第十章 静电场中的能量 单元测试—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（word版含答案）

第十章静电场中的能量
一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
1．三个带电荷量均为Q的点电荷形成的电场如图所示，A、B、C是电场中的三个点，设三点电场强度的大小分别为EA、EB、EC，三点的电势分别为、、。下列说法正确的是（　　）
A．三个点电荷的电性不相同
B．A、B、C三点电场强度大小EA>EB>EC
C．A、B两点电势>
D．A、B两点不在同一电场线上，电势高低无法判定
2．如图所示，平行板电容器与恒压直流电源连接，下极板接地。一带电油滴位于电容器中的点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则下列说法正确的是（　　）
A．带电油滴将向上运动
B．电容器带电量将增大
C．极板之间的电场强度变大
D．点的电势将降低
3．A、B为电场中一直线上的两个点，带正电的点电荷只受电场力的作用，从A点以某一初速度做直线运动到B点，其电势能Ep随位移x的变化关系如图所示。则从A到B过程中，点电荷的速度和所受的电场力（　　）
A．先增大后减小
先增大后减小
B．先增大后减小
先减小后增大
C．先减小后增大
先增大后减小
D．先减小后增大
先减小后增大
4．如图所示，直线MN是某电场中的一条电场线（方向未画出）。虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下，由a运动到b的运动轨迹，轨迹为一抛物线。下列判断正确的是（　　）
A．电场线MN的方向一定是由N指向M
B．带电粒子由a运动到b的过程中动能不一定增加
C．带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能
D．带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度
5．匀强电场中的三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，AB的长度为1
m，D为AB的中点，如图所示．已知电场线的方向平行于△ABC所在平面，A、B、C三点的电势分别为14
V、6
V和2
V，设场强大小为E，一电量为1×C的正电荷从D点移到C点电场力所做的功为W,则
A．W=8×J
E＞8
V/m
B．W=6×J
E＞6
V/m
C．W=8×J
E≤8
V/m
D．W=6×J
E≤6
V/m
6．静电场中，带电粒子在电场力作用下从电势为φa的a点运动至电势为φb的b点．若带电粒子在a、b两点的速率分别为va、vb，不计重力，则带电粒子的比荷q/m，为（
）
A．
B．
C．
D．
7．图（a）为示波管的原理图．如果在电极之间所加的电压图按图（b）所示的规律变化，在电极之间所加的电压按图（c）所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是
A．B．
C．
D．
8．如图所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为、、、．一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则
A．直线a位于某一等势面内，
B．直线c位于某一等势面内，
C．若电子有M点运动到Q点，电场力做正功
D．若电子有P点运动到Q点，电场力做负功
9．粗糙绝缘的水平面上方存在一个平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，在x轴上的电势φ与坐标x的关系用如图所示的曲线表示，图中斜线为该曲线过点（0.15
m，3×105
V）的切线。现有一质量m＝0.20
kg，电荷量q＝2.0×10－8
C的滑块P（可视作质点），从x＝0.10
m处由静止释放，其与水平面间的动摩擦因数μ＝0.02。取重力加速度g＝10
m/s2。则下列说法正确的是（　　）
A．x＝0.15
m处的场强大小为2.0×106
V/m
B．滑块运动的加速度逐渐减小
C．滑块运动的最大速度大小约为0.1
m/s
D．滑块最终在x＝0.3
m处停下
10．如图所示的两个平行板电容器水平放置，A板用导线与M板相连，B板和N板都接地。让A板带电后，在两个电容器间分别有P、Q两个带电油滴都处于静止状态。AB间电容为C1，电压为U1，带电量为Q1，MN间电容为C2，电压为U2，带电量为Q2。若将B板稍向下移，下列说法正确的是（　　）
A．P向下动，Q向下动
B．U1增大，U2增大
C．Q1减小，Q2增大
D．C1减小，C2增大
11．如图所示，A，B为两块水平放置的金属板，通过闭合的开关S分别与电源两极相连，两极中央各有一个小孔a和b，在a孔正上方某处放一带电质点由静止开始下落，若不计空气阻力，该质点到达b孔时速度恰为零，然后返回。现要使带电质点能穿过b孔，则可行的方法是（　　）
A．保持S闭合，将A板适当上移
B．保持S闭合，将B板适当下移
C．先断开S，再将B板适当上移
D．先断开S，再将B板适当下移
12．如图甲所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔，右极板电势随时间变化的规律如图乙所示，电子原来静止在左极板小孔处，不计电子的重力，下列说法正确的是（　　）
A．从t=0时刻释放电子，电子始终向右运动，直到打到右极板上
B．从t=0时刻释放电子，电子可能在两板间振动
C．从t=时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上
D．从t=时刻释放电子，电子必将从左极板射出
二、填空题（本题共3小题，共12分，每空2分）
13．如图所示，在平行于纸面的匀强电场中，有一边长为1cm的正六边形区域，六个顶点分别为A、B、C、D、E、F。已知A、B、C三点的电势分别为﹣1V、1V、5V，则D点的电势D为______V，匀强电场的电场强度为______V/m。
14．图中虚线为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为零．一带正电的点电荷只在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为和．电荷的动能和电势能之和为_______，当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为时，它的动能为_____。
15．如图所示，有一圆心为O，半径为R的圆，AB
为圆的直径，在圆形区域所在空间有匀强电场。将质量为
m，电荷量为
q的正点电荷由A
点静止释放，自圆周上的
C点以速率v0穿出，已知AC与AB的夹角θ=60°，运动中点电荷仅受电场力的作用，则匀强电场的场强大小为______；若将该点电荷从A点移到圆周上的任意一点，则其中点电荷电势能变化的最大值是______。
三、解答题（本题共四大题，共40分）
16．（8分）如图所示，在匀强电场中有A、B、C三点，已知A、B两点间的距离为AB=5m，A、C两点间的距离为AC=8m，∠BAC=37°，且匀强电场方向平行AB、AC直线所在的平面。现把一个带电荷量q=8×10-9C的正点电荷放在匀强电场中，当点电荷q由A点移到B点时电场力做功W1=8×10-8J，当点电荷q由A点移到C点时电场力做功W2=1.6×10-7J，若取A点电势为零，（sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）AB和AC两点间电势差各为多少？
（2）B、C两点电势各为多少？
（3）匀强电场的电场强度大小和方向。
17．（10分）两平行金属板A、水平放置，一个质量为，电荷量为的带负电微粒（重力大不能忽略），以的水平速度从两板正中位置射入电场，如图所示。A、间距为，板长。要使该微粒能穿过电场，求A、间电压的取值范围。（取）
18．（10分）如图所示，竖直平面内有一个半径为R的光滑圆轨道，另外空间有一平行于圆周平面的匀强电场，一质量为m，带电量为q的正电小球（可视为质点）从最低点A点以一定初速度在圆轨道内侧开始运动，已知小球运动到M点时动能最大，重力加速度为g。求：
（1）满足条件的电场强度的最小值及对应的场强方向；
（2）若匀强电场方向水平，要使小球做完整的圆周运动，v0的取值范围。
19．（12分）如图所示，一个电子由静止开始经加速电场加速后，又沿中心轴线从O点垂直射入偏转电场，并从另一侧射出，再打到荧光屏上的P点，O′点为荧光屏的中心。已知电子质量m，电荷量e，加速电场电压U0，偏转电场电压U，极板的长度L1，板间距离d，极板的末端到荧光屏的距离L2（忽略电子所受重力）。求：
（1）电子射入偏转电场时的初速度v0；
（2）电子经过偏转电场过程中电场力对它所做的功W；
（3）若粒子射出偏转电场时的竖直偏移量y=0.36cm，极板的长度L1=6.0cm，极板的末端到荧光屏的距离L2=3.0cm，求电子打在荧光屏上的P点到O′点的距离h。
参考答案
1．C
2．D
3．B
4．C
5．A
6．C
7．B
8．B
9．AC
10．BC
11．BC
12．AC
13．7
400
14．12
20
15．
16．（1），；（2），；（3），方向由指向
17．
18．（1），垂直OM向右上；（2）
19．（1）；（2）；（3）0.72cm
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