2021-2022学年物理鲁科版（2019)必修第三册 第二章 电势能与电势差 单元检测卷（含答案）

中小学教育资源及组卷应用平台
《电势能与电势差》测试题
(时间90分钟，总分100分)
一、选择题（共12题，每题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求.）
1．下列关于场强和电势的叙述正确的是（　　）
A．在匀强电场中，场强处处相同，电势也处处相等
B．等量异种点电荷形成的电场中，两电荷连线中点的电势为零，场强不为零
C．在正点电荷形成的电场中，离点电荷越远，电势越高，场强越小
D．在任何电场中，场强越大的地方，电势也越高
2．如图所示为两个等量点电荷的电场线，图中A点和B点、C点和D点皆关于两电荷连线的中点O对称，若将一电荷放在此电场中，则以下说法正确的是（　　）
A．电荷在O点受力最大
B．电荷沿直线由A到B的过程中，电场力先增大后减小
C．电荷沿直线由A到B的过程中，电势能先增大后减小
D．电荷沿直线由C到D的过程中，电场力先增大后减小
3．某电场中等势面分布如图所示，图中虚线表示等势面，过a、c两点的等势面电势分别为40V和10V，则a、c连线的中点b处的电势应（　　）
A．肯定等于25V
B．大于25V
C．小于25V
D．可能等于25V
4．下列关于电场基本概念与规律的判断正确的是（　　）
A．由E=可知，场强E与检验电荷电量q成反比、与电场力F成正比
B．由UAB=可知，电势差与检验电荷电量q成反比、与电场力做功成正比
C．由库仑定律F=，当距离r→0时库仑力F→∞
D．由C=可知，平行板电容器电容C与距离d成反比、与正对面积S成正比
5．下列公式中，既适用于点电荷产生的静电场，也适用于匀强电场的有（　　）
①场强E=
②场强E=
③场强E=
④电场力做功W=Uq
A．①③
B．②③
C．②④
D．①④
6．如图，A、B、C三点在匀强电场中，AC⊥BC，∠ABC=60°，BC=20cm，把一个电量q=1×10-5C的正电荷从A移到B，电场力不做功；从B移到C，电场力做功为×10-3J，则该匀强电场的场强大小和方向是（　　）
A．1000V/m，垂直AB斜向下
B．1000V/m，垂直AB斜向上
C．866V/m，垂直AC向下
D．866V/m，垂直AC向上
7．一个空气平行板电容器，极板间距离为d，正对面积为S，充以电荷量为Q后，两极板间电压为U，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是（　　）
A．将电压变为
B．将带电荷量变为2Q
C．将极板正对面积变为2S
D．将两极间充满介电常数为2的电介质
8．如图所示，A，B两平行放置的导体板，在t=0时将电子从A板附近由静止释放（电子的重力忽略不计）。分别在A，B两板间加四种电压，它们的UAB-t图象如图所示。其中可能使电子到达不了B板的是（　　）
A．
B．
C．
D．
9．如图所示，带电量之比为qA：qB=1：3的带电粒子A、B，先后以相同的速度从同一点射入平行板电容器中，不计重力，带电粒子偏转后打在同一极板上，水平飞行距离之比为XA：XB=2：1，则带电粒子的质量之比mA：mB以及在电场中飞行时间之比tA：tB分别为（　　）
A．1：1，2：3
B．2：1，3：2
C．1：1，3：4
D．4：3，2：1
10．如图所示，在水平方向的匀强电场中，一绝缘细线的一端固定在O点，另一端系一带正电的小球，小球在只受重力、电场力、绳子的拉力作用下在竖直平面内做圆周运动，小球所受的电场力大小等于重力大小．比较a、b、c、d这四点，小球（　　）
A．在最高点a处的动能最小
B．在最低点c处的机械能最小
C．在水平直径右端b处的机械能最大
D．在水平直径左端d处的机械能最大
11．两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点，规定无穷远处为电势能零点，一带负电的试探电荷在x轴上各点具有的电势能随x变化关系如图所示，其中试探电荷在A、N两点的电势能为零，在ND段中C点电势能最大，则下列说法正确的是（　　）
A．q1为正电荷，q2为负电荷
B．q1电荷量小于q2的电荷量
C．将一正点电荷从N点移到D点，电场力先做负功后做正功
D．将一正点电荷从N点静止释放后会沿x轴正方向运动且到达C点时速度最大
12．在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，A、B、C三点在同一直线上，且AB=2BC，如右图所示。下列正确的是（　　）
A．电场力大小为3mg
B．小球从A到B与从B到C运动时间相同
C．小球从A到B重力做功与从B到C克服电场力做功相等
D．小球从A到B与从B到C的速度变化量相等
二．填空题（共6小题，每空2分，共30分。）
13．带电量为+3×10-6C的粒子先后经过电场中的A、B两点，克服电场力做功6×10-4J，已知B点电势为50V，则
（1）A点的电势为
V；
（2）把电量为-3×10-6C的电荷放在A点的电势能为
J。
14．如左下图所示，图中五点均在匀强电场中，它们刚好是一个半径为R=0.5m圆的四个等分点和圆心。已知电场线与圆所在平面平行。圆心O电势为
和等分点a的电势
，匀强电场强度
。
15．如右上图甲所示，AB是某电场中的一条电场线，若有一电子仅在电场力作用下，以某一初速度沿AB由A点运动到B点。所经位置的电势随与A点距离的变化规律如图乙所示。则可以判知，A、B两点的电场强度EA
EB，A、B两点的电势φA
φB，电子在A、B两点的速度vA
vB．（填“＞”、“＜”或“=”）
16．下面三个图为探究平行板电容器电容大小因素的实验，清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
，板间电势差U
。（填“变小”、“变大”或“不变”）
（2）若保持s不变，d变大，两板电容C
，板间电场强度E
。（填“变小”、“变大”或“不变”）
17．如右图，质量为m，电荷量为e的电子，从A点以速度v0垂直于电场方向射入一个电场强度为E的匀强电场中，从B点射出电场时的速度方向与电场线成120°角，电子重力不计。则A、B两点间的电势差UAB=
，电子从A运动到B的时间tAB=
。
18．两个正点电荷Q1、Q2，其中Q2=4Q1分别固定在光滑绝缘水平面上的A、B两点，A、B两点相距为L，且A、B两点正好位于水平放置的光滑绝缘半圆细管两个端点的出口处，如图所示．现将另一正点电荷从A、B连线上靠近A处的位置由静止释放，则它在A、B连线上运动的过程中，达到最大速度时的位置离A点的距离为
，若把该点电荷放于绝缘管内靠近A点的位置由静止释放，已知它在管内运动过程中速度为最大时的位置在P处．则tanθ=
（θ为图中PA和AB连线的夹角，结果可用分数或根式表示）．
三．计算题（共3题，共22分。）
1.如图所示，匀强电场的场强E=1.2×102N/C，方向水平向右，一点电荷q=4×10﹣8C沿半径为R=20cm的圆周，从A运动到B点，已知∠AOB=90°，求
（1）这一过程电场力做多少功？是正功还是负功？
（2）A、B两点间的电势差UAB为多大？
2.带电量为q，质量为m的原子核由静止开始经电压为U1的电场加速后进入一个平行板电容器，进入时速度和电容器中的场强方向垂直．已知：电容器的极板长为L，极板间距为d，两极板的电压为U2，重力不计，求：
（1）经过加速电场后的速度v0；
（2）离开电容器电场时的偏转量y。
3.如图所示，第一象限中有沿x轴正方向的匀强电场，第二象限中有沿y轴负方向的匀强电场，两电场的电场强度大小相等。一个质量为m，电荷量为-q的带电质点以初速度v0从x轴上P(-L，0)点射入第二象限，已知带电质点在第一和第二象限中都做直线运动，并且能够连续两次通过y轴上的同一个点Q(未画出)，重力加速度g为已知量。求：
(1)初速度v0与x轴正方向的夹角；
(2)P、Q两点间的电势差UPQ；
(3)带电质点在第一象限中运动所用的时间。
参考答案
一、选择题（共12题，每题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求.）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
B
D
C
D
D
A
C
B
D
C
D
A
二．填空题（共6小题，每空2分，共30分。）
13.-150；4.5×10-4；
14.6V；相等；8V/m；
15.＞；＞；＞；
16.（1）变小；变大；
（2）变小；不变；
17.；;
18.；；
三．计算题（共3题，共22分。）
1.解：（1）正点电荷从A到B，根据WAB=qER
可求得：WAB=4.0×10-8×1.2×102×0.2=9.6×10﹣7J
（2）根据U=可求出A、B两点间的电势差
即为：UAB==24V
答：（1）这一过程中电场力做的功是9.6×10﹣7J，做正功；（2）A、B两点间的电势差UAB是24V．
2.解：（1）根据动能定理得，???
?
解得
：???????
（2）粒子在偏转电场中运行的时间
：??
则粒子的偏转位移??????
解得
3.解：(1)由题意知，带电质点在第二象限做匀速直线运动，有qE=mg
设初速度v0与x轴正方向的夹角为θ，
且由带电质点在第一象限做直线运动，
有tanθ=
解得θ=45°。
(2)P到Q的过程，由动能定理有
qEL-mgL=0
WPQ=qEL
解得UPQ==。
(3)带电质点在第一象限做匀变速直线运动，
由牛顿第二定律有mg=ma，
即a=g，v0=at
解得t=
带电质点在第一象限中往返一次所用的时间
T=2t=。
?????????