(必考题)高中物理必修三第十章《静电场中的能量》测试卷(含答案解析)

一、选择题1．两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2．一个带电小球从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功3J，克服电场力做功0.5J，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A．小球在a点的重力势能比在b点大3JB．小球在a点的电势能比在b点小1JC．小球在a点的动能比在b点小3.5JD．小球在a点的机械能比在b点少0.5J3．如图所示，在真空中有两个等量带负电的点电荷，分别置于P、Q两点，O点是它们连线的中点，A、B为P、Q连线的中垂线上的两点，下列说法正确的是（）A．连线中点O的场强最大B．连线中垂面是一个等势面C．将一正电荷q由A点沿中垂线移动到B点，在此过程中q的电势能一定逐渐增大D．将一正电荷q由A点沿中垂线移动到B点，在此过程中q受到的电场力一定逐渐减小4．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5．如图所示，在处于O点的点电荷+Q形成的电场中，试探电荷q由A点移到B点，电场力做功为W1；以OA为半径画弧交于OB于C，q由A点移到C点电场力做功为W2；q由C点移到B点电场力做功为W3。则三者的做功关系以及q由A点移到C点电场力做功为W2的大小（）A．W1=W2=W3，W2=0B．W1>W2=W3，W2>0C．W1=W3>W2，W2=0D．W1=W2<W3，W2=06．在如图所示的4种情况中，a、b两点的场强相同，电势相同的（）A．带电平行板电容器两极板间的a、b两点B．离点电荷等距的a、b两点C．达到静电平衡时导体内部的a、b两点D．两个等量异种电荷连线上，与连线中点O等距的a、b两点7．如图，△abc中bc=4cm，∠acb=30°。匀强电场的电场线平行于△abc所在平面，且a、b、c点的电势分别为3V、-1V、3V下列说法中正确的是（）A．电场强度的方向沿ac方向B．电场强度的大小为2V/mC．电子从a点移动到b点，电场力做功为4eVD．电子从c点移动到b点，电势能增加了4eV8．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。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，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D．粒子仍然从原位置飞出电场，且9．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10．如图所示，一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E，区域足够大的匀强电场中，以初速度沿ON在竖直面内做匀变速直线运动。ON与水平面的夹角为，且mg=qE，则下列结论中正确的是（）A．电场方向竖直向上B．小球运动的加速度大小为C．小球上升的最大高度为D．小球返回原位置所用时间为11．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12．下列关于电势、电势能功说法正确的是（）A．电荷在电场中具有的电势能越大，电荷所在位置的电势就越高B．把正电荷从初位置移到末位置电场力做正功，初位置的电势一定比末位置电势高C．电势为零的位置，电势能不一定为零D．电荷在电场中运动，电势能一定会发生改变13．如图，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，带负电的小物体以初速度v1从M点沿斜面上滑，到达N点时速度为零，然后下滑回到M点，此时速度为v2。若小物体电荷量保持不变，OM＝ON，则（）A．从M到N的过程中，电场力对小物体先做负功后做正功B．从N到M的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力均是先减小后增大C．小物体上升的最大高度为D．小物体上升的最大高度为14．如图所示，平行板电容器的正极板接地，开关S闭合，某带电油滴静止在两极板间的P点。若保持N板不动，而将M板移至图中虚线所示位置，下列说法正确的是（）A．P点的电势升高 B．油滴在P点的电势能增加C．油滴仍然在P点静止 D．油滴将竖直向上运动15．有一种电荷控制式喷墨打印机的打印头的结构简图如图所示。其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符，不必考虑墨汁微粒的重力，为了使打在纸上的字迹缩小，下列措施可行的是（）A．减小墨汁微粒的比荷 B．增大墨汁微粒所带的电荷量C．增大偏转电场的电压 D．减小墨汁微粒的喷出速度二、填空题16．平行板电容器的电容由______、______、______等自身构造决定。17．将一个电荷量为1.0×10-10C的负电荷，从无穷远处移到电场中的A点，克服电场力做功2.0×10-8J，将该电荷从A点移到B点，电势能减少1.0×10-8J。则电场中A点的电势为______V；B点电势为______V。(取无穷远处为零电势点)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．已充电的平行板电容器与静电计连接如图所示，电容器极板上的电荷量不变，当板间距离增大时（如图①），静电计指针的偏角将______，板间电势差将______，电容器的电容将______，说明电容器的电容跟板间距离成______；当正对面积减小时（如图②），静电计的偏角将______，板间电势差将______，电容将______，说明电容器的电容跟正对面积成______；当两板间插入电介质时（如图③），静电计的偏角将______，板间电势差将______，电容将______，说明电容器的电容跟两板间的电介质有关。（答案填“增大”、“减小”或“不变”）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．如图所示Q是带正电的点电荷，P1、P2为其电场中的两点。若E1、E2为P1、P2两点的电场强度的大小，、为P1、P2两点的电势，则E1_____E2，__________（填“大于，小于，等于”）22．图中各点间距相等，如果在点固定一个正点电荷，点固定一个和其电荷量相等的负点电荷，则、、三点中电场强度最大的是___________点，如果将一个电荷量为的点电荷从点移到点，其电势能将___________（选填“增大”“减小”或“不变”）。23．在电场中把一个电荷量为－6×10－8C的点电荷从A点移到B点，电场力做功为－3×10－5J，将此电荷从B点移到C点，电场力做功4.5×10－5J，则UAC=________.24．一电容器的电容为20μF，原来带有2.0×10－4C的电量，两板间的电压为_____V。如果再给它增加1.0×10－4C电量，这时该电容器的电容为_________μF，25．将一个电荷量为1．0×10－8C的正电荷，从A点移到B点，电场力做功2．0×10－7J，那么A、B两点间的电势差为_____________V，A点的电势________（填“高于”或“低于”）B点的电势．26．如图，带箭头的线段表示电场线，一带电粒子只在电场力作用下由A点运动到B点，图中虚线为其运动轨迹，可判断粒子带______电(填“正”或“负”)，粒子在_________点加速度较大(填A或B)．三、解答题27．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？28．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？(2)平行金属板MN所构成的电容器的电容C等于多少？(3)若A点到N板的距离为2cm，则q在A点的电势能为多少？29．在方向水平的匀强电场中，一不可伸长的不导电轻绳的一端连着一个质量为m=1kg的带电小球，另一端固定于O点。把小球拉起直至细线与场强平行，然后无初速释放。已知小球摆到最低点的另一侧，线与竖直方向的