第9章 5.第3节 电容器 带电粒子在电场中的运动（word练习）-【高考突破新方案】2027年高考物理大一轮复习练案

**基本信息** 聚焦电容器动态分析与带电粒子运动，以运动分解、极限法等科学思维方法为核心，构建从概念到应用的知识逻辑链。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |电容器动态分析|T1、5（高考真题+模拟）|公式法分析电容与d关系，结合电路动态变化|从电容定义式出发，推导U与F的非线性关系，体现物质观念| |带电粒子运动|T2-4、6-7（5题含3真题）|运动分解化曲为直，相对运动简化计算，极限法确定临界条件|以类平抛/斜抛模型为基础，通过科学推理建立运动学量与电场参量的关联|

第3节　电容器　带电粒子在电场中的运动 电容器　平行板电容器的动态分析T1、5　　带电粒子在电场中的运动T2、3、4、6、7 高考真题 1.★★(2025黑吉辽蒙,4,4分)如图,某压力传感器中平行板电容器内的绝缘弹性结构是模仿犰狳设计的,逐渐增大施加于两极板压力F的过程中,F较小时弹性结构易被压缩,极板间距d容易减小;F较大时弹性结构闭合,d难以减小。将该电容器充电后断开电源,极板间电势差U与F的关系曲线可能正确的是(　　) 1.答案　D 2.★★(2025重庆,5,4分)某兴趣小组用人工智能模拟带电粒子在电场中的运动,如图所示的矩形区域OMPQ内分布有平行于OQ的匀强电场,N点为QP的中点。模拟动画显示,带电粒子a、b分别从Q点和O点垂直于OQ同时进入电场,沿图中所示轨迹同时到达M、N两点,K点为轨迹交点。忽略粒子所受重力和粒子间的相互作用,则可推断a、b(　　) A.具有不同比荷 B.电势能均随时间逐渐增大 C.到达M、N的速度大小相等 D.到达K点所用时间之比为1∶2 2.答案　D 3.★★★(2025甘肃,7,4分)离子注入机是研究材料辐照效应的重要设备,其工作原理如图1所示。从离子源S释放的正离子(初速度视为零)经电压为U1的电场加速后,沿OO'方向射入电压为U2的电场(OO'为平行于两极板的中轴线),极板长度为l、间距为d,U2-t关系如图2所示。长度为a的样品垂直放置在距U2极板L处,样品中心位于O'点。假设单个离子在通过U2区域的极短时间内,电压U2可视为不变,当U2=±Um时,离子恰好从两极板的边缘射出。不计重力及离子之间的相互作用。下列说法正确的是(　　) A.U2的最大值Um=U1 B.当U2=±Um且L=时,离子恰好能打到样品边缘 C.若其他条件不变,要增大样品的辐照范围,需增大U1 D.在t1和t2时刻射入U2的离子,有可能分别打在A点和B点 3.答案　B 4.★★★(2025江苏,13,8分)如图所示,在电场强度为E、方向竖直向下的匀强电场中,两个相同的带正电粒子a、b同时从O点以初速度v0射出,速度方向与水平方向夹角均为θ。已知粒子的质量为m,电荷量为q,不计重力及粒子间相互作用。求: (1)a运动到最高点的时间t; (2)a到达最高点时,a、b间的距离H。 4.答案　(1)　(2) 解题导引　提取关键信息,可以得到a粒子做类斜上抛运动,b粒子做类斜下抛运动,利用运动的分解,化曲为直分析解决问题。 解析　(1)a、b做类抛体运动,根据运动的分解可得a、b在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做匀变速直线运动 对a,根据牛顿第二定律可得其加速度大小a= 水平方向上的初速度大小vx=v0 cos θ 竖直方向上的初速度大小vy=v0 sin θ a运动到最高点时,竖直方向速度变为0 可得vy=at 解得t== (2)经过时间t,a到达最高点,由题意知a、b在水平方向均做速度大小为v0 cos θ的匀速直线运动,则a、b水平方向的位移一直相同。在a到达最高点之前,a在竖直方向做匀减速直线运动,b在竖直方向做匀加速直线运动 则在0~t时间内,a上升的高度ha=vyt-at2 b下降的高度hb=vyt+at2 则H=ha+hb=2v0t sin θ= 方法拓展　该题第(2)问可用比较简单的方法,即利用相对运动来解题。如果以b为参考系,a在竖直方向上做匀速直线运动,直接用相对速度乘时间就可以得到答案。 高考模拟 5.★★★(2025届广西南宁名校联考)如图所示,电路中D为二极管,R0为滑动变阻器,R'为磁敏电阻,磁敏电阻的阻值随所处空间磁场的增强而增大,水平放置在真空中的平行板电容器上板接地,极板间的P点固定有带电荷量很小的负电荷,下列说法正确的是(　　) A.仅将R0的滑片向下移动,电容器极板间的电压减小 B.仅将条形磁铁向左移动靠近磁敏电阻,电容器极板间的电压减小 C.仅将电容器的下板稍向上移,P点处负电荷的电势能增大 D.仅将电容器的下板稍向左移,电容器极板间的电场强度不变 5.答案　C 6.★★★(多选)(2026届宁夏银川开学考)大量放射性原子核连续不断地放射α、β、γ三种射线,三种射线出射方向与匀强电场方向垂直,最后打在屏幕上某区域,如图所示,γ射线打在正对屏幕的区域3,区域1、5相距区域3较远,区域2、4相距区域3较近,已知α粒子的发射速度为0.1c,β粒子的质量约为质子质量的、发射速度为c,c为光速。下列说法正确的是(　　) A.β粒子打在区域1 B.β粒子打在区域2 C.α粒子打在区域4 D.α粒子打在区域5 6.答案　AC 7.★★★(多选)(2026届河南商丘虞城一中月考)如图所示为带等量异种电荷的两正对平行金属板P和Q,P板带负电,Q板接地,板长为L,两板间距离为d。大量电子从两平行板间上半区域的左侧以平行于金属板的相同速度进入两板间,靠近P板左侧边缘进入的电子恰好能打在Q板右侧边缘,电子进入两板间在上半区域均匀分布,忽略电子间的相互作用,不考虑电场的边缘效应,不计电子的重力。下列说法正确的是(　　) A.电子击中Q板区域的长度为L B.电子击中Q板区域的长度为L C.保持两板带电荷量不变,若将Q板向下平移的距离,打在Q板上的电子数占进入平行板间的电子总数的 D.保持两板带电荷量不变,若将Q板向下平移的距离,靠近P板左侧边缘进入的电子出电场时的电势能为进电场时电势能的 7.答案　BCD 创新风向·挑战思维 巧用极限法解决带电粒子在电场中运动问题 (多选)(2025届湖北云学部分重点高中联考)实验室常用荧光物质分析带电粒子的运动规律。如图所示,间距为3d的两块足够大的竖直平行金属板M、N,板间存在水平向左的匀强电场,两板内侧均匀涂有荧光物质。M板上某处有一粒子源O,可以向各个方向均匀发射质量为m、电荷量为q(q>0)、速度大小为v0的带电粒子,粒子撞击到荧光物质会使其发出荧光。已知粒子打在M板上的位置与O点最远的距离为8d(图中未画出),不计粒子重力,下列说法正确的是(　　) A.打在M板上的位置与O点相距最远的粒子,初速度方向与水平方向成30°角 B.打在M板上的位置与O点相距最远的粒子,在电场中运动时间为 C.打在N板上的粒子,在电场中运动的最长时间为 D.N板上的发光面积为12πd2 答案 BD 学科网（北京）股份有限公司 $