新人教版高中物理必修三第十章《静电场中的能量》测试题(含答案解析)

一、选择题

1．如图，将带负电的试探电荷沿着等量异种点电荷的中垂线从A点移动到B点，再沿连线从B点移动到C点。在此全过程中，下列说法正确的是（ ）

A．电场先不变后变大 B．电势先变小后变大

C．电势能先不变后变小 D．所受的静电力先变大后变小

2．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

3．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

4．两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

5．如图的电路中C是平行板电容器，将S先闭合后断开，然后将平行板的板间距拉大一点，下列说法正确的是（ ）

A．平行板电容器两板间的的电场强度变小

B．平行扳电容器两板的电势差增大

C．平行板电容器两板的电势差不变

D．平行板电容器两板的电势差变小

6．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

7．避雷针是用来保护建筑物等避免雷击的装置。图示为避雷针上方有雷雨时避雷针MN附近的电场线分布示意图，电场线关于直线MN对称。虚线ABCD为一重力不计的带电粒子在电场中仅在电场力作用下从A运动到D的轨迹，则（ ）

A．该粒子在A点时的加速度比在B点时的加速度大

B．A点的电势比B点的电势高

C．该粒子带负电

D．ACCDUU

8．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

9．如图所示，虚线MN下方存在着方向水平向左、范围足够大的匀强电场，场强34mgEq，AB为绝缘光滑且固定的四分之一圆弧轨道，轨道半径为R，O为圆心，B位于O点正下方。一质量为m、电荷量为q的带正电小球，从A点由静止释放进入轨道。空气阻力不计，下列说法正确的是（ ）

A．小球在运动过程中机械能守恒

B．小球不能到达B点

C．小球沿轨道运动的过程中，对轨道的压力一直增大

D．小球沿轨道运动的过程中，动能的最大值为12mgR 10．如图所示，ABC为表面光滑的斜劈，D为AC中点，质量为m带正电的小滑块沿AB面由A点静止释放，滑到斜面底端B点时速度为v0，若空间加一与ABC平行的匀强电场，滑块仍由静止释放，沿AB面滑下，滑到斜面底端B点时速度为02v，若滑块由静止沿AC面滑下，滑到斜面底端C点时速度为03,v，则下列说法正确的是（ ）

A．滑块滑到D时机械能增加了2012mv

B．电场方向与BC垂直

C．B点电势是C点电势2倍

D．由A到B的过程中，电势能增加2012mv

11．如图所示，水平放置的平行板电容器充电后与电源断开，一重力不计的带电粒子沿着上板水平射入电场，恰好从下板右边缘飞出电场，该过程电场力做功1W。若保持上板不动，将下板下移少许，该粒子仍以相同的速度从原处射入电场，电场力做功2W，下列分析正确的是（ ）

A．两板间电压变大，两板间场强变大

B．两板间电压不变，两板间场强变小

C．粒子将打在下板上，且21WW

D．粒子仍然从原位置飞出电场，且21WW

12．让质子11H和氘核21H的混合物沿着与电场垂直的方向进入匀强电场，要使它们最后偏转角相同，这些粒子进入电场时必须具有相同的（ ）

A．初速度 B．动能

C．比荷（电荷量与质量的比值） D．质量

13．下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是（ ）

A．根据电场强度的定义式FEq可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比 B．根据电容的定义式QCU可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比

C．根据真空中点电荷的电场强度公式2QEkr可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带电荷量无关

D．根据电势差的定义式ABABWUq可知，带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为1VABU

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，空间有一范围足够大、水平向右的匀强电场，在电场中用绝缘细线悬挂一质量为m、电荷量为+q的小球，静止时细线与竖直方向的夹角为37°。若小球获得垂直于细线、方向斜向右上的速度v0，小球恰好可在竖直平面内做圆周运动。A点为圆轨迹上的最高点，已知细线长为l取sin370.6v，cos370.8，则（ ）

A．电场强度大小为43mgEq

B．球运动到A点时速度最小

C．球运动过程中的最小速度为gl D．球运动的初速度052vgl

二、填空题

16．如图中竖直方向的平行线表示电场线，但未标明方向。一个带电量为q=−10－6C的微粒，仅受电场力的作用，从M点运动到N点时，动能增加了10－4J，则该电荷运动的轨迹不可能．．．是虚线______（选“a”或“b”）；若N点的电势为0V，则M点电势为______V。

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。

18．一个正电荷带电量为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______。

19．一个电容器所带的电荷量是6×10-8C，两极板间的电压是2V，那么这个电容器的电容是______F。如果将所带电量全部放掉，这个电容器的电容是______F。

20．如图所示，水平平行线代表电场线，但未指明方向，带电量为10-8C的正电微粒，在电场中只受电场力的作用，由A运动到B，动能损失4210J，A点的电势为3210V，则微粒运动轨迹是虚线______（填“1”或“2”），B点的电势为______V。

21．下面三个图为探究平行板电容器电容大小因素的实验，请将正确的结论填在横线上，两平行板之间的电场可以视为匀强电场，给电容器充电后与电源断开，那么：

①若保持板间距离d不变，正对面积S变小，则两板电容C__________（填“变小”、“变大”或“不变”）

②若保持S不变，d变大，两板板间电场强度E__________（填“变小”、“变大”或“不变”）

③若保持S和d都不变，插入介质板后，则板间电势差U_______，板间电场强度E_______（填“变小”、“变大”或“不变”）

22．如图所示，一个验电器用金属网罩罩住，当加上水平向右的，场强大小为E的匀强电场时，验电器的箔片________（填“张开”或“不张开”），我们把这种现象称之为__________。此时，金属网罩的感应电荷在网罩内部空间会激发一个电场，它的场强大小为__________，方向为_____________。

23．如图1，单刀双掷开关S原来跟2相接，从t=0开始，开关改接1，得到流过电路中P点的电流随时间变化的I-t图像（图甲），电容器两极板的电势差ABU随时间变化的图像（图乙）。T=2s时，把开关改接2，请在I-t图像和-ABUt图像中画出2s之后一段时间内图像的大致形状_______________。

24．把一个电荷量为q＝5×10－9 C的正电荷从距电场无穷远处移到电场中M点，电荷克服电场力做功WM＝6.0×10－3 J，如果把该点电荷从距电场无穷远处移到电场中N点，电荷克服电场力做功WN＝3.6×10－3 J．取无穷远处为零电势点，M、N点的电势差是______把该点电荷从M点移到N点电场力做功________

25．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”）

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．如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab =5cm，bc=12cm，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成60°角，一个电荷量为q=4×10-8C的正电荷从a移动到b，电场力做功为W1=1.2×10-7J，求：

（1）匀强电场的场强E；

（2）电荷从b移到c，电场力做的功2W；

（3）a、c两点的电势差acU。

28．如图所示，电子的初速度忽略不计，经电压为U0的电场加速后飞入平行板间，平行板板长和板间距离均为L=10cm，平行板右端到荧光屏的距离也是L=10cm。平行板的下极板接地，在两极板间接一交变电压，上极板的电势随时间变化的图像如图所示，电子恰好从两板左侧中点飞入。（每个电子穿过平行板的时间远小于交变电压的周期）求：

(1)在t=0.06s时刻，电子打在荧光屏上距O点多远处？

(2)荧光屏上有电子打到的区间多长？

29．如图所示，在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45角的绝缘直杆AC，其下端（C端）距地面高度h，有一质量为400g的带电小环套在直杆上，正以速度v0=2m/s沿杆匀速下滑，小环离开杆后正好通过C端的正下方的地面上的P点，g取10m/s2，求：

(1)小环离开直杆后运动的加速度大小和方向；