第十章《静电场中的能量》（单元测试）（原卷版）

第十章《静电场中的能量》单元测试班级___________姓名___________学号____________分数____________（考试时间：75分钟试卷满分：100分）单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1．如图所示，在原来不带电的金属导体ab附近P处，放置一个负点电荷，c为导体内一点，达到静电平衡状态后（

）A．c处电势比d处高B．P处负点电荷在c处产生的电场强度为零C．导体内c处电场强度的方向由b指向aD．导体内c处电场强度的方向由a指向b2．传感器是采集信息的一种重要元件，如图所示是一种电容式压力传感器，当待测压力作用于可动电极时，使它发生形变，从而改变传感器的电容。若流经灵敏电流计的电流方向向左时，指针向右偏。当待测压力突然增大时，下列说法中正确的是（）A．电容器的电容将减小B．M点的电势比N点的低C．灵敏电流表指针向左偏转D．若电流计示数稳定且不为零，说明压力F不再变化3．电子显微镜通过“静电透镜”实现对电子束的会聚或发散，进而使微小物体成像。如图所示，图中虚线为某“静电透镜”区域的等势面，其中M、N两点电势φM<φN。现有一电子束沿垂直虚线AB的方向进入“透镜”电场，仅在电场力的作用下穿过小孔CD。下列说法正确的是（）A．M点的电场强度小于N点的电场强度B．正对N点射入“透镜”电场的电子会经过N点C．电子在电场中运动，电势能增大D．该“透镜”电场对垂直虚线AB射入小孔CD的电子束有发散作用4．如图所示为研究决定平行板电容器电容大小因素的实验装置。两块相互靠近的等大正对平行金属板A、B组成电容器，板B固定在绝缘座上并与静电计中心杆相接，板A和静电计的金属壳都接地，板A上装有绝缘手柄，可以执手柄控制板A的位置。在两板相距一定距离时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度。在整个实验过程中，保持电容器所带电荷量不变，对此实验过程的描述正确的是（）A．如果只在A、B之间插入玻璃板，静电计指针张角变大B．如果只在A、B之间插入玻璃板，静电计指针张角不变C．如果只将A从图示位置向左平移，静电计指针张角变大D．如果只将A从图示位置向下平移，静电计指针张角变小5．如图所示，虚线A、B、C、D是某匀强电场中的4个平行且等距的等势面，两等势面间的距离为1cm，其中等势面B的电势为0，一电子仅在静电力的作用下运动，经过A、D等势面时的动能分别为22eV和10eV，则下列说法正确的是A．等势面C的电势为4VB．该匀强电场的电场强度为200V/m，方向水平向左C．电子在等势面D的电势能为8eVD．该电子一定能到达电势为-16V的等势面6．如图所示，一棱长为的正方体置于存在匀强电场的空间中，电场的方向沿方向，ABCD和是正方体的顶点。间的电势差为，下列关于电势高低及电场强度大小分析正确的是（）A． B．C． D．7．中国新一代粒子研究器“超级陶粲”装置近日正式启动，静电分析器是其重要组成部分。静电分析器的两电极之间存在如图所示的静电场，以静电场中任意一点电场方向均沿半径方向指向圆心，大小均满足（k为与装置有关的常数，r为该点到圆心O的距离）。某次实验中质量之比为1：2、电荷量之比为2：1的甲、乙两粒子由入射口P进入静电分析器，分别沿轨迹Ⅰ、Ⅱ仅在电场力作用下做圆心为О的匀速圆周运动，最后从出射口Q射出，下列说法正确的是（）A．甲、乙两粒子运动时的速率之比为4：1 B．甲、乙两粒子运动时的角速度之比2：1C．甲、乙两粒子运动时的动量大小之比为1：1 D．甲、乙两粒子运动时的动能之比为1：2多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）8．电容位移传感器具有灵敏度高的优点，某电容位移传感器的工作原理可简化为如图所示的装置，电容器接在恒压直流电源上，其中A是固定极板，B是可动极板，B与被测物体连接在一起，G为灵敏电流计，当被测物体水平向左移动时，下列说法正确的是（）A．电容器的电容减小 B．极板间的电场强度增大C．电容器所带的电荷量增大 D．灵敏电流计中有从a到b方向的放电电流9．如图甲是一对长度为L的平行金属板，板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直。在t=0时刻，一带电粒子沿板间的中线OO'垂直电场方向射入电场，2t0时刻粒子刚好沿下极板右边缘射出电场。不计粒子重力。则（）A．粒子带正电B．粒子在平行板间一直做曲线运动C．粒子射入电场时的速度大小为D．若粒子射入电场时的速度减为一半，射出电场时的速度垂直于电场方向10．一空间存在匀强电场，场中A、B、C、O为正四面体的顶点，四面体棱长为，如图所示。已知场强方向平行于底面，，，则（）。A．A、O两点间电势差为B．B、O两点间电势差为C．场强大小为D．场强大小为三、非选择题（本题共5小题，共54分。请按题目要求作答）11．（8分）在“观察电容器的充放电过程”实验中，按图1所示连接电路。开关未闭合时，电源的路端电压。实验操作时，单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2.实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。（1）开关S改接2后，电容器进行的是（选填“充电”或“放电”）过程。此过程得到的图像如图2所示，图中用阴影标记的狭长矩形的面积的物理意义是。如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将（选填“增大”、“减小”或“不变”）。（2）若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则该电容器的电容为。（）12．（8分）收音机中可变电容器作为调谐电台使用。如图为空气介质单联可变电容器的结构，它是利用正对面积的变化改变电容器的电容大小，某同学想要研究这种电容器充、放电的特性，于是将之接到如图所示的实验电路中，实验开始时电容器不带电。(1)首先将开关S打向1，这时观察到灵敏电流计G有短暂的示数，稳定后，旋转旋钮，使电容器正对面积迅速变大，从开始到最终稳定，灵敏电流计示数随时间变化的图像可能是（填选项中的字母序号）(2)充电稳定后，断开单刀双掷开关，用电压表接在电容器两端测量电压，发现读数缓慢减小，原因

。(3)该同学做完实验，得到电容器的电容后，突然想起他用的是一节旧电池（电动势不变，内阻不可忽略），为了尽量精确的得出电容的测量结果，他有没有必要把旧电池更换成新电池？在下面的横线上做一个简要分析。13．（10分）如图所示，匀强电场中有一直角三角形ABC，AB长度为4cm，，一个带电荷量的点电荷由A移到B的过程中，电势能增加，由B移到C的过程中电场力做功，已知电场线平行于所在的平面，求：（1）A、B两点的电势差UAB及C、B两点的电势差UCB分别是多少；（2）该匀强电场的电场强度的大小是多少。14．（12分）如图所示，倾角的光滑绝缘斜面与光滑绝缘圆弧轨道相切于点，、点分别为圆弧最低点和最高点，圆弧半径，点右侧区域存在水平向左的匀强电场，电场强度。一质量为，带电量为的小球从斜面上点静止释放，距离。小球视为质点，不计空气阻力，重力加速度，，，求：（1）小球运动至点时轨道对它支持力大小；（2）重新以某一速度从点释放小球，要使其能沿轨道运动至点，求最小初速度。15．（16分）两块水平平行放置的导体板AB如图甲所示，大量电子（质量为m、电荷量为e）由静止开始，经加速电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入两板之间。当两板均不带电时，这些电子通过两板之间的时间为3t0；当在两板间加如图乙所示的周期为2t0、恒为U0的周期性电压时，恰好