第36讲 电容器 带电粒子在电场中的直线运动（专项训练）（全国适用）（原卷版）

1/19第36讲电容器带电粒子在电场中的直线运动目录01课标达标练 1题型01平行板电容器两类动态的分析 1题型02平行板电容器动态变化时某点电势的变化 3题型03电场中带电粒子的直线运动 4题型04电场中带电体（计重力）的直线运动 6题型05带电粒子在交变电场中的直线运动 802核心突破练 1003真题溯源练 1401平行板电容器两类动态的分析1．（2025·湖北·模拟预测）在真空中有一平行板电容器，两极板正对面积为S，两极板间距为d，电容器充电结束后带电荷量为Q，断开与电源的连接，忽略电容器极板边缘效应，设两极板之间是匀强电场，则下列说法正确的是（）A．两极板间引力大小为B．两极板间引力大小为C．若将两极板间距增大，则外力克服电场力做功D．若将两极板间距增大，则外力克服电场力做功2．（2025·山西临汾·三模）一种计算机键盘采用电容式传感器，每个键下面由相互平行的活动极板和固定极板组成，如图甲所示，其内部电路如图乙所示。按键前两极板间距为d，按下某键，只有该键的电容改变量不小于原电容的40%时，键盘才有感应，下列说法正确的是（）A．按键的过程中，电容器的电荷量不变B．按键的过程中，图乙电流计中电流从a流向bC．要使传感器有感应，至少要将按键按下D．要使传感器有感应，至少要将按键按下3．（2025·河南·模拟预测）为了方便在医院输液的病人及时监控药液是否即将滴完，有人发明了一种利用电容器原理实现的输液报警装置，电容器C的两极板夹在输液管两侧，实物图和电路原理如图所示。闭合开关，当药液液面降低时，两极板之间介质由液体改变为气体，蜂鸣器B就会因通过特定方向的电流而发出声音，电路中电表均为理想电表．根据以上说明，下列选项分析正确的是（）A．液面下降后，电容器两端电压变小 B．液面下降后，电容器所带电量增大C．液面下降时蜂鸣器电流由b流向a D．输液管较粗时，电容器容值会变大4．（2025·广东揭阳·二模）如图是“自电容”传感器的工作原理示意图。感应电极上带有一定量的正电荷，当手指靠近感应电极时，测量感应电极与手指间的电容变化，可以实现对手指靠近过程的检测。对于手指靠近的过程，下列说法正确的是（

）A．手指尖端感应出正电荷 B．感应电极的电势比手的电势低C．感应电极与手之间的场强逐渐增大 D．感应电极与手之间的场强保持不变02平行板电容器动态变化时某点电势的变化5．（2025·陕西咸阳·三模）李明重新做教材中探究平行板电容器的电容与哪些因素有关的实验，电容器的、两极板带有等量异种电荷且不变，板与静电计连接，板接地。如图所示，两板间点处固定一负电荷。下列说法中正确的是（

）A．将板上移，则静电计指针偏转角增大B．将板左移，则静电计指针偏转角减小C．将板左移，处电荷的电势能增大D．在电容器两极板间插入玻璃板的过程中，处电荷的电势能减小6．（2025·广西南宁·模拟预测）如图所示，电路中D为二极管，为滑动变阻器，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点固定有带电量很小的负电荷，下列说法正确的是（）A．仅将的滑片向下移动，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7．（2025·河北张家口·一模）如图所示，D是一只理想二极管，水平放置的平行板电容器的A、B两极板间有一带电液滴，在点处于静止状态。若保持极板不动，当某同学分别从初始状态开始向不同方向稍微平移极板A（移动极板A后点还在两极板之间）时，下列说法正确的是（）A．极板A向上移动过程中，静电计指针张角变小B．极板A向下移动过程中，静电计指针张角变大C．极板A向左移动过程中，液滴向下运动D．极板向左移动过程中，点处电势升高8．（24-25高三上·河北承德·期末）如图所示，真空中水平放置的平行板电容器的两极板与电压恒定的电源相连，下极板接地（电势为0），极板间的P点固定一带负电的点电荷（电荷量不变），把上极板缓慢向下平移少许后，下列说法正确的是（）A．电容器所带的电荷量减小 B．点电荷受到的电场力减小C．P点的电势降低 D．点电荷的电势能减小03电场中带电粒子的直线运动9．（2025·全国·二模）如图所示，某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，静止的质子被电场强度大小的匀强电场沿直线加速到，然后轰击肿瘤，杀死细胞。已知质子的质量，电荷量，则整个加速过程中质子的位移大小为（）A．2m B．2.5m C．4m D．5m10．（2025高三·北京·模拟预测）如图所示，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的极板水平；两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、下极板附近，与极板距离相等。现同时释放a、b，它们由静止开始运动。在随后的某时刻t，a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面。a、b间的相互作用和重力可忽略。下列说法正确的是（）A．a的质量比b的大B．在t时刻，a的动能比b的小C．在t时刻，a和b的电势能相等D．在t时刻，a和b的动量大小相等11．（24-25高三上·江苏扬州·联考）如图，某电容器由两水平放置的半圆形金属板组成，板间为真空。两金属板分别与电源两极相连，下极板固定，上极板可以绕过圆心且垂直于半圆面的轴转动。起初两极板边缘对齐，然后上极板转过10°，并使两极板间距减小到原来的一半。假设变化前后均有一电子由静止从上极板运动到下极板。忽略边缘效应，则下列说法正确的是（）A．变化前后电容器电容之比为17：9B．变化前后电容器所带电荷量之比为16：9C．变化前后电子到达下极板的速度之比为：1D．变化前后电子运动到下极板所用时间之比为2：112．（2025·北京朝阳·二模）在距离为L的质子源和靶之间有一电压为U的匀强电场，质子（初速度为零）经电场加速，形成电流强度为I的细柱形质子流打到靶上且被靶全部吸收。在质子流中与质子源相距l和4l的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为和，已知质子质量为m、电荷量为e。下列说法正确的是（）A．B．每秒打到靶上的质子的总动能为eUC．质子流对靶的作用力大小为D．质子源与靶间的质子总数为04电场中带电体（计重力）的直线运动13．（2025·湖南怀化·三模）如图所示，ABCD为匀强电场中相邻的四个等势面，等势面与水平方向的夹角，一带正电小球经过等势面A上的点时，速度方向水平，小球沿直线运动，经过等势面D上的点时速度恰好为零，已知小球质量为，带电量，ad间的距离为，重力加速度，，，则下列说法正确的是（）A．匀强电场强度大小为7.5N/CB．小球在a点的速度大小为1.5m/sC．A和B两等势面的电势差D．若小球从d点沿da方向水平射入，则小球的运动轨迹为曲线14．（2025·云南贵州·二模）如图所示，水平放置的平行板电容器与恒压直流电源连接，板间距离为，一带电粒子恰好静止于电容器极板正中央。若保持下极板不动，用绝缘工具在极短时间内将上极板向上平移，粒子打在极板上的动能为；若保持上极板不动，用绝缘工具在极短时间内将下极板向上平移，粒子打在极板上的动能为。不计空气阻力和电容器充放电的时间，则等于（）A． B． C． D．15．（2025·湖北·模拟预测）如图所示，A、B为水平放置的平行正对金属板，在板中央分别有一小孔M、N，D为理想二极管，为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电荷的带电小球从M、N的正上方P点由静止释放，小球恰好能运动至小孔N处。下列说法正确的是（）A．若仅将B板稍微上移，带电小球仍可以运动至N处B．若仅将A板稍微上移，带电小球仍可以运动至N处C．若仅将变阻器的滑片上移，带电小球仍可以运动至N处D．断开开关S，从P处将小球由静止释放，带电小球将无法运动至N处16．（2025·山西吕梁·三模）如图所示，倾角为的光滑、足够长绝缘斜面固定在水平地面上，斜面底端有一电荷量为、质量为的带电小物块，小物块在平行于斜面向上的恒定拉力作用下，由静止开始运动，经过一段时间后撤去拉力，此后，小物块继续沿斜面运动，又经过返回到斜面底端。已知重力加速度取，整个空间存在水平向右的电场强度大小的匀强电场。则拉力的大小为（）A． B． C． D．05带电粒子在交变电场中的直线运动17．（24-25高三上·浙江宁波·联考）某多级直线加速器由n个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，如图甲所示，各金属圆筒依次接在交变电源的两极M、N上，序号为0的金属圆板中央有一个质子源，质子逸出的速度不计，M、N两极加上如图乙所示的电压，一段时间后加速器稳定输出质子流。已知质子质量为m、电荷量为e，质子通过圆筒间隙的时间不计，且忽略相对论效应，则（）A．质子在各圆筒中做匀加速直线运动B．质子进入第n个圆筒瞬间速度为C．各金属简的长度之比为D．质子在各圆筒中的运动时间之比为18．（24-25高三上·吉林长春·联考）匀强电场的电场强度E随时间t变化的图像如图所示。当时。在此匀强电场中由静止释放一个带正电的粒子，带电粒子只受静电力的作用，下列说法正确的是（）A．带电粒子将做往复运动 B．3s末带电粒子回到原出发点C．3s末带电粒子的速度不为零 D．前3s内，静电力做的总功为零19．（24-25高三上·安徽合肥·联考）如图甲所示，在平行板电容器A、B两极板间加上如图乙所示的交变电压，t＝0时刻A板电势比B板高，两板中间静止一电子，设电子在运动过程中不与两板相碰，而且电子只受静电力作用，规定向左为正方向，则下列叙述正确的是（）A．在t＝0时刻释放电子，则电子运动的v－t图像如图丙图线一所示，该电子一直向B板做匀加速直线运动B．若t＝时刻释放电子，则电子运动的v－t图像如图线二所示，该电子一直向B板做匀加速直线运动C．若t＝时刻释放电子，则电子运动的v－t图像如图线三所示，该电子在2T时刻在出发点左边D．若t＝T时刻释放电子，在2T时刻电子在出发点的左边20．（24-25高三上·河北沧州·联考）如图甲为一平行板电容器，A极板上有一小孔C，在小孔处由静止释放一个带负电的粒子，已知该带电粒子只受电场力的作用，在电容器两极板间加如图乙所示的电压，电压的变化周期为T，若粒子从时刻释放，则下列说法正确的是（）A．粒子一定能运动到B极板上 B．粒子一直向B极板运动C．粒子的速度时间图像可能为图丙 D．粒子的速度时间图像可能为图丁21．（多选）（2025·福建三明·三模）如图为探究平行板电容器电容的影响因素的实验装置（）A．静电计指针张角变大表明电容器极板电势差增大B．静电计指针张角变大表明电容器极板电势差减小C．只增加极板电量，静电计指针张角变大，但电容不变D．只增加极板电量，静电计指针张角变大，表明电容增大22．（多选）（2025·四川·模拟预测）一物理兴趣小组的同学将两个相同电容器的上极板用导线相连，下极板均接地，如图甲所示。另一组同学在两个电容器上极板间接入一理想二极管，如图乙所示。让两组电容器的上极板分别带电后，两组同学观察到两电容器中间相同的带负电油滴均处于静止状态。下列说法正确的是（）A．若将图甲中极板稍向上平移，将向上动，将向下动B．若将图甲中极板稍向上平移，和均不动C．若将图乙中极板稍向上平移，和均不动D．若将图乙中极板稍向上平移，处电势将减小23．（多选）（2025·广东清远·二模）2024年8月我国科学家狄增峰团队成功研制出一种人造蓝宝石作为绝缘介质的晶圆。这种材料具有卓越的绝缘性能，即使在厚度仅为1纳米时也能有效阻止电流泄露，为开发低功耗芯片提供了重要的技术支撑。如图所示，直流电源与一平行板电容器、理想二极管连接，电容器A板接地。闭合开关，电路稳定后，一带电油滴位于电容器中的P点恰好处于静止状态。下列说法正确的是（）A．该带电油滴带负电B．B板下移，油滴将继续保持静止状态C．减小极板间的正对面积，P点处的电势升高D．若两板间插入人造蓝宝石，则电容器的电容增大24．（多选）（2025·四川德阳·三模）如图所示，A、B为两块平行、正对的水平金属板，金属板A带正电并接地，一带电微粒恰好悬浮在两板之间静止不动。下列说法正确的是（）A．若仅将B板竖直向上缓慢平移一小段距离，微粒将向下运动B．若仅将A板水平向左缓慢平移一小段距离，微粒将向上运动C．若仅将B板竖直向上缓慢平移一小段距离，微粒的电势能不变D．若仅将A板水平向左缓慢平移一小段距离，微粒的电势能将增大25．（多选）（2025·江西·名校联考）电容器是一种重要的电学元件，可以制成多种传感器，还可以用来贮存电场能（）。如图，一个平行板电容器充电后与电源断开，A、B两极板水平，B板固定带负电并接地，A板带正电，一个带电小球用绝缘细线连接于B板处于静止状态，将A板向上平移一小段距离的过程中，下列说法正确的是（）A．绝缘细线的拉力会增大 B．小球的电势能增大C．两极板的电势差增大 D．电容器贮存的电场能增大26．（多选）（2025·广西柳州·三模）如图所示，一带正电的滑块以某一初速度沿固定绝缘斜面下滑，时刻进入方向竖直向下的匀强电场区域，滑块运动的速度时间（）图像可能正确的是（）A． B．C． D．27．（多选）（24-25高三上·福建厦门·联考）在地面附近，存在着一有界电场，边界MN将空间分成上下两个区域Ⅰ、Ⅱ，在区域Ⅱ中有竖直向上的匀强电场，在区域I中离边界某一高度由静止释放一质量为m的带电小球A，如图甲所示，小球运动的v﹣t图象如图乙所示，不计空气阻力，则（）A．小球受到的重力与电场力之比为3：5B．在t=5s时，小球经过边界MNC．在小球向下运动的整个过程中，重力做的功大于电场力做功D．在1s～4s过程中，小球的机械能先减小后增大28．（多选）（24-25高三上·甘肃临夏·联考）如图所示，在真空中倾斜平行放置着两块带有等量异号电荷的金属板A、B，板与水平方向的夹角为θ，一个电荷量q1.41×10－4C、质量m＝1g的带电小球，自A板上的孔P以水平速度v0＝0.1m/s飞入两板之间的电场，经0.02s后未与B板相碰又回到孔P，g取10m/s2，则（）A．板间电场强度大小为100V/mB．板间电场强度大小为141V/mC．板与水平方向的夹角θ30°D．板与水平方向的夹角θ45°29．（多选）（2024·陕西安康·模拟预测）如图所示，水平放置的平行板电容器间存在着竖直向上的匀强电场，电容器外无电场，上极板中心有一小孔。现将一长度为L的均匀带电绝缘细杆的下端对齐小孔，然后由静止释放，细杆下落的最大距离为（未到达下极板）。已知绝缘细杆的质量为m、总带电量为q，重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A．细杆带正电B．细杆下降过程中的加速度先增大后减小C．从静止释放到下落至最低点的过程中，细杆的电势能增加了D．平行板电容器间的电场强度大小为30．（多选）（24-25高三上·重庆北碚·模考）图甲为直线加速原理示意图，它由多个截面积相同的同轴金属圆筒依次组成，奇数序号与偶数序号圆筒分别与交变电源相连，交变电源两极间电压变化规律如图乙。在t=0时，奇数圆筒比偶数圆筒电势高，此时序号为0的金属圆板中央有一电子由静止开始在各狭缝间不断加速。若电子质量为m，电荷量为e，交变电源电压大小为U，周期为T。不考虑电子的重力和相对论效应，且忽略电子通过狭缝的时间。下列说法正确的是（）A．金属圆筒1、2、3的长度之比为B．电子离开圆筒1时的速度为进入时速度的两倍C．第n个圆筒的长度应满足D．进入第n个圆筒时电子的速率为31．（多选）（2025·湖北武汉·三模）已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为，其中为平面上单位面积所带的电荷量，为常量。如图所示，置于真空中的两平行金属板间距为d，正对面积为S，电势差为U。不计边缘效应时，金属板可看作无穷大导体板，静电力常数为k。下列说法正确的是（）A．两平行金属板的电容为B．两平行金属板间电场强度大小为C．金属板单位面积所带