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模型42 电容器模型-2024高考物理二轮复习80模型最新模拟题专项训练
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一、以核心和主干知识为重点。构建知识结构体系，确定每一个专题的内容，在教学中突出知识的内在联系与综合。
二、注重情景与过程的理解与分析。善于构建物理模型，明确题目考查的目的，恰当运用所学知识解决问题：情景是考查物理知识的载体。
三、加强能力的提升与解题技巧的归纳总结。学生能力的提升要通过对知识的不同角度、不同层面的训练来实现。
四、精选训练题目，使训练具有实效性、针对性。
五、把握高考热点、重点和难点。
2024高考物理二轮复习80热点模型
最新高考题模拟题专项训练
模型42 电容器模型
最新高考题
1．（2023年6月高考浙江选考科目）AB、CD两块正对的平行金属板与水平面成30°角固定，竖直截面如图所示。两板间距10cm，电荷量为、质量为的小球用长为5cm的绝缘细线悬挂于A点。闭合开关S，小球静止时，细线与AB板夹角为30°；剪断细线，小球运动到CD板上的M点（未标出），则（ ）
A．MC距离为
B．电势能增加了
C．电场强度大小为
D．减小R的阻值，MC的距离将变大
2. （2023高考湖北卷） 一带正电微粒从静止开始经电压加速后，射入水平放置的平行板电容器，极板间电压为。微粒射入时紧靠下极板边缘，速度方向与极板夹角为，微粒运动轨迹的最高点到极板左右两端的水平距离分别为和L，到两极板距离均为d，如图所示。忽略边缘效应，不计重力。下列说法正确的是（ ）
A.
B.
C. 微粒穿过电容器区域的偏转角度的正切值为2
D. 仅改变微粒的质量或者电荷数量，微粒在电容器中的运动轨迹不变
3．（2023全国高考新课程卷）（14分）密立根油滴实验的示意图如图所示。两水平金属平板上下放置，间距固定，可从上板中央的小孔向两板间喷入大小不同、带电量不同、密度相同的小油滴。两板间不加电压时，油滴a、b在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动，速率分别为v0、；两板间加上电压后（上板为正极），这两个油滴很快达到相同的速率，均竖直向下匀速运动。油滴可视为球形，所受空气阻力大小与油滴半径、运动速率成正比，比例系数视为常数。不计空气浮力和油滴间的相互作用。
（1）求油滴a和油滴b的质量之比；
（2）判断油滴a和油滴b所带电荷的正负，并求a、b所带电荷量的绝对值之比。
4．（2022年6月浙江选考）如图所示，带等量异种电荷的两正对平行金属板M、N间存在匀强电场，板长为L（不考虑边界效应）。t=0时刻，M板中点处的粒子源发射两个速度大小为v0的相同粒子，垂直M板向右的粒子，到达N板时速度大小为；平行M板向下的粒子，刚好从N板下端射出。不计重力和粒子间的相互作用，则
A．M板电势高于N板电势
B．两个粒子的电势能都增加
C．粒子在两板间的加速度为
D．粒子从N板下端射出的时间
5．（15分）（2022·高考广东物理）密立根通过观测油滴的运动规律证明了电荷的量子性，因此获得了1923年的诺贝尔奖。图13是密立根油滴实验的原理示意图，两个水平放置、相距为d的足够大金属极板，上极板中央有一小孔。通过小孔喷入一些小油滴，由于碰撞或摩擦，部分油滴带上了电荷。有两个质量均为、位于同一竖直线上的球形小油滴A和B，在时间t内都匀速下落了距离。此时给两极板加上电压U（上极板接正极），A继续以原速度下落，B经过一段时间后向上匀速运动。B在匀速运动时间t内上升了距离，随后与A合并，形成一个球形新油滴，继续在两极板间运动直至匀速。已知球形油滴受到的空气阻力大小为，其中k为比例系数，m为油滴质量，v为油滴运动速率。不计空气浮力，重力加速度为g。求：
（1）比例系数k；
（2）油滴A、B的带电量和电性；B上升距离电势能的变化量；
（3）新油滴匀速运动速度的大小和方向。
6．（2022重庆高考）如图为某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变。若材料温度降低时，极板上所带电荷量变少，则（ ）
A．材料竖直方向尺度减小 B．极板间电场强度不变
C．极板间电场强度变大 D．电容器电容变大
7．（2022高考北京卷）利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，R为定值电阻，C为电容器，A为电流表，V为电压表。下列说法正确的是（ ）
A．充电过程中，电流表的示数逐渐增大后趋于稳定
B．充电过程中，电压表的示数迅速增大后趋于稳定
C．放电过程中，电流表的示数均匀减小至零
D．放电过程中，电压表的示数均匀减小至零
最新模拟题
1. （2023湖北荆门三校5月联考）一平行板电容器保持与电源连接，正极板接地，两板间有一个负试探电荷固定在P点，如图所示，用Ep表示试探电荷在P点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向下移动一小段距离x，则此过程中Ep与x的关系合理的是图中的（ ）
A．图线a B．图线b C．图线c D．图线d
2. （2023浙江温州重点高中期中联考）最近中国自主研制的新一代大功率石墨烯超级电容器问世。超级电容器它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间具有特殊性能的电源。如图所示的超级电容标有“3.0V，12000F”， 该超级电容器（ ）
A. 正常工作最大容纳电荷量为36000C
B. 电容随电压的增大而增大
C. 在充电过程中电流恒定
D. 电容器放完电时，电容为0
3. （2023辽宁本溪期中）如图所示，直流电路中，、是定值电阻，是光敏电阻，其阻值随光照增强而减小。当开关S闭合时，处在电容器两板间M点的带电液滴恰好能保持静止。现用强光照射电阻时（ ）
A. 电源的输出功率减小B. A板的电势降低
C. 液滴向上运动D. 中有向右的瞬间电流通过
4.（2023湖南名校质检）如图所示，光滑的水平面上静止着一辆小车（用绝缘材料制成），小车上固定一对竖直放置的带电金属板，在右金属板的同一条竖直线上有两个小孔a、b。一个质量为m、带电量为－q的小球从小孔a无初速度进入金属板，小球与左金属板相碰时间极短，碰撞时小球的电量不变且系统机械能没有损失，小球恰好从小孔b出金属板，则（ ）
A．小车（含金属板）和球组成的系统动量守恒但该系统运动过程中机械能不守恒
B．小车（含金属板）和球组成的系统动量不守恒但该系统运动过程中机械能守恒
C．当小球运动到小孔b时，小球速度一定竖直向下，且小车刚好回到初始位置
D．以上答案都不正确
5.(多选)(2022·河南模拟)利用一电动势为E的电源对一电容器(电容为C)充电，充电过程中，电容器两端的电压U和电容器所带电荷量Q的函数关系如图所示，若图中ΔQ取得尽可能小，则阴影部分的面积可以表示对电荷量为ΔQ的电荷所做的功，即电容器所带电荷量增加ΔQ时储存的能量，则( )
A．图象的斜率等于电容C的大小
B．图象斜率的倒数等于电容C的大小
C．充电完毕电容器储存的能量为CE2
D．充电完毕电容器储存的能量为eq \f(1,2)CE2
6．(2023四川南充三模). 道路压线测速系统，不仅可以测速，也可以测量是否超载，其结构原理可以理解为如图甲所示的电路，感应线连接电容器C的其中一块极板，车轮压在感应线上会改变电容器两板间的距离，灵敏电流计G中有瞬间电流，压力越大，电流峰值也越大，汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中产生两次脉冲电流如图乙所示，以顺时针方向为电流正方向，则（ ）
A. 车轮压线时，电容器两板间距离变小
B. 车轮经过感应线电容器先充电后放电
C. 增大电阻R的阻值，稳定后电容器的带电量减小
D. 若汽车前后轮间距，可估算车速约为
7. (2023广东重点高中期末)微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。原理如图，M和N为电容器两极板，M极板固定，N板两端与两轻弹簧连接，当手机的加速度变化时，N极板只能按图中标识的前后方向运动。下列对传感器描述正确的是（ ）
A．保持向前匀速运动，电阻R将以恒定功率发热
B．由匀速突然向前减速时，电容器所带电荷量增加
C．由静止突然加速后退时，电流由a向b流过电流表
D．保持向前匀减速运动时，MN间的电场强度持续减小
8. （2023江苏三校联考）如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板B与一静电计相接，极板A接地，静电计此时指针的偏角为θ，下列说法正确的是（ ）
A. 将极板A向左移动一些，静电计指针偏角θ变小
B. 将极板A向右移动一些，静电计指针偏角θ不变
C. 将极板A向上移动一些，静电计指针偏角θ变大
D. 在极板间插入一块玻璃板，静电计指针偏角θ变大
9. (2023湖北荆州重点高中质检)随着生活水平的提高，电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分，电子秤的种类有很多，用平行板电容器制成的厨房专用电子秤及其电路简图如图所示。称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。下列说法正确的是（ ）
A．放上物体后，电容器的电容变小
B．放上物体后，电容器所带电荷量增大
C．放上物体后，极板间电场强度变小
D．取下物体时，电流表有从b到a的电流
10. . (2023浙江杭州九校期中联考)如图所示，平行板电容器与一个恒压直流电源连接，下极板接地，上极板与一静电计相连，开关S闭合后，一油滴刚好静止于电容器中的P点，下列说法中正确的有（ ）
A. 保持S闭合，将下极板向上移动小段距离，油滴向上移动，静电计张角变大
B. 保持S闭合，将上极板向下移动小段距离，极板电量增加，P点的电势降低
C. 断开S，将上极板下移小段距离，静电计张角变小，但油滴仍然静止
D. 断开S，在下极板的内表面插入面积与极板相等的有机玻璃板，电容减小，电势差增加
11. （2023天津南开二模）可变电容器是一种电容可以在一定范围内调节的电容器，通过改变极极间相对的有效面积或极板间距离，它的电容就相应地变化。通常在无线电接收电路中作调谐电容器用。如图所示，水平放置的两半圆形金属极板由绝缘转轴连接，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，也可上下平移，起初两极板边缘对齐，上极板通过开关S与电源正极相连，下极板接地后与电源负极相连，初始时开关S闭合，极板间有一带电粒子P恰好处于静止状态。忽略边缘效应，关于两极板组成的电容器下列说法正确的是（ ）
A. 保持开关S闭合，若只将上极板转过30°，则电容器电容增大
B. 保持开关S闭合，若只将上极板转过30°，则电容器所带电荷量不变
C. 保持开关S闭合，若只将上极板转过30°，则电容器两极板连线中点处电势变小
D. 断开开关S，只将板间距变为原来的二倍，则带电粒子仍处于静止状态
一、以核心和主干知识为重点。构建知识结构体系，确定每一个专题的内容，在教学中突出知识的内在联系与综合。
二、注重情景与过程的理解与分析。善于构建物理模型，明确题目考查的目的，恰当运用所学知识解决问题：情景是考查物理知识的载体。
三、加强能力的提升与解题技巧的归纳总结。学生能力的提升要通过对知识的不同角度、不同层面的训练来实现。
四、精选训练题目，使训练具有实效性、针对性。
五、把握高考热点、重点和难点。
2024高考物理二轮复习80热点模型
最新高考题模拟题专项训练
模型42 电容器模型
最新高考题
1．（2023年6月高考浙江选考科目）AB、CD两块正对的平行金属板与水平面成30°角固定，竖直截面如图所示。两板间距10cm，电荷量为、质量为的小球用长为5cm的绝缘细线悬挂于A点。闭合开关S，小球静止时，细线与AB板夹角为30°；剪断细线，小球运动到CD板上的M点（未标出），则（ ）
A．MC距离为
B．电势能增加了
C．电场强度大小为
D．减小R的阻值，MC的距离将变大
2. （2023高考湖北卷） 一带正电微粒从静止开始经电压加速后，射入水平放置的平行板电容器，极板间电压为。微粒射入时紧靠下极板边缘，速度方向与极板夹角为，微粒运动轨迹的最高点到极板左右两端的水平距离分别为和L，到两极板距离均为d，如图所示。忽略边缘效应，不计重力。下列说法正确的是（ ）
A.
B.
C. 微粒穿过电容器区域的偏转角度的正切值为2
D. 仅改变微粒的质量或者电荷数量，微粒在电容器中的运动轨迹不变
3．（2023全国高考新课程卷）（14分）密立根油滴实验的示意图如图所示。两水平金属平板上下放置，间距固定，可从上板中央的小孔向两板间喷入大小不同、带电量不同、密度相同的小油滴。两板间不加电压时，油滴a、b在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动，速率分别为v0、；两板间加上电压后（上板为正极），这两个油滴很快达到相同的速率，均竖直向下匀速运动。油滴可视为球形，所受空气阻力大小与油滴半径、运动速率成正比，比例系数视为常数。不计空气浮力和油滴间的相互作用。
（1）求油滴a和油滴b的质量之比；
（2）判断油滴a和油滴b所带电荷的正负，并求a、b所带电荷量的绝对值之比。
4．（2022年6月浙江选考）如图所示，带等量异种电荷的两正对平行金属板M、N间存在匀强电场，板长为L（不考虑边界效应）。t=0时刻，M板中点处的粒子源发射两个速度大小为v0的相同粒子，垂直M板向右的粒子，到达N板时速度大小为；平行M板向下的粒子，刚好从N板下端射出。不计重力和粒子间的相互作用，则
A．M板电势高于N板电势
B．两个粒子的电势能都增加
C．粒子在两板间的加速度为
D．粒子从N板下端射出的时间
5．（15分）（2022·高考广东物理）密立根通过观测油滴的运动规律证明了电荷的量子性，因此获得了1923年的诺贝尔奖。图13是密立根油滴实验的原理示意图，两个水平放置、相距为d的足够大金属极板，上极板中央有一小孔。通过小孔喷入一些小油滴，由于碰撞或摩擦，部分油滴带上了电荷。有两个质量均为、位于同一竖直线上的球形小油滴A和B，在时间t内都匀速下落了距离。此时给两极板加上电压U（上极板接正极），A继续以原速度下落，B经过一段时间后向上匀速运动。B在匀速运动时间t内上升了距离，随后与A合并，形成一个球形新油滴，继续在两极板间运动直至匀速。已知球形油滴受到的空气阻力大小为，其中k为比例系数，m为油滴质量，v为油滴运动速率。不计空气浮力，重力加速度为g。求：
（1）比例系数k；
（2）油滴A、B的带电量和电性；B上升距离电势能的变化量；
（3）新油滴匀速运动速度的大小和方向。
6．（2022重庆高考）如图为某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变。若材料温度降低时，极板上所带电荷量变少，则（ ）
A．材料竖直方向尺度减小 B．极板间电场强度不变
C．极板间电场强度变大 D．电容器电容变大
7．（2022高考北京卷）利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，R为定值电阻，C为电容器，A为电流表，V为电压表。下列说法正确的是（ ）
A．充电过程中，电流表的示数逐渐增大后趋于稳定
B．充电过程中，电压表的示数迅速增大后趋于稳定
C．放电过程中，电流表的示数均匀减小至零
D．放电过程中，电压表的示数均匀减小至零
最新模拟题
1. （2023湖北荆门三校5月联考）一平行板电容器保持与电源连接，正极板接地，两板间有一个负试探电荷固定在P点，如图所示，用Ep表示试探电荷在P点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向下移动一小段距离x，则此过程中Ep与x的关系合理的是图中的（ ）
A．图线a B．图线b C．图线c D．图线d
2. （2023浙江温州重点高中期中联考）最近中国自主研制的新一代大功率石墨烯超级电容器问世。超级电容器它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间具有特殊性能的电源。如图所示的超级电容标有“3.0V，12000F”， 该超级电容器（ ）
A. 正常工作最大容纳电荷量为36000C
B. 电容随电压的增大而增大
C. 在充电过程中电流恒定
D. 电容器放完电时，电容为0
3. （2023辽宁本溪期中）如图所示，直流电路中，、是定值电阻，是光敏电阻，其阻值随光照增强而减小。当开关S闭合时，处在电容器两板间M点的带电液滴恰好能保持静止。现用强光照射电阻时（ ）
A. 电源的输出功率减小B. A板的电势降低
C. 液滴向上运动D. 中有向右的瞬间电流通过
4.（2023湖南名校质检）如图所示，光滑的水平面上静止着一辆小车（用绝缘材料制成），小车上固定一对竖直放置的带电金属板，在右金属板的同一条竖直线上有两个小孔a、b。一个质量为m、带电量为－q的小球从小孔a无初速度进入金属板，小球与左金属板相碰时间极短，碰撞时小球的电量不变且系统机械能没有损失，小球恰好从小孔b出金属板，则（ ）
A．小车（含金属板）和球组成的系统动量守恒但该系统运动过程中机械能不守恒
B．小车（含金属板）和球组成的系统动量不守恒但该系统运动过程中机械能守恒
C．当小球运动到小孔b时，小球速度一定竖直向下，且小车刚好回到初始位置
D．以上答案都不正确
5.(多选)(2022·河南模拟)利用一电动势为E的电源对一电容器(电容为C)充电，充电过程中，电容器两端的电压U和电容器所带电荷量Q的函数关系如图所示，若图中ΔQ取得尽可能小，则阴影部分的面积可以表示对电荷量为ΔQ的电荷所做的功，即电容器所带电荷量增加ΔQ时储存的能量，则( )
A．图象的斜率等于电容C的大小
B．图象斜率的倒数等于电容C的大小
C．充电完毕电容器储存的能量为CE2
D．充电完毕电容器储存的能量为eq \f(1,2)CE2
6．(2023四川南充三模). 道路压线测速系统，不仅可以测速，也可以测量是否超载，其结构原理可以理解为如图甲所示的电路，感应线连接电容器C的其中一块极板，车轮压在感应线上会改变电容器两板间的距离，灵敏电流计G中有瞬间电流，压力越大，电流峰值也越大，汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中产生两次脉冲电流如图乙所示，以顺时针方向为电流正方向，则（ ）
A. 车轮压线时，电容器两板间距离变小
B. 车轮经过感应线电容器先充电后放电
C. 增大电阻R的阻值，稳定后电容器的带电量减小
D. 若汽车前后轮间距，可估算车速约为
7. (2023广东重点高中期末)微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。原理如图，M和N为电容器两极板，M极板固定，N板两端与两轻弹簧连接，当手机的加速度变化时，N极板只能按图中标识的前后方向运动。下列对传感器描述正确的是（ ）
A．保持向前匀速运动，电阻R将以恒定功率发热
B．由匀速突然向前减速时，电容器所带电荷量增加
C．由静止突然加速后退时，电流由a向b流过电流表
D．保持向前匀减速运动时，MN间的电场强度持续减小
8. （2023江苏三校联考）如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板B与一静电计相接，极板A接地，静电计此时指针的偏角为θ，下列说法正确的是（ ）
A. 将极板A向左移动一些，静电计指针偏角θ变小
B. 将极板A向右移动一些，静电计指针偏角θ不变
C. 将极板A向上移动一些，静电计指针偏角θ变大
D. 在极板间插入一块玻璃板，静电计指针偏角θ变大
9. (2023湖北荆州重点高中质检)随着生活水平的提高，电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分，电子秤的种类有很多，用平行板电容器制成的厨房专用电子秤及其电路简图如图所示。称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。下列说法正确的是（ ）
A．放上物体后，电容器的电容变小
B．放上物体后，电容器所带电荷量增大
C．放上物体后，极板间电场强度变小
D．取下物体时，电流表有从b到a的电流
10. . (2023浙江杭州九校期中联考)如图所示，平行板电容器与一个恒压直流电源连接，下极板接地，上极板与一静电计相连，开关S闭合后，一油滴刚好静止于电容器中的P点，下列说法中正确的有（ ）
A. 保持S闭合，将下极板向上移动小段距离，油滴向上移动，静电计张角变大
B. 保持S闭合，将上极板向下移动小段距离，极板电量增加，P点的电势降低
C. 断开S，将上极板下移小段距离，静电计张角变小，但油滴仍然静止
D. 断开S，在下极板的内表面插入面积与极板相等的有机玻璃板，电容减小，电势差增加
11. （2023天津南开二模）可变电容器是一种电容可以在一定范围内调节的电容器，通过改变极极间相对的有效面积或极板间距离，它的电容就相应地变化。通常在无线电接收电路中作调谐电容器用。如图所示，水平放置的两半圆形金属极板由绝缘转轴连接，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，也可上下平移，起初两极板边缘对齐，上极板通过开关S与电源正极相连，下极板接地后与电源负极相连，初始时开关S闭合，极板间有一带电粒子P恰好处于静止状态。忽略边缘效应，关于两极板组成的电容器下列说法正确的是（ ）
A. 保持开关S闭合，若只将上极板转过30°，则电容器电容增大
B. 保持开关S闭合，若只将上极板转过30°，则电容器所带电荷量不变
C. 保持开关S闭合，若只将上极板转过30°，则电容器两极板连线中点处电势变小
D. 断开开关S，只将板间距变为原来的二倍，则带电粒子仍处于静止状态
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