周测评(十九) 电容器的电容 带电粒子在电场中的运动-【衡水真题密卷】2025-2026学年高一下册物理学科素养周测评（人教版）

·物理· 参考答案及解析 二、非选择题 Uab=-20 V (2分) 7.(1)300V(2)-300V(3)1×104V/m (3)由p.-po=9o一pd (2分) 【解析】(1)A、B间的电势差 解得p.=20V (2分) Ua=w=4.8X10-8 所以电荷量为一4×105C的电荷在c点的电势 q1.6×10-8 V=300V (2分) 能E,=qP: (2)A点电势为0，有 则E,=-8×104J。 (2分) UAB=PA一PB (2分) 9.(1)5×10-3N(2)0.2m/s(3)0.8m 解得PB=-300V (2分) 【解析】(1)在x=0.4m处滑块速度达到最大， (3)A、C间的电势差 则此时滑块受力平衡，即电场力等于滑动摩擦力 UAc=W4c=-4.8X10-9 9.-1.6x10-8V=300v F电=f=umg (2分) (2分) 解得F电=5×10-3N (2分) B、C间的电势差 UBC=0 (2分) (2)由题图知，在1=0.4m即1=2.5m1处，电 则B、C两，点在同一个等势面上，电场线垂直于 等势面，电场强度大小 势9=2.5×10V;在x2=0.2m即1=5m UAC E-Lcos 30-1X10 V/m. 处，电势p2=5×105V,则两处的电势差 (2分) U=p2-p1=2.5X105V (2分) 8.(1)200V/m(2)-20V(3)-8×10-4J 根据动能定理得 【解析】(1)O、d两点间的电势差 1 Ud=po-pa=0-(-20V)=20V qU-umg (x1-x2)=- (2分) (2分) Od与电场方向平行，O、d两点间的距离 解得v=0.2m/s (2分) d=r=0.1m (2分) (3)由题图乙可知，电势9与位置x之间的关系为 电场强度E= 105 (2分) (2分) d E=200V/m (2分) 则从x2=0.2m到最远位置，根据动能定理得 (2)由题图可知p。<p6,即Ub<0, qU'-umg·△x'=0 (2分) a、b沿电场线方向的距离 U=p2-9 (2分) d1=2rcos60°=0.1m (2分) △x'=x-x2 (2分) b、则a、b间的电势差Ub=一Ed1 (2分) 解得x=0.8m或x=0.2m(舍去)。 (2分) 2025一2026学年度高一学科素养周测评（十九） 物理·电容器的电容 带电粒子在电场中的运动 一、选择题 误；改变R1不影响电容器电势差，则细线与竖直 E,S 方向的夹角不变，B错误；将绝缘细线剪断，小球 1.B【解析】根据电容器的决定式C=4xd,在液 所受重力与电场力的合力与绳拉力等大、反向， 面上升的过程中，两极间填充电介质增加，即电 则小球做匀加速直线运动，C错误；S断开后，电 容器的电容增加，A错误；由电容器电容的定义 容器所带电荷量不变·根据C二4元后，C=号， 无C=号，依题意，传感器两端电压保持不变，而 知电容器的带电量增加，B正确；电容器的带电量 ，得E=4kQ E-U 。S,将右板板向右平移少许，电 增加，电容器充电，电路中有b→a方向的电流，C 场强度不变，由于左极板接地，电势为零，且小球 U 与左极板间距不变，则A点电势不变，D正确。 错误；根据E= ,可知电容器两极间电场强度 3.C【解析】由甲、乙运动的轨迹可知，甲受力方向 不变，D错误。 与电场力反向，是负电荷，乙受力方向与电场力 2.D【解析】由题图可知，电容器左极板带负电， 同向，是正电荷，A错误；B、C两点间的电势差 右极板带正电，电场向左，则小球带负电荷，A错 UBc=EoR,E、F两点间的电势差UEr=E。· ·9。 真题密卷 学科素养周测评 2Rcos45°=√2E,R,所以B、C两，点间的电势差 各一个光斑，A正确；若在偏转极板加上如题图 与E、F两，点间的电势差之比UC:UEr=1: 丙所示的偏转电场，电子一直向上偏转，所以在 √2，B错误；甲运动到B点的过程以及乙运动到 荧光屏O,点上方看到一个光斑移动，B错误；若 F点的过程中，位移与水平方向的夹角均为45°， 在偏转极板加上如题图丙所示的偏转电场，电子 根据平抛运动的合速度与水平方向夹角的正切 先向下偏转再向上偏转，可以看到一个光斑在荧 值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，可知速 光屏上从下向上移动，C错误；若在偏转极板加上 度与水平方向夹角相等，C正确；因为两个带电粒 如题图戊所示的正弦式偏转电场，则可以看到一个 子质量均为m,电荷量的绝对值均为g,根据牛顿 光斑在荧光屏上O点两侧做往复运动，D正确。 第二定律可知两个带电粒子的加速度大小相等， 6.ACD【解析】粒子从A点运动到B点根据动能 1 aR 对于甲有R=4,R=2ai,可得1=√2， 定理有2m(V3)2-1,m 2m6=一gUaa,可得A、 对于乙有2Rcos45°=ut2,2Rsin45°=2at号，可 1 B两点间的电势差U=-mo ,故A点的电势 低于B点的电势，B错误，C正确；根据粒子轨迹 aR 得2= ,则01：02=1：2，D错误。 可知粒子受到的合外力为右下方，设粒子受到的 √2 合外力为F,合外力与竖直方向的夹角为0，有 4.A【解析】由题意可知，质点飞出平行板后只受 重力作用且垂直打在M上，可知质点在平行板 tan 0==vo y30 ，解得0=30°，粒子水平方向 间竖直方向受力不平衡，质点在平行板间向上偏 转做类平抛运动，则有质点在平行板间竖直方向 有Fasin0=2mui,粒子竖直方向有Fycos0- 的加速度大小是飞出平行板后竖直方向的加速 度大小的2倍，方向相反，在平行板间由牛顿第二定 2m(3),根据几何关系有x2+y2=d2,可 律可得gE一mg=2ma,飞出平行板后则有mg= ma,联立解得两极板间的电场强度E=3mg,由 2,F2 得x= 日，匀强电场的电场强度大小 匀强电场的电场强度与电势差的关系式U=Ed E=上三m°，D正确：合外力指向右下方，且合 可得U=3mgd,A正确；质点在电场中向上偏移 外力与竖直方向的夹角为30°，带电粒子从A到 B的过程中，速度与合外力的夹角先大于90°后 1 的距离y=2·2at,其中a=g,在水平方向有 小于90°，电场力先做负功再做正功，故电势能先 L=vot,联立解得y= 8L2 增加后减小，A正确。 ，电场力做功W= 二、非选择题 qE·y= 3mg2L2 一，即电势能减少 mg2L2 6,B错 7.(1)图见解析(4分)(2)A(4分)( 4分 误；若仅增大初速度，质点在两个偏转过程中 【解析】(1)根据电路图补充实物连线如图所示。 的受力情况均不变，竖直方向加速度均不变，则 该质，点仍能垂直打在M上，C错误；若仅增大两 极板间距，因两板上所带电荷量不变，则有E Q Q4πkQ 月，C=是，C-动可得E=-5,可知两 板间的电场强度不变，质点在电场中受力不变， R 则运动情况不变，则该质，点仍能垂直打在M上， (2)第一次探究过程为先给电容器充电，后电容 D错误。 器通过R放电，给电容器充电过程中电流从左向 5.AD【解析】若在偏转极板加上如题图甲所示的 右流过电阻R,即为正向电流，由于充电后电容 偏转电场，当电子在正向电压时间段进入偏转电 器下极板带正电，电容器通过R放电时，电流从 场时，在荧光屏上侧留下一个光斑，当电子在反 右向左流过电阻R,即为负向电流，A正确。 向电压时间段进入偏转电场时，在荧光屏下侧留 下一个光斑，可以看到荧光屏的O点上侧、下侧 (3)根据1=9 广，变形可得g=I=尔，而图 ·10· ·物理· 参考答案及解析 So 线与坐标轴围成图形的面积为S,则g=尺，故 (3)L=号/C2m+100(m=0,1,2,3,…) 有S。=gR=CUR,则电容C=UR 【解析】(1)带电粒子在加速电场中，由动能定理 可知Uo9= 1 8&.(w (2分) (2)gEod 2mvg 【解析】(1)粒子在左侧电场中加速过程，根据动 U9 解得U0=√m (2分) 1 能定理有qEd=2mo品 (2分) (2)带电粒子在静电分析器中做匀速圆周运动可知 vi 粒子在右侧电场中做类平抛运动，则有 Eoq=m r (2分) d=.9E -2m (2分) 2Uo 解得r=E。 (2分) d=voti (2分) 运动时间 ￥得E-号月 (2分) 3 π 2U.m (2)令粒子源与y轴间距为x,粒子在左侧电场中 -v-3EV g (2分) 加速过程，根据动能定理有 (3)带电粒子进入偏转电场将做类斜抛运动，利 qEx-mol (2分) 用运动的合成与分解可知，粒子在竖直方向上最 终速度为零，由偏转电场两端的变化电压可知， 粒子在右侧电场中做类平抛运动，则有 粒子在竖直方向上的运动可以是只有一个匀减 1 qEoti y=2 m (1分) 速过程，也可以是先匀减速再匀加速再匀减速过 程，以此类推，故粒子在竖直方向上有 d=v1t2 (1分) 1 T)2 从y轴右侧电场边界离开时的动能 y=1 2a(2/ (2分) qE,y-E.-mvd (2分) d 其中y=2(2n十1) (2分) 结合上述解得E, qEod2 qEox (2分) 4 (m=0,1,2,3…) a一dm 根据数学函数规律可知，当有 粒子在水平方向有 qEod2 qEox (2分) 4 L=0c0s30(2a+1)Z (2分) 2 即有x=2d 1 此时，粒子飞出右侧电场的动能最小 又因为Ug=2mo6 (2分) 解得Ekmin=qEod。 (2分) 解得L= d 6(2n+1)U, U9 9.(1)m π 2Uom 2N U (n=0,1,2,3,…）。 (2)3EN4 (2分) 2025一2026学年度高一学科素养周测评（二十）物理·阶段检测（五） 一、选择题 ,点的电场强度，方向分别沿a、b点切线斜向右下 1.C【解析】题图甲中与点电荷等距的a、b两点， 方，D错误。 电场强度大小相等，方向不相反，A错误；题图乙 2.C【解析】达到静电平衡后，由于带电量为十Q 中a、b两点的电场强度大小相等，方向分别沿a、 的小球（可视为点电荷）放置在金属球壳的球心 b,点切线向右，所以两，点电场强度大小相等，方向 处，整个装置处于电场强度为E的水平向左的匀 相同，B错误；题图丙中a、b两点的电场强度大 强电场中，则金属球壳空腔内电场强度不为零， 小相等，a点电场强度方向向上，b点电场强度方 金属球壳空腔内有电场，A错误；达到静电平衡 向向下，C正确；题图丁中a点的电场强度小于b 后，金属球壳空腔内的电场强度等于点电荷十Q 。11.密度 2025一2026学年度高一学科素养周测评（十九） 卷题 物理·电容器的电容 带电粒子在电场中的运动 本试卷总分100分，考试时间40分钟。 一、选择题：本题共6小题，每小题8分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~4题 只有一项符合题目要求，第5、6题有多项符合题目要求。全部选对的得8分，选对但不 全的得4分，有选错的得0分。 题号 2 3 4 答案 1.电容器是一种常用的电学元件，电容式油位传感器（图甲）可以用来监测油箱内液面高 度的变化，工作原理如图乙所示。传感器由金属圆筒和圆柱形金属芯组成，可看作电容 器的两极，油箱内的汽油可看作电介质，电容器两极的两端电压保持不变。计算机可根 据电容器原理，探测出汽油浸入圆筒和圆柱间空隙的深度。给汽车加油，在油箱内油面 上升的过程中，下列说法正确的是 () 电容传感器一 (G 油箱一 甲 A.电容器的电容减小 B.电容器储存的电荷量增加 C.电路中有电流沿a→b方向通过G D.电容器两极间的电场强度变大 2.如图，在竖直放置的无限大平行金属板间用长为1.4m的轻质柔软绝缘的细线拴一质 量为1.0×10-2kg,电荷量为2.0×10-8C的带电小球（可视为点电荷），细线的上端固 定于O点，开关S闭合，稳定时小球静止在板间的A点，细线与竖直方向成夹角0= 37°，A点距右极板的距离为0.15m,且左极板接地，其中sin37°=0.6，g取10m/s2,则 下列说法正确的是 () A.小球带正电荷 B.将R1的滑片向左移，细线与竖直方向的夹角将变大 高一学科素养周测评（十九）物理第1页（共4页） 真题至 莫道浮云终蔽日，总有云开雾散时 00里年ngs年里9 C.将绝缘细线剪断，球将做曲线运动，经0.2s打到右极板上 班级 D.开关S断开后，将右极板向右平移少许，A点电势不变 3.如图所示，半径为R的虚线圆在竖直平面内，O为圆心，AC、 BD分别为竖直直径和水平直径，E是弧AD的中点，F是弧 E 姓名 BC的中点，电场强度为E。的匀强电场竖直向下，甲、乙两个带 电粒子（重力均忽略不计）质量均为，电荷量的绝对值均为q,D 先让甲从C点以初速度o1水平抛出，经过一段时间t1运动到 得分 B点，再让乙从E点以初速度v2水平抛出，经过一段时间t2运 动到F点，下列说法正确的是 () Eo 甲 C A.甲、乙两个带电粒子均带负电 B.B、C两点间的电势差与E、F两点间的电势差之比为1：1 C.甲在B点的速度与乙在F点的速度与水平方向的夹角相等 D.1:v2=1:√2 4.如图所示，一充电后与电源断开的平行板的两极板水平放置，板长为L,板间距离为d, 距板右端2L处有一竖直屏M。一电荷量为g、质量为m的质点以初速度v。沿中线射 入两板间，最后垂直打在M上，重力加速度大小为g,下列说法正确的是 ( A.两极板间电压为3msd M B.质点通过电场过程中电势能减少2mgL 2L v C.若仅增大初速度o,则该质点不可能垂直打在M上 D.若仅增大两极板间距，则该质点不可能垂直打在M上 5.电视机显像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，不考虑电子在偏转电场运动时偏转电压的变化，最后打在荧光屏上 呈现光斑，在偏转极板上加不同的电压，光斑在荧光屏上呈现不同情况，当上极板带正 电时，下列说法正确的是 () ↑IV ↑八V U/V ↑UV 电子枪 荧光屏 偏转电场 02 12/34ts 0 123456is 分 戊 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两个固定的光斑 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的O点下 侧移动 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点两 侧做往复运动 密卷 高一学科素养周测评（十九）物理第2页（共4页） 1 6.空间存在一平行于纸面的匀强电场，一质量为m、带电荷量为一q(g>0)的粒子以速 度。从A点水平向左射入电场，仅在静电力的作用下，经过一段时间后，粒子运动到B 点时，速度大小为√30，方向变为与初速度方向垂直，如图所示。已知AB两点间的距 离为d。下列说法正确的是 () A.带电粒子从A到B的过程中，电势能先增加后减小 B.A点的电势高于B点的电势 C.A、B两点间的电势差UB=-m时 q 2mvd D.匀强电场的电场强度大小为 9d 二、非选择题：本题共3小题，共52分。 7.(12分)某同学用图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象。所用器材有：电源E、电 流表A、电压表V、电容器C、定值电阻R、单刀双掷开关S、导线若干。 甲 丙 (1)根据图甲，将图乙中的实物连线补充完整。 (2)将图乙中的电流表换成电流传感器，可以在电脑端记录电流随时间变化的图线。先 将开关接1，待电路稳定后再接2。已知电流从左向右流过电阻R时为正，则与本次 实验相符的I-t图像是 (填正确答案标号)。 A B (3)将图乙中的电压表换成电压传感器，可以在电脑端记录放电过程中电压随时间变化 高一学科素养周测评（十九）物理第3页（共4页）】 真题 的图线，如图丙所示。已知开关接2瞬间开始计时，此时电压传感器记录数据为 Um,利用数据处理软件得到U-t图线与坐标轴围成图形的面积为S。根据该实验数 据曲线可以粗测实验中电容器的电容C= (用Um、R和S。 表示)。 8.(20分)如图所示，在平面直角坐标系xOy的y轴右侧有竖直向下的匀强电场，场强大 小为E。,宽度为d,y轴左侧有水平向右的匀强电场，电场中有一粒子源，坐标为（一d, d),粒子源能产生初速度为零、质量为m、电荷量为q的带正电粒子。粒子恰能从坐标 (d,0)处离开y轴右侧电场。不计粒子重力。 (1)求y轴左侧匀强电场的场强大小E。 (2)若粒子源位置可调，y轴左右两侧匀强电场的场强大小不变，求粒子从y轴右侧电 场边界离开时的最小动能。 9.(20分)如图为一粒子分析装置由粒子发射源、加速电场、静电分析器、偏转电场四部分 组成。粒子发射源S可产生初速度为零、质量为、电荷量为十g的带电粒子，粒子自A 板小孔进入加速电场加速后，从B板小孔沿圆弧轨迹CD通过电场方向指向圆心的静 电分析器，出静电分析器后沿M板左端上边缘进入偏转电场区，而后从偏转电场中线右 端G点水平飞出，且此时偏转电场方向刚好发生变化。其中，加速电场的电压为U。,A、 B板间距为d。,静电分析器中轨迹圆心角为60°，轨迹CD处的电场强度为E。,偏转电场 M、N两端所加电压如图乙所示（以带电粒子进入偏转电场开始计时），带电粒子重力不 计。求： (1)带电粒子到达B板的速度vo的大小； (2)带电粒子在静电分析器中运动的时间t; (3)偏转电场M、N板长L与间距d满足的关系式。 ON UMN 偏转电场 D G U 静电分析器 oM B 0 2T 加速电场 .A.=S... -U升 甲 乙 密卷 高一学科素养周测评（十九）物理第4页（共4页）