(必考題)高中物理必修三第十章《靜電場中的能量》測試卷(含答案解析)

一、選擇題1．兩個共軸的半圓柱形電極間的縫隙中存在一沿半徑方向的電場，如圖所示。帶正電的粒子流由電場區(qū)域邊緣的M點(diǎn)射入電場，沿圖中所示的半圓形軌道通過電場并從另一邊緣的N點(diǎn)射出，由此可知（）A．若入射粒子的電荷量相等，則出射粒子的質(zhì)量一定相等B．若入射粒子的電荷量相等，則出射粒子的動能一定相等C．若入射粒子的比荷相等，則出射粒子的動量一定相等D．若入射粒子的比荷相等，則出射粒子的動能一定相等2．一個帶電小球從空中的a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程中，重力做功3J，克服電場力做功0.5J，不計(jì)空氣阻力，則下列說法正確的是（）A．小球在a點(diǎn)的重力勢能比在b點(diǎn)大3JB．小球在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)小1JC．小球在a點(diǎn)的動能比在b點(diǎn)小3.5JD．小球在a點(diǎn)的機(jī)械能比在b點(diǎn)少0.5J3．如圖所示，在真空中有兩個等量帶負(fù)電的點(diǎn)電荷，分別置于P、Q兩點(diǎn)，O點(diǎn)是它們連線的中點(diǎn)，A、B為P、Q連線的中垂線上的兩點(diǎn)，下列說法正確的是（）A．連線中點(diǎn)O的場強(qiáng)最大B．連線中垂面是一個等勢面C．將一正電荷q由A點(diǎn)沿中垂線移動到B點(diǎn)，在此過程中q的電勢能一定逐漸增大D．將一正電荷q由A點(diǎn)沿中垂線移動到B點(diǎn)，在此過程中q受到的電場力一定逐漸減小4．如圖所示，實(shí)線是電場中一簇方向未知的電場線，虛線是一個帶正電粒子從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的軌跡，若帶電粒子只受電場力作用，粒子從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程中（）A．粒子的電勢能逐漸減小B．粒子的電勢能逐漸增加C．粒子運(yùn)動的加速度逐漸增大D．粒子運(yùn)動的速度逐漸增大5．如圖所示，在處于O點(diǎn)的點(diǎn)電荷+Q形成的電場中，試探電荷q由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做功為W1；以O(shè)A為半徑畫弧交于OB于C，q由A點(diǎn)移到C點(diǎn)電場力做功為W2；q由C點(diǎn)移到B點(diǎn)電場力做功為W3。則三者的做功關(guān)系以及q由A點(diǎn)移到C點(diǎn)電場力做功為W2的大?。ǎ〢．W1=W2=W3，W2=0B．W1>W2=W3，W2>0C．W1=W3>W2，W2=0D．W1=W2<W3，W2=06．在如圖所示的4種情況中，a、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)相同，電勢相同的（）A．帶電平行板電容器兩極板間的a、b兩點(diǎn)B．離點(diǎn)電荷等距的a、b兩點(diǎn)C．達(dá)到靜電平衡時導(dǎo)體內(nèi)部的a、b兩點(diǎn)D．兩個等量異種電荷連線上，與連線中點(diǎn)O等距的a、b兩點(diǎn)7．如圖，△abc中bc=4cm，∠acb=30°。勻強(qiáng)電場的電場線平行于△abc所在平面，且a、b、c點(diǎn)的電勢分別為3V、-1V、3V下列說法中正確的是（）A．電場強(qiáng)度的方向沿ac方向B．電場強(qiáng)度的大小為2V/mC．電子從a點(diǎn)移動到b點(diǎn)，電場力做功為4eVD．電子從c點(diǎn)移動到b點(diǎn)，電勢能增加了4eV8．如圖所示，水平放置的平行板電容器充電后與電源斷開，一重力不計(jì)的帶電粒子沿著上板水平射入電場，恰好從下板右邊緣飛出電場，該過程電場力做功。若保持上板不動，將下板下移少許，該粒子仍以相同的速度從原處射入電場，電場力做功，下列分析正確的是（）A．兩板間電壓變大，兩板間場強(qiáng)變大B．兩板間電壓不變，兩板間場強(qiáng)變小C．粒子將打在下板上，且D．粒子仍然從原位置飛出電場，且9．如圖所示，虛線a、b、c代表電場中的三條電場線，實(shí)線為一帶負(fù)電的粒子僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運(yùn)動軌跡，P、R、Q是這條軌跡上的三點(diǎn)，由此可知（）A．帶電粒子在P點(diǎn)時的電勢能比在Q點(diǎn)時的電勢能大B．帶電粒子在P點(diǎn)時的速度大小大于在Q時的速度大小C．帶電粒子在P點(diǎn)時的加速度大小小于在Q點(diǎn)時的加速度大小D．帶電粒子在R點(diǎn)時的動能與電勢能之和比在Q點(diǎn)時的小，比在P點(diǎn)時的大10．如圖所示，一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球在電場強(qiáng)度為E，區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)電場中，以初速度沿ON在豎直面內(nèi)做勻變速直線運(yùn)動。ON與水平面的夾角為，且mg=qE，則下列結(jié)論中正確的是（）A．電場方向豎直向上B．小球運(yùn)動的加速度大小為C．小球上升的最大高度為D．小球返回原位置所用時間為11．下面是某同學(xué)對電場中的一些概念及公式的理解，其中正確的是（）A．根據(jù)電場強(qiáng)度的定義式可知，電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度與試探電荷所帶的電荷量成反比B．根據(jù)電容的定義式可知，電容器的電容與其所帶電荷量成正比，與兩極板間的電壓成反比C．根據(jù)真空中點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度公式可知，電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度與場源電荷所帶電荷量無關(guān)D．根據(jù)電勢差的定義式可知，帶電荷量為1C的正電荷，從A點(diǎn)移動到B點(diǎn)克服電場力做功為1J，則A、B兩點(diǎn)間的電勢差為12．下列關(guān)于電勢、電勢能功說法正確的是（）A．電荷在電場中具有的電勢能越大，電荷所在位置的電勢就越高B．把正電荷從初位置移到末位置電場力做正功，初位置的電勢一定比末位置電勢高C．電勢為零的位置，電勢能不一定為零D．電荷在電場中運(yùn)動，電勢能一定會發(fā)生改變13．如圖，粗糙程度均勻的絕緣斜面下方O點(diǎn)處有一正點(diǎn)電荷，帶負(fù)電的小物體以初速度v1從M點(diǎn)沿斜面上滑，到達(dá)N點(diǎn)時速度為零，然后下滑回到M點(diǎn)，此時速度為v2。若小物體電荷量保持不變，OM＝ON，則（）A．從M到N的過程中，電場力對小物體先做負(fù)功后做正功B．從N到M的過程中，小物體受到的摩擦力和電場力均是先減小后增大C．小物體上升的最大高度為D．小物體上升的最大高度為14．如圖所示，平行板電容器的正極板接地，開關(guān)S閉合，某帶電油滴靜止在兩極板間的P點(diǎn)。若保持N板不動，而將M板移至圖中虛線所示位置，下列說法正確的是（）A．P點(diǎn)的電勢升高 B．油滴在P點(diǎn)的電勢能增加C．油滴仍然在P點(diǎn)靜止 D．油滴將豎直向上運(yùn)動15．有一種電荷控制式噴墨打印機(jī)的打印頭的結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示。其中墨盒可以噴出極小的墨汁微粒，此微粒經(jīng)過帶電室后以一定的初速度垂直射入偏轉(zhuǎn)電場，再經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場后打到紙上，顯示出字符，不必考慮墨汁微粒的重力，為了使打在紙上的字跡縮小，下列措施可行的是（）A．減小墨汁微粒的比荷 B．增大墨汁微粒所帶的電荷量C．增大偏轉(zhuǎn)電場的電壓 D．減小墨汁微粒的噴出速度二、填空題16．平行板電容器的電容由______、______、______等自身構(gòu)造決定。17．將一個電荷量為1.0×10-10C的負(fù)電荷，從無窮遠(yuǎn)處移到電場中的A點(diǎn)，克服電場力做功2.0×10-8J，將該電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電勢能減少1.0×10-8J。則電場中A點(diǎn)的電勢為______V；B點(diǎn)電勢為______V。(取無窮遠(yuǎn)處為零電勢點(diǎn))18．如圖所示，在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中有相距為L的A、B兩點(diǎn)，連線AB與電場線的夾角為θ，將一電荷最為q的正電荷從A點(diǎn)分別沿不同的路徑（曲線ADB、直線AB、折線ACB)移到B點(diǎn)，電場力做的功為______，由此表明______。19．已充電的平行板電容器與靜電計(jì)連接如圖所示，電容器極板上的電荷量不變，當(dāng)板間距離增大時（如圖①），靜電計(jì)指針的偏角將______，板間電勢差將______，電容器的電容將______，說明電容器的電容跟板間距離成______；當(dāng)正對面積減小時（如圖②），靜電計(jì)的偏角將______，板間電勢差將______，電容將______，說明電容器的電容跟正對面積成______；當(dāng)兩板間插入電介質(zhì)時（如圖③），靜電計(jì)的偏角將______，板間電勢差將______，電容將______，說明電容器的電容跟兩板間的電介質(zhì)有關(guān)。（答案填“增大”、“減小”或“不變”）20．半徑為R的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)上套有一質(zhì)量為m、帶正電的珠子，空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，如圖所示，珠子所受靜電力和其重力等大。將珠子從環(huán)上最低位置A點(diǎn)靜止釋放，則珠子所能獲得的最大動能Ek=________，在最高點(diǎn)時小球?qū)壍赖膲毫Υ笮開______。（重力加速度為g）21．如圖所示Q是帶正電的點(diǎn)電荷，P1、P2為其電場中的兩點(diǎn)。若E1、E2為P1、P2兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小，、為P1、P2兩點(diǎn)的電勢，則E1_____E2，__________（填“大于，小于，等于”）22．圖中各點(diǎn)間距相等，如果在點(diǎn)固定一個正點(diǎn)電荷，點(diǎn)固定一個和其電荷量相等的負(fù)點(diǎn)電荷，則、、三點(diǎn)中電場強(qiáng)度最大的是___________點(diǎn)，如果將一個電荷量為的點(diǎn)電荷從點(diǎn)移到點(diǎn)，其電勢能將___________（選填“增大”“減小”或“不變”）。23．在電場中把一個電荷量為－6×10－8C的點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做功為－3×10－5J，將此電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場力做功4.5×10－5J，則UAC=________.24．一電容器的電容為20μF，原來帶有2.0×10－4C的電量，兩板間的電壓為_____V。如果再給它增加1.0×10－4C電量，這時該電容器的電容為_________μF，25．將一個電荷量為1．0×10－8C的正電荷，從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做功2．0×10－7J，那么A、B兩點(diǎn)間的電勢差為_____________V，A點(diǎn)的電勢________（填“高于”或“低于”）B點(diǎn)的電勢．26．如圖，帶箭頭的線段表示電場線，一帶電粒子只在電場力作用下由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，圖中虛線為其運(yùn)動軌跡，可判斷粒子帶______電(填“正”或“負(fù)”)，粒子在_________點(diǎn)加速度較大(填A(yù)或B)．三、解答題27．如圖所示，電子的初速度忽略不計(jì)，經(jīng)電壓為U0的電場加速后飛入平行板間，平行板板長和板間距離均為L=10cm，平行板右端到熒光屏的距離也是L=10cm。平行板的下極板接地，在兩極板間接一交變電壓，上極板的電勢隨時間變化的圖像如圖所示，電子恰好從兩板左側(cè)中點(diǎn)飛入。（每個電子穿過平行板的時間遠(yuǎn)小于交變電壓的周期）求：(1)在t=0.06s時刻，電子打在熒光屏上距O點(diǎn)多遠(yuǎn)處？(2)熒光屏上有電子打到的區(qū)間多長？28．如圖所示是一對彼此絕緣、相距d=5cm的平行金屬帶電極板M、N，N板接地，M板帶電量的絕對值為Q=6×10-6C。在兩極板MN間A點(diǎn)有一帶電量為q=4×10-6C的帶電液滴，其質(zhì)量m=4×10-4kg，恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。則：(1)兩板間的電場強(qiáng)度為多少？(2)平行金屬板MN所構(gòu)成的電容器的電容C等于多少？(3)若A點(diǎn)到N板的距離為2cm，則q在A點(diǎn)的電勢能為多少？29．在方向水平的勻強(qiáng)電場中，一不可伸長的不導(dǎo)電輕繩的一端連著一個質(zhì)量為m=1kg的帶電小球，另一端固定于O點(diǎn)。把小球拉起直至細(xì)線與場強(qiáng)平行，然后無初速釋放。已知小球擺到最低點(diǎn)的另一側(cè)，線與豎直方向的