【备战2022】高考物理选择题专题强化训练：平行板电容器的电容 常用电容器

这是一份【备战2022】高考物理选择题专题强化训练：平行板电容器的电容 常用电容器，共14页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（共20小题；共80分）
1. 如图所示为测定压力的电容式传感器，将平行板电容器、灵敏电流表（零刻度在中间）和电源串联成闭合回路，当压力 F 作用于可动膜片电极上时，膜片发生形变，引起电容的变化，导致灵敏电流表指针偏转，在对膜片开始施加压力使膜片电极从图中的虚线推到图中实线位置并保持固定的过程中，灵敏电流表指针偏转情况为（电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏）
A. 向右偏到某一刻度后回到零刻度B. 向左偏到某一刻度后回到零刻度
C. 向右偏到某一刻度后不动D. 向左偏到某一刻度后不动

2. 如图所示，A 、 B 为平行板电容器的金属板，G 为静电计，开始时开关 S 闭合，静电计指针张开一定角度。下列操作可使指针张开角度增大一些的是
A. 断开开关 S 后，将 A 、 B 两极板的正对面积减小一些
B. 断开开关 S 后，将 A 、 B 两极板靠近一些
C. 保持开关 S 闭合，将 R 上的滑片向右移动
D. 保持开关 S 闭合，将 A 、 B 两极板分开一些

3. 如图所示，是电容式话筒的示意图，它是利用电容制成的传感器，话筒的振动膜前面有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极.在两极间加一电压 U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，从而使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因是电容器两板间的
A. 距离变化B. 正对面积变化C. 电介质变化D. 电压变化

4. 如图所示的实验装置中，极板 A 接地，平行板电容器的极板 B 与一个灵敏的静电计相接。将 A 极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器所带的电荷量 Q 、电容 C 、两极间的电压 U，电容器两极板间的场强 E 的变化情况是
A. Q 变小，C 不变，U 不变，E 变小
B. Q 变小，C 变小，U 不变，E 不变
C. Q 几乎不变，C 变小，U 变大，E 不变
D. Q 几乎不变，C 变小，U 变大，E 变小

5. 一平行板电容器两极板间距为 d 、极板面积为 S，电容为 ɛ0Sd，其中 ɛ0 是常量。对此电容器充电后断开电源，当增加两板间距时，电容器极板间
A. 电场强度不变，电势差变大B. 电场强度不变，电势差不变
C. 电场强度减小，电势差不变D. 电场强度减小，电势差减小

6. 始终连接在电池两极上的平行板电容器，当两极板间的距离增加时，下列结论正确的是
A. 电容器的电容变大B. 电容器的带电量变小
C. 电容器两极板间的电势差增大D. 电容器两极板间的电场强度不变

7. 如图所示，平行板电容器分别连接静电计两端，对电容器充电，使静电计指针张开某一角度，撤去电源后，只将电容器两极板间距离增大，则静电计指针张角将
A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法判断

8. 如图甲所示为一种电容式位移传感器的原理图，当被测物体在水平方向左右移动时，电介质板随之在电容器两极板之间移动。已知电容器的电容与电介质板进入电容器的长度 x 之间的关系如图乙所示，其中 C0 为电介质没有插入电容器时的电容。为判断被测物体是否发生微小移动，将该电容式位移传感器与电源、电流表、开关组成串联回路（图中未画出）。被测物体的初始位置如图甲所示。电路闭合一段时间后，下列说法正确的是
A. 若电源为直流电源且直流电流表示数不为零，说明物体一定在发生移动
B. 若电源为直流电源且直流电流表示数变大，说明物体一定在向右移动
C. 若电源为交流电源且交流电流表示数不为零，说明物体一定在发生移动
D. 若电源为交流电源且交流电流表示数变大，说明物体一定在向右移动

9. 测定压力变化的电容式传感器如图所示，A 为固定电极，B 为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器。可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容。现将此电容式传感器连接到如图所示的电路中，当待测压力增大时
A. 电容器的电容将减小B. 电阻 R 中没有电流
C. 电阻 R 中有从 a 流向 b 的电流D. 电阻 R 中有从 b 流向 a 的电流

10. 如图所示，平行板电容器与电动势为 E 的电源连接，上极板 A 接地，一带负电的油滴固定于电容器中的 P 点，现将平行板电容器的下极板 B 竖直向下移动一小段距离，则
A. 带电油滴所受静电力不变
B. P 点的电势将升高
C. 带电油滴在 P 点时的电势能增大
D. 电容器的电容减小，极板带电荷量增大

11. 如图所示，C1 、 C2 是两个相同的平行板电容器，带相等的电荷量，用导线如图连接，今在电容器 C1 极板间插入一块电介质，在电介质插入的过程中：
​
A. 导线上有电流通过，方向是 a→b，c→d
B. 导线上有电流通过，方向是 b→a，d→c
C. C2 内的电场强度不变
D. C2 上的电荷量保持不变

12. 如图所示是一个由电池、电阻 R 与平行板电容器组成的串联电路，在减小电容器两极板间距离的过程中
A. 电阻 R 中没有电流B. 电容器的电容变小
C. 电阻 R 中有从 a 流向 b 的电流D. 电阻 R 中有从 b 流向 a 的电流

13. 电容式加速度传感器的原理结构如图所示，质量块右侧连接轻质弹簧，左侧连接电介质，弹簧与电容器固定在外框上，质量块可带动电介质移动改变电容，则
A. 电介质插入极板间越深，电容器电容越小
B. 当传感器以恒定加速度运动时，电路中有恒定电流
C. 若传感器原来向右匀速运动，突然减速时弹簧会伸长
D. 当传感器由静止突然向右加速瞬间，电路中有顺时针方向电流

14. 如图所示，有缺口的金属圆环与板间距为 d 的平行板电容器的两极板焊接在一起，金属环右侧有一垂直纸面向外的匀强磁场，现使金属环以恒定不变的速率 v 向右运动由磁场外进入磁场，在金属环进入磁场的过程中，电容器带电荷量 Q 随时间 t 变化的定性图象是图中的
A. B.
C. D.

15. 静电计是在验电器的基础上制成的，用其指针张角的大小来定性显示其相互绝缘的金属球与外壳之间的电势差大小，如图所示 A，B 是平行板电容器的两个金属板，G 为静电计，极板 B 固定，A 可移动，开始时开关 S 闭合，静电计指针张开一定角度。则下列说法正确的是
A. 断开 S 后，将 A 向左移动少许，静电计指针张开的角度减小
B. 断开 S 后，在 A，B 间插入一电介质，静电计指针张开的角度增大
C. 断开 S 后，将 A 向上移动少许，静电计指针张开的角度增大
D. 保持 S 闭合，将变阻器滑动触头向右移动，静电计指针张开的角度减小

16. 如图所示，M 、 N 是两块水平放置的平行金属板，R0 为定值电阻，R1 、 R2 为可变电阻，开关 S 闭合.质量为 m 的带正电荷的微粒从 P 点以水平速度 v0 射入金属板间，沿曲线打在 N 板上的 O 点.若经下列调整后，微粒仍从 P 点以水平速度 v0 射入，则关于微粒打在 N 板上的位置说法正确的是
A. 保持开关 S 闭合，增大 R1，微粒打在 O 点左侧
B. 保持开关 S 闭合，增大 R2，微粒打在 O 点左侧
C. 断开开关 S，M 极板稍微上移，微粒打在 O 点右侧
D. 断开开关 S，M 极板稍微下移，微粒打在 O 点右侧

17. 如图所示，D 是一只二极管，它的作用是只允许电流从 a 流向 b，不允许电流从 b 流向 a，平行板电容器内部有电荷 P 处于静止状态，当两极板 A 和 B 的间距稍增大一些的瞬间（两极板仍平行），P 的运动情况将是
A. 仍静止不动B. 向下运动C. 向上运动D. 无法判断

18. 如图所示，A 、 B 为平行板电容器的金属板，G 为静电计．开始时开关 S 闭合，静电计指针张开一定角度．为了使指针张开角度增大一些，应该采取的措施是 。
A. 断开开关 S 后，将 A 、 B 两极板靠近一些
B. 断开开关 S 后，将 A 、 B 两极板分开一些
C. 保持开关 S 闭合，将 A 、 B 两极板靠近一些
D. 保持开关 S 闭合，将 A 、 B 两极板分开一些

19. 图甲是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电荷量 Q 将随待测物体的上下运动而变化，若 Q 随时间的变化关系为 Q=bt+a（a 、 b 为大于零的常数），其图象如图乙所示，那么图丙、图丁中反映极板间场强大小 E 和物体速率 v 随时间 t 变化的图线可能是
A. ①和③B. ①和④C. ②和③D. ②和④

20. 平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地.两板间有一个正试探电荷固定在 P 点，如图所示，以 C 表示电容器的电容、 E 表示两板间的场强、 φ 表示 P 点的电势，Ep 表示正电荷在 P 点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离 l0 的过程中，各物理量与负极板移动距离 l0 的关系图象中正确的是
A. B.
C. D.

二、双项选择题（共9小题；共36分）
21. 把一根软铁棒插入 LC 振荡电路的线圈中，其他条件保持不变，则电路的
A. 固有频率变大B. 固有周期变大
C. 最大磁场能不变D. 最大电压增大

22. 两块大小、形状完全相同的金属板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示．接通开关，电源即给电容器充电，下列说法正确的是
​
A. 保持 K 接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小
B. 保持 K 接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大
C. 断开 K，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小
D. 断开 K，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大

23. 如图所示，电容器原先不带电，先将开关 S 拨向 a，电路稳定后，再将开关 S 拨向 b。下列说法正确的是
A. 开关 S 拨向 a 后，电源对电容器充电
B. 开关 S 拨向 a，待电路稳定后电流表示数稳定
C. 开关 S 拨向 b 后，回路中会产生逆时针方向的
D. 开关 S 拨向 b 后，电容器两极板所带的电荷量不变

24. 理想平行板电容器充电后与电源断开，能使两极板间电势差增大的方法是
A. 在两极板间插入玻璃板
B. 使两极板靠近些
C. 保持两极板的间距不变，使两极板错开些
D. 使两极板分开些

25. 如图所示是一个由电池、电阻 R 与平行板电容器组成的串联电路，开关闭合时，在增大电容器两极板间距离的过程中
A. 电阻 R 中没有电流B. 电容器的电容变小
C. 电阻 R 中有从 a 流向 b 的电流D. 电阻 R 中有从 b 流向 a 的电流

26. 如图所示，平行板电容器的两个极板为 A 、 B，B 极板接地，A 极板带有电荷量 +Q，板间电场有一固定点 P，若将 B 极板固定，A 极板下移一些，或者将 A 极板固定，B 极板上移一些，在这两种情况下，以下说法正确的是
A. A 极板下移时，P 点的电场强度不变，P 点电势不变
B. A 极板下移时，P 点的电场强度不变，P 点电势升高
C. B 极板上移时，P 点的电场强度不变，P 点电势降低
D. B 极板上移时，P 点的电场强度减小，P 点电势降低

27. 将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用 d，U，E 和 Q 表示。下列说法正确的是
A. 保持 U 不变，将 d 变为原来的两倍，则 E 变为原来的一半
B. 保持 E 不变，将 d 变为原来的一半，则 U 变为原来的两倍
C. 保持 d 不变，将 Q 变为原来的两倍，则 U 变为原来的一半
D. 保持 d 不变，将 Q 变为原来的一半，则 E 变为原来的一半

28. 平行板电容器的两极板 A 、 B 接于电源两极，两极板竖直、平行正对，一带正电小球悬挂在电容器内部，闭合开关 S，电容器充电，悬线偏离竖直方向的夹角为 θ，如图所示，则下列说法正确的是
A. 保持开关 S 闭合，带正电的 A 板向 B 板靠近，则 θ 增大
B. 保持开关 S 闭合，带正电的 A 板向 B 板靠近，则 θ 不变
C. 开关 S 断开，带正电的 A 板向 B 板靠近，则 θ 增大
D. 开关 S 断开，带正电的 A 板向 B 板靠近，则 θ 不变

29. 如图所示，A 、 B 为平行板电容器的两块金属极板，A 与静电计相连，静电计的外壳和 B 板均接地。当 A 、 B 两板带上等量异种电荷后，静电计指针偏转一定角度，此时，在 A 、 B 板之间有一正点电荷 q 静止在 P 点，则
A. A 板不动，将 B 板向下移动时，点电荷 q 保持不动，但静电计指针偏角减小
B. B 板不动，将 A 板向下移动时，点电荷 q 的电势能保持不变，但静电计指针偏角减小
C. A 板不动，将 B 板向左移动时，静电计指针偏角增大
D. A 、 B 板都不动，插入介质板 C 时，静电计指针偏角增大

三、多项选择题（共1小题；共4分）
30. 如下操作中，能使静电计的指针张角变小的是
A. B.
C. D.
答案
第一部分
1. A
【解析】压力 F 作用时，极板间距 d 变小，由 C=ɛrS4πkd，电容器电容 C 变大，又根据 Q=CU，极板带电荷量变大，所以电容器应充电，灵敏电流计中产生由正接线柱流入的电流，所以指针将右偏，极板保持固定后，充电结束，指针回到零刻度.
2. A
【解析】断开开关，电容器所带电荷量不变，将 A 、 B 两极板的正对面积减小一些，根据 C=ɛrS4πkd 知，电容减小，根据 Q=CU 知，电势差变大，静电计指针张角变大，选项A正确；断开开关，电容器所带电荷量不变，将 A 、 B 靠近一些，则 d 减小，根据 C=ɛrS4πkd 知，电容变大，根据 Q=CU 知，电势差减小，静电计指针张角减小，选项B错误；保持开关闭合，电容器两极板间的电势差不变，则静电计指针张角不变，选项C、D错误。
3. A
【解析】振动膜前后振动，使振动膜上的金属层与金属板间的距离发生变化，从而将声音信号转化为电信号.
题组二 对光敏电阻的认识及电路分析
4. C
5. A
【解析】由 C=QU 和 C=ɛ0Sd，电容器充电后断开电源，极板所带电荷量不变，因为 d 增大，所以 C 减小，U 增大；
而由 E=Ud=Qɛ0S 可知，E 不变，A正确。
6. B
7. A
8. A
【解析】若电源为直流电源，被测物体不动，则直流电流表示数必定为零，直流电流表示数不为零，说明物体一定在发生移动，选项A正确；被测物体左、右移动分别对应电容器充电、放电，不管物体向左、右哪个方向移动，直流电流表的示数都将变大，选项B错误；电容器有通交流、隔直流的特性，因此若电源为交流电源，被测物体不移动时，交流电流表示数也不为零，选项C错误；若电源为交流电源且交流电流表示数变大，说明电容器容抗变小，即电容变大，说明物体一定在向左移动，选项D错误。
9. D
【解析】当待测压力增大吋，电容器两极板间的距离减小，根据平行板电容器电容的决定式 C=ɛrS4πkd 可知电容增大，选项A错误；电容器两极板间电压 U 不变，所带电荷量 Q=CU，C 增大，则 Q 增大，电容器处于充电状态，则电路中形成逆时针方向的电流，电阻 R 中的电流从 b 流向 a，选项B、C错误，D正确。
10. B
【解析】A.将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，根据 E=Ud 得知板间场强减小，油滴所受的静电力减小，则油滴将向下运动，故选项A错误；BC.板间场强 E 减小，而 P 点与上极板间的距离不变，则由公式 U=Ed 分析可知，P 点与上极板间电势差将减小，而 P 点的电势低于上极板的电势，则知 P 点的电势将升高，由带电油滴原来处于平衡状态可知油滴带负电，P 点的电势升高，则油滴在 P 点时的电势能将减小，故选项B正确，C错误；D.根据电容的定义式 C=QU 电容器与电源相连，则 U 不变，当 C 减小时，则极板带电荷量 Q 也减小，故选项D错误。
11. B
【解析】当电容器 C1 中插入电介质时，由电容公式 C=ɛS4πkd 知 ɛ 变大时 C1 变大，则 C1 和 C2 上的电荷量重新分配，使 Q1>Q2，则导线中有电流通过，方向是 b→a，d→c。
12. D
【解析】在减小电容器两极板间距离的过程中，电容器始终与电源相连，则两极板间电压 U 不变，由 C=ɛrS4πkd 知 d 减小，电容 C 增大，由 Q=UC 知电容器所带电荷量 Q 增加，电容器充电，电路中有充电电流，电流从电容器负极板通过电阻流向正极板，所以电阻 R 中的电流方向是从 b 流向 a，故D正确.
13. D
【解析】根据电容器的电容公式 C=ɛrS4kπd，当电介质插入极板间越深，即电介质增大，则电容器电容越大，故A错误；
当传感器以恒定加速度运动时，根据牛顿第二定律可知，弹力大小不变，则电容器的电容不变，因两极的电压不变，则电容器的电量不变，因此电路中没有电流，故B错误；
若传感器原来向右匀速运动，突然减速时，因惯性，则继续向右运动，从而压缩弹簧，故C错误；
当传感器由静止突然向右加速瞬间，质量块要向左运动，导致插入极板间电介质加深，因此电容会增大，由于电压不变，根据 Q=CU，可知，极板间的电量增大，电容器处于充电状态，因此电路中有顺时针方向电流，故D正确。
14. C
15. C
【解析】断开开关 S 后，电容器带电荷量不变，将 A 向左移动少许，则 d 增大，根据 C=ɛS4πka 知，电容减小，根据 U=QC 知，电势差增大，指针张角增大，选项A错误。断开 S 后，在 A，B 间插入一电介质，根据 C=ɛS4πka 知，电容增大，根据 U=QC 知，电势差减小，则指针张角减小，选项B错误。断开 S 后，将 A 向上移动少许，根据 C=ɛS4πka 知，电容减小，根据 U=QC 知，电势差增大，则指针张角增大，选项C正确。保持开关闭合，电容器两端的电势差不变，变阻器仅仅充当导线功能，滑动触头移动不会影响指针张角，选项D错误。
16. A
17. A
【解析】如果没有二极管，只是用导线将电源与电容器相连，在 A 和 B 的间距稍增大一些的过程中，两板之间的电压不变，由 C=QU=εrS4πkd，可知电荷量减少。
当电路中有二极管时，由于二极管的单向导电性，电流不可能从 b 流向 a，所以电容器上的电荷量将保持不变，则由上式可知两板之间的场强 E=4πkQεrS，因电荷量不变，则两极板之间的场强也不变，所以电荷所受的电场力不变，电荷依然静止不动。
18. B
【解析】使指针张开角度增大一些，就是增大静电计两端的电压，当开关 S 闭合时，电压一定，则C、D错误；
断开开关 S 后，电容器带电荷量一定，由 C＝QU 可知要增大电容器两极板之间电压，需减小电容 C，由平行板电容器电容的决定式 C＝ɛrS4πkd 知，保持 S 不变，增大 d，电容 C 减小，则A错误、B正确．
19. C
【解析】结合电容的定义式 C=QU 和决定式 C=ɛS4πkd，可推得 U=4QπkdɛS，所以 E=4πkQɛS，由此可知 E 随时间变化趋势与 Q 随时间变化趋势相同，又因为 d=ɛUS4πkQ=ɛUSt+a4πkb，d 是关于 t 的一次函数，所以速度 v 为常数。
20. C
【解析】由平行板电容器的电容 C=S4πkd 可知 d 减小，C 变大，但不是一次函数，A错；在电容器两极板所带电荷量一定情况下，U=QC，E=Ud=4πkQS 与 d 无关，则B错；在负极板接地的情况下，开始时，P 点电势 φ=El0ʹ（l0ʹ 为 P 点距负极板的距离），当负极板向右移动距离 l0 时，P 点电势 φʹ=E(l0ʹ−l0)=El0ʹ−El0，即 P 点电势与 l0 的关系为一次函数，故选项C正确；由 Ep=qφʹ 得 Ep=qEl0ʹ−qEl0，则D错。
第二部分
21. B， C
【解析】LC 振荡电路中的线圈内插入软铁棒时，线圈的自感系数 L 增大，由 T=2πLC 和 f=12πLC 知，选项B正确，A错误；电容器电容不变，最大电荷量不变，故最大电压不变，最大电场能不变，最大磁场能不变，选项C正确，D错误。
22. B， C
【解析】保持 K 接通，意味着电压不变，断开开关，意味着两极板电荷量不变，再由 Q=CU，C=ɛrS4πkd，E=Ud 等公式推导，即可判断 B、C 正确．
23. A， C
24. C， D
【解析】理想平行板电容器充电后与电源断开即保持所带电荷量不变，在两极板间插入玻璃板，ɛr 增大，C 增大，U 减小；使两极板靠近些，d 减小，C 增大，U 减小；两极板错开些，S 减小，C 减小 U 增大；两极板分开些，d 增大，C 减小，U 增大，选C、D。
25. B， C
【解析】由题意可知电容器两极板间电压恒定，设已充电荷量为 Q，当两极板距离增大时，电容 C 变小，由 Q=CU 可知带电荷量 Q 将减小，必然有一部分正电荷通过电阻回流。
26. A， C
【解析】设电容器两极板 A 和 B 间的距离为 d；P 点与 B 极板间的距离为 d1
无论 A 极板下移，还是 B 极板上移，产生的结果都是电容器两极板 A 和 B 间距离 d 减小。
由于 E∝1ɛrS，与 d 无关，所以当两极板间 d 减小时，电场强度 E 的大小和方向都保持不变。
因为 P 点固定不动，当 A 极板下移时，P 点与 B 极板间的距离 d1 保持不变，由 UPB=Ed1 可知，P 点与 B 极板间的电势差 UPB 保持不变，P 点的电势也不变。
但当 B 板上移时，P 点与 B 板间的距离 d1 减小，虽然 E 保持不变，由 UPB=Ed1 可知，P 点与 B 板间的电势差 UPB 将减小，所以 P 点的电势也降低。
27. A， D
【解析】由 E=Ud 知，d 变为原来的两倍，则 E 变为原来的一半，A 正确；
​保持 E 不变，由 E=4πkQɛS 可知，Q 不变，则 C=QU=ɛS4πkd，d 变为原来的一半，则 U 变为原来的一半，B 错误；
​ d 不变，电容不变，由 C=QU 知，Q 变为原来的两倍，则 U 变为原来的两倍，C 错误；
​同样，由 C=QU，Q 变为原来的一半，U 变为原来的一半，结合 E=Ud 得，E 变为原来的一半，D 正确。
28. A， D
【解析】开关 S 闭合，A 、 B 两极板的电势差不变，A 板向 B 板靠近，由 E=Ud 可知极板间场强增大，悬挂的带正电小球受到的电场力增大，则 θ 增大，A正确，B错误；开关 S 断开，电容器两极板所带电荷量保持不变，由 C=QU 、 C=ɛrS4πkd 和 E=Ud 可推出，E=4πkQɛrS，与两极板间距离无关，两极板间场强保持不变，悬挂的带正电的小球受到的电场力不变，则 θ 不变，C错误，D正确。
29. B， C
第三部分
30. B， C， D