专题突破卷08 电场中的图像专题和电容器专题-2025年高考物理一轮复习考点通关卷（新高考通用）

专题突破卷08 电场中的图像专题和电容器专题 建议用时：50分钟 考点序号 考点 考向 题型分布 考点1 电场中的图像问题 考向1：E-X图像的理解应用 考向2：EP-X图像的理解应用 考向3：Ψ-X图像的理解应用 7单选+3多选 考点2 电容器动态平衡问题 考向1：电容和电容器的理解应用 考向2：电容器的动态分析 考向3：电容器中的平衡问题 考向4：电容器中的能量问题 5单选+5多选 电场中的图像问题（7单选+3多选） 1．（2024·河北保定·三模）如图所示为某静电场中x正半轴上电势φ随x变化的规律图像，一个带电粒子在x轴坐标原点O由静止释放，粒子仅在电场力作用下沿x轴正向运动，粒子沿x轴正向运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．粒子带正电 B．电势能先减小后增大 C．电势能的最小值为零 D．加速度先减小后增大 2．（2024·辽宁锦州·模拟预测）如图甲所示，粗糙、绝缘的水平地面上，一质量的带负电小滑块（可视为质点）在处以的初速度沿x轴正方向运动，滑块与地面间的动摩擦因数。在及处有两个电性未知，电荷量分别为、的场源点电荷，滑块在不同位置所具有的电势能如图乙所示，P点是图线最低点，虚线AB是图像在处的切线，，下列说法正确的是（　　） A．滑块在处所受合外力小于0.5N B．两场源电荷均带负电，且 C．滑块向右一定可以经过处的位置 D．滑块向右运动过程中，速度始终减小 3．（2024·湖南衡阳·模拟预测）某静电场沿x轴分布，其电势φ随x变化规律如图所示，x轴上a、b两点切线斜率的绝对值，下列说法正确的是（　　） A．a点场强大小小于b点的 B．同一电荷在a点受到的电场力大小可能等于在b点的 C．同一正电荷在a点的电势能大于在b点的电势能 D．将一负电荷从a点移到b点，电场力做正功 4．（2024·四川成都·模拟预测）如图所示是电视机显像管主聚焦电场中的电场线分布图，中间一根电场线是直线，电子从O点由静止开始只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，在此过程中，关于电子运动速度v随时间t的变化图线，运动径迹上电势、加速度a、电子动能Ek随位移x的变化图线，下列一定不正确的是（　　） A． B． C． D． 5．（2024·四川眉山·模拟预测）如图所示为一静电场中沿x轴方向的电势随x变化的图像，现将一质量为m、带电荷量绝对值为q的点电荷由O点沿x轴正方向发出，点电荷初速度大小为，整个运动过程中点电荷只受电场力的作用。则（　　） A．在x轴上，由O点到处的电场强度逐渐减小 B．正电荷在O点处的电势能等于在处的电势能 C．如果点电荷带负电，当时点电荷运动到处速度减为0 D．如果点电荷带正电，点电荷在处的电势能为 6．（2024·重庆·模拟预测）取无穷远处电势为0，在x轴上固定有两个点电荷，x轴负半轴上电势随位置的分布如图所示，已知在处图像的切线平行于x轴，则（　　） A．在x轴负半轴上，x₁处的电场强度最大 B．两点电荷可能带同种电荷 C．将负试探电荷沿+x方向移动到x₁处，电场力做负功 D．两点电荷中正电荷的电荷量大于负电荷的电荷量 7．（2023·吉林白山·二模）空间中一静电场的电场强度E在x轴上分布情况如图所示，其中图像关于E轴对称，x轴上的A、B两点关于原点O对称。一电子仅在电场力的作用下从静止开始，由A点沿轴运动到B点。下列说法正确的是（　　） A．x轴上的电场强度方向沿x轴正方向 B．A、B两点的电势相等 C．电子从A点运动到B点的过程中，电子的加速度先增大后减小 D．电子从A点运动到B点的过程中，其所受电场力先做负功再做正功 8．（2024·山东·模拟预测）点电荷A、B分别固定在x轴上和处，规定无穷远处电势为零，x轴正半轴上电势与位置坐标的关系图像如图所示。则（    ） A．点电荷A、B带电荷量大小之比为1：2 B．除无穷远处，x轴上有3处电势为零的点 C．除无穷远处，x轴上只有1处场强为零的点 D．从处静止释放的负试探电荷能再次经过该点 9．（2024·福建厦门·三模）一带正电的金属板和一带负电的放电极形成电场，电场线分布如图所示。一电子从M沿直线运动到N，以放电极为原点，以MN方向为正方向建立x轴。该过程中，电场强度大小E、电子的加速度大小a、电势、电势能随x变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 10．（2024·四川·模拟预测）在某静电场中，一带电粒子仅在电场力作用下从的位置沿x轴正向做减速直线运动至速度为零。图1是电势能随位置变化的图像，其中E表示电场强度，表示粒子动能，v表示粒子速度大小，a表示粒子加速度大小，由此可以推断下图中图形可能正确的是（    ） A． B． C． D． 电容器专题（5单选+5多选） 1．（2024·陕西安康·模拟预测）如图所示，将电容器的下极板固定，则上极板向下移动的过程中，下列说法正确的是（    ） A．电容器的电容增大，电流方向由a流向b B．电容器的电容增大，电流方向由b流向a C．电容器的电容减小，电流方向由a流向b D．电容器的电容减小，电流方向由b流向a 2．（2024·广东·模拟预测）如图所示，平行板电容器两极板间距为，板带正电，板接地，两板间一点到板的距离为，电容器的电容为C，P点的电场强度为，取大地电势为零，则（　　） A．A板带电量为 B．点的电势为 C．、两板间的电压为 D．将板向上平移一小段距离，点的电势将降低 3．（2024·山西·模拟预测）如图所示，D是一支理想二极管（正向电阻为零，可视为短路；反向电阻无穷大，可视为断路），C是极板水平放置的平行板电容器，初始时不带电。当S接1且稳定后，处于两极板间P点的一带电油滴能保持静止状态。下列说法正确的是（　　） A．保持S接1，减小C两极板的正对面积，油滴会向上移动 B．保持S接1，将C的下极板上移，油滴会向下移动 C．将S从1掷到2，油滴将向下运动 D．将S从1掷到2，同时将下极板上移，油滴将向下运动 4．（2024·青海西宁·一模）图甲所示的是由导电的多晶硅制成的电容加速度传感器。图乙是其原理图，传感器可以看成由两个电容C1、C2组成，当传感器有沿着箭头方向的加速度时，多晶硅悬臂梁的右侧可发生弯曲形变。下列对这个传感器描述正确的是（　　） A．匀速向上运动时，C1减小，C2增加 B．匀速向下运动时，C1减小，C2增加 C．由静止突然加速向上运动时，C1减小，C2增加 D．正在匀速向上运动的传感器突然停止运动时，C1减小，C2增加 5．（2024·山东枣庄·一模）磷脂双分子层是构成细胞膜的基本支架，分子层之间具有弹性，可近似类比成劲度系数为的轻质弹簧。细胞膜上的离子泵可以输运阴阳离子，使其均匀地分布在分子层上，其结构示意如图所示。已知无限大均匀带电薄板周围的电场为匀强电场，静电力常量为k，介质的相对介电常数为，细胞膜的面积。当内外两膜层分别带有电荷量Q和-Q时，关于两分子膜层之间距离的变化情况，下列说法正确的是（　　） A．分子层间的距离增加了 B．分子层间的距离减小了 C．分子层间的距离增加了 D．分子层间的距离减小了 6．（2024·福建漳州·三模）如图，A、B为平行板电容器的两极板。初始时，电容器不带电，静电计的指针不张开。则（    ） A．S闭合时，静电计的指针张角立即增大到某一角度后保持不变 B．S闭合，稳定后将电阻箱R的阻值逐渐增大，静电计的指针张角不变 C．S闭合，稳定后再断开S，仅将A板向上平移一小段距离，静电计的指针张角增大 D．S闭合，稳定后再断开S，仅将A板向上平移一小段距离，A、B两板间场强变小 7．（2024·广西南宁·模拟预测）如图所示，水平放置的平行金属板M、N与输出电压恒为U的电源两极相连，两金属板M、N间的距离为d，正对面积为S，现恰好有一质量为m的带电油滴在两金属板中央悬浮不动，已知静电力常量为k，M、N间可看作真空，真空的介电常数，重力加速度为g，则（　　）    A．带电油滴的电荷量 B．金属板M所带电量 C．将金属板N突然下移，带电油滴获得向下的加速度 D．将金属板N突然上移，油滴未来得及发生位移的瞬间，油滴电势能减小为原来的倍 8．（2024·江西南昌·三模）电容式加速度传感器是常见的手机感应装置，结构如图所示。质量块的上端连接轻质弹簧，下端连接电介质，弹簧与电容器固定在外框上，质量块带动电介质移动改变电容，则下列说法正确的是（　　） A．电介质插入极板越深，电容器电容越大 B．当传感器处于静止状态时，电容器不带电 C．当传感器由静止突然向前加速时，会有电流由流向 D．当传感器匀速直线运动时，达到稳定后电流表指针不偏转 9．（2024·安徽合肥·三模）如图所示，平行板电容器两极板与直流电源、理想二极管D（正向电阻为零，反向电阻无穷大）、定值电阻R连接，电容器下板B接地，两板间P点有一带电油滴恰好处于静止状态，现将上极板A向上移动，则下列说法正确的是（　　） A．R中有从a到b的电流 B．两极板间电压保持不变 C．油滴的电势能不变 D．油滴仍保持静止状态 10．（2024·云南·模拟预测）如图所示，两个平行板电容器AB和A'B'水平放置，A板用导线与B'板相连，B板和A'板都接地，A、B'板带正电。电容器AB电压为，带电量为；电容器A'B'电压为，带电量为，若将右边电容器间的绝缘介质抽出，则（　　） A．减小 B．减小 C．减小 D．增大 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题突破卷08 电场中的图像专题和电容器专题 建议用时：50分钟 考点序号 考点 考向 题型分布 考点1 电场中的图像问题 考向1：E-X图像的理解应用 考向2：EP-X图像的理解应用 考向3：Ψ-X图像的理解应用 7单选+3多选 考点2 电容器动态平衡问题 考向1：电容和电容器的理解应用 考向2：电容器的动态分析 考向3：电容器中的平衡问题 考向4：电容器中的能量问题 5单选+5多选 电场中的图像问题（7单选+3多选） 1．（2024·河北保定·三模）如图所示为某静电场中x正半轴上电势φ随x变化的规律图像，一个带电粒子在x轴坐标原点O由静止释放，粒子仅在电场力作用下沿x轴正向运动，粒子沿x轴正向运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．粒子带正电 B．电势能先减小后增大 C．电势能的最小值为零 D．加速度先减小后增大 【答案】B 【详解】A．粒子从静止开始沿x轴正向运动，可知电场力方向先沿x轴正向，由图可知电势先升高则电场强度方向先沿x轴负向，表明粒子带负电，故A错误； BC．由图可知电势先升高后降低，粒子在沿x轴正向运动过程中，粒子电势能先减小后增大，由能量守恒可知，粒子的动能先增大后减小，根据再结图像可知，电势的最小值为负值，故B正确，C错误； D．图像的切线斜率先减小后增大再减小，因此电场强度先减小后增大再减小，加速度先减小后增大再减小，故D错误。 故选B。 2．（2024·辽宁锦州·模拟预测）如图甲所示，粗糙、绝缘的水平地面上，一质量的带负电小滑块（可视为质点）在处以的初速度沿x轴正方向运动，滑块与地面间的动摩擦因数。在及处有两个电性未知，电荷量分别为、的场源点电荷，滑块在不同位置所具有的电势能如图乙所示，P点是图线最低点，虚线AB是图像在处的切线，，下列说法正确的是（　　） A．滑块在处所受合外力小于0.5N B．两场源电荷均带负电，且 C．滑块向右一定可以经过处的位置 D．滑块向右运动过程中，速度始终减小 【答案】C 【详解】A．图像斜率的绝对值与所受电场力的大小成正比，则滑块在处所受电场力为0，所受合外力为摩擦力 故A错误； B．滑块在x=3m处电势能最低，因为滑块带负电，则该处的电势最高，因此两场源电荷均带负电。在处电场强度为0，则 又由 则 故B错误； C．如图乙所示，滑块在处的电势能与在处的电势能相等，根据能量守恒定律可知，若滑块能够经过处，则应满足 由 ， 由此可知，滑块一定可以经过处的位置，故C正确； D．滑块在处所受电场力大小为 因此，滑块在该处所受电场力大小大于滑动摩擦力，且方向相反，则滑块加速运动，故D错误。 故选C。 3．（2024·湖南衡阳·模拟预测）某静电场沿x轴分布，其电势φ随x变化规律如图所示，x轴上a、b两点切线斜率的绝对值，下列说法正确的是（　　） A．a点场强大小小于b点的 B．同一电荷在a点受到的电场力大小可能等于在b点的 C．同一正电荷在a点的电势能大于在b点的电势能 D．将一负电荷从a点移到b点，电场力做正功 【答案】D 【详解】A．由题意可知，φ~x图像的斜率表示场强的大小，由于 所以a点场强大于b点场强，故A错误； B．根据 同一电荷在a点受到的电场力大于在b点受到的电场力，故B错误； C．由图可知 根据 可知，同一正电荷在a点的电势能小于在b点的电势能，故C错误； D．将一负电荷从低电势移到高电势处，电势能减小，电场力做正功，故D正确。 故选D。 4．（2024·四川成都·模拟预测）如图所示是电视机显像管主聚焦电场中的电场线分布图，中间一根电场线是直线，电子从O点由静止开始只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，在此过程中，关于电子运动速度v随时间t的变化图线，运动径迹上电势、加速度a、电子动能Ek随位移x的变化图线，下列一定不正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AC．在v-t图像中，斜率表示加速度，而加速度由电场力产生，由于电场线的疏密表示电场强弱，所以电子在运动过程中，电场先增强后减弱，电场力先增大后减小，所以加速度应先增大后减小，故斜率应先增大后减小，故A正确，不符合题意，C错误，符合题意； B．沿电场线方向电势不断降低，同时φ-x图线切线的斜率表示电场强度的大小，故B正确，不符合题意； D．Ek-x图线切线的斜率表示电场力，电子在运动过程中电场力先增大后减小，速度一直增大，动能一直增大，故D正确，不符合题意。 故选C。 5．（2024·四川眉山·模拟预测）如图所示为一静电场中沿x轴方向的电势随x变化的图像，现将一质量为m、带电荷量绝对值为q的点电荷由O点沿x轴正方向发出，点电荷初速度大小为，整个运动过程中点电荷只受电场力的作用。则（　　） A．在x轴上，由O点到处的电场强度逐渐减小 B．正电荷在O点处的电势能等于在处的电势能 C．如果点电荷带负电，当时点电荷运动到处速度减为0 D．如果点电荷带正电，点电荷在处的电势能为 【答案】C 【详解】A．根据 可知图像的斜率表示电场强度，则在x轴上，由O点到处电场强度保持不变，故A错误； B．根据 由于O点处的电势高于处的电势，则正电荷在O点处的电势能大于在x轴上处的电势能，故B错误； C．如果点电荷带负电，当时，设点电荷可以运动到处，且速度大小为，根据动能定理可得 解得 故C正确； D．如果点电荷带正电，点电荷在处的电势能为 故D错误。 故选C。 6．（2024·重庆·模拟预测）取无穷远处电势为0，在x轴上固定有两个点电荷，x轴负半轴上电势随位置的分布如图所示，已知在处图像的切线平行于x轴，则（　　） A．在x轴负半轴上，x₁处的电场强度最大 B．两点电荷可能带同种电荷 C．将负试探电荷沿+x方向移动到x₁处，电场力做负功 D．两点电荷中正电荷的电荷量大于负电荷的电荷量 【答案】D 【详解】A．-x图像斜率绝对值表示电场强度大小，处电场强度为零，故A错误； BCD．在x负半轴上，电势有正有负，故两电荷一定带异种电荷。将负试探电荷沿+x方向移动到处，该过程电场力向右，电场力做正功，故BC错误，D正确。 故选D。 7．（2023·吉林白山·二模）空间中一静电场的电场强度E在x轴上分布情况如图所示，其中图像关于E轴对称，x轴上的A、B两点关于原点O对称。一电子仅在电场力的作用下从静止开始，由A点沿轴运动到B点。下列说法正确的是（　　） A．x轴上的电场强度方向沿x轴正方向 B．A、B两点的电势相等 C．电子从A点运动到B点的过程中，电子的加速度先增大后减小 D．电子从A点运动到B点的过程中，其所受电场力先做负功再做正功 【答案】C 【详解】A．电子仅在电场力的作用下从静止开始，由A点沿轴运动到B点，说明电子所受电场力沿x轴正方向，而电子带负电，则x轴上的电场强度方向沿x轴负方向，A错误； B．沿电场线电势降低，电场线由B指向A，则A点电势低于B点电势，B错误； C．根据 由图知，电子从A点运动到B点的过程中电场强度先增大后减小，所以电子的加速度先增大后减小，C正确； D．电子从A点运动到B点的过程中，电场强度方向沿x轴负方向，故电场力一直做正功，D错误。 故选C。 8．（2024·山东·模拟预测）点电荷A、B分别固定在x轴上和处，规定无穷远处电势为零，x轴正半轴上电势与位置坐标的关系图像如图所示。则（    ） A．点电荷A、B带电荷量大小之比为1：2 B．除无穷远处，x轴上有3处电势为零的点 C．除无穷远处，x轴上只有1处场强为零的点 D．从处静止释放的负试探电荷能再次经过该点 【答案】C 【详解】A．图线上某点切线的斜率表示该点的电场强度，结合题图可知，处的合场强为零，且点电荷A带负电，点电荷B带正电，设点电荷A、B带电荷量分别为和，结合点电荷场强公式和矢量合成有 可得 故A错误； B．将点电荷B拆成带电荷量大小等于的正点电荷和带电荷量大小等于的正点电荷，和A构成等量异种点电荷模型，结合电势分布特点可知，x轴上左侧电势一定大于零，与产生的电势叠加后也大于零；和A间存在电势小于零且与产生的电势叠加后等于零的位置，则除无穷远处，x轴上有2处电势为零的点，故B错误； C．同理，结合场强分布规律可知，除无穷远处，x轴上只有1处场强为零的点，故C正确； D．处场强沿x轴负方向，负试探电荷释放后沿x轴正方向运动，运动到处时动能最大，之后动能减小，根据能量守恒可知电荷速度减为零时，电势为零，即试探电荷将一直沿x轴正方向运动到无穷远处，故D错误。 故选C。 9．（2024·福建厦门·三模）一带正电的金属板和一带负电的放电极形成电场，电场线分布如图所示。一电子从M沿直线运动到N，以放电极为原点，以MN方向为正方向建立x轴。该过程中，电场强度大小E、电子的加速度大小a、电势、电势能随x变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】BD 【详解】A．由题知该电场为非匀强电场，电子从M沿直线运动到N，电场线疏密程度非均匀变化，可知题中电场强度随位移非线性变化，电场强度随位移在逐渐减小，A错误； B．电场强度随位移在逐渐减小，粒子所受电场力在逐渐减小，故粒子的加速度在逐渐减小，B正确； C．电子逆着电场线运动，电势随位移在逐渐增大，C错误； D．电子逆着电场线运动，电场力做正功，电势能随位移在逐渐减小，由于电场力减小，图像斜率减小，D正确； 故选BD。 10．（2024·四川·模拟预测）在某静电场中，一带电粒子仅在电场力作用下从的位置沿x轴正向做减速直线运动至速度为零。图1是电势能随位置变化的图像，其中E表示电场强度，表示粒子动能，v表示粒子速度大小，a表示粒子加速度大小，由此可以推断下图中图形可能正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】AB 【详解】AD．由于粒子只受电场力作用，因根据功能关系有 ΔEp=-qEΔx图像的斜率大小即为粒子所受电场力大小，从题图可知，图像的斜率随位移的增大而越来越大，因此粒子运动后所受的电场力随位移的增大而越来越大，因此电场强度越来越大，加速度也越来越大，但非线性增加，故A正确，D错误； B．由于粒子只受电场力作用，因此动能与电势能的和是定值，电势能非线性增加，则动能非线性减小，B正确； C．粒子的电势能增加，电场力做负功，动能减少，粒子做加速度增大的减速运动，C错误。 故选AB。 电容器专题（5单选+5多选） 1．（2024·陕西安康·模拟预测）如图所示，将电容器的下极板固定，则上极板向下移动的过程中，下列说法正确的是（    ） A．电容器的电容增大，电流方向由a流向b B．电容器的电容增大，电流方向由b流向a C．电容器的电容减小，电流方向由a流向b D．电容器的电容减小，电流方向由b流向a 【答案】B 【详解】上极板向下移动的过程中，电容器两极板间的距离减小，由分析知道，电容增大； 电容器与电池相连，其极板间电压保持不变，电容增大，由Q=CU得知，电量增大，电容器充电，由于上极板带正电，下极板带负电，则电路中形成的电流方向由b流向a。 故选B。 2．（2024·广东·模拟预测）如图所示，平行板电容器两极板间距为，板带正电，板接地，两板间一点到板的距离为，电容器的电容为C，P点的电场强度为，取大地电势为零，则（　　） A．A板带电量为 B．点的电势为 C．、两板间的电压为 D．将板向上平移一小段距离，点的电势将降低 【答案】B 【详解】A．板的带电量 故A错误； B．点的电势 故B正确； C．、两板间的电压为 故C错误； D．将板向上平移一小段距离，由于两板的带电量一定，因此两板间的电场强度不变，因此点的电势仍为，故D错误。 故选B。 3．（2024·山西·模拟预测）如图所示，D是一支理想二极管（正向电阻为零，可视为短路；反向电阻无穷大，可视为断路），C是极板水平放置的平行板电容器，初始时不带电。当S接1且稳定后，处于两极板间P点的一带电油滴能保持静止状态。下列说法正确的是（　　） A．保持S接1，减小C两极板的正对面积，油滴会向上移动 B．保持S接1，将C的下极板上移，油滴会向下移动 C．将S从1掷到2，油滴将向下运动 D．将S从1掷到2，同时将下极板上移，油滴将向下运动 【答案】A 【详解】A．保持S接1，减小C两极板的正对面积，则根据 知电容C减小，又 而存在二极管，使得Q不能减少，故实际过程为Q不变，故U增大，根据 及d不变，知E增大，所以油滴受到向上的电场力大于重力，油滴会向上移动，故A正确； B．保持S接1，将C的下极板上移，根据 知d减小，C增大，U不变，Q增大，可以充电，根据 知E增大，油滴向上运动，故B错误； C．将S从1掷到2，断开开关，不能放电，故油滴不动，故C错误； D．将S从1掷到2，同时将下极板上移，d减小，根据 知C增大，断开开关，Q不变，根据 联立知 不变，故油滴不动，故D错误。 故选A。 4．（2024·青海西宁·一模）图甲所示的是由导电的多晶硅制成的电容加速度传感器。图乙是其原理图，传感器可以看成由两个电容C1、C2组成，当传感器有沿着箭头方向的加速度时，多晶硅悬臂梁的右侧可发生弯曲形变。下列对这个传感器描述正确的是（　　） A．匀速向上运动时，C1减小，C2增加 B．匀速向下运动时，C1减小，C2增加 C．由静止突然加速向上运动时，C1减小，C2增加 D．正在匀速向上运动的传感器突然停止运动时，C1减小，C2增加 【答案】C 【详解】AB．匀速运动时，多晶硅悬梁臂相对于顶层多晶硅上下极板间的距离均不变，根据 可知，电容器的各个结构均未改变，故、不变，AB错误； C．由静止突然加速向上运动，多晶硅悬臂梁的右侧由于惯性会向下发生弯曲，多晶硅悬梁臂相对于顶层多晶硅上极板的距离增大，下极板的距离减小，根据 可知，减小，增大，C正确； D．正在匀速向上运动的传感器突然停止运动时，多晶硅悬臂梁的右侧由于惯性会向上发生弯曲，多晶硅悬梁臂相对于顶层多晶硅上极板的距离减小，下极板的距离增大，增大，减小，D错误。 故选C。 5．（2024·山东枣庄·一模）磷脂双分子层是构成细胞膜的基本支架，分子层之间具有弹性，可近似类比成劲度系数为的轻质弹簧。细胞膜上的离子泵可以输运阴阳离子，使其均匀地分布在分子层上，其结构示意如图所示。已知无限大均匀带电薄板周围的电场为匀强电场，静电力常量为k，介质的相对介电常数为，细胞膜的面积。当内外两膜层分别带有电荷量Q和-Q时，关于两分子膜层之间距离的变化情况，下列说法正确的是（　　） A．分子层间的距离增加了 B．分子层间的距离减小了 C．分子层间的距离增加了 D．分子层间的距离减小了 【答案】B 【详解】内外两膜层分别带有电荷量Q和-Q时，两膜层之间电场力为引力，在该引力作用下，分子层之间的距离减小，令距离减小量为，分子层之间具有弹性，可近似类比成劲度系数为的轻质弹簧，由于无限大均匀带电薄板周围的电场为匀强电场，细胞膜的面积，则膜层周围的电场也可近似看为匀强电场，令电场强度为E，可知单独一个极板产生的场强为，则有 根据电容的表达式有 ， 根据电场强度与电势差的关系有 结合上述解得 即分子层间的距离减小了。 故选B。 6．（2024·福建漳州·三模）如图，A、B为平行板电容器的两极板。初始时，电容器不带电，静电计的指针不张开。则（    ） A．S闭合时，静电计的指针张角立即增大到某一角度后保持不变 B．S闭合，稳定后将电阻箱R的阻值逐渐增大，静电计的指针张角不变 C．S闭合，稳定后再断开S，仅将A板向上平移一小段距离，静电计的指针张角增大 D．S闭合，稳定后再断开S，仅将A板向上平移一小段距离，A、B两板间场强变小 【答案】BC 【详解】A．静电计的指针张角随电容器两极板间的电压增大而增大，S闭合时，电源开始对电容器充电，电容器两极板间电压逐渐增大到某一值，静电计的指针张角逐渐增大到某一角度，A错误； B．S闭合，电路稳定后，通过电阻箱R的电流为零，电阻箱R两端电压为零，电容器两极板间电压等于电源的电动势E，若将电阻箱R的阻值逐渐增大，电容器两极板间电压仍为电源电动势，静电计的指针张角不变，B正确； C．S闭合，电路稳定后断开S，电容器所带的电荷量Q保持不变，由和，可得 若仅将A板向上平移一小段距离，即d增大，U增大，则静电计的指针张角增大，C正确； D．由和得 可知改变电容器两极板间距离d不影响电容器两极板间场强E，D错误。 故选BC。 7．（2024·广西南宁·模拟预测）如图所示，水平放置的平行金属板M、N与输出电压恒为U的电源两极相连，两金属板M、N间的距离为d，正对面积为S，现恰好有一质量为m的带电油滴在两金属板中央悬浮不动，已知静电力常量为k，M、N间可看作真空，真空的介电常数，重力加速度为g，则（　　）    A．带电油滴的电荷量 B．金属板M所带电量 C．将金属板N突然下移，带电油滴获得向下的加速度 D．将金属板N突然上移，油滴未来得及发生位移的瞬间，油滴电势能减小为原来的倍 【答案】AC 【详解】A．带电油滴在平行板电容器中受重力和向上的电场力平衡，而匀强电场的方向向下，则油滴带负电，由平衡条件有 解得油滴的电荷量为 故A正确； B．根据 ， 又 联立可得金属板M所带电量为 故B错误； C．将金属板N突然下移，电源一直接在电容器上，则电压U不变，电场力变小，大小变为 则油滴的合外力向下，由牛顿第二定律 解得 方向向下，故C正确； D．电容器的M板接地为0V，设油滴的位置P点距离M板为，则有 电势能为 将金属板N突然上移，P点的电势为 则电势能变为 可知油滴电势能变为原来的倍，故D错误。 故选AC。 8．（2024·江西南昌·三模）电容式加速度传感器是常见的手机感应装置，结构如图所示。质量块的上端连接轻质弹簧，下端连接电介质，弹簧与电容器固定在外框上，质量块带动电介质移动改变电容，则下列说法正确的是（　　） A．电介质插入极板越深，电容器电容越大 B．当传感器处于静止状态时，电容器不带电 C．当传感器由静止突然向前加速时，会有电流由流向 D．当传感器匀速直线运动时，达到稳定后电流表指针不偏转 【答案】AD 【详解】A．电介质插入极板越深，根据 可知变大，电容器电容越大，故A正确； B．当传感器处于静止状态时，电容器带电，左极板带正电，右极板带负电，且两极板之间电势差大小恒等于电源电动势，故B错误； C．当传感器由静止突然向前加速时，弹簧会伸长，向上的弹力增加，电介质插入极板深度增加， 根据电容器的决定式 可知电容器电容增大，因电容器两端的电压不变，根据Q=CU可知，两极板间的电荷量增大，会有电流由b流向a，故C错误； D．当传感器以恒定加速度向前运动，达到稳定后弹簧弹力不变，电介质插入极板深度不变，则电容器电容不变，极板电荷量也不变，故电流表中没有电流通过，指针不偏转，故D正确。 故选AD。 9．（2024·安徽合肥·三模）如图所示，平行板电容器两极板与直流电源、理想二极管D（正向电阻为零，反向电阻无穷大）、定值电阻R连接，电容器下板B接地，两板间P点有一带电油滴恰好处于静止状态，现将上极板A向上移动，则下列说法正确的是（　　） A．R中有从a到b的电流 B．两极板间电压保持不变 C．油滴的电势能不变 D．油滴仍保持静止状态 【答案】CD 【详解】A．将A板向上移动时，由平行板电容器决定式可知 电容器的电容减小，由于二极管的单向导电性，电容器不能放电，电路中没有电流，故A错误； B．电容器的带电量不变，由电容关系式可知 两板间电压增大，B错误； C．由电场强度和电势差关系可知 两板间场强不变，P点电势不变，油滴电势能不变。故C正确； D．极板间电场强度不变，则油滴受力不变，油滴仍静止，故 D正确。 故选CD。 10．（2024·云南·模拟预测）如图所示，两个平行板电容器AB和A'B'水平放置，A板用导线与B'板相连，B板和A'板都接地，A、B'板带正电。电容器AB电压为，带电量为；电容器A'B'电压为，带电量为，若将右边电容器间的绝缘介质抽出，则（　　） A．减小 B．减小 C．减小 D．增大 【答案】BD 【详解】将绝缘介质抽出，由电容的决定式 可知变小，不变，其中 不变，综合以上分析可知：增加，减小，、均增大。 故选BD。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$