人教版(2019)高中物理必修第三册第十章《 静电场中的能量》测试卷

第十章《 静电场中的能量》测试卷

一、单选题(共15小题)

1.空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示，下列说法正确的是( )

A．O点的电势最低

B．x1和x3两点的电势相等

C．x2和－x2两点的电势相等

D．x2的电势最高

2.

右图为某一电容器中所带电荷量和两端电压之间的关系图线，若将该电容器两端的电压从40 V降低到36 V，对电容器来说正确的是( )

A． 是充电过程

B． 是放电过程

C． 该电容器的电容为5.0×10－2F

D． 电容器的电荷量变化量为0.20 C

3.如图所示，一个平行板电容器充电后与电源断开，从负极板处由静止释放一个电子(不计重力)，设其到达正极板时的速度为v1，加速度为a1.若将两极板间的距离增大为原来的2倍，再从负极板处由静止释放一个电子，设其到达正极板时的速度为v2，加速度为a2，则( )

A．a1∶a2＝1∶1，v1∶v2＝1∶2

B．a1∶a2＝2∶1，v1∶v2＝1∶2

C．a1∶a2＝2∶1，v1∶v2＝∶1

D．a1∶a2＝1∶1，v1∶v2＝1∶

4.匀强电场中的三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，AB的长度为1 m，D为AB的中点，如图所示．已知电场线的方向平行于∶ABC所在平面，A、B、C三点的电势分别为14 V、6 V和2

V．设场强大小为E，一电荷量为1×10－6C的正电荷从D点移到C点电场力所做的功为W，则( )

A． W＝8×10－6J E>8 V/m

B． W＝6×10－6J E>6 V/m

C． W＝8×10－6J E≤8 V/m

D． W＝6×10－6J E≤6 V/m

5.如图所示，从炽热的金属丝飘出的电子(速度可视为零)，经加速电场加速后从两板中间垂直射入偏转电场．电子的重力不计．在满足电子能射出偏转电场的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是( )

A． 仅将偏转电场极性对调

B． 仅增大偏转电极板间的距离

C． 仅增大偏转电极板间的电压

D． 仅减小偏转电极板间的电压

6.．如图所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出，现在使电子入射速度变为原来的两倍，而电子仍从原位置射入，且仍从正极板边缘飞出，则两极板的间距应变为原来的( )

A． 2倍

B． 4倍

C．

D．

7.如图所示，在匀强电场中取一点O，过O点作射线OA＝OB＝OC＝OD＝10 cm，已知O、A、B、C和D各点电势分别为0、7 V、8 V、7 V、5 V，则匀强电场场强的大小和方向最接近于( )

A． 70 V/m，沿AO方向

B． 70 V/m，沿CO方向

C． 80 V/m，沿BO方向

D． 80 V/m，沿CO方向

8.关于电势差与电场力做功的说法中，正确的是( )

A． 电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电荷量决定

B． 电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电荷量决定

C． 电势差是矢量，电场力做的功是标量

D． 电场中两点间的电势差等于电场力做功，电荷的电势能减小

9.如图所示是某示波管的示意图，电子先由电子枪加速后进入偏转电场，如果在偏转电极上加一个电压，则电子束将会偏转，并飞出偏转电场．下面措施中能使电子偏转距离变大的是( )

A． 尽可能把偏转极板L做得长一点

B． 尽可能把偏转极板L做得短一点

C． 尽可能把偏转极板间的距离d做得小一点

D． 将电子枪的加速电压提高

10.如图所示，平行板电容器两极板接在电源两端，且倾斜放置。一带电小球从A端水平射入，能沿水平直线AB运动，则( )

A． 小球的电势能将减小

B． 小球一定带正电

C． 若断开开关S，把B板拉开一段距离到图中虚线位置，小球仍做直线运动

D． 若始终闭合S，把B板拉开一段距离到图中虚线位置，小球仍做直线运动

11.如图所示，电子由静止开始从A板向B板运动，到达B板的速度为v，保持两板间的电压不变，则( )

A． 当增大两板间的距离时，速度v增大

B． 当减小两板间的距离时，速度v减小

C． 当减小两板间的距离时，速度v不变

D． 当减小两板间的距离时，电子在两板间运动的时间增大

12.在静电场中，一个电子由a点移到b点时静电力做功为5 eV(1 eV＝1.6×10－19J)，则以下说法中正确的是( )

A． 电场强度的方向一定由b沿直线指向a

B．a、b两点间电势差Uab＝5 V

C． 电子的电势能减少5 eV

D． 电子的电势能减少5 J

13.如图甲所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图乙所示的交变电压，一重力可以忽略不计的带正电粒子固定在两板的正中间P处．若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向A板运动，时而向B板运动，并最终打在A板上．则t0可能属于的时间段是( )

A． 0＜t0＜

B．＜t0＜

C．＜t0＜T

D．T＜t0＜

14.如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，φa＝50 V，φc＝20 V，则a、c连线中点b的电势φb

为( )

A． 等于35 V

B． 大于35 V

C． 小于35 V

D． 等于15 V

15.如图所示，一重力不计的带电粒子以初速度v0射入水平放置、距离为d的两平行金属板间，射入方向沿两极板的中心线．当极板间所加电压为U1时，粒子落在A板上的P点．如果将带电粒子的初速度变为2v0，同时将A板向上移动后，使粒子由原入射点射入后仍落在P点，则极板间所加电压U2为( )

A．U2＝3U1

B．U2＝6U1

C．U2＝8U1

D．U2＝12U1

二、填空题(共3小题)

16.如图所示为一个点电荷电场的电场线(实线)和等势线(虚线)，两相邻等势线间的电势差为4 V，有一个带电荷量为q＝1.0×10－8C的负电荷从A点沿不规则曲线移到B点，电场力做功为________ J.

17.如图所示，把电荷量为－5×10－9C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能________(选填“增大”、“减小”或“不变”)；若A点的电势UA＝15 V，B点的电势UB＝10 V，则此过程中电场力做的功为________ J.

18.如图所示，a、b、c是氢原子的核外电子绕核运动的三个可能轨道，取无穷远电子的电势能为零，电子在a、b、c三个轨道时对应的电势能分别为－13.6 eV，－3.4 eV，－1.51 eV，由于某种因素(如加热或光照)的影响，电子会沿椭圆轨道跃迁到离核更远的轨道上运动，则：

(1)φa＝________，φb＝________，φc＝________.

(2)Uab＝________，Ubc＝________

三、计算题(共3小题)

19.有一充电的电容器，两板间的电压为3 V，所带电荷量为4.5×10－4C，此电容器的电容是多少？将电容器的电压降为2 V，电容器的电容是多少？所带电荷量是多少？

20.如图所示，匀强电场中有A、B、C三点构成等边三角形，边长均为4 cm，将一带电荷量q＝1.0×10－10C的正电荷(不计重力)，从A点移到C点，电场力做功为－×10－9J，若把同一电荷从A点移到B点，电场力做功也为－×10－9J，那么该电场的场强是多大？

21.如图所示，两平行金属板A、B长为L＝8 cm，两板间距离d＝8 cm，A板比B板电势高300 V，一带正电的粒子电荷量为q＝1.0×10－10C、质量为m＝1.0×10－20kg，沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场，初速度v0＝2.0×106m/s，粒子飞出电场后经过界面MN、PS间的无电场区域，然后进入固定在O点的点电荷Q形成的电场区域(设界面PS右侧点电荷的电场分布不受界面的影响)．已知两界面MN、PS相距为12 cm，D是中心线RO与界面PS的交点，O点在中心线上，距离界面PS为9 cm，粒子穿过界面PS做匀速圆周运动，最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上．(静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，粒子的重力不计)

(1)求粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离为多远；到达PS界面时离D点为多远；

(2)在图上粗略画出粒子的运动轨迹；

(3)确定点电荷Q的电性并求其电荷量的大小．

答案解析

1.【答案】C

【解析】在坐标原点O右侧，沿x轴正方向，电场强度先变大后变小，电势一直降低，故O点电势不是最低；x1和x3两点的电势不相等，故A、B错误；电场关于坐标原点O对称分布，则x2和－x2两点的电势相等，C正确

2.【答案】B

【解析】由Q＝CU知，U降低，Q减小，故为放电过程，A错B对；由C＝＝F＝5×10－3F，可知C错；ΔQ＝CΔU＝5×10－3×4 C＝0.02 C，D错

3.【答案】D

【解析】电容器充电后与电源断开，增大两极板间的距离时，场强不变，电子在电场中受到的电场力不变，故a1∶a2＝1∶1，由动能定理得Ue＝mv2，v＝，因两极板间的距离增大为原来的2倍，由U＝Ed知，电势差U增大为原来的2倍，故v1∶v2＝1∶

4.【答案】A

【解析】

因为是匀强电场，故D点电势φD＝＝10 V，所以D、C两点间的电势差UDC＝φD－φC＝8

V，W＝qUDC＝8×10－6J；由上图可以看出等势线BB′并不与AB垂直，故AB非电场线，AB间沿电场线方向的距离l<1 m，E＝>V/m＝8 V/m，故选项A正确

5.【答案】C

【解析】改变偏转电场的极性，只能改变电子受力方向，但电子的偏转角大小不变，选项A错误；根据E＝可知，当两极板间距离d增大时，E减小，所以电子受到的电场力减小，其偏转角也减