新人教版高中物理必修三第十章《静电场中的能量》检测卷(含答案解析)

一、选择题

1．如图所示为某一点电荷产生的电场中的7条电场线，电场线的分布关于y轴对称，O是坐标原点，M、N、P、Q是以O为圆心的，一个圆周上的4个点，其中M、N两点在y轴上，Q点在x轴上，P点在第5条电场线上，则下列说法正确的是（ ）

A．M点的电势和P点的电势相等

B．将一正点电荷由M点移到P点，电势能减小

C．将一负点电荷由N点分别移到Q点和P点，电场力做功NQNPWW

D．Q点的电场强度小于M点的电场强度

2．如图所示，带箭头的实线表示某电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。其中A、B、C三点的电场强度大小分别为EA、EB、EC，电势分别为A、B、C。关于这三点的电场强度大小和电势高低的关系，下列说法中正确的是（ ）

A．EA=EB B．EA>EC C．AB D．BC

3．图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0。一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26J和5J。当这一点电荷运动到某一位置。其电势能变为-8J时，它的动能为（ ）

A．8J B．15J C．20J D．34J

4．如图所示，虚线表示某电场中的一组等差等势线，实线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹。则下列判断正确的是（ ）

A．电场中A、B两点的电势关系为AB

B．粒子在A点的加速度比在B点的加速度大

C．A处的电场线比B处的电场线密集

D．粒子运动的过程中，动能与电势能相互转化，总量保持不变，机械能守恒

5．如图所示，已知A、B、C、D、E、F、G、H是正八边形的8个顶点，O为正八边形的中心，M、N分别为OG和OC的中点，P、Q分别为OA和OE的中点．在M、N两点放置等量异种点电荷，则下列各点中电势和电场强度均相同的是（ ）

A．B点和D点 B．P点和Q点 C．D点和F点 D．C点和G点

6．如图所示，带箭头的线段表示某一电场的电场线，在电场力作用下一带电粒子（不计重力）经过A点飞向B点，径迹如图中虚线所示，则（ ）

A．粒子在B点加速度较大 B．粒子在B点动能较大

C．粒子带正电

D．A、B两点相比较，B点电势高

7．为了研究影响平行板电容器电容的因素，实验中，使电容器的两个极板A、B分别带上等量异种电荷，并将A极板和静电计的外壳分别接地，如图所示。若保持极板所带电荷量不变，下列判断正确的是（ ）

A．增大两极板之间的距离，静电计指针张角变小

B．A板稍微上移，静电计指针张角变大

C．若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大

D．若将A板向右移少许，则静电计指针张角不变

8．空间存在平行于x轴方向的静电场，其电势随x的分布如图所示。一质量为m、电荷量大小为q的带电粒子从坐标原点O由静止开始，仅在电场力作用下沿x轴正方向运动。则下列说法正确的是（ ）

A．该电场可能是正的点电荷周围的电场

B．空间存在的静电场场强E是沿x轴正方向均匀减小的

C．该粒子从原点O运动到0x过程中电势能是增加的

D．该粒子从原点O运动到0x处做匀加速直线运动

9．如右图所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边沿垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边沿飞出，现在使电子入射速度变为原来的12，而电子仍从负极板边沿垂直电场方向射入，且仍从正极板边沿飞出，则两极板的间距应变为原来的（ ）

A．4倍 B．2倍 C．12倍 D．14倍

10．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知（ ）

A．带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大

B．带电粒子在P点时的速度大小大于在Q时的速度大小

C．带电粒子在P点时的加速度大小小于在Q点时的加速度大小

D．带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大

11．如图所示，一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E，区域足够大的匀强电场中，以初速度0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，且mg=qE，则下列结论中正确的是（ ）

A．电场方向竖直向上

B．小球运动的加速度大小为2g C．小球上升的最大高度为202vg

D．小球返回原位置所用时间为02g

12．如图所示，等边三角形ABC处在匀强电场（电场强度方向与等边三角形ABC所处平面平行）中，三个顶点的电势分别为0AB、3C（0）。若该匀强电场的电场强度大小和方向不变，使三角形ABC绕A点在三角形ABC所处平面内逆时针旋转30°，则此时B点的电势为（ ）

A．3 B．32 C． D．2

13．如图所示，ABCDEFGH为长方体空间的八个顶点，BCa，2BFa，5BAa，等量同种点电荷（0Q）分别固定在空间的A点和G点，一带负电检验电荷仅在电场力作用下从空间B点由静止开始运动，下列说法正确的是（ ）

A．H点和C点的电势相等

B．E点和C点的电场强度相同

C．检验电荷电势能先增大后减小

D．检验电荷恰好能运动到H点

14．在匀强电场中平行电场方向建立一直角坐标系，如图所示。从坐标原点沿+y轴前进0.3m到A点，电势升高了12V，从坐标原点沿+x轴前进0.2m到B点，电势降低了6V，则下列说法正确的是（ ）

A．场强大小为50V/m B．场强大小为502V/m

C．场强方向由A→B D．场强方向由B→A

15．如图，两电荷量分别为Q（Q>0）和－Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧，a点位于x轴上O点与点电荷Q之间，b位于y轴O点上方。取无穷远处的电势为零，下列说法正确的是（ ）

A．b点的电势为零，电场强度也为零

B．正的试探电荷在a点的电势能大于零，所受电场力方向向右

C．将负的试探电荷从O点移到a点，必须克服电场力做功

D．将同一正的试探电荷先后从O、b点移到a点，后者电势能的变化较大

二、填空题

16．沿着电场线的方向，电势逐渐________，正电荷的电势能逐渐_________ 。（均填“增高”或“降低”）

17．如图所示的电场中，已知A、B两点间的电势差20VABU则：(1)电荷9510Cq由A点移动到B点，电场力所做的功为______J；(2)若电荷9510Cq在A点的电势能为8p510JAE，则B点的电势为______V。

18．如图所示，水平放置的两平行金属板相距为d，充电后其间形成匀强电场。一带电量为+q，质量为m的液滴从下板边缘射入电场，并沿直线运动恰好从上板边缘射出。可知，该液滴在电场中做______________运动，电场强度为__________，电场力做功大小为_______________。

19．如图所示，边长为2cm的正方形ABCD处在一个匀强电场中，电场线与正方形所在平面平行。已知A、B、C三点的电势依次为6V，2V，-2V则D点的电势为__________V，电场强度大小为________V/m。

20．如图所示，电源电压恒定，则接通开关S的瞬间，通过电阻R的电流方向为_______。S闭合一段时间后，再断开S的瞬间，通过电阻R的电流方向为______。（填“向左”“向右”）

21．把一带电量q=-1×10-5C的负电的粒子从某静电场中A点移动到B点，电场力做正功0.01J，则UAB=______V；电场线方向是______（选填“A→B”或“B→A”）。

22．图示为“探究影响平行板电容器电容大小因素”的实验装置，竖直平行板电容器两板带等量异种电荷，两板正对。（均选填“变大”、“变小”或“不变”）

(1)其他情况不变，左板竖直向上平移时，静电计的指针偏角______；

(2)其他情况不变，左板水平远离右板时，静电计的指针偏角______；

(3)其他情况不变，两板间插入玻璃板时，静电计的指针偏角______。

23．将一电荷量为81.610C的负电荷在电场中从A点移动到B点，克服电场力做功为66.410J，则A、B的电势差为________V．若已知0A，则B________V．

24．将两个质量均为m，带电量分别为+q、-q的小球A、B用两段长度均为L的绝缘细线相连，并悬挂于O点，如图（a）所示。在两球所在区域加一水平向左的匀强电场，每个小球所受的电场力大小为其重力的34倍，整个装置再次平衡时，状态如图（b）所示。则此时OA线的拉力大小为____________；AB线偏离竖直方向的角度为_____________，整个过程中小球B的电势能减少了_____。

25．在电场中把2.0×10-9C的正电荷从A点移到B点，静电力做功1.5×10-7J，再把这个电荷从B点移到C点，静电力做功-4.0×10-7J，则UAB=______V，UAC=______V．

26．在一个电场强度为E的匀强电场中有a、b两点，把一个电量为q的正电荷由a点移到b点时，电场力对电荷做正功W，则a、b两点电势差大小为______V，电势φa___φb（填＜、＞或=）

三、解答题

27．竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场。其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，如图所示，重力加速度为g，求：

（1）小球的电性及所带电荷量q；

（2）从剪断丝线到小球碰到金属板所需的时间t。

28．如图所示，一半径0.4mR的绝缘光滑圆轨道，竖直固定在方向水平向右的匀强电场中。在轨道的最低点A，由静止释放一质量5gm的带电小球，小球沿轨道运动所到达的最高点为B。已知运动轨迹所对圆心角120AOB，电场强度3510V/mE，重力加速度g取210m/s。试求：

(1)小球的带电量q；

(2)小球由A运动到B的过程中的最大速度mv；

(3)若欲使小球能沿轨道做完整的圆周运动，则由A点沿水平向右的方向至少需给小球多大的初速度。

29．如图所示，在E＝310V/m的竖直匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN在N点平滑相接，半圆形轨道平面与电场线平行，其半径R=40cm，N为半圆形轨道最低点，P为QN圆弧的中点，一带负电q=410C的小滑块质量m=10g，与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15，位于N点右侧1.5m的M处，g取102m/s，求：

(1)小滑块从M点到Q点电场力做的功；

(2)要使小滑块恰能运动到半圆形轨道的最高点Q，则小滑块应以多大的初速度0v向左运动。

30．如图，在互相平行的三个竖直分界面AD、JH、BC间形成两个竖直方向足够长、水平方向宽均为L=0.6m的区域，两区域分别存在着电场强度大小相等的匀强电场，其中区域Ⅰ场强的方向与水平方向成37角斜向右上方，区域Ⅱ场强的方向竖直向下。将一带电小球（可视为质点）从区域Ⅰ左边界上的P点由静止释放，小球沿水平直线运动到JH边界的Q点后进入区域Ⅱ，并从区域Ⅱ的右边界射出。重力加速度g取10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，求：

(1)小球通过Q点时速度的大小；

(2)小球离开区域Ⅱ速度的大小和方向。