15 电容器 带电粒子在电场中的运动-【伯乐马】2026年高考物理一轮复习同步考练卷

十五、电容器带电粒子在电场中的运动 1.答案：C 电荷仅在电场力的作用下由静止开始运动，那么电场力一定对电 荷做正功，电荷的电势能减小，C正确； 正电荷向电势低的地方运动，负电荷向电势高的地方运动，B错 误； 沿着电场力的方向，电场强度不一定减小，A错误； 若电场线为直线，则可能运动轨迹和电场线平行，若电场线为曲 线，那么运动轨迹一定和电场线不平行，D错误。 2.答案：D 极板水平时，a恰好保持静止状态，则电场力等于重力，极板绕a 旋转45°后，电场力大小不变，方向斜向左上方，与重力的合力斜 向左下方，D对。 3.答案：C 负电荷在P点受电场力沿y轴负向，过O点后受电场力沿y轴 正向，由对称性可知：C对。 4.答案：D 沿电场线方向电势逐渐降低，所以Q点电势低于b点电势，故A 错误； a点处电场线比b点处电场线密集，所以a点电场强度大于b点 电场强度，故B错误； 根据题意可知，烟尘颗粒带负电，即q<0,根据E。=q9以及 p。<p6可知，烟尘颗粒在a点的电势能大于在b点的电势能，故 C错误； 烟尘颗粒从α点运动到b点的过程中，电场力做正功，所以烟尘 颗粒在a点的动能小于在b点的动能，故D正确。 5.答案：C 平板间的电场为匀强电场，则E。=E6,A错； 由题意可知，UAa=U6B,所以UAa=一U,则B错； 电量不变，间距加倍场强不变，则电势差加倍，C对D错。 6.答案：C 由于带负电，故向正极板偏转，A错误； 由于带负电墨汁微滴做正功，故电势能减少，B错误； 由于电子在电场中做类平抛运动，轨迹为抛物线，故C正确； 由侧向位移y=a=瑞（分），可知运动轨迹与带电量有关， eU 12 D错误。 7.答案：C 电子受到垂直板面向下的力，场强方向垂直板面向上，所以V板 带正电，电势高于M板，A错B对。 电场力对电子做正功，电子电势能逐渐减小，C对。 两板之间的电场为匀强电场，D错。 8.答案：BC 根据电容的定义式C 可知，指纹的凹点处与小极板距离 远，电容小，指纹的凸点处与小极板距离近，电容大，故A错误，B 正确； 手指挤压绝缘表面，电容器两极间的距离减小，电容器的电压保 、持不变，根据C心知，电容器的电容增大，由于电压0 保持不变，因此小极板带电量Q增大，D错误，C正确。 9.答案：BCD A错：给电容器充电过程中，随着两极板间所带电荷量增多，电路 中的电流逐渐减小。 B对：充满一次电，电容器增加的电荷量是相同的，即通过R的电 荷量Q是一定的。电源恒定，R增大，则电流1减小，根据I= Q 可知，充电时间变长。 C对：若C增大，电容器充满时所带电荷增多，即闪光时电容器释 放的电荷也增多，通过闪光灯的电荷量也增多。 D对：因为C两端电压达到80V时，电容器就不再充电，外接电 源只要提供电压超过80V,产生的效果均相同，闪光灯闪光一次 通过的电荷量也相同。 10.答案：AB 电子未能从小孔Q射出，则Ucw>UAB。 A、B两板电量保持不变，电压Us心将B板向右移动一小 段距离或将A板向左移动一小段距离，d增大，UA增大，当 UAB>UcD时，电子能从Q点射出，AB对。 将D板向左移动一小段距离或将C板向右移动一小段距离， UcD不变，U4B也不变，所以电子仍不能从小孔Q射出，CD错。 11.(1)左侧 (2)变大 (3)C 解析： (1)电容器左侧极板与静电计金属球相连，因此需用摩擦过 的玻璃棒或橡胶棒接触左侧极板使电容器带电。 (2)上移其中一极板，极板正对面积减小，电容减小，而电容 器的电量不变，由C= 分析可知，板间电压增大，则静电计指 针偏转角变大。 (3)静电计测量电容器的电压，但不能用电压表代替，因为 2026年伯乐马一轮复习同步考练·物理答案·第1页 电压表必须有电流通过，才有示数，更不能用电流表代替，AB错 误； 使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况，C正确， D错误。 12.(1)从右到左 (2)2.2×10-3(3)不变 解析： (1)开关S掷向1对电容器充电，此过程通过电流表A的 电流方向为从右到左。 (2)乙图中图像与横轴围成的面积约41格，分析I一t图像 可知，每个方格代表的电荷量为 q=0.2×10-3×0.4C=8.0×105C 电容器放出的电荷量为Q=41g=3.3×103C 到电容器的电客为C一是-38X0二F=2.2X10 (3)不改变电路其他参数，只增大电阻R的阻值，导致曲线 的最大电流值将减小，放电时间将变长，而放电时曲线与坐标轴 所围面积不变。 13.粒子在每次经过两圆简缝隙处的动能增量为△Ek=gU 设带电粒子进人第n个圆简时的速度为vm, 根据动能定理有ngU=2mv 如果粒子匀速穿过每个圆简的时间恰好等于交变电压周期的一 T 半，那它每到达一个间隙都能被加速，有L。=, T 2nqU 解得Ln=2m 14.(1)PG、QG间场强大小相等，均为E。粒子在PG间所受电场 力F的方向竖直向下，设粒子的加速度大小为a,有 E- d ① F=gE=ma ② 设粒子第一次到达G时动能为E,由动能定理有 qEh-Ex-2mvi ③ 设粒子第一次到达G时所用的时间为t,粒子在水平方向的位 移大小为1，则有 1 h=2at ④ l=vt ⑤ 联立①②③④⑤式解得 9 Ex-2mvh ⑥ mdh 1二V0Nq9 ⑦ (2)若粒子穿过G一次就从电场的右侧飞出，则金属板的长度 最短。由对称性知，此时金属板的长度L为 mdh L=2l=2w0√q9 ⑧ 15.(1)设刚进人第四象限的速度为v0。在第一象限内，有 k Qq mvt ① 得v。= kQq ② mxo (2)在第二象限内，由动能定理得 1 gE2xo= 2 mvg ③ 解得E2= kQ .x8 ④ (3)离子进入第四象限后，在水平方向上，有 v:=at= n 2 ⑤ 解得vx= kQq U0 ⑥ Amxo v合=√20w= 2kQq ⑦ A mx 方向与x轴成45°角并偏向y轴负向。 ⑧ (4)离子在第四象限中运动时，y方向上做匀速直线运动，x方 向上前半个周期向右匀加速运动，后半个周期向右匀减速运动 直到速度为0：每半个周期向右前进？，每个周期前进， x=x。十nxo=(n十1)xo ⑨ y=-vonT=-2nxo ⑩ 故，离子的坐标[(n十1)xo,一2n.xw] ① 2026年伯乐马一轮复习同步考练·物理答案·第2页物理一轮复习同步考练（十五） 电容器带电粒子在电场中的运动 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每 小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1.一电荷在电场中只在电场力作用下从静止开始，则它一定 A.向场强小的地方运动 B.向电势低的地方运动 C.向其电势能小的地方运动 D.沿某条电场线运动 2.如图，两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间Q点从 静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态。现将两板绕 过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转45°，再由a点从静 止释放一同样的微粒，该微粒将 A.保持静止状态 B.向左上方做匀加速运动 C.向正下方做匀加速运动 D.向左下方做匀加速运动 3.如图所示，两等量正点电荷分别固定在A、B两点，y轴在 AB连线的中垂线上。一负点电荷（不计重力）从y轴上的 P点由静止释放，则该负电荷将 木y A.沿y轴正向运动，直至无限远 P B.沿y轴负向运动，直至无限远 ⊕ C.沿y轴以O为中心做往复运动 D.偏离y轴做曲线运动 4.某静电除尘器的除尘原理如图所示，一带正电的金属板和一 个带负电的放电极形成电场，它们之间的电场线分布如图所 示，虚线为一带电烟尘颗粒的运动轨迹，a、b是轨迹上的两 点。若不计烟尘颗粒的重力，下列说法正确的是 A.a点电势高于b点电势 B.a点电场强度小于b点电场强度 C.烟尘颗粒在a点的电势能小于在b点 的电势能 D.烟尘颗粒在a点的动能小于在b点的动能 5.如图所示，水平放置、间距为d的两平行金属板A、B带有 等量异种电荷，在离A、B板均为号处有Q、b两点。不计 电场边缘效应，则 d/3 B A.a、b两点的电场强度E。>E。 B.A板与a点间的电势差UAa和B板与b点间的电势差U 相同 C.将A、B板间距离增大到2d时，两板间的电势差增大到 原来的两倍 D.将A、B板间距离增大到2d时，两板所带的电荷量增大 到原来的两倍 6.喷墨打印机的简化模型如图所示，重力可忽略的墨汁微滴， 经带电室带负电后，以速度)垂直匀强电场飞入极板间，最 终打在纸上，则微滴在极板间电场中 信号输入 纸 墨盒 带电室 A.向负极板偏转 B.电势能逐渐增大 C.运动轨迹是抛物线 D.运动轨迹与带电量无关 7.如图为电子以水平向右的初速度进人M、N板产生的匀强电 场中的运动轨迹，则 A.M板可能带正电 smmmm B.M板电势比V板的低 C.电子的电势能越来越大 mwwww D.电子受到的电场力越来越大 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8.如图所示，指纹传感器在一块半导体基板上有大量相同的小 极板，外表面绝缘。当手指的指纹一面与绝缘表面接触时， 由于指纹凸凹不平，凸点处与凹点处分别与半导体基板上的 小极板形成一个个正对面积相同的电容器，若每个电容器的 电压保持不变，则 2026年伯乐马一轮复习同步考练（十五）·物理·第1页（共2页） A.指纹的凸点处与小极板距离近，电容小 B.指纹的凸点处与小极板距离近，电容大 C.手指挤压绝缘表面，电容电极间的距离减小，小极板带电 量增大 D.手指挤压绝缘表面，电容电极间的距离减小，小极板带 电量减小 9.如图所示，电源E对电容器C充电，当C两端电压达到80V 时，闪光灯瞬间导通并发光，C放电。放电后，闪光灯断开 并熄灭，电源再次对C充电。这样不断地充电和放电，闪光 灯就周期性地发光。该电路 ② 闪光灯 C=10 LF R=50k0 E=90V A.充电时，通过R的电流不变 B.若R增大，则充电时间变长 C.若C增大，则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大 D.若E减小为85V,闪光灯闪光一次通过的电荷量不变 10.如图所示，两平行板电容器的四块极板A、B、C、D平行 放置，每块极板上开有一个小孔，四个小孔M、N、P、Q 的连线与极板垂直。一个电子以非常小的速度从小孔M进 入A、B极板间，在被A、B极板间的电场加速后，从小 孔P进入C、D极板间，但未从小孔Q射出，则 M A.若将B板向右移动一小段距离，电子可能从小孔Q射 出 B.若将A板向左移动一小段距离，电子可能从小孔Q射出 C.若将D板向左移动一小段距离，电子可能从小孔Q射 出 D.若将C板向右移动一小段距离，电子可能从小孔Q射出 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11.(6分) 如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因 素，其中，电容器左侧极板和静电计外壳接地，电容器右侧极 板与静电计金属球相连 (1)用摩擦过的玻璃棒或橡胶棒接触 极板（选填 左侧或右侧)使电容器带电。 (2)上移其中一极板，可观察到静电计指针偏转角 (选填“变大”“不变”或“变小”)； (3)下列关于实验中使用静电计的说法中正确的有 A.静电计可以用电压表替代 B.静电计可以用电流表替代 C.使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况 D.使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况 12.(10分) 物理兴趣实验小组的同学利用如图甲所示的电路观察电容 器的充、放电现象，其中E为电源，S为单刀双掷开关，R为 定值电阻，C为电容器，A为理想电流表，V为理想电压表。 I/mA 4 6 t/s 图甲 图乙 (1)开关S掷向1对电容器充电，此过程通过电流表A的 电流方向为 (填“从左到右”或“从右到左”)。 (2)图乙为电容器放电时的I一t图像，已知电容器放电之 前的电压为1.5V,乙图中图像与坐标轴围成的面积约41小格， 该电容器的实测电容值为 F(结果保留2位有效数字)。 (3)若不改变电路其他参数，只减小电阻R,放电时I一t 曲线与坐标轴所围成的面积将 (填“变大”“变小”或 “不变”)。 13.(10分) 粒子加速器是借助于不同形态的电场，将带电粒子加速到 高能量的电磁装置。粒子加速器可分为直线加速器和圆形加速 器等类型。图为多级直线加速器示意图。横截面积相同、长度 依次增加的金属圆简沿轴线依次排列，各简相间地连接到交变 电源的A、B两极，两极间电压uAB随时间的变化规律如图所 示。t=0时，序号为0的金属圆板中央一个质量为m、电荷量 为十q的粒子，在圆板和圆简之间的电场中由静止开始加速， 沿中心轴线冲进圆简1。已知交变电源电压的绝对值为U,周期 为T。带电粒子的重力和通过圆简间隙的时间忽略不计。如果 带电粒子每次经过圆简之间都能被加速，求第个圆简的长度 Lo; 00020▣04056 oB 14.(13分) 如图，两金属板P、Q水平放置，间距为d。两金属板正中 间有一水平放置的金属网G,P、Q、G的尺寸相同。G接地， P、Q的电势均为9(p>0)。质量为m、电荷量为q(q>0) 的粒子自G的左端上方距离G为h的位置，以速度。平行于 纸面水平射人电场，重力忽略不计。 (1)求粒子第一次穿过G时的动能，以及它从射人电场至 此时在水平方向上的位移大小； (2)若粒子恰好从G的下方距离G也为h的位置离开电 场，则金属板的长度最短应为多少？ 抗6 G 0 2026年伯乐马一轮复习同步考练（十五）·物理·第2页（共2页） 15.(15分) 在如图甲所示的平面坐标系内，有三个不同的静电场：第 一象限内有由在O点、电荷量为Q的点电荷产生的电场E1,第 二象限内有水平向右的匀强电场E2,第四象限内有方向水平、 大小按图乙变化的电场E3,E3以水平向右为正方向，变化周 期T= 一质量为m,电荷量为+g的离子从 (一x。,x)点由静止释放，进人第一象限后恰能绕O点做圆周 运动。以离子经过x轴时为计时起点，已知静电力常量为k, 不计离子重力。求： (1)离子刚进人第四象限时的速度； (2)E2的大小： (3)当t=2时，离子的速度： (4)当t=nT时，离子的坐标。 E2, (-Xo-Xo) 个E E、 0 3T 甲