(15)匀强电场中电势差与场强的关系、电容器、示波管、带电粒子在电场中的运动、实验：观察电容器的充、放电现象-【衡水金卷·先享题】2026年高考物理一轮复习周测卷（J）

高三一轮复习40分钟周测卷/物理 (十五)匀强电场中电势差与场强的关系、电容器、示波管、 带电粒子在电场中的运动、实验：观察电容器的充、放电现象 (考试时间40分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共8小题，每题8分，共64分。每题只有一个选项最符合题意） 1.有一个固定电容器，两极板间的电压为5V,所带电荷量为2×103C,若电容器两极板间的电压 降低了3V,则该电容器的放电量为 A.8×10-4C B.1X10-3C C.1.2×103C D.1.4×10-3C 2.示波管的结构示意图如图甲所示，电子枪均匀发射的电子束经加速电场加速后高速通过偏转电 场，最后打在荧光屏上呈现光斑，在示波管偏转极板上加上不同的电压，光斑在荧光屏上呈现不 同情况，以上极板带正电时为正，下列说法正确的是 U/V 电子枪 0 偏转电场V 荧光屏 1234 13456 4 甲 A.若在偏转极板加上如图乙所示的偏转电场，则可以在荧光屏上看到一个固定的光斑 B.若在偏转极板加上如图丙所示的偏转电场，则可以看到一个光斑在荧光屏O点的下方移动 C.若在偏转极板加上如图丁所示的偏转电场，则可以看到一个光斑在荧光屏上从上向下移动 D.若在偏转极板加上如图戊所示的偏转电场，则可以看到一个光斑在荧光屏上O点的两侧做往 复运动 3.如图所示，在匀强电场中，有边长为8cm的圆内接等边三角形ABC,三角形所在平 面与匀强电场的电场线平行，O点为该三角形的中心，三角形各顶点的电势分别为 pA=16V,pB=4V,c=10V,DE为过O点平行于AB的直线，D、E点为直线与圆 周的两个交点。下列说法正确的是 A.O点的电势为8V B.匀强电场的场强大小为150V/m,方向由A点指向C点 C.在三角形ABC的外接圆上，E点的电势最低 D.将电子由D点移到E点，电子的电势能减少了8√3eV 4.如图所示，abc为竖直面内的光滑固定轨道，ab水平且长度为R,bc为半径为R的四分之一圆 弧，与b相切于b点。空间分布有范围足够大、电场强度大小E=3mg、水平向右的匀强电场。 4g 一质量为m、电荷量为十q(q>0)的带电小球（可视为质点），自a点由静止释放后向右运动，重 力加速度为g,不计空气阻力，下列说法错误的是 97 物理第1页（共4页） 衡水金卷·先享题·高三 A.小球从a点运动到c点的过程中，动能先增大后减小，最大动能为2gR B.小球从a点运动到c点的过程中，动能最大时受到轨道的弹力最大，最大弹力为g C.小球从a点运动到c点的过程中，机械能一直增大 D.小球离开c点后的运动轨迹为抛物线 5.如图所示，在水平放置的平行板电容器两极板间有一个带电微粒，极板N接地，开关S闭合时， 该微粒恰好能静止在两极板的正中间O点，下列说法正确的是 A.保持开关S闭合，极板M上移，微粒将向上运动 B.保持开关S闭合，极板N上移，微粒将向下运动 M O. C.充电完成后将开关S断开，极板N上移，微粒的电势能将变大 D.充电完成后将开关S断开，极板N下移，微粒的电势能将变大 6.如图所示，倾角为30°的光滑固定绝缘斜面足够长，空间存在方向与斜面平行的匀强电场。一质 量为m、电荷量为一q(q>0)的带电小球（可视为质点）从斜面底端A点由静止释放，经时间t,小 球沿斜面上升到B点，此时撤去电场，又经过时间2t小球恰好回到初始位置A点，重力加速度 为g。下列说法正确的是 A.撤去电场前小球从A点运动到B点的过程中，电势能逐渐增加 B.小球上滑过程中，撤去电场前、后的加速度大小之比为4：5 B C.小球从底端A点沿斜面上升到最高点所需的时问为号 ○30° D.撤去电场前A、B两点间的电势差UB=9mgE 50q 7.如图所示，由两块相互靠近的平行金属板组成的电容器的极板N与静电计相接，极板M接地。 用静电计测量电容器两极板间的电势差U。在两极板相距一定距离d时，给电容器充电，静电 计指针张开一定角度。在整个实验过程中，保持电容器所带的电荷量Q不变，下面哪些操作将 使静电计指针的张角变大 e2leee人 静电计 A.在M、N之间插入橡胶 B.将M沿水平方向向右靠近N 777777777777777777777 C.将M向上平移 D.在M、N之间紧贴M插入金属板 8.某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，质子先被某匀强电场加速到具有较高的 能量，然后被引向轰击肿瘤，杀死其中的恶性细胞，如图所示。若质子被加速的长度d=4cm, 要使质子由静止被加速到速度v=1×10m/s,已知质子的质量m=1.67×10-27kg、电荷量e= 1.6×10-1C,则下列说法正确的是 A.该质子被加速后的电势能增大 质子源 质子流 :电：图f::: B.该质子被加速后的电势能不变 C.加速电场两端的电压约为5.2×105V D.加速电场的电场强度大小约为1.7×10？V/m 轮复习40分钟周测卷十五 物理第2页（共4页） 0 班级 姓名 分数 题号 1 2 3 6 7 8 答案 二、非选择题（本题共3小题，共36分。请按要求完成下列各题） 9.(8分)用如图甲所示的电路研究电容器的充、放电现象，电源的电动势为12V(内阻忽略不计)； R1、R2、R3为定值电阻，其中R2=1602;电流传感器（内阻忽略不计）将电流信息传入计算机，显 示出电流随时间变化的I-t图像。 2 I/mA 100 电流接计算机 75 传感器 R2 S2 R2 (1)①闭合开关S2,开关S,与1接通，待充电完成后，再与2接通，电容器放电的I-t图像如图 乙中的图线I所示，图线I与时间轴所围成的面积为S,其物理意义为 ②断开开关S2,开关S,与1接通，待充电完成后，再与2接通，电容器放电的I-t图像如图乙中 的图线Ⅱ所示，图线Ⅱ与时间轴所围成的面积为S,理论上应该有S (填“>”“<”或 “=”)S。 (2)测得S=2.64mA·s,由此可知电容器的电容C= μF,定值电阻R3= 2; 开关S,闭合时，电容器放电过程中通过定值电阻R的电荷量为 C。 10.(12分)如图甲所示，真空中相距d=5cm的两块平行金属板A、B与电源（图中未画出）连接， 其中B板接地（电势为零），A板电势变化的规律如图乙所示。将一个质量=2×1027kg、电 荷量q=十1.6×101C的带电粒子从紧邻B板处释放，不计粒子重力。 (1)若A板电势变化的周期T=1×10-5s,在t=0时将粒子从紧邻B板处无初速度地释放，求 粒子到达A板时的速度大小； (2②若在一号（不含号）时间内从紧邻B板处无初速度地释放该粒了，粒了不能到达A板，求 A板电势变化的频率满足的条件。 127 物理第3页（共4页) 衡水金卷·先享题·高三 11.(16分)如图所示，竖直墙壁与半径为R的四分之一光滑圆弧轨道相切于B点，CD边与竖直墙 壁平行，整个空间存在范围足够大的电场强度大小E=2mg、水平向右的匀强电场，一质量为 m、电荷量为十q(q>0)的带电物块乙静止在竖直墙壁的B点，质量为m的不带电、光滑物块甲 从竖直墙壁上的A点由静止释放，经过一段时间后两物块碰撞，碰后粘合为一体，若两物块碰 后在B点进入圆弧轨道前、后动能不变，物块乙在整个过程中电荷量不变，且两物块均可视为 质点，已知AB=CD=R,不计空气阻力，重力加速度为g,求： (1)碰后物块对轨道的最大压力； E 甲A (2)物块落到水平地面时与D点的距离。 乙B C 8 轮复习40分钟周测卷十五 物理第4页（共4页） 回高三一轮复习J ·物理· 高三一轮复习40分钟周测卷/物理（十五） 9 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： I.理解能力 Ⅱ，推理能力Ⅲ.分析综合能力Ⅳ.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究( 科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) I ⅡⅢ ① ②③ ④ 档次 系数 1 单项选择题 8 电容的定义式及推论 易 0.85 2 单项选择题 示波管的原理 中 0.75 P 匀强电场中的场强、电势、电 3 单项选择题 中 0.75 势能 4 单项选择题 8 匀强电场与等效重力场 中 0.70 5 单项选择题 8 电容器的动态分析问题 中 0.65 6 单项选择题 8 匀强电场与斜面上的运动 中 0.65 7 单项选择题 8 电容器动态分析 中 0.65 8 单项选择题 8 质子在电场中的加速运动 难 0.55 9 非选择题 8 研究电容器的充、放电现象 中 0.70 10 非选择题 12 带电粒子在交变电场中的运动 中 0.65 非选择题 16 物块在匀强电场中的功能问题 0.55 香考答案及解析 一、单项选择题 电场，不同时刻射入的电子都向上偏转，所以可以看 1.C【解析】由电容的定义式可知C=号-合品解得 到一个光斑在荧光屏O点的上方移动，B项错误；若 在偏转极板加上如图丁所示的偏转电场，前半周期进 △Q=1.2×103C,C项正确 入的电子向下偏转，后半周期进入的电子向上偏转， 2,D【解析】若在偏转极板加上如图乙所示的偏转电 可以看到一个光斑在荧光屏上从下向上移动，C项错 场，当电子在正向电压时间段进入偏转电场时，在荧 误；若在偏转极板加上如图戊所示的正弦式偏转电 光屏上侧留下一个光斑，当电子在反向电压时间段进 场，则可以看到一个光斑在荧光屏上O点的两侧做 入偏转电场时，在荧光屏下侧留下一个光斑，故可以 往复运动，D项正确。 在荧光屏O点的上方、下方各看到一个光斑交替出 现，A项错误；若在偏转极板加上如图丙所示的偏转 3.D【解析】由题意可知AB中点的电势9=2十色 2 ·57· ·物理· 参考答案及解析 =10V,由几何关系可知，OC连线为等势线，O点的 开关S断开，则电容器所带电荷量不变，根据E= d 电势为10V,A项错误；AB与CO连线垂直，匀强电 场的场强大小E=号=16-10v/m=150V/m,方 吕-9可知，电场强度E与两极板间的距离d d0.04 无关，故极板N上、下移动时，两极板间的电场强度E 向由A点指向B点，B项错误；D点和E点分别为外 不变，微粒保持静止，将极板N上移时，微粒所在位 接圆上电势的最低点和最高点，C项错误：由几何关 置O点与极板N间的距离d减小，故U'=Ed'=重 系可如外接圆的半径，=语 m,D点和E点的电势 6=0一Φ，O点的电势变大，故微粒的电势能将 差UDE=一E·2r=一8V3V,将电子由D点移到E 变大，同理极板N下移时微粒的电势能将变小，C项 点，电势升高，电子的电势能减少了△E。=一eUpe= 正确，D项错误。 8√eV,D项正确。 6.B【解析】撤去电场前电场力对小球做正功，其电势 能减小，A项错误；设撤去电场时小球的位移大小为 4.A【解析】小球在bc段，受到的重力和电场力的合 x,速度大小为，撤去电场前小球的加速度大小为 力大小F=√g®十(mg了-5mg,斜向右下方且 a,撤去电场后小球的加速度大小为a2,根据位移与 与竖直方向成0角，故1a0-发=子，小球运动到 .1 mg 时间的关系可得x=之a，一工=·2t一 与圆弧轨道圆心的连线和合力方向共线时，动能最 之a(2),根据速度与时间的关系可得=a1t,联 大，设小球的最大动能为Ek,由动能定理得qE(R十 Rsin)-mgR(1-cos》=号m=E,解得E 。,=行B项正确：撤去电场后小球上升到最 立解得a1=4 mgR,A项错误；设小球动能最大时受到轨道的最大 高点所需的时间=，解得=音，由此可知，小 a2 弹力为N故对小球有V。一F=紧，解得N。 球从底端A点沿斜面上升到最高点所需的时间t'=t 9 早mg,B项正确：小球从口点运动到c点的过程中， 十=行，C项错误：撤去电场前，根据动能定理有 电场力一直做正功，故小球的机械能一直增大，C项 -UBg一1 gxsin30°=1 m6,又a:=gsin30=号， 正确；小球离开c点后，加速度不变，做类斜抛运动， 故轨迹为抛物线，D项正确。 g,联立解得U=一6兰D项错误。 a=2 50g 5.C【解析】微粒静止，微粒所受合力为零，故微粒所 7.C 【解析】在M、N之间插入橡胶（相对介电常数e 受重力和电场力等大反向，9E=mg,微粒带正电，保 >1),根据C=0品可知电容C变大，又电容器所带 持开关S闭合，则电容器两极板间的电压不变，极板 M上移，两极板间的距离d增大，E一号，电场强度E 的电荷量Q不变，由C-号可知，两极板间的电势差 U变小，静电计指针的张角变小，A项错误；将M沿 变小，故qE<g,微粒向下运动，A项错误；同理，保 水平方向向右靠近N,则板间距离减小，根据C= 持开关S闭合，极板N上移，d减小，电场强度变大， ErS 故gE>mg,微粒向上运动，B项错误；充电完成后将 4πk 可知电容C变大，电荷量Q不变，由C=号可知 ·58· 高三一轮复习J ·物理· 两极板间的电势差U变小，静电计指针的张角变小， 10.【解析】(1)电场强度E= d (1分) B项错误；将M向上平移，两极板正对面积减小，根 粒子所受电场力F=gE (1分) 据C-S 4欣a可知电容C变小，电荷量Q不变，由C F=ma (1分) 号可知两极板间的电势差U变大，静电计指针的张 解得a=4×10m/s2 (1分) 角变大，C项正确；在M、N之间紧贴M插入金属板， 粒子在0~子时间内运动的路程：=之（子）=5 则相当于板间距离减小，根据C=S F4玩ka可知电容C X10-￥m (1分) 故粒子在4=号时恰好到达A板，此时粒子的速度 变大，电荷量Q不变，由C=号可知两极板间的电势 大小v=at=2X104m/s (1分) 差U变小，静电计指针的张角变小，D项错误 (2)粒子在子一子时间内向A板做匀加速运动，在 8.C【解析】运动过程中，电场力对质子做正功，电势 能减小，AB项错误；根据动能定理得eU= 、买时间内向A板锁匀减走运动，速度液为零 2 后将返回 0,解得该加速电场两端的电压U= 2e ≈5.2× a() 粒子向A板可能运动的最大位移、=2X 4 10V,C项正确；根据U=Ed可得该加速电场的电 场强度E= =1.3×10V/m,D项错误。 =6r (2分) d 要求粒子不能到达A板，则有s<d (1分) 二、非选择题 9.(1)①电容器放电过程中通过电流传感器的电荷量(1 =另 (1分) 分) 故A板电势变化的频率应满足f>5√2×10Hz ②=(1分) (2分) (2)220(2分)480(2分)6.6×104(2分) 11.【解析】(1)物块甲从A点运动到B点的过程，由机 【解析】(1)①根据q=It可知I-t图像与对应时间轴 被能守恒定律得mgR=子m (1分) 所围成的面积表示的物理意义为电荷量，即电容器放 碰撞过程动量守恒，有)=2 (1分) 电过程中通过电流传感器的电荷量。 此后两物块所受的电场力Eg=2mg (1分) ②S和S'均表示电容器放电的电荷量，所以S=S'。 则等效重力G'=2√2mg (1分) (2根据C-号可得C=言=20。根帮L=是 U 两物块运动到和圆弧轨道圆心连线与竖直方向成 可知，两次放电过程的最大电流与电路中的电阻成反 45°角的位置时对轨道压力最大，设物块运动到该位 比，即100 R:R:=75R,解得R:=4800。开关S 置时的速度大小为，由动能定理可得2 ngRsin45 R2+R3 闭合时，电容器放电过程中通过定值电阻R:的电荷 -ER1-eos45)=合×2m话-号×2md1分) R 量Q,=R,十RS=0.66mA·s=6.6X104C。 由牛顿第二定律可得下一G=2加装 (1分) ·59· ·物理· 参考答案及解析 由牛顿第三定律可得碰后物块对轨道的最大压力 向上的运动有R=号g (2分) Fy′=F￥=(6W2-3)mg (2分》 1,gE2 水平方向上的位移x=t一立· 2m (2分) (2)由动能定理可得两物块从B点运动到C点的过 程有2mgR-ER=号×2m听-之×2m吃(2分) 解得x=0 故物块落到水平地面时与D点的距离为0(2分) 从C点水平飞出后在竖直方向做自由落体运动，在 水平方向先做匀减速运动再做匀加速运动，竖直方 ·60·