(15)电势能与电势差、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（M）

高三一轮复习M ·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) ②③ ④ 档次 系数 1 单项选择题 6 电容的定义式及推论 易 0.85 2 单项选择题 6 等势面、电势能 分 0.70 单项选择题 9-x图像问题 难 0.55 4 双项选择题 示波管的原理 中 0.75 匀强电场中的场强、电势、电 5 双项选择题 8 / 中 0.75 势能 6 双项选择题 8 电容器动态分析 中 0.65 7 非选择题 6 电容器的动态分析问题 中 0.65 8 非选择题 6 匀强电场与斜面上的运动 难 0.55 非选择题 10 研究电容器的充、放电现象 中 0.70 10 非选择题 16 带电粒子的加速与偏转 中 0.65 11 非选择题 20 带电粒子在电场中的运动 0.55 香考答案及解析 一、单项选择题 对同一试探电荷，从A点移到B点电场力做的功等 1.C【解析】由电容的定义式可知C=号-合品解得 于从B点移到C点电场力做的功，D项错误。 △Q=1.2×103C,C项正确 3.D【解析】9-x图像的斜率表示的是电场强度， x。~0间电场强度为定值，方向沿x轴负方向，0~ 2.B【解析】等差等势面越密集，电场强度越大，则A 点的电场强度小于B点的电场强度，A项错误；沿电 x0间电场强度为零，x。~2x。间电场强度的大小与 场线方向，B点附近的电势比A点附近的电势降落 x。~0间电场强度的大小相同，方向沿x轴正方 得更快，B项正确：一带负电的试探电荷在电势低处 向，A项错误；一x。~0间电子所受的电场力为恒力， 的电势能更大，则在A点的电势能大于在C点的电 沿x轴正方向做匀加速直线运动，速度v随时间t均 势能，C项错误；相邻两等势面之间的电势差相等，则 匀增大，与位移不是线性关系，0~x。间做匀速直线 ·57· ·物理· 参考答案及解析 运动，x。~2x。间做匀减速直线运动，速度0随时间t 8√3eV,D项正确。 均匀减小，与位移也不是线性关系，B项错误；一x。~ 6.BC 【解析】在M,N之间插入橡胶（相对介电常数e, 0间电场力做正功，电势能减小，C项错误；根据动能 >1),根据C=可知电容C变大，又电容器所带 定理，有gEx=Ek,可知一x。~0间电场力是恒力，做 正功，动能均匀增加，0~x。间做匀速直线运动，动能 的电荷量Q不变，由C=号可知，两极板间的电势老 不变，x心一2x。间电场力是恒力，做负功，动能均匀减 U变小，静电计指针的张角变小，A项错误；将M沿 小，D项正确。 水平方向向左远离N,则板间距离增大，根据C= 二、双项选择题 E:S 4.BD【解析】若在偏转极板加上如图乙所示的偏转电 可知电容C变小，电荷量Q不变，由C-号可知 场，当电子在正向电压时间段进入偏转电场时，在荧 两极板间的电势差U变大，静电计指针的张角变大， 光屏上侧留下一个光斑，当电子在反向电压时间段进 B项正确；将M向上平移，两极板正对面积减小，根 入偏转电场时，在荧光屏下侧留下一个光斑，故可以 据C=品可知电容C变小，电荷最Q不变，由C 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 号可知两极板间的电势差U变大，静电计指针的张 电场，不同时刻射入的电子都向上偏转，所以可以看 角变大，C项正确；在M、N之间紧贴M插入金属板， 到一个光斑在荧光屏O点的上方移动，B项正确：若 在偏转极板加上如图丁所示的偏转电场，前半周期进 则相当于板间距离减小，根据C=岛可知电容C 入的电子向下偏转，后半周期进入的电子向上偏转， 变大，电荷量Q不变，由C-号可知两极板间的电势 可以看到一个光斑在荧光屏上从下向上移动，C项错 差U变小，静电计指针的张角变小，D项错误。 误；若在偏转极板加上如图戊所示的正弦式偏转电 三、非选择题 场，则可以看到一个光斑在荧光屏上O点的两侧做 7.下(3分)变大(3分) 往复运动，D项正确。 【解析】微粒静止，微粒所受合力为零，故微粒所受重 5.AD【解析】由题意可知AB中点的电势g=十型 力和电场力等大反向，9E=mg,微粒带正电，保持开 2 关S闭合，则电容器两极板间的电压不变，极板M上 =10V,由几何关系可知，OC连线为等势线，O点的 电势为10V,A项正确；AB与CO连线垂直，匀强电 移，两极板间的距离d增大，E子，电场强度E变 场的场强大小E=号=16-10V/m=150V/m,方 小，故qE<mg,微粒向下运动，充电完成后将开关S d0.04 向由A点指向B点，B项错误；D点和E点分别为外 断开，侧电容器所带电荷量不变，根据E=吕-吕 接圆上电势的最低点和最高点，C项错误：由几何关 4可知，电场强度E与两极板间的距离d无关，故 E,S 系可知外接圆的半径，=25 75 m,D点和E点的电势 极板N上、下移动时，两极板间的电场强度E不变， 差UDE=一E·2r=-8√3V,将电子由D点移到E 微粒保持静止，将极板N上移时，微粒所在位置O点 点，电势升高，电子的电势能减少了△E。=一eUpe= 与极板N间的距离d减小，故U'=Ed=重一Φo=0 ·58· 高三一轮复习M ·物理· ④。，O点的电势变大，故微粒的电势能将变大。 理可得4U=之m (2分) 8.4:5(2分) 后t(2分) 9 9mg士(2分) 50g 解得质子从金属板B上的小孔穿出时的速度大小 【解析】设撤去电场时小球的位移大小为x,速度大小 2qU☑ (2分) 为，撤去电场前小球的加速度大小为a1,撤去电场 (2)质子从金属板C、D间射出时，设垂直金属板C、 后小球的加速度大小为α2，根据位移与时间的关系 D方向的分速度大小为，根据题意有tan&= 可得x=a1,-=·21-0:(2,根据速度 (2分) 与时间的关系可得功=a2,联立解得二=号：撒去 质子在金属板C、D间做类平抛运动，有d=wt,y= 电场后小球上升到最高点所需的时间=，解得 受： (2分) 联立解得质子射出金属板C、D间时沿垂直于金属 由此可知，小球从底端A点沿斜面上升到最 4 板c.D方向偏移的距离y=言d (2分) 9 高点所需的时间=十=了：撤去电场前，根据动 (3)质子在金属板CD间有，=at,a=gE m (2分) 能定理有-UBq-ngxsin30°= 1 m6,又ag= 又E-9 (2分) gsin30=号，a1=号g,联立解得U 2 9mg't 50g 联立解得金属板CD间的电压大小U,=U 9.(1)①电容器放电过程中通过电流传感器的电荷量(2 (2分) 分) 11.【解析】(1)小球经过半圆弧轨道上的Q点时对半圆 ②=(2分) 弧轨道恰好无压力，小球在Q点的受力情况如图 (2)220(2分)480(2分)6.6×10-(2分) 所示 【解析】(1)①根据q=It可知I-t图像与对应时间轴 96 所围成的面积表示的物理意义为电荷量，即电容器放 电过程中通过电流传感器的电荷量。 ②S和S'均表示电容器放电的电荷量，所以S=S。 mg (2)根据C-吕可得C=含=20，根据L-只 由题意可知tana=gE (2分) mg 可知，两次放电过程的最大电流与电路中的电阻成反 解得匀强电场的电场强度大小E=3mg 4g (2分) 比，即100R R:R:=75R,解得R=480Q。开关S (2)小球在Q点所受的合外力F=mg=点， cos a g 闭合时，电容器放电过程中通过定值电阻R:的电荷 (1分) 量Q尺RS=0.66mA·s=6.6X10C 设小球在Q点的速度大小为Q 10.【解析】(1)质子经过加速电场的过程，根据动能定 在Q点由牛顿第二定律得F=m尺 (1分) ·59· ·物理· 参考答案及解析 解得6=gR (1分) 点时对半圆弧轨道的压力大小为子mg (1分) 2 设小球在C点的速度大小为u (3)小球从C点飞出后，在竖直方向做自由落体运 小球从Q点运动至C点的过程由动能定理可得 动，设小球经时间：落回水平面，有2R=名 1 1 -mgR(1-cos a)+qERsin a=m (2分) (1分) 在水平方向做匀加速直线运动，有x=uct+之a,t 解得=√gR 2 (1分) (2分) 又gE=a (2分) 在C点由牛顿第二定律得mg十Fx=m R (1分) 联立解得小球落回水平面时与A点间的距离x= 解得F=3 (1分) 3+2R 2 (2分) 由牛顿第三定律可得小球经过半圆弧轨道上的C ·60·高三一轮复习40分钟周测卷/物理 (十五)电势能与电势差、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3小题，每小题6分，共18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.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.1×10-3C C.1.2×10-3C D.1.4×10-3C 2.某带电导体周围的电场线和等势面分布如图所示，相邻两等势面之间的电势差相等，其中A、B、 C三点分别位于电场中三个相邻等势面上，下列说法正确的是 A.A点的电场强度大于B点的电场强度 B.沿电场线方向，B点附近的电势比A点附近的电势降落得更快 C.一带负电的试探电荷在A点的电势能小于在C点的电势能 D.对同一试探电荷，从A点移到B点电场力做的功大于从B点移到C点电场力做的功 3.某静电场的电场强度方向与x轴平行，在x轴上各点的电势0随坐标x的变化情况如图所示。 现将一电子（不计重力）自x=一x处由静止释放，则在一x,~2x,间电场强度E、电子运动时的 速度、电势能E。、动能Ek随坐标x变化的图像可能正确的是 00020主 0 2x0 20 0 B D 二、双项选择题（本题共3小题，每小题8分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的 得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 4.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 U/V 电子枪 异 荧光屏 2 1234 3456t/s 偏转电场 用 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点的上方移动 物理第1页（共4页） 衡水金卷·先享题·高三 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 5.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9=16V,pB=4V,pc= 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10V B.匀强电场的场强大小为150V/m,方向由A点指向C点 0 C.在三角形ABC的外接圆上，E点的电势最低 D D.将电子由D点移到E点，电子的电势能减少了8√3eV 6.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 静电计 A.在M、N之间插入橡胶 B.将M沿水平方向向左远离N C.将M向上平移 D.在M、N之间紧贴M插人金属板 班级 姓名 分数 题号 6 答案 三、非选择题（本题共5小题，共58分。请按要求完成下列各题） 7.(6分)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，保持开关S闭合，极 M 板M上移，微粒将向 (填“上”或“下”)运动，充电完成后将开关S断开，极 板N上移，微粒的电势能将 (填“变大”“变小”或“不变”)。 8.(6分)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、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。小球上滑过程中，撤去电场前、后的加速度大小之比为 ,小球从底端A点沿斜面上升到最高点所需的时间为 (用t表示)，撤去电场前A、B两点间的电势差UAB= (用题中所 ○30° 给字母表示)。 A 轮复习40分钟周测卷十五 物理第2页（共4页） 网 9.(10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=160Ω；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。 I/mA 100 电流接计算机 传感器 S2 R3 (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S1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= uF,定值电阻R= 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.(16分)某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，质子先被加速到具有较高的能 量，然后被引向轰击肿瘤并杀死靶细胞。“质子疗法”可简化为如图所示的模型，真空中的平行 金属板A、B间的电压为U1,平行金属板C、D间的距离为d,金属板C、D的长度也为d。质子 源发射质量为、电荷量为q的质子，质子从金属板A上的小孔进入（不计初速度）金属板A、B 间，经加速后从金属板B上的小孔穿出，匀速运动一段距离后以平行于金属板C、D方向的初 速度（大小未知）进入板间，质子射出金属板C、D时的末速度方向与初速度方向间的夹角0 =37°，之后质子恰好击中靶细胞。已知金属板A、B之间与金属板C、D之间均可视为匀强电 场，不计质子的重力及质子间的相互作用，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： (1)质子从金属板B上的小孔穿出时的速度大小； (2)质子从金属板C、D间射出时沿垂直于金属板C、D方向偏移的距离； (3)金属板C、D间的电压大小。 子源(（ 物理第3页（共4页） 衡水金卷·先享题·高三一轮 11.(20分)如图所示，半径为R、圆心为O点的光滑绝缘半圆弧轨道ABC固定在竖直平面内，其下 端与光滑绝缘水平面相切于A点，整个空间存在水平向右的匀强电场。质量为m、电荷量为 十q(q>0)的带电小球（可视为质点）从水平面上的P点以某一初速度水平向左运动，小球能沿 半圆弧轨道运动至C点飞出并最终落回水平面。已知小球经过Q点时对半圆弧轨道恰好无压 力，OQ连线与竖直方向间的夹角a=37°，重力加速度为g,不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37° =0.8。求： (1)匀强电场的电场强度大小； (2)小球经过半圆弧轨道上的C点时对半圆弧轨道的压力大小； (3)小球落回水平面时与A点间的距离。 E ` -0 R 复习40分钟周测卷十五 物理第4页（共4页) M