2024年高考物理一轮复习（新人教版） 第9章 第3讲　电容器　实验：观察电容器的充、放电现象　带电粒子在电场中的直线运动

1．(多选)关于电容器的电容，下列说法中正确的是(　　)

A．根据C＝可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两极板间的电压成反比

B．对于确定的电容器，其所带电荷量与两板间的电压成正比

C．无论电容器电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压的比值都恒定不变

D．电容器所带电荷量增加2倍，则电容增大2倍

2.(多选)(2023·福建省模拟)如图为手机指纹识别功能的演示，此功能的一个关键元件为指纹传感器．其部分原理为：在一块半导体基板上集成有上万个相同的小极板，极板外表面绝缘．当手指指纹一面与绝缘表面接触时，指纹的凹点与凸点分别与小极板形成一个个正对面积相同的电容器，若每个电容器的电压保持不变，则下列说法正确的是(　　)

A．指纹的凹点与小极板距离远，电容大

B．指纹的凸点与小极板距离近，电容大

C．若手指挤压绝缘表面，电容器两极间的距离减小，小极板带电荷量增多

D．若用湿的手指去识别，识别功能不会受影响

3.(2023·四川省成都七中高三检测)如图所示，将一平行板电容器和二极管串联接在直流电源上，二极管具有单向导电性，现将开关闭合等到电路稳定．下列说法正确的是(　　)

A．若增大两极板间的距离，则电容器电容增大

B．若增大两极板间的距离，则两极板间的电场强度减小

C．若减小两极板间的距离，则两极板间的电压不变

D．若减小两极板间的距离，则电容器的带电荷量Q减小

4．静电火箭的工作过程简化图如图所示，离子源发射的离子经过加速区加速，进入中和区与该区域里面的电子中和，最后形成中性高速射流喷射而产生推力．根据题目信息可知(　　)

A．M板电势低于N板电势

B．进入中和区的离子速度与离子带电荷量无关

C．增大加速区MN极板间的距离，可以增大射流速度而获得更大的推力

D．增大MN极板间的电压，可以增大射流速度而获得更大的推力

5.(2023·浙江省模拟)据报道，我国每年心源性猝死案例高达55万，而心脏骤停最有效的抢救方式是通过AED自动除颤机给予及时治疗．某型号AED模拟治疗仪器的电容器电容是15 μF，充电至9 kV电压，如果电容器在2 ms时间内完成放电，则下列说法正确的是(　　)

A．电容器放电过程的平均电流为67.5 A

B．电容器的击穿电压为9 kV

C．电容器充电后的电荷量为135 C

D．电容器充满电的电容是15 μF，当放电完成后，电容为0

6.(多选) 一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不计)以速度v0逆着电场线方向射入有左边界的匀强电场，电场强度为E(如图所示)，则(　　)

A．粒子射入的最大深度为

B．粒子射入的最大深度为

C．粒子在电场中运动的最长时间为

D．粒子在电场中运动的最长时间为

7.如图所示，一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度大小为E、区域足够大的匀强电场中，以初速度v0沿ON在竖直面内做匀变速直线运动．ON与水平面的夹角为30°，重力加速度为g，且mg＝qE，则(　　)

A．电场方向竖直向上

B．小球运动的加速度大小为

C．小球上升的最大高度为

D．若小球在初始位置的电势能为零，则小球电势能的最大值为mv02

8．(多选)如图甲所示，A、B两极板间加上如图乙所示的交变电压，A板的电势为0，一质量为m、电荷量大小为q的电子仅在静电力作用下，在t＝时刻从A板的小孔处由静止释放进入两极板间运动，恰好到达B板，则(　　)

A．A、B两板间的距离为

B．电子在两板间的最大速度为

C．电子在两板间做匀加速直线运动

D．若电子在t＝时刻进入两极板间，它将时而向B板运动，时而向A板运动，最终到达B板

9．如图甲所示，实验器材主要有电源、理想电压表V、两个理想电流表A1和A2、被测电解电容器C、滑动变阻器R、两个开关S1和S2以及导线若干．

实验主要步骤如下：

①按图甲连接好电路．

②断开开关S2，闭合开关S1，让电池组给电容器充电，当电容器充满电后，读出并记录电压表的示数U，然后断开开关S1.

③断开开关S1后，闭合开关S2，每间隔5 s读取并记录一次电流表A2的电流值I2，直到电流消失．

④以放电电流I2为纵坐标，放电时间t为横坐标，在坐标纸上作出I2－t图像．

(1)在电容器的充电过程中，电容器两极板上的电荷量逐渐____________(选填“增大”或“减小”)，电流表A1的示数逐渐____________(选填“增大”或“减小”)．

(2)由I2－t图像可知，充电结束时电容器储存的电荷量Q＝________ C．(结果保留2位有效数字)

(3)若步骤②中电压表的示数U＝2.95 V，则滑动变阻器接入电路部分的阻值R＝________ Ω.(结果保留2位有效数字)

(4)类比直线运动中由v－t图像求位移的方法，当电容为C的电容器两板间电压为U时，电容器所储存的电能Ep＝________(请用带有U、C的表达式表示)．

10.在光滑绝缘的水平面上，长为2L的绝缘轻质细杆的两端各连接一个质量均为m的带电小球A和B(均可视为质点)组成一个带电系统，球A所带的电荷量为＋2q，球B所带的电荷量为－3q.现让A处于如图所示的有界匀强电场区域MNQP内，已知虚线MN位于细杆的中垂线，MN和PQ的距离为4L，匀强电场的电场强度大小为E、方向水平向右．释放带电系统，让A、B从静止开始运动，不考虑其他因素的影响．求：

(1)释放带电系统的瞬间，两小球加速度的大小；

(2)带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间；

(3)带电系统运动过程中，B球电势能增加的最大值．

11．如图甲所示，一带正电的小球用绝缘细线悬挂在竖直向上的、范围足够大的匀强电场中，某时刻剪断细线，小球开始向下运动，通过传感器得到小球的加速度随下行速度变化的图像如图乙所示．已知小球质量为m，重力加速度为g，空气阻力不能忽略．下列说法正确的是(　　)

A．小球运动的速度一直增大

B．小球先做匀加速运动后做匀速运动

C．小球刚开始运动时的加速度大小a0＝g

D．小球运动过程中受到的空气阻力与速度大小成正比