第十章 静电场中的能量 章末检测-2022-2023学年高二上学期物理人教版 必修第三册

第十章 静电场中的能量章末检测

一、单选题

1．如图甲所示，Q1、Q2为两个被固定的点电荷，a、b、c三点在它们连线的延长线上，其中Q1带负电。现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始向远处运动并经过b、c两点（粒子只受电场力作用），粒子经过a、b、c三点时的速度分别为va、vb、vc，其v-t图像如图乙所示。以下说法正确的是（　　）

A．Q2一定带负电

B．Q2的电量一定小于Q1的电量

C．b点的电场强度最大

D．粒子由a点运动到c点过程中，粒子的电势能先增大后不变

2．如图所示，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点位于y轴上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．正的试探电荷从a点沿直线先移到O再移到b电势能先减小后增大

C．将正的试探电荷从O点移到a点电场力做正功，电势能增大

D．将同一正的试探电荷先后从O，b两点移到a点，电势能的变化一样大

3．如图所示，电荷量分别为和的两个点电荷连线水平，相对连线对称放置的内壁光滑的绝缘细管在竖直平面内，细管的上下端口恰好在连线的中垂线上。电荷量为的小球以初速度从上端管口无碰撞进入细管，在运动过程中始终机械能守恒，则（　　）

A．

B．小球从细管下端飞出时速度大小为

C．小球运动过程中沿某一等势面运动，其电势能始终保持不变

D．细管各处电场强度大小相等

4．如图所示，为一均匀带电量为+Q、半径为R的半球面，虚线是过球心的对称轴，A、B两点关于球心对称。其中A点的电势为φ0，若点电荷+q周围电势，则B点的电势为（　　）

A． B． C． D．

5．下列关于电场强度的叙述中正确的是（　　）

A．电场强度的定义式适用于任何电场，式中的q是场源电荷的电荷量

B．由，可知q越大则电场强度越小

C．公式适用于真空中点电荷，式中的Q是场源电荷的电荷量

D．公式是匀强电场的场强计算式，U越大，则电场强度越大

6．真空中有一半径为R，带电量为+Q的均匀带电球体，以球心为坐标原点，沿半径方向建立x轴坐标轴，如图甲所示（其中点在球体内部，点在球体外部），理论分析表明，x轴上各点的场强随x变化关系如图乙所示，则（　　）

A．、两点处的电势相同 B．球内部的电场为匀强电场

C．球表面的电势最高 D．、两处场强大小相等，方向相同

7．如图所示，O、A、B为同一竖直平面内的三个点，为等腰直角三角形，，，将一质量为的小球以某一初动能从O点抛出，恰好能到达C点且动能为初动能的2倍。若让此小球带电，电荷量为（），同时加一匀强电场，场强方向与竖直平面平行。现从O点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球，它再次到达C点且动能为初动能的6倍，又从O点以同样的初动能沿另一方向抛出此带电小球，恰好能到达B点且动能为初动能的10倍，重力加速度为g，则（　　）

A．A点电势最高 B．电场方向从B指向O

C．电场方向从A指向B D．场强大小为

8．如图，一带正电的点电荷固定于点，两虚线圆均以为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，、、、d、为轨迹和虚线圆的交点，不计重力。下列说法错误的是（　　）

A．M带负电荷，N带正电荷

B．M在点的动能小于它在点的动能

C．N在d点的电势能等于它在点的电势能

D．N在从点运动到d点的过程中克服电场力做功

二、多选题

9．如图甲所示，光滑绝缘水平面上有一沿水平方向的电场，MN是其中的一条直线，线上有A、B、C三点。一带电荷量为、质量为的小物块从A点静止释放，沿MN做直线运动，其运动的图像如图乙所示，其中B点处的切线斜率最大（图中标出了该切线），C点处的切线平行于t轴，运动过程中小物块电量保持不变，则下列说法中正确的是（　　）

A．A、B两点的电势差

B．B点为AC间电场强度最大的点，场强大小

C．由A到C的过程中小物块的电势能一直减小

D．小物块从A点到C点电场力做的功

10．如图所示，A、B、C、D是匀强电场中的四个点，D是BC的中点，A、B、C构成一个直角三角形，AB长为1m，电场线与三角形所在的平面平行，已知φA＝5V、φB＝﹣5V、φC＝15V，由此可以判断（　　）

A．AB边中点的电势为0V

B．场强的方向垂直AD连线斜向下

C．场强的大小为10V/m

D．场强的大小为V/m

11．如图所示，一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连，极板水平放置，极板间距为D，在下极板上叠放一厚度为d的金属板A，d<D，其上部空间有一带负电的粒子P静止在电容器中，当把金属板从电容器中快速抽出后，粒子P开始运动，已知重力加速度为g。则下列判断正确的是（　　）

A．电容器的电容变大

B．两板间的电场强度不变

C．上极板所带电荷量变小

D．粒子运动的加速度大小为

12．一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷（电量很小）固定在P点。如图所示，用E表示两极板间场强，U表示电容器的电压，EP表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（　　）

A．U变小，E不变 B．E变大，EP不变

C．U变小，EP不变 D．U不变，EP不变

三、实验题

13．（1）如图甲所示为探究平行板电容器电容大小决定因素的实验，给电容器充电后与电源断开。若将板上移，电容器的电容______(选填“变小”“变大”或“不变”)；若将板左移，静电计指针偏角______(选填“变小”“变大”或“不变”)；

（2）“探究电容器充放电”的实验装置示意图如图乙所示，图中G为电流传感器，先将开关接，待电容器充电后将开关扳到，利用传感器记录电容器放电过程，得到该电容器放电过程的图像如图丙所示，根据图像估算出电容器全部放电过程中释放的电荷量为______C，已知电源电压保持为2V，则电容器的电容______F(结果均保留两位有效数字)。

14．如图为示波管的原理图。

（1）如果在荧光屏上P点位置出现亮斑，则示波管中的________

A．极板X应带正电     B．极板X＇应带正电

C．极板Y应带正电          D．极板Y＇应带正电

（2）甲、乙两图所示的电压均为周期性变化的交变电压，周期均为T

①若YY＇两极板上加如图甲所示的电压，而XX＇两极板不加电压。请在丙图中画出荧光屏上显示的图形________。

②若XX＇两极板上加如图乙所示的电压，而YY＇两极板不加电压。请在丁图中画出荧光屏上显示的图形________。

③若XX＇两极板上加如图乙所示的电压，而YY＇两极板上加如图甲所示的电压。请在戊图中画出荧光屏上显示的图形________。

四、解答题

15．如图所示，在水平向右的匀强电场中，将一电荷量为C的点电荷从A点移动到B点，电场力做功为J，A、B间距离，AB与水平方向的夹角为，求：

（1）A、B间电势差UAB；

（2）电场强度E的大小。

16．如图所示，一电荷量为＋q、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好静止，重力加速度取g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

（1）水平向右的匀强电场的电场强度；

（2）若将电场强度减小为原来的一半，物块的加速度是多大；

（3）电场变化后物块下滑距离L，此过程中物块机械能的变化量是多大

17．如图所示，在某竖直平面内有一水平向右的匀强电场，场强E=1×104N/C。场内有一半径R=2m的光滑竖直绝缘环形轨道，轨道的内侧有一质量为m=0.4kg、带电荷量为q=+3×10-4C的小球，它恰能沿圆环做圆周运动。取重力加速度g=10m/s2，求：小球动能的最小值。

答案：

1．B

2．D

3．C

4．B

5．C

6．D

7．D

8．D

9．AC

10．ABD

11．CD

12．AC

13． 变小 变大

14．     BD              

15．（1）-8V；（2）4V/m

16．（1）；（2）0.3g，（3）-0.3mgL

17．5J