周测卷四 电容器的电容 带电粒子在电场中的运动 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 聚焦电容器与带电粒子运动核心知识，通过密立根油滴实验等经典情境及分层电场创新设计，考查物理观念与科学思维，适配周测巩固需求。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|7|电容概念、粒子加速偏转|基础辨析，如电容与电压关系| |多选题|3|电场力做功、电容动态分析|多过程运动，如复合场中粒子运动| |实验题|2|电容器充放电、密立根实验|经典实验操作，培养科学探究| |解答题|2|电场力平衡、分层电场运动|综合应用，考查科学推理与模型建构|

周测卷四 电容器的电容 带电粒子在电场中的运动 一、单选题 1．如图所示，下列关于该电容器的说法中，正确的是（　　） A．外壳上所标的100V指的是击穿电压 B．该电容器只有接100V的恒定电压时才能工作 C．电容器上不带电，其电容也是 D．给该电容器充电过程中电容器两端电压不变 2．如图，氕核、氘核、氚核三种粒子从S点无初速释放．经电场加速后，又进入电场偏转最后打在屏上．整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，则　　 A．三种粒子将打到屏上的不同位置 B．偏转电场对三种粒子做功一样多 C．三种粒子打到屏上的动能不同 D．三种粒子运动到屏上所用时间相同 3．如图所示，平行板电容器与直流电源连接，上极板接地，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态，现将下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离，则下列说法不正确的是（　　） A．若S闭合，该油滴将向下运动 B．若S闭合，P点的电势减小 C．若S断开，该油滴保持静止 D．若S断开，P点的电势不变 4．如图所示，在匀强电场中，把一个质量为m、电荷量为的小球放在倾角为的光滑斜面上，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A．为使小球静止在斜面上，电场强度的方向只能竖直向上 B．为使小球静止在斜面上，电场强度的最小值为 C．若电场方向水平向右，则带电小球的加速度方向可能沿斜面向上 D．若电场方向水平向左且大小为，则带电小球的加速度大小为 5．如图1所示，水平平行正对的两金属板M、N间加有如图2所示的电压。0~t0时间段内，一质量为m的带电油滴（可视为质点）静止在两板正中间P处。t=2.5t0时刻，该油滴恰好能到达某金属板。不计空气阻力，重力加速度为g，油滴的质量与电荷量保持不变，则M、N两板的间距为（　　） A． B． C． D． 6．手机电容式触摸屏的核心部件可简化为平行板电容器。当手指靠近触摸屏时，电容器两极板和手指间的电场线分布如图所示。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．B点的电势等于D点的电势 C．将一电子从A点移到B点，电子的电势能减小 D．手机按压触摸屏时，电容器电容减小 7．如图，两平行板电容器正对面积分别为S、2S，两板间距离分别为，开始时开关断开，两板间电压分别为，两电容器带电量均为Q。下列说法正确的是（　　） A． B．闭合开关后，电阻R上有a→b电流 C．闭合开关并稳定后，两板间电压U介于之间 D．闭合开关并稳定后，两电容器带电量之比为4：1 二、多选题 8．如图所示的装置由加速电场、辐射电场组成。一质量为m、带电量为+q的粒子（忽略重力）从加速电场的下孔飘入加速电场，从J点以竖直向上的速度进入辐射电场，沿圆弧虚线运动到P点时以水平向右的速度离开电场。已知圆弧虚线处的电场强度大小为E，圆弧虚线的半径为R，下列说法正确的是（　　） A．粒子在J点的速度大小为 B．加速电场两极板间的电压为 C．粒子从J点到P点的运动时间 D．粒子从J点运动到P点的平均加速度的大小为 9．如图所示，电容器水平放置，板间距离为L，板长为3L。一质量为m、电荷量为q（q>0）的小球以v0的速度水平抛出，随后紧靠电容器上极板边缘进入电容器，小球进入电容器时速度方向与极板夹角为45°，小球能从电容器中飞出，且运动过程中恰好与极板不碰撞，重力加速度为g，忽略边缘效应。下列说法正确的是（　　） A．电容器上极板带负电 B．小球抛出点到上极板左端的水平距离为 C．小球出电容器时速度一定与极板平行 D．两极板间的电压可能为或 10．如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，带负电的小物体以初速度v1从M点沿斜面上滑，到达N点时速度为零，然后下滑回到M点，此时速度为v2（v2＜v1）．若小物体电荷量保持不变，OM＝ON，则（） A．小物体上升的最大高度为 B．从N到M的过程中，小物体的电势能逐渐减小 C．从M到N的过程中，电场力对小物体先做负功后做正功 D．从N到M的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小 三、实验题 11．图1为“观察电容器的充放电过程”实验电路图，单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2。实验中使用电流传感器来采集电流随时间的变化情况。 (1)开关S改接2后，电容器进行的是___________（填“充电”或“放电”）过程，流过电阻R的电流方向___________（填“向上”或“向下”），此过程得到的I-t图像如图2所示。 (2)若，电源和电流传感器内阻均为，则加在电容器两极板的最大电压约为_____V（结果保留2位有效数字）。 (3)由图2可得电容器充满电时所带电荷量约为________C，该电容器的电容约为______F。（结果均保留2位有效数字） 12．美国物理学家密立根利用如图所示的实验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根油滴实验。如图，两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场。用喷雾器向透明的圆柱形容器里喷入带电油滴，板间油滴P悬浮在两板间保持静止，已知重力加速度为g。 （1）由以上信息可知，带电油滴带_____电（填“正”或“负”）。 （2）若要测出该油滴的电荷量，需要测出的物理量有_____。 A．油滴质量m    B．两板间的电压U    C．两板的长度L    D．两板间的距离d （3）用（2）测出的物理量符号和重力加速度g表示出该油滴的电荷量q=_____。 （4）在进行了几百次的测量以后，密立根发现油滴所带的电荷量虽不同，但都是某个最小电荷量的整数倍，这个最小电荷量被认为是元电荷。 （5）在某次测量中，发现某油滴静止在两极板中央，若将极板电压减小为原来的四分之一，这个油滴运动到极板的时间为t=_____。（用测出的物理量符号与g表示） 四、解答题 13．如图所示，一质量为m、电荷量为+q的小球，用长为l的绝缘细线悬挂于O点。小球静止时位于图中的Q点。若将该装置放在水平方向匀强电场中，小球静止于图中的P点，此时细线与竖直方向的夹角θ=37°。已知重力加速度为g，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8。 (1)判断电场方向，计算该匀强电场的电场强度的大小E。 (2)若规定Q点位置电势为零，求P点电势φ。 (3)若带电小球从Q点由静止释放，求小球再次到达P点时的速度的大小。 14．某装置用电场控制带电粒子运动，工作原理如图所示，矩形区域内存在多层紧邻的匀强电场，每层的高度均为d，电场强度大小均为E，方向沿竖直方向交替变化，边长为，边长为，质量为m、电荷量为的粒子流从装置左端中点射入电场，粒子初动能为，入射角为，在纸面内运动，不计重力及粒子间的相互作用力。 （1）当时，若粒子能从边射出，求该粒子通过电场的时间t； （2）当时，若粒子从边射出电场时与轴线的距离小于d，求入射角的范围； （3）当，粒子在为范围内均匀射入电场，求从边出射的粒子与入射粒子的数量之比。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B B D C C C BD AD AD 11．(1) 放电 向上 (2)1.3 (3) 3.1×10-3/2.9×10-3/3.0×10-3/3.2×10-3/3.3×10-3 2.4×10-3/2.2×10-3/2.3×10-3/2.5×10-3/2.6×10-3 12． 负 ABD 13．(1)电场方向水平向左， (2) (3) 【详解】（1）小球带正电，静止时偏在竖直方向左侧，电场力与电场方向同向，因此电场方向水平向左。 对P点小球受力平衡：竖直方向 水平方向 联立解得 （2）P、Q沿电场方向的距离 沿电场方向电势降低，因此电势差满足 已知，代入 得 （3）从Q到P由动能定理 代入数值化简 解得 14．（1）；（2）或；（3） 【详解】（1）电场方向竖直向上，粒子所受电场力在竖直方向上，粒子在水平方向上做匀速直线运动，速度分解如图所示 粒子在水平方向的速度为 根据可知 解得 （2）粒子进入电场时的初动能 粒子进入电场沿电场方向做减速运动，由牛顿第二定律可得 粒子从边射出电场时与轴线的距离小于d，则要求 解得 所以入射角的范围为 或 （3）设粒子入射角为时，粒子恰好从D点射出，由于粒子进入电场时，在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向反复做加速相同的减速运动，加速运动。粒子的速度 运动时间为 粒子在沿电场方向，反复做加速度大小相同的减速运动，加速运动，则 则 则粒子在分层电场中运动时间相等，设为，则 且 代入数据化简可得 即 解得 （舍去）或 解得 则从边出射的粒子与入射粒子的数量之比 学科网（北京）股份有限公司 $