．无法确定Q1与Q2的大小关系对于给定的电容器，在描述电容量C、带电量Q、两
板间电势差U的相互关系中，下列图1－16中正确
的是( )
3、平行板电容器的电容
（1）、[实验演示4]感应起电机给静电计带电（详参阅教材）
说明（多媒体演示）：静电计是在验电器的基础上制成的，用来测量电势差。

把它的金属球与一个导体相连，把它的金属外壳与另一个导体相连，从指针的偏转角度可以量出两个导体之间的电势差U。

平等板电容器由两块平行相互绝缘金属板构成：①两极间距d；②两极正对面积S．
（2）、量度：，Q是某一极板所带电量的绝对值．
（3）、影响平行板电容器电容的因素：
① ．，（ 、 不变），d 越大，偏转角度越小，C 越小。

② ．
，（
、
不变），S 越小，静电计的偏转角度越大， U 越大，电容C 越小；
③．保持Q 、d 、S 都不变，在两极板间插入电介质板，静电计的偏转角度并且减小，电势差U 越小电容C 增大。

说明插入比不插入电介质时电容大．
为介电常数，k 为静电力恒量．这里也可以用能的观点加以分析：电介质板插入过程中，由于束缚电
荷与极板上电荷相互吸引力做功，电势能减少，故电势差降低．
（4）、结论：平行板电容器的电容C 与介电常数ε成正比，跟正对面积S 成正比，跟极板间的距离d 成反比。

平行板电容器的决定式：真空 kd
S
C π4=
介质 kd S C r πε4=
例3．平行板电容器充电后,继续保持电容器的两极板与电源相连接,在这种情况下,如果增大两极板间的距离d,那么,两极板间的电势差U 、电容器所带的电量Q 、两极板间的场强E 各如何改变?
1．平行板电容器充电后,切断与电源的连接,在这种情况下,如果增大d,则U 、Q 、E 各如何改变？4、常用电容器（结合课本介绍P 135），出示常用的电容器
（1）介绍固定电容器． （2）介绍可变电容器． （3）介绍击穿电压． （三）、典型例题讲解
例1、（幻灯展示） 例2、（幻灯展示） 例3．（幻灯展示）
（四）小结：对本节内容要点进行概括
（幻灯展示）
五、巩固新课：1、引导学生完成问题与练习。

2、阅读教材内容。

（幻灯展示）
六、教学反思：
1．本节课在物理教学情景的设计上打乱了书中的教学结构，运用了多种教学手段，以增加学生对抽象概念的理解，特别是对“电场能”、“电容”概念的理解，运用实验和多媒体的教学手段，效果比较明显，从学生作业的反馈来看，作业的正确率达到了93.5%。

2．本节课在多媒体、实验的运用上，相互补充，克服了单一媒体运用对课堂教学呆板的形式，整合了课堂教学资源，起到了一定的作用。

3．本节课的教学容量较大，如果学生生源层次较差，这一教学设计，可能会加大学生学习的难度，可将本节课分为两节来让，第一节只讲“电容”的基本概念，第二节讲“电容”概念的运用和“平行板电容器”，这样可克服这一不足。

4．对教学的设计一定要针对学生的实际，遵循教育规律，运用新课改的精神，对教育教学资源进行优化组合，运用多种教育教学方法，提升学生的学力水平。

2019-2020学年高考物理模拟试卷
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1．以下各物理量属于矢量的是( ) A ．质量 B ．时间 C ．电流 D ．磁感应强度
2．一辆汽车在水平公路上拐弯，其运动可看成匀速圆周运动。

沿圆周运动半径方向的汽车轮胎与路面的最大静摩擦力为41.410N ⨯。

圆周运动的半径为80m ，汽车的质量为3
2.010kg ⨯。

在汽车做圆周运动过程中（ ）
A ．受重力、支持力、半径方向的静摩擦力、向心力
B ．为避免侧滑，向心加速度不能超过27.0m /s
C ．为避免侧滑，最大速度为30m /s
D ．速度为20m /s 时，在半径方向轮胎与地面间的摩擦力为41.410N ⨯
3．如图所示，在与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直的平面内，有一根长为s 的导线，量得导线的两个端点间的距离ab =d ，导线中通过的电流为I ，则下列有关导线受安培力大小和方向的正确表述是（ ）
A ．大小为BIs ，方向沿ab 指向b
B ．大小为BIs ，方向垂直ab
C ．大小为BId ，方向沿ab 指向a
D ．大小为BId ，方向垂直ab
4．如图所示，在半径为R 的半圆和长为2R 、宽为
3
3
R 的矩形区域内充满磁感应强度为B 的匀强磁场，方向垂直于纸面向里。

一束质量为m 、电量为q 的粒子（不计粒子间相互作用）以不同的速率从边界AC 的中点垂直于AC 射入磁场.所有粒子从磁场的EF 圆弧区域射出（包括E 、F 点）其中EO 与FO （O 为圆心）之间夹角为60°。

不计粒子重力.下列说法正确的是（ ）
A．粒子的速率越大，在磁场中运动的时间越长
B．粒子在磁场中运动的时间可能为2
3
m qB π
C．粒子在磁场中运动的时间可能为5
6
m qB π
D．粒子的最小速率为5
6 qBR m
5．下列说法正确的是（）
A．电子的发现说明原子具有核式结构
B．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
C．某金属在光照射下发生光电效应，入射光频率越高，该金属的逸出功越大
D．某金属在光照射下发生光电效应，入射光频率越高，逸出光电子的最大初动能越大
6．假设将來一艘飞船靠近火星时，经历如图所示的变轨过程，则下列说法正确的是（）
A．飞船在轨道Ⅱ上运动到P点的速度小于在轨道轨道Ⅰ上运动到P点的速度
B．若轨道I贴近火星表面，测出飞船在轨道I上运动的周期，就可以推知火星的密度
C．飞船在轨道I上运动到P点时的加速度大于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度
D．飞船在轨道Ⅱ上运动时的周期小于在轨道I上运动时的周期
7．1897年汤姆孙发现电子后，许多科学家为测量电子的电荷量做了大量的探索。

1907-1916密立根用带电油滴进行实验，发现油滴所带的电荷量是某一数值e的整数倍，于是称这数值为基本电荷，如图所示，两块完全相同的金属极板止对若水平放置，板间的距离为d，当质量为m的微小带电油滴在两板间运动时，所受它气阻力的大小与速度大小成正比。

两板间不加电压时，得以观察到油滴竖直向下做匀速运动，通过某一段距离所用时间为t1；当两板间加电压U（上极板的电势高）时，可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，且在时间t2内运动的距离与在时间t1内运动的距离相等。

忽略空气浮力，重力加速度为g。

下列说法正确的是（）
A．根据上板电势高时观察油滴竖直向上做匀速运动可以判定油滴带正电B．密立根根据实验数据计算出油滴所带的电荷量大约都是1.6×10-19C
C．根据不加电压和加电压两个匀速过程可以求解出油滴所带的电荷量
Q=
()
1
2
2
mgd t t
Ut
+
D．根据两板间加电压U（上极板的电势高）时观察到同油滴竖直向上做匀速运动，可以计算出油滴的电荷量Q=
mgd
U
8．如图所示物块A和B的质量分别为4m和m，开始A、B均静止，细绳拉直，在竖直向上拉力F＝6mg 作用下，动滑轮竖直向上运动．已知动滑轮质量忽略不计，动滑轮半径很小，不考虑绳与滑轮之间的摩擦，细绳足够长，在滑轮向上运动中，物块A和B的加速度分别为
A．a A＝
1
2
g，a B＝5g B．a A＝a B＝
1
5
g
C．a A＝
1
4
g，a B＝3g D．a A＝0，a B＝2g
9．a、b两车在平直公路上行驶，其v－t图象如图所示，在t＝0时，两车间距为s0，在t＝t1时间内，a 车的位移大小为s，则()
A．0～t1时间内a、b两车相向而行
B．0～t1时间内a车平均速度大小是b车平均速度大小的2倍
C．若a、b在t1时刻相遇，则s0＝
2
3
s
D．若a、b在1
2
t
时刻相遇，则下次相遇时刻为2t1
10．如图所示，质量为m、电阻为r的“U”字形金属框abcd置于竖直平面内，三边的长度ad=dc=bc=L，两顶点a、b通过细导线与M、N两点间的电源相连，电源电动势为E。

内阻也为r。

匀强磁场方向垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状态。

不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力，重力加速度为g。

下列说法正确的是（）
A．M点应接电源的正极B．电源的输出功率为
2 2 E r
C．磁感应强度的大小为mgr D．ad边受到的安培力大于bc边受到的安培力
二、多项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
11．如图所示为用绞车拖物块的示意图。

拴接物块的细线被缠绕在轮轴上，轮轴逆时针转动从而拖动物块。

已知轮轴的半径R=0.5m，细线始终保持水平，被拖动的物块初速度为零，质量m=1kg，与地面间的动摩擦因数μ=0.5，轮轴的角速度ω随时间t变化的关系是ω=kt，k=2rad/s2，g取10m/s2，以下判断正确的是（）
A．物块的加速度逐渐增大B．细线对物块的拉力恒为6N
C．t=2s时，细线对物块的拉力的瞬时功率为12W D．前2s内，细线对物块拉力做的功为12J
12．如图所示，轻弹簧一端与不可伸长的轻绳OC、DC连接于C（两绳另一端均固定），弹簧另一端连接质
量为m的小球。

地面上竖直固定一半径为R、内壁光滑的1
4
开缝圆弧管道AB，A点位于O点正下方且与C
点等高，管道圆心与C点重合。

现将小球置于管道内A点由静止释放，已知轻绳DC水平，当小球沿圆弧管道运动到B点时恰好对管道壁无弹力，管道与弹簧间的摩擦不计，重力加速度为g。

则小球从A运动到B的过程中（）
A．弹簧一直处于伸长状态
B．小球的机械能不守恒
C．小球在B点的动能为mgR
D．轻绳OC的拉力不断增大
13．如图（甲）所示，平行光滑金属导轨水平放置，两轨相距L=0.4m，导轨一端与阻值R=0.3Ω的电阻相连，导轨电阻不计．导轨x＞0一侧存在沿x方向均匀增大的恒定磁场，其方向与导轨平面垂直向下，磁感应强度B随位置x变化如图（乙）所示．一根质量m=0.2kg、电阻r=0.1Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直，棒在外力F作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右变速运动，且金属棒在运动过程中受到的安培力大小不变．下列说法中正确的是（）
A．金属棒向右做匀减速直线运动
B．金属棒在x=1m处的速度大小为0.5m/s
C．金属棒从x=0运动到x=1m过程中，外力F所做的功为-0.175J
D．金属棒从x=0运动到x=2m过程中，流过金属棒的电量为2C
14．水平面上两个质量相等的物体甲和乙，它们分别在水平推力1F和2F作用下开始沿同一直线运动，运动一段时间后都先后撤去推力，以后两物体又各自运动一段时间后静止在同一位置，两物体的动能—位移
AB CO，则下列说法正确的是（）
图象如图所示，图中线段//
A．甲受到的摩擦力小于乙受到的摩擦力
B．两个水平推力的大小关系是1F大于2F
C．在两物体的加速阶段，甲的加速度等于乙的加速度
D．物体甲克服摩擦力做的功大于物体乙克服摩擦力做的功
15．如图甲所示在一条张紧的绳子上挂几个摆，a、c摆的摆长相同且小于b摆的摆长。

当a摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，使其余各摆也振动起来。

图乙是c摆稳定以后的振动图像，重力
加速度为g ，不计空气阻力，则（ ）
A ．a 、b 、c 单摆的固有周期关系为T a =T c <T b
B ．b 、c 摆振动达到稳定时，c 摆振幅较大
C ．达到稳定时b 摆的振幅最大
D ．由图乙可知，此时b 摆的周期T b 小于t 0
E.a 摆的摆长为
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三、实验题：共2小题
16．如图1所示，为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a 与钩
码的质量及小车和砝码的质量对应关系图。

钩码的质量为m 1，小车和砝码的质量为m 2，重力加速度为g 。

（1）下列说法正确的是_________。

A ．每次在小车上加减砝码时，应重新平衡摩擦力
B ．实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源
C ．本实验m 2应远小于m 1
D ．在用图象探究加速度与质量关系时，应作a ﹣2
1m 图象 （2）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，测得F=m 1g ，作出a ﹣F 图象，他可能作出图2中_____________（选填“甲”、“乙”、“丙”）图线。

此图线的AB 段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是______________。

A ．小车与轨道之间存在摩擦
B．导轨保持了水平状态
C．砝码盘和砝码的总质量太大
D．所用小车的质量太大
（3）实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，若轨道水平，他测量得到的
2
1
m﹣a图象，如图3。

设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则小车与木板间的动摩擦因数μ=________，钩码的质量
m1=________。

（4）实验中打出的纸带如图4所示。

相邻计数点间的时间是0.1s，图中长度单位是cm，由此可以算出小车运动的加速度是________m/s2。

17．某同学设计了如下实验装置，用来测定小滑块与桌面间的动摩擦因数。

如图甲所示，水平桌面上有一滑槽，其末端与桌面相切，桌面与地面的高度差为h。

让小滑块从滑槽的最高点由静止滑下，滑到桌面上后再滑行一段距离L，随后离开桌面做平抛运动，落在水面地面上的P点，记下平抛的水平位移x。

平移滑槽的位置后固定，多次改变距离L，每次让滑块从滑槽上同一高度释放，得到不同的水平位移x。

作出2
x L
-图像，即可根据图像信息得到滑块与桌面间的动摩擦因数μ（重力加速度为g）
(1)每次让滑块从滑槽上同一高度释放，是为了____________
(2)若小滑块离开桌面时的速度为v，随着L增大v将会_____（选填增大、不变或减小）
(3)若已知2x L
-图像的斜率绝对值为k，如图乙所示，则滑块与桌面间的动摩擦因数μ=____（用本题中提供的物理量符号表示）
四、解答题：本题共3题
18．如图所示，开口向上的汽缸C静置于水平桌面上，用一横截面积S=50cm2的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体，一轻绳一-端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数k=1400N/m的竖直轻弹簧A，A下端系有一质量m=14kg的物块B。

开始时，缸内气体的温度t=27°C，活塞到缸底的距离L1=120cm，弹簧恰好处于原长状态。

已知外界大气压强恒为p=1.0×105 Pa，取重力加速度g=10 m/s2，不计一切摩擦。

现使缸内气体缓慢冷却，求:
(1)当B刚要离开桌面时汽缸内封闭气体的温度
(2)气体的温度冷却到-93°C时离桌面的高度H
19．（6分）某种喷雾器的贮液筒的总容积为7.5 L，如图所示，装入6 L的药液后再用密封盖将贮液筒密封，与贮液筒相连的活塞式打气筒每次能压入300 cm3，1 atm的空气，设整个过程温度保持不变．
(1)要使贮气筒中空气的压强达到4 atm，打气筒应打压几次？
(2)在贮气筒中空气的压强达到4 atm时，打开喷嘴使其喷雾，直到内外气体压强相等，这时筒内还剩多少药液？
20．（6分）如图，在水橇跳台表演中，运动员在摩托艇水平长绳牵引下以16m/s的速度沿水面匀速滑行，其水橇（滑板）与水面的夹角为θ。

到达跳台底端时，运动员立即放弃牵引绳，以不变的速率滑上跳台，到达跳台顶端后斜向上飞出。

跳台可看成倾角为θ的斜面，斜面长8.0m、顶端高出水面2.0m。

已知运动
员与水橇的总质量为90kg，水橇与跳台间的动摩擦因数为15
、与水间的摩擦不计。

取g=10m/s2，不考
虑空气阻力，求：
(1)沿水面匀速滑行时，牵引绳对运动员拉力的大小；
(2)到达跳台顶端时，运动员速度的大小。

参考答案
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1．D
【解析】
矢量是既有大小，又有方向的物理量；
AB ．质量、时间只有大小而没有方向，都是标量，选项AB 错误；
C ．电流有大小和方向，但电流的合成不满足平行四边形定则，也是标量，选项C 错误；
D ．磁感应强度有大小，也有方向，是矢量，故选项D 正确。

2．B
【解析】
【详解】
A ．汽车在水平面做圆周运动时，沿圆周半径方向的静摩擦力提供向心力，这不是独立的两个力，A 错误；
B ．汽车向心力的最大值为4m 1.410N F =⨯，对应有最大向心加速度
2m m 70m/s .F a m
== B 正确；
C ．汽车达最大速度m v 时有
2m m v a r
= 则
m v =
C 错误；
D ．速度为20m/s v =时，对应的向心力
2
441.010N 1.410N v F m r
==⨯<⨯ 则半径方向轮胎与地面间的静摩擦力为41.010N ⨯，D 错误。

故选B 。

3．D
【解析】
【分析】
【详解】
导线的等效长度为d ，则所受的安培力为F=BId ，由左手定则可知方向垂直ab 。

故选D 。

4．B
【详解】
ABC ．粒子从F 点和E 点射出的轨迹如图甲和乙所示；
对于速率最小的粒子从F 点射出，轨迹半径设为r 1，根据图中几何关系可得：
22113(
)3
r r R R -= 解得 123
r R = 根据图中几何关系可得
11333sin 2
R r θ== 解得θ1=60°，所以粒子轨迹对应的圆心角为120°；
粒子在磁场中运动的最长时间为
118060223603m m t qB qB
ππ︒-︒=⨯=︒ 对于速率最大的粒子从E 点射出，轨迹半径设为r 2，根据图中几何关系可得
22223sin60cos603
()r r R R R =-︒+
︒ 解得 273
r R = 根据图中几何关系可得
223sin60533sin 14
R R r θ︒== 所以θ2＜60°，可见粒子的速率越大，在磁场中运动的时间越短，粒子的速率越小运动时间越长，粒子在
磁场中运动的最长时间为2 3m qB π，不可能为5 6m qB
π，故B 正确、AC 错误； D ．对从F 点射出的粒子速率最小，根据洛伦兹力提供向心力可得
11mv r qB
= 解得最小速率为
123qBR v m
= 故D 错误。

故选B 。

5．D
【解析】
【分析】
【详解】
A ． α粒子散射实验说明原子具有核式结构，故A 错误；
B ． β衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程，但电子不是原子核的组成部分，故B 错误；
CD ． 在光电效应现象中，金属的逸出功与入射光的频率无关；k 0E h
W =-ν 可知，入射光频率越高，逸出光电子的最大初动能越大，故C 错误D 正确。

故选D 。

6．B
【解析】
【详解】
A ．飞船从轨道Ⅱ到轨道I 时做向心运动，所以要减速，所以飞船在轨道Ⅱ上运动到P 点的速度大于在轨道轨道Ⅰ上运动到P 点的速度，故A 错误；
B ．由公式2
224Mm G m R R T
π=，解得： 23
2
4R M GT π= 密度
23
2324343
R M GT R V
GT ππρπ=== 故B 正确；。