文档文本内容
第26 讲 电容器 带电粒子在电场中的直线运动
目录
模拟·基础演练...............................................................................................................1
题型01 平行板电容器两类动态的分析.............................................................1
题型02 带电粒子在电场中的直线运动.............................................................5
题型03 带电体（计重力）在电场中的直线运动.............................................8
题型04 带电粒子在交变电场中的直线运动...................................................12
重难·创新演练.............................................................................................................18
真题·实战演练.............................................................................................................23
模拟·基础演练
考查重点：电容器、带电粒子在电场中的运动。
⏳题型01 平行板电容器两类动态的分析
1．（25-26 高三下·云南昆明·模拟预测）如图所示，平行板电容器与直流电源、滑动变阻器、理想二极管
（正向电阻为零，反向电阻无穷大）连接，电源负极接地。整个电路处于竖直平面内，初始时电容器不带
电，滑动变阻器滑片置于最左端。闭合开关，电路稳定后一个带电油滴恰能静止在P 点。下列说法正确的
是（ ）
A．在电容器中加入电介质，电容器所带电荷量减少
B．将电容器的上极板下移少许，P 点的电势将降低
C．将滑动变阻器的滑片向右滑到中点，带电油滴将向下运动
D．将电容器的正对面积减小，带电油滴在P 点的电势能减小
【答案】D
【详解】A．根据
知加入电介质，电容增大，又
由于滑动变阻器阻值不变，U 不变，所
以Q 增大，故A 错误；
B．将上极板下移少许，根据
知，电容增大，U 不变，应充电，Q 变大，由
可知E 变大，且P 到下极板的距离不变，所以P 点的电势升高。故B 错误；
C．滑片向右滑动，电容器两极板间的电势差不变，
，E 不变，油滴仍静止，故C 错误；
D．减小正对面积，根据
知，C 减小，U 不变，应放电，但二极管的单向导电性使电荷不能放出，
Q 不变，由
可知E 增大，且P 到下极板的距离不变，所以P 点的电势增大，
油滴带负电，故油滴的电势能减小，故D 正确。故选D。
2．（2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测）某实验小组在研究影响平行板电容器电容的因素的实验电路中，加入
了一个电池，如图所示。开关S 闭合后，静电计G 的指针张开一个角度，两正对水平金属板A、B 间有一
带电油滴悬浮不动。忽略静电计G 所引起的极板电荷量影响。下列说法正确的是（ ）
A．若仅将B 板水平左移少许，则油滴将向下运动
B．若仅将A 板竖直上移少许，A 板所带的电荷量不变
C．若断开S，仅将A 板水平右移少许，则G 的指针张角将变小
D．若断开S，仅将B 板水平右移少许，则油滴将向上运动
【答案】D
【详解】A．S 闭合，
不变，B 板水平左移，仅改变正对面积
，极板间距
不变。由
得，板间电
场强度
不变，油滴受力不变，仍保持静止，故A 错误；
B．S 闭合，
不变，A 板竖直上移，极板间距
增大，由
得电容
减小，由
得，A 板所
带电荷量
减小，故B 错误；
C．断开S，
不变，A 板水平右移，正对面积
减小，由
得电容
减小，由
得，电容器
电压
增大，因此静电计G 的指针张角变大，故C 错误；
D．断开S，
不变，B 板水平右移，正对面积
减小，板间电场强度
，
不变
减小，
因此
增大，电场力增大，油滴将向上运动，故D 正确。故选D。
3．（2026·安徽合肥·模拟预测）如图是一种跳跳小火箭的实验装置：两块水平正对放置的薄木板用四根
“
”
竹筷子固定，在两薄木板的内侧均贴上锡纸，并分别与直流稳压电源的正负极相连，在下板的锡纸上放置
一个用锡纸裁剪的小火箭，接通电源后小火箭会上下跳动。下列说法正确的是（
“
”
“
”
）
A．两板间的电场方向竖直向下
B．小火箭在向上运动的过程中，其电势能增大
“
”
C．通电后若减小两板间距离，则两板间电场强度增大
D．通电后若减小两板间距离，则板上锡纸的电荷量减少
【答案】C
【详解】A．由题图可知，直流电源的正极接在下板，负极接在上板，电场线从正极板指向负极板，所以
两板间的电场方向竖直向上，故A 错误；
B．小火箭在向上运动的过程中，受到的电场力方向向上，电场力做正功，根据功能关系可知，其电势
“
”
能减小，故B 错误；
C．两板与直流稳压电源相连，板间电压
保持不变。根据匀强电场场强公式
可知，通电后若减小两板间距离
，则两板间电场强度
增大，故C 正确；
D．根据平行板电容器电容的决定式
可知，减小两板间距离
，电容
增大。再根据电容的定义
式
可得
由于
不变，
增大，所以板上锡纸的电荷量
增加，故D 错误。故选C。
4．（2026·重庆沙坪坝·一模）一款2D 电子计步器的原理图可以简化如图，平行板电容器的极板
固定，
极板
与设备上的两个轻弹簧连接，极板
与弹簧间绝缘。设备完成一次周期性振动，电流传感器显示电
流变化一个周期，才能实现一次计步。设
板电势为0，关于该计步器，下列说法正确的是（ ）
A．极板
向极板
运动的过程中，电流从左向右流经
B．极板
向极板
运动的过程中，固定在电容器中
点的负点电荷电势能逐渐变小
C．极板
向极板
运动的过程中，固定在电容器中
点的负点电荷所受电场力逐渐变大
D．将保护电阻
换成理想二极管，
极板振动过程中，电流也能周期性变化，从而实现准确计步
【答案】C
【详解】A．极板
向极板
运动的过程中，根据
可知，电容器的电容增大，根据
可知，
电容器充电，电流从右向左流经
，故A 错误；
BC．电容器两极板间电压不变，而板间距减小，根据
可知，电容器间的电场增大，A 点到M 极板的
距离不变，根据
可知，A 点与M 极板的电势差增大，所以A 点的电势降低，固定在电容器中A 点
的负点电荷电势能增大，所受电场力增大，故B 错误，C 正确；
D．将保护电阻R 换成二极管后，电容器将不能放电，电流将不能周期变化，不能实现计步，故D 错误。
故选C。
5．（2026·江苏徐州·一模）如图所示电路中，A、B 是构成平行板电容器的两金属极板，光敏电阻
的阻
值随光照强度的增大而减小。将开关S 闭合，有一带电粒子静止在电容器中的P 点，下列说法正确的是（
）
A．仅将A 板上移，P 点电势升高
B．仅将A 板上移，粒子仍保持静止不动
C．仅增大光敏电阻的光照强度，灯泡L 将变暗
D．仅增大光敏电阻的光照强度的过程中，电阻R 中有向下的电流
【答案】D
【详解】B．仅将
板上移，电容器两端电压不变，距离d 变大，根据
可知电场强度减小，电场力减小，粒子将向下运动，故B 错误；
A．金属板
接地，则
又
仅将
板上移，电场强度减小，则
都减小，
故A 错误；
C．由闭合电路欧姆定律可得
仅增大光敏电阻的光照强度，则
减小，
增大，灯泡L 将变
亮，故C 错误；
D．电容器两端电压
仅增大光敏电阻的光照强度的过程中，则
减小，
增大，即U 增大，
根据
可知Q 增大，电容器充电，电阻
中有向下的电流，故D 正确。故选D。
⏳题型02 带电粒子在电场中的直线运动
6．（2026·江苏苏州·三模）如图所示，相互平行的水平金属板
、
、
分别与两个相同的电源相连，
、
两板上开的小孔在同一竖直线上。一电子从靠近
板的位置
由静止开始运动，恰好能到达
板，不计
电子重力。将
板上移至水平虚线处，由
处静止释放的电子（ ）
A．到达
板时速度减小
B．能穿过
板上的小孔
C．到达
板的时间不变
D．到达
板的时间增大
【答案】C
【详解】A．电子从O 到B 板，根据动能定理
AB 间电压始终为
，因此到达B 板的速度
，A 错误；
B．对电子从O 到C 板全过程，动能定理
总功始终为0，因此电子到达C 板时速度仍为0，恰好到达C 板，不能穿过小孔，B 错误；
CD．AB 段匀加速：加速度
位移
解得
，即
与
成正比。
BC 段匀减速：加速度大小
同理可得减速到0 的时间
，即
与
成正比。
总时间
，
不变，因此总时间不变，C 正确，D 错误。
故选 C。
7．（2026·安徽·模拟预测）中国聚变工程BEST 装置（人造太阳）预计在
“
”
2027 年建成，在人造太阳
“
”
（托卡马克装置）前端直线加速系统实验中，采用平行极板加速器形成匀强电场来加速带电粒子。其基本
原理如图所示，真空中两块平行极板正对放置，极板的正中央各有一小孔，某次带正电粒子p 从左侧正极
板小孔由静止出发，直线加速后从右侧极板小孔离开，不计粒子所受重力，若保持两板间电压恒定，将两
板间距离增大到原来的2 倍，相同粒子p 仍从左侧正极板小孔由静止出发，则（ ）
A．板间电场强度变为原来2 倍
B．粒子p 在电场中的加速时间变为原来2 倍
C．粒子p 在电场中的加速度变为原来2 倍
D．粒子p 出右侧极板时速度变为原来2 倍
【答案】B
【详解】A．板间电场强度为
可知，将两板间距离增大到原来的2 倍，板间电场强度变为原来
倍，
故A 错误；
C．根据牛顿第二定律可得
由A 分析可知，板间电场强度变为原来
倍，所以粒子p 在电场中的
加速度变为原来
倍，故C 错误；
B．根据
，整理可得
即粒子p 在电场中的加速时间与两板间距离
成正比，也变为原来2 倍，故B 正确；
D．根据动能定理
，解得
则粒子p 出右侧极板时速度与两板间距离
无关，即粒子p 出右侧极板时速度不变，故D 错误。故选B。
8．（25-26 高三下·安徽·开学考试）如图为某一水平电场中等间距的一组等势面分布。一个带电粒子仅在
电场力作用下从
处以
的初速度向x 轴负方向运动，运动到
处时速度减为零。下
列说法错误的是（ ）
A．电场强度大小为
，方向沿x 轴负方向
B．粒子运动到
处所用时间为
C．粒子的电荷量与质量的比值为
D．粒子在x 轴上运动的过程中，动能和电势能之和为定值
【答案】B
【详解】A．电场强度大小为
电场强度的方向由电势高的等势面指向电势低的等势面，所以方向沿x 轴负方向，故A 正确，不符合题意；
B．粒子从
处运动到
处的位移为
粒子做匀减速直线运动，平均速度为
粒子运动的时间为
，故B 错误，符合题意；
C．
处与
处间的电势差为
带电粒子仅受电场力作用，由动能定理，得
解得
，故C 正确，不符合题意；
D．粒子只受到电场力做功，故粒子的动能和电势能之和不变，为定值，故D 正确，不符合题意。
故选B。
9．（25-26 高三上·河北·期中）两个质量分别为m1和m2的带正电的微粒（m1>m2），在同一匀强电场中同
时由静止释放后，经过一段时间两微粒具有相同的动量。忽略重力和微粒间的库仑力，下列说法正确的是
（ ）
A．此刻两微粒的速度相同
B．此刻两微粒的动能相同
C．两微粒带电荷量相同
D．两微粒的位移大小相同
【答案】C
【详解】A．动量相同但质量不同，根据速度
可知速度必然不同，故A 错误；
B．根据动能
因两个微粒质量不同，因此动能不同，故B 错误；
C．两微粒在匀强电场中受电场力作用做匀加速直线运动，加速度为
由动量
可知当两微粒动量相等时，有
可知
因此，两微粒电荷量必须
相同，故C 正确；
D．根据位移
因微粒质量不同，所以位移大小不同，故D 错误。故选C。
10．（2026·安徽芜湖·二模）如图所示，来自电子源的电子初速度为零，经电压为U 的电场加速后，形成
一束柱状的电子流。若电子流横截面积为S，电子的比荷为k，元电荷为e，电子流形成的电流大小为I，
则电子流单位体积内的电子数n 表达式为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】电子经电压U 加速，由动能定理
时间内流过横截面积S 的电荷量
则电子
流形成的电流
联立解得
故选D。
⏳题型03 带电体（计重力）在电场中的直线运动
11．（2026·广东·二模）如图，带电小滑块甲和乙的质量相同，放置在足够长的光滑绝缘斜面上，相距
（远远大于滑块宽度），释放两滑块瞬间，甲的加速度为零；经过一段时间，两滑块相距
时，速度分别
为
、
，加速度之比
，则（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】CD．释放甲瞬间甲加速度为零，说明两滑块带同种电荷.。甲沿斜面受力平衡
当两滑块相距
时，设此时库仑力为
对甲根据牛顿第二定律
对乙根据牛顿第二定律
已知
，代入整理得
又
可得
，C 错误，D 正确；
AB．对甲、乙分别用动量定理，可得
，
显然
，AB 错误。
故选 D。
12．（2026·山东潍坊·模拟预测）如图所示水平面上固定一个斜面体，斜面倾角
，斜面长为5m。
可视为质点的A、B 两物块叠放在一起以5m/s 的速度恰好一起从斜面顶端沿斜面匀速下滑，斜面各处的光
滑程度相同，两物块滑过斜面的中点P 后进入一匀强电场E 中，电场方向垂直斜面向上，电场强度
，物块A 带电量为+q，质量为m，物块B 不带电，二者绝缘。则关于AB 两物体从斜面顶端运动
至地面所需时间分别是（ ）
A．tA=1s
B．
C．tB=1.25s
D．tB=0.75s
【答案】A
【详解】AB 从斜面顶端开始运动到P 点的时间为
进入电场后， A 竖直方向因
，可知竖直方向受力平衡，则AB 脱离，A 竖直方向做匀速运
动，则到达斜面底端的时间为
则A 物体从斜面顶端运动至地面所需时间是
；
B 进入电场后仍受力平衡沿斜面向下做匀速运动，则到达底端的时间为
，则B 物体从斜面顶
端运动至地面所需时间是
。
故选A。
13．（25-26 高三上·江苏扬州·模拟预测）如图所示，一质量为m=0.5kg，带电量为q=+2×10-6 C 的物块A
放在一个静止的绝缘木箱内，木箱内有水平向右E=6×105 N/C 的匀强电场，A 和木箱水平底面之间的动摩
擦因数μ=0.3。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 取10m/s2，若木箱做如下加速运动，物块A 将相对木箱
滑动的是（ ）
A．向左做匀加速运动，加速度大小为0.8m/s2
B．向右做匀加速运动，加速度大小为0.8m/s2
C．向上做匀加速运动，加速度大小为0.8m/s2
D．向下做匀加速运动，加速度大小为0.8m/s2
【答案】A
【详解】A．当向左做匀加速运动，加速度大小为
，根据牛顿第二定律可得
解得
物块A 与木箱间的最大静摩擦力为
可知物块A 相对木箱滑动，故A 正确；
B．当向右做匀加速运动，加速度大小为
，根据牛顿第二定律可得
解得
可知物块A 相对木箱处于静止状态，故B 错误；
C．当向上做匀加速运动，加速度大小为
，根据牛顿第二定律可得
解得
物块A 与木箱间的最大静摩擦力为
物块A 受到的电场力为
可知物块A 相对木箱处于静止状态，故C 错误；
D．当向下做匀加速运动，加速度大小为
，根据牛顿第二定律可得
解得
物块A 与木箱间的最大静摩擦力为
物块A 受到的电场力为
可知物块A 相对木箱处于静止状态，故D 错误。
故选A。
14．（25-26 高三上·重庆沙坪坝·期中）如图所示， 竖直平面内存在电场强度可调的匀强电场， 一个带电
小球在电场调整前后，两次都以相同的初速度从某点A 水平射入其中，两次都做匀减速直线运动，直到
速度减为零。第一次电场力
与竖直方向成
夹角，小球位移为
； 第二次电场力
与竖直方向成
夹角，小球位移为
。则下列叙述正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】AB．小球做匀减速直线运动，则有
，
可知
，故A 正确，B 错误；
CD．根据牛顿第二定律有
，
解得
根据
解得
，故CD 错误；
故选A。
15．（25-26 高三上·云南德宏·开学考试）如图所示，ABCD 为匀强电场中相邻的四个等差等势面，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a 点时，速度方向水平，小球沿直线运动，经
过等势面D 上的d 点时速度恰好为零，已知小球质量为
，带电量
，ad 间的距离为
0.15m，重力加速度
，
，
，则下列说法正确的是（ ）
A．匀强电场强度大小为12.5N/C
B．小球在a 点的速度大小为7.5m/s
C．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
【答案】A
【详解】
A．由题意知小球沿水平方向做减速直线运动，带正电且电场线与等势面垂直，所以小球受力如图所示，
则
解得
，故A 正确；
B．由图可得合力为
由
联立解得
，故B 错误；
C．
，故C 错误；
D．若小球从d 点沿da 方向水平射入，与合力方向相同，做匀加速直线运动，故D 错误。故选A。
⏳题型04 带电粒子在交变电场中的直线运动
16．（25-26 高三上·河北·模拟预测）光刻技术原理简化如图甲所示，离子源发射的离子束经过多级直线加
速器后，进入静电转向器，转向器中有辐向电场（方向均指向圆心O 点），直线加速器由一个金属圆板
（序号为0）和8 个横截面积相同的金属圆筒组成，圆板及相邻圆筒分别接在高频脉冲电源的两极，序号
为奇数的圆筒和电源一极相连，圆板和序号为偶数的圆筒和该电源另一极相连。电压的绝对值为U，周期
为T，其变化规律如图乙所示。在t=0 时刻，圆板中央的离子（质量为m，电荷量为+q）在圆板和圆筒之
间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1，离子在每个圆筒中运动的时间均小于T，且离子均
在电压变向时恰从各圆筒中射出，离子从第8 个金属圆筒右侧出来后，立即由M 点射入转向器，沿着半径
为R 的圆弧虚线（等势线）运动，从N 点射出，离子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计，离子重力不计，
不考虑相对论效应，则下列说法正确的是（ ）
A．在
时第5 个圆筒相对第6 个圆筒的电势差为正值
B．第7 个和第8 个圆筒的长度之比为
C．第8 个圆筒的长度为
D．虚线MN 处电场强度的大小为
【答案】B
【详解】A．因为
，
时圆筒1 相对圆板的电势差为负值，同理，
奇数圆筒相对偶
数圆筒的电势差为负值，故A 错误；
B．根据动能定理可得
，
，
……
第7 个和第8 个圆筒的长度之比为
，故B 正确；
C．根据动能定理可得
解得
则第8 个圆筒长度
，故C 错误；
D．离子由M 点射入转向器，沿着圆弧虚线（等势线）做圆周运动，根据
可得，虚线MN 处电场强度的大小为
，故D 错误。
故选B。
17．（2025·广东广州·二模）如图所示的直线加速器由沿轴线分布的金属圆板O 和金属圆筒（又称漂移
管）A、B、C、D、E 组成，金属圆板和金属圆筒分别接在电源的两端。一个质子从圆板O 的中心由静止
开始加速，沿中心轴线进入加速器，质子在金属圆筒内做匀速运动且时间均为T，在金属圆筒之间的狭缝
被电场加速。已知质子电量为e，质量为m，加速时电压U 大小相同。不计质子经过狭缝的时间，不考虑
相对论效应，下列说法正确的是（ ）
A．M 点电势一直高于N 点电势
B．圆筒A、B、C、D、E 的长度之比为
C．质子从圆筒E 射出时的速度大小为
D．质子每经过一次狭缝速度的增加量为
【答案】B
【详解】A．质子从O 点由静止开始被加速，此时M 点电势高于N 点电势；从A 筒射出时，继续被加速，
此时M 点电势低于N 点电势；从B 筒射出时，还要被加速，此时M 点电势再次高于N 点电势。此后，M
点电势和N 点电势交替变化，故A 错误；
B．由动能定理得
可知，质子第一次加速后进入A 筒的速度为
同理可知质子进入B、C、D、E 筒的分别速度为
，
，
，
由题意可知，质子在金属圆筒内做匀速直线运动的时间均为T，根据
可知，圆筒A、B、C、D、E 的长度之比为
故B 正确；
C．由B 选项分析可知，质子从圆筒E 射出时，经过5 次加速，由动能定理
可得质子从圆筒E 射出时的速度大小为
故C 错误；
D．由B 选项分析可知，质子由O 点到A 筒，速度的增加量为
从A 筒射出到进入B 筒，速度增加量为
故D 错误。故选B。
18．（2024·浙江·模拟预测）如图所示，某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管（漂移管）组成，
相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极。质子从K 点沿轴线进入加速器并依次向右穿过各漂移管，在漂
移管内做匀速直线运动，在漂移管间被电场加速、加速电压视为不变。设质子进入漂移管B 时速度为
，进入漂移管E 时速度为
，电源频率为
，漂移管间缝隙很小。质子在每个管
内运动时间视为电源周期的
，质子的荷质比取
。则（ ）
A．漂移管需要用绝缘材料制成
B．各漂移管的长度应相等
C．漂移管B 的长度为0.6m
D．相邻漂移管间的加速电压
【答案】D
【详解】A．质子在漂移管内做匀速直线运动，漂移管内电场强度为零，根据静电屏蔽，漂移管需要用金
属材料制成，故A 错误；
B．质子在漂移管间被电场加速，在漂移管内做匀速直线运动，质子在每个管内运动时间视为电源周期的
，各漂移管的长度应逐渐增大，故B 错误；
C．电源周期为
漂移管B 的长度为
故C 错误；
D．从
到
，根据动能定理
解得相邻漂移管间的加速电压
故D 正确。故
选D。
19．（2024·重庆大足·二模）如题图所示，在相距较远的两平行金属板中央有一个静止的带电粒子（不计
重力），当两板间的电压分别如图中甲、乙、丙、丁所示时，在
时刻静止释放该粒子，下列说法正确
的是（ ）
A．电压如甲图所示时，在
时间内，粒子的电势能先增加后减少
B．电压如乙图所示时，在
时间内，粒子先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动
C．电压如丙图所示时，在
时间内，粒子动量变化量为0
D．电压如丁图所示时，若粒子在
之前不能到达极板，则一直不能到达极板
【答案】D
【详解】A．若电压是甲图，
时间内，电场力先向左后向右，则电子先向左做匀加速直线运动，后做
匀减速直线运动，即电场力先做正功后做负功，电势能先减少后增加，故A 错误；
B．电压是乙图时，在
时间内，电子向右先加速后减速，粒子所受电压在发生变化，故电场力在发生
变化不是匀变速运动，故B 错误；
C．电压是丙图时，电子先向左做加速度先增大后减小的加速运动，过了
后做加速度先增大后减小的
减速运动，到T 时速度减为0，之后重复前面的运动，故电子一直朝同一方向运动，故在
时间内，粒
子动量变化量不为0，故C 错误；
D．电压是丁图时，电子先向左加速，到
后向左减速，
后向右加速，
后向右减速，T 时速度减
为零，之后重复前面的运动，故电子做往复运动，若粒子在
之前不能到达极板，则粒子在此时速度发
生变化，则一直不能到达极板，故D 正确。故选D。
20．（2026·广东江门·一模）（多选）如图，当平行板电容器间的电压为
时，一带电小球静止在板间中
间位置A 点；当两极板间的电压改为
时，小球经过
时间，从A 点由静止运动到上极板下方的B 点。
两极板间的电场可视为匀强电场，忽略空气阻力。小球0 时刻从A 点静止开始运动，要求运动过程中不会
撞到两极板，以下为两极板间所加电压U 随时间t 周期性变化的图像，可以满足要求的有（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】BD
【详解】A．当电压为
时小球静止，可得平衡关系
即
以竖直向上为正方向，当
，合力
加速度
，方向竖直向上；
由题意，小球从
经
运动到上极板附近，因此
到上下极板的距离均不超过
当
，电场反向，电场力竖直向下，总合力竖直向下，有
加速度
（大小
，方向竖直向下）；当
，电场力竖直向上，总合力竖直向上，有
加速度
（方向竖直向上）；
加
，加速度
，方向竖直向上，小球位移
，
时刻速度
，
加
，
，到
时总位移
，
时刻速度
，
运动中最大向上位移为
，不会撞到上极板。
再加
，
时刻总位移回到
，速度减为0，后续运动图像如图所示，一直向下运动，最终
一定撞到下极板，故A 错误；
B．
运动图像如图所示，结合A 分析可知运动中最大向上或向下位移大小为
，不会撞到两极板，
故B 正确；
C．
运动图像如图所示，小球一直向上运动，一定会撞到上极板，故C 错误；
D．
运动图像如图所示，结合A 分析可知运动中最大竖直向上或向下位移大小为
，不会撞到两极板，故D
正确。故选BD。
重难·创新演练
设题创新:结合湿度传感器考查电容器动态分析(T21);结合磷脂双分子层构成的富有弹性的半透膜
考查带电粒子在电场中的直线运动(T23);结合静电植绒仪考查带电粒子在电场中的直线运动
(T24)；结合静电复印简化模型考查带电粒子在电场中的直线运动(T25)；新角度：含二极管的电容
器问题考查电容器动态分析(T22);
21．（2026·吉林长春·模拟预测）某湿度传感器利用平行板电容器测量空气湿度。电容器上极板（可移
动）与固定支架间嵌入一种吸湿材料，当环境湿度增加时，吸湿材料体积膨胀，反之则体积缩小。将该电
容器与恒压电源、电流表连接成如图所示的电路，闭合开关
。下列说法正确的是（ ）
A．空气湿度降低时，电容器的电容会变大
B．空气湿度降低时，极板间电场强度变大
C．空气湿度一定时，滑片向上移动，电容器所带电荷量会增加
D．保持滑片位置不变，若出现从
到
的电流，说明环境湿度升高
【答案】C
【详解】A．环境湿度降低时，吸湿材料体积缩小，极板间距d 增大，根据
可知，电容变小，故
A 错误；
B．电源保持电压恒定（滑动变阻器未调节），环境湿度降低时，吸湿材料体积缩小，极板间距d 增大，
根据电场强度
可知，极板间电场强度变小，故B 错误；
C．空气湿度一定时，滑片向上移动，由电路图可知电容器两端电压增大，根据
可知，电容器所带
电荷量会增加，故C 正确；
D．若电流计示数为从a 到b，说明电容器放电，则电容减小，d 增大说明湿度降低，故D 错误。
故选C。
22．（2026·黑龙江齐齐哈尔·二模）如图所示，M、N 是平行板电容器的两个极板，其下端浸没在下方储
罐中的不导电液体中，P 是两极板间的一点，N 极板接地。电容器与理想二极管串联后，接在电动势恒定
的电源两端。关于该电路，下列判断正确的是（ ）
A．液面上升一小段高度，电容器所带的电荷量不变
B．液面下降一小段高度，P 点的电势降低
C．将M 板向左移一小段距离，P 点的电场强度减小
D．将N 板向左移一小段距离，P 点的电势降低
【答案】B
【详解】A．液面上升一小段高度，两极板的正对面积S 变大，平均介电常数
增加，根据平行板电容器
的决定式
，可知电容器的电容变大，电容器两极板间电压U 不变，根据电容的定义式
，C
变大，U 不变，所以电容器所带的电荷量增加，A 错误；
B．液面下降，平均介电常数
减小，两极板的正对面积S 减小，根据平行板电容器的决定式
，
可知电容器的电容减小，二极管阻止电容器放电，因此
Q 不变。板间电场强度
根据电容的定义式
根据平行板电容器的决定式
联立解得
,Q 不变,S 与
减小，因此E 增大。N 接地，则
，电场方向由
N 指向M，P 到N
的距离
不变，因此P 点电势
，E 增大，
降低。故B 正确；
C．M 左移，极板间距
增大，
C 减小，Q 不变（二极管阻止放电）。由
，可知E 不变。C 错
误；
D．N 左移，d 减小，C 增大，二极管导通，U 等于电源电动势不变，
，E 增大。设
到M 距离为
，则
，因此
增大。故D 错误。
故选B 。
23．（2026·重庆江津·三模）细胞膜是由磷脂双分子层构成的富有弹性的半透膜（如图甲所示）。设运送
粒子时，细胞膜内上、下表面的电荷量为定值，此时可将细胞膜视为面积很大的平行板电容器（如图乙所
示），其间电场可视为匀强电场。某正粒子只在电场力作用下从膜的一个表面由静止开始运动到另一个表
面，该过程中粒子运动的加速度大小a、运动时间t、到达另一表面时速度大小v、电场力做功W 与膜两表
面距离d 的关系图像正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】已知极板带电量
不变，平行板电容器
恒定，由
可知：板间电场强度
与间距
无关，
恒定。
A．根据
不变，则
是定值，
图像为水平直线，A 错误。
B．粒子初速度为0，匀加速：
可得
与
成正比，不是过原点直线，B 错误。
C．由
得
与
成正比，不是过原点直线，C 错误。
D．电场力做功
为定值，
与
成正比，图像是过原点倾斜直线，D 正确。
故选D。
24．（25-26 高三上·云南·模拟预测）如图所示为静电植绒仪及其简图，将绒毛放在带负电的容器中，使绒
毛带负电，绒毛在电场力的作用下由静止飞到被植体表面上。若忽略绒毛的重力、空气阻力、绒毛之间的
相互作用力和边缘效应，带正电的金属板与带负电的金属网之间可视为匀强电场，则下列说法正确的是（
）
A．绒毛飞到被植体表面的过程中加速度逐渐增大
B．绒毛飞到被植体表面的过程中电势能逐渐增大
C．增大电源电压，绒毛到达被植体所需的时间变短
D．增大金属网与金属板间的距离，绒毛到达被植体时的动能会增大
【答案】C
【详解】A．由于带正电的金属板与带负电的金属网之间可视为匀强电场，匀强电场加速度
不变，
故A 错误；
B．绒毛带负电，从低电势飞向高电势，电场力做正功，电势能减小，故B 错误；
C．增大电源电压
，电场强度
增大，加速度
增大，位移
不变，由
得
，
增
大则减小，故时间变短，故C 正确；
D．增大金属网与金属板间距离
，若电压
不变，电场强度
减小，但电场力做功
仅与电
势差
和电荷量
有关，与
无关。由动能定理，初动能为0，末动能不变，故动能不增大，D 错误。
故选C。
25．（2026·江苏镇江·二模）静电复印简化模型中，复印纸与感光鼓之间形成水平方向的匀强电场，将墨
粉颗粒从靠近感光鼓的位置由静止释放，不计重力和空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．墨粉颗粒带负电
B．墨粉颗粒在飞往复印纸的过程中，电势能不断增大
C．带电量相同，质量越大的墨粉颗粒，打在复印纸上的速度越大
D．若仅减小感光鼓与复印纸间距，墨粉颗粒打在复印纸上的速率不变
【答案】D
【详解】A．由题图可知，感光鼓带正电，复印纸带负电，板间电场方向水平向右。墨粉颗粒由静止释放
后向右运动，说明所受电场力方向向右，与电场方向相同，所以墨粉颗粒带正电，故A 错误；
B．墨粉颗粒在飞往复印纸的过程中，电场力方向与运动方向相同，电场力做正功，电势能不断减小，故
B 错误；
C．根据动能定理有
解得
若带电量
相同，质量
越大的墨粉颗粒，打在复印纸上的
速度越小，故C 错误；
D．若仅减小感光鼓与复印纸间距，由于感光鼓与复印纸间的电势差
保持不变，根据
可知，
墨粉颗粒打在复印纸上的速率不变，故D 正确。故选D。
真题·实战演练
高频考点：电容器动态分析、带电粒子在电场中的运动。
26．（2026·陕晋青宁卷·高考真题）飞行时间质谱仪可用于创新药物研发等领域，其简化工作原理如图。
开关S 闭合，在真空室内，电容器极板AB 间加速电压为U，两极板中央开有小孔，C 为接收端，BC 间为
无场漂移区域。有一质量为m、电荷量为q（
）的带电大分子（不计重力），自漂入（忽略初速度）
A 极板小孔起，经加速区域和漂移区域到达C 端结束，时间探测器显示整个过程时间为t，则（ ）
A．保持S 闭合，仅
变大，t 变长
B．保持S 闭合，仅U 增大，t 变长
C．保持S 闭合，AC 位置不变，仅B 极板向右移动，t 变长
D．将S 断开，AC 位置不变，仅B 极板向右移动，t 变长
【答案】C
【详解】ABC．根据题意，设A、B 距离为
，B、C 距离为，且
，在A、B 间有
，
，
解得
，
，
在B、C 间有
则整个过程时间
保持S 闭合，
不变，仅
变大，变短，故A 错误；
B．结合A 分析可知，保持S 闭合，仅
增大，变短，故B 错误；
C．结合A 分析可知，保持S 闭合，
不变，AC 位置不变，仅B 极板向右移动，则
增大，减小，
不
变，变长，故C 正确；
D．将S 断开，极板上电荷量
不变，AC 位置不变，仅B 极板向右移动，A、B 间电场强度
不变，则加速度不变，则有
，
，
则整个过程时间
由于
增大但小于
，减小，
不变，根据数学知识可知，当
时，
有最小值，可知，随
着
增大但小于
，
减小，则总时间减小，故D 错误。
故选C。
27．（2025·江西·高考真题）超级电容器可集成到太阳能发电系统中，通过超级电容器储存和释放能量，
优化功率输出，提升电网稳定性。关于超级电容器储存能量过程中所带电荷量Q 和两极板间电压U 的变化，
下列说法正确的是（ ）
A．Q 增大，U 增大
B．Q 减小，U 减小
C．Q 减小，U 增大
D．Q 增大，U 减小
【答案】A
【详解】超级电容器储存能量时处于充电过程，电荷量Q 增加。根据电容公式
，若电容C 不变
（由结构决定，题目未提及变化），则Q 与U 成正比。因此，Q 增大时，U 必然增大。
故选A。
28．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）如图，某压力传感器中平行板电容器内的绝缘弹性结构是模仿犰狳设
计的，逐渐增大施加于两极板压力F 的过程中，F 较小时弹性结构易被压缩，极板间距d 容易减小；F 较
大时弹性结构闭合，d 难以减小。将该电容器充电后断开电源，极板间电势差U 与F 的关系曲线可能正确
的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】根据公式
和电容的决定式
可得
根据题意F 较小时易被压缩，故可知当F 较小时，随着F 的增大，d 在减小，且减小的越来越慢，与电源
断开后Q 不变，故此时极板间的电势差U 在减小，且减小的越来越慢；当F 增大到一定程度时，再增大F
后，d 基本不变，故此时U 保持不变，结合图像，最符合情境的是D 选项。故选D。
