高中物理必修三第十章《静电场中的能量》测试(含答案解析)

一、选择题

1．如图所示，∠M是锐角三角形PMN最大的内角，电荷量为q（q>0）的点电荷固定在P点。下列说法正确的是（ ）

A．沿MN边，从M点到N点，电场强度的大小逐渐增大

B．沿MN边，从M点到N点，电势逐渐降低

C．正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大

D．将正电荷从M点移动到N点，电场力做负功

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

3．两个共轴的半圆柱形电极间的缝隙中存在一沿半径方向的电场，如图所示。带正电的粒子流由电场区域边缘的M点射入电场，沿图中所示的半圆形轨道通过电场并从另一边缘的N点射出，由此可知（ ）

A．若入射粒子的电荷量相等，则出射粒子的质量一定相等

B．若入射粒子的电荷量相等，则出射粒子的动能一定相等

C．若入射粒子的比荷相等，则出射粒子的动量一定相等

D．若入射粒子的比荷相等，则出射粒子的动能一定相等

4．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

5．真空中，在x轴上x=0和x=8 m处分别固定两个电性相同的点电荷Q1和Q2。电荷间连线上的电场强度E随x变化的图象如图所示(x轴正方向为场强正方向)，其中x=6 m处E=0。将一个正试探电荷在x=2 m处由静止释放(重力不计，取无穷远处电势为零)。则（ ）

A．Q1、Q2均为负电荷

B．Q1、Q2带电荷量之比为9:1

C．在x=6 m处电势为0

D．该试探电荷向x轴正方向运动时，电势能一直减小

6．一带电粒子自图中A点以初速度0v平行于等势面射入电场，其运动轨迹如虚线AB所示。图中a、b、c、d为电场的四个等势面，且其电势关系为abcd，不计粒子重力，则（ ）

A．粒子一定带负电

B．粒子一定做匀速圆周运动

C．粒子从A到B的运动过程中，动能先减小后增大

D．粒子从A到B的运动过程中，电势能不断减小

7．如图所示，实线是电场中一簇方向未知的电场线，虚线是一个带正电粒子从a点运动到b点的轨迹，若带电粒子只受电场力作用，粒子从a点运动到b点的过程中（ ）

A．粒子的电势能逐渐减小

B．粒子的电势能逐渐增加

C．粒子运动的加速度逐渐增大

D．粒子运动的速度逐渐增大

8．如图所示，有三个质量相等的分别带正电、负电和不带电的小球，从两水平放置的金属板左侧中央以相同的水平初速度v0先后射入电场中，最后在正极板上打出A，B，C三个点，则（ ）

A．三小球在电场中运动时间相同

B．三小球到达正极板时速度相同

C．落到A处小球带负电，落到C处小球带正电

D．三小球到达正极板时落在A、C处的小球机械能增大，落在B处的小球机械能不变

9．如图所示，一价氢离子和二价氮离子的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们（ ）

A．同时到达屏上同一点 B．先后到达屏上同一点

C．同时到达屏上不同点 D．先后到达屏上不同点

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，真空中有两个点电荷Q1=+2.0×10﹣8C和Q2=﹣4.0×10﹣8C，分别固定在 x坐标轴上，其中Q1位于x=0处，Q2位于x=6cm处。在x轴上（ ）

A．场强为0的点有两处

B．在x＞6cm的区域，电势沿x轴正方向降低

C．质子从x=1cm运动到x=5cm的过程中，电势能升高

D．在x＞6cm的区域，场强沿x轴负方向

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．在x轴上有间隔相同的a、b、c、d四个点，a、d关于原点对称。现在a、d两点处固定两个电荷量相同的点电荷，如图E—x图像描绘了x轴上部分区域的电场强度，以x轴正方向为电场强度的正方向。下列说法正确的是（ ）

A．b、c两点的电势相同

B．b、c两点的电场强度不相同

C．a、d两点固定的是同种电荷

D．a、b、c、d四点的电势关系为abcd

14．两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示，一带电粒子以某一速度从图中a点进入该电场，其运动轨迹为图中实线，a、e两点和b、d两点关于两电荷连线对称。若该粒子只受静电力作用，则下列说法正确的是（ ）

A．粒子带正电荷

B．b点和d点的电场强度相同

C．a点和e点的电场强度相同

D．粒子从a点运动到e点的过程中，电势能先变小后变大

15．如图，电荷量为q（q>0）的点电荷固定在P点，M、N是电场中的两点，且PM>PN、PM⊥PN，下列说法正确的是（ ）

A．沿MN直线从M点到N点，电场强度的大小逐渐减小

B．沿MN直线从M点到N点，电势逐渐升高

C．将正电荷从M点移动到N点，静电力先做负功后做正功

D．正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大

二、填空题

16．某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，粒子由M运动到N对这个运动，我们可以作如下分析：

运动轨迹①粒子带正电②粒子电势能减小③粒子动能增大，其中，①的理由是曲线运动合外力指向轨迹内侧，与场强方向相同。

请写出②的理由：______；

请写出③的理由：______。

17．一个正电荷带电量为2.0×10－9C，从电场中A点移到B点，电场力对它做功2.4×10－6J，则A、B两点间的电势差是______；如果将一个带电量为5.0×10－9C的负电荷，从B点移到A点，它的电势能将______（填增大、减小、不变），电势能的变化量为______。

18．如图所示，在场强为E的匀强电场中有相距为L的A、B两点，连线AB与电场线的夹角为θ，将一电荷最为q的正电荷从A点分别沿不同的路径（曲线ADB、直线AB、折线ACB)移到B点，电场力做的功为______，由此表明______。

19．将一个电荷量为-2×10－9C的点电荷从电场中的N点移动到M点，需克服电场力做功1.4×10－8J，则：

(1)N、M两点间的电势差UNM为______V；

(2)若将该电荷从M移到N，电场力做______(选填“正”或“负”)功，UMN为______V。

20．半径为R的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一质量为m、带正电的珠子，空间存在水平向右的匀强电场，如图所示，珠子所受静电力和其重力等大。将珠子从环上最低位置A点静止释放，则珠子所能获得的最大动能Ek=________，在最高点时小球对轨道的压力大小为_______。（重力加速度为g）

21．图中各点间距相等，如果在A点固定一个正点电荷，B点固定一个和其电荷量相等的负点电荷，则a、b、c三点中电场强度最大的是___________点，如果将一个电荷量为q的点电荷从a点移到c点，其电势能将___________（选填“增大”“减小”或“不变”）。

22．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”）。

23．如图所示，让平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度，不改变A、B两极板带的电量，若减小两极板间的距离，那么静电计指针的偏转角度_____（填“增大”、“减小”或“不变”），若在两极板间插入电介质，那么静电计指针的偏转角度_____（填“增大”、“减小”或“不变”）．

24．电场力做正功，电势能_______（填“增加”或“减小”），电场力做负功，电势能_______（填“增加”或“减小”）

25．如图所示，地面上某区域存在着匀强电场，其等势面与地面平行等间距．一个质量为m、电荷量为q的带电小球以水平方向的初速度v0由等势线上的O点进入电场区域，经过时间t，小球由O点到达同一竖直平面上的另一等势线上的P点．已知连线OP与水平方向成45°夹角，重力加速度为g，则OP两点的电势差为________．

26．如图所示的电子元件名称叫_________， 它的两个重要参数的意义分别是：__________，__________．

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，光滑绝缘水平面上有两个可视为质点的小球A、B，两球质量分别为m和2m。

A带正电，B带负电。两球带电荷量均为Q。且两球置于水平方向的匀强电场中。当两小球之间的距离为L时。两球恰好处于静止状态。现将匀强电场的电场强度方向不变、大小变为原来的2倍，两球开始运动，当两球之间的距离变为2L时，小球A的速度大小为v。已知静电力常量为k，求：

(1)原匀强电场的电场强度E的大小和方向；

(2)当两球之间的距离变为2L时，小球A的加速度大小a；

(3)两球之间的距离从L变为2L的过程中，两球组成的系统电势能的减小量pE。

29．如图所示是一对彼此绝缘、相距d=5cm的平行金属带电极板M、N，N板接地，M板带电量的绝对值为Q=6×10-6C。在两极板MN间A点有一带电量为q=4×10-6C的带电液滴，其质量m=4×10-4kg，恰好处于静止状态。则：

(1)两板间的电场强度为多少？