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

第十章《静电场中的能量》测试题
一、单选题
1．如图所示。正方形abcd四个顶点上固定有四个等量电荷，Qa与Qc带正电，Qb与Qd带负电，F是ab边的中点，H是cd边的中点，O是FH连线的中点，取无穷远处电势为零，则下列说法错误的是（　　）
A．O点的电场强度为零 B．O点的电势为零
C．F、H两点的电场强度大小，方向均相同 D．F、H两点的电势相等
2．利用传感器可检测矿井渗水，从而发出安全警报，避免事故发生。如图所示是一种通过测量电容器电容变化来检测矿井中液面高低的仪器原理图，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体（矿井中含有杂质的水），A、C构成电容器。已知灵敏电流表G的指针偏转方向与电流方向的关系：电流从电表左侧流入则指针左偏，电流从电表右侧流入，则电流右偏。若矿井渗水（导电液体深度h增大），则电流表（　　）
A．指针向右偏转，A、C构成的电容器充电
B．指针向左偏转，A、C构成的电容器充电
C．指针向右偏转，A、C构成的电容器放电
D．指针向左偏转，A、C构成的电容器放电
3．如图所示，质子垂直电场方向入射平行板电容器的匀强电场，不计重力，质子将做（　　）
A．匀速直线运动 B．匀加速直线运动
C．向上偏转的曲线运动 D．向下偏转的曲线运动
4．关于电场，下列说法中正确的是（　　）
A．电场强度的方向就是放入电场中的电荷受到的电场力的方向
B．场强相等的各点，电势也一定相等
C．由公式可知，当r→0时，E→∞，因此可得场强为无穷大的电场
D．电场强度的方向就是电势降低最快的方向
5．如图（甲）所示，A、B是两个带有绝缘支架的金属球壳，它们原来均不带电，并彼此接触。现使带负电的橡胶棒C靠近A（C与A不接触），然后先将A、B分开，再将C移走，如图（乙）所示。图（乙）中，a、d分别是两球壳内部的一点，b、e分别是两球壳表面上的一点，c是两球壳之间的一点，关于这些点场强大小和电势的关系说法正确的是（　　）
A．a点场强等于d点场强；a点电势高于d点电势
B．a点场强大于c点场强；b点电势高于e点电势
C．c点场强小于d点场强；a点电势等于d点电势
D．a点场强大于d点场强；c点电势高于e点电势
6．自然界中的氢以氕（）、氘（）、氚（）三种同位素的形式存在，氕、氘、氚三种同位素的原子核分别由静止经过电压为的同一电场加速后，获得速度最大的是（　　）
A．氕（） B．氘（） C．氚（） D．都相同
7．陈老师在实验室用同一加速电场U1将三种带电粒子（氕、氘、氚）加速后，让它们在同一位置沿同一方向飞入偏转电场U2，如图所示，不考虑重力影响，可以判断下列说法中正确的是（　　）
A．三种带电粒子进入偏转电场时速度相等
B．三种带电粒子离开偏转电场时将沿不同方向射出
C．三种带电粒子离开偏转电场时的动能相等
D．增大加速电场U1可以使带电粒子离开电场时的偏转角增大
8．三个固定的带电荷量均为的点电荷形成的电场如图所示，A、是电场中的两个点，下列说法正确的是（　　）
A．三个固定的点电荷都带负电
B．A、两点的电场强度大小
C．A、两点电势
D．把一个负的试探电荷从A移动到电势能减小
9．如图所示，点是两等量异种点电荷连线的中点，在两等量异种点电荷连线的中垂面上有以点为圆心的两个同心圆，、、为圆周上的三个点．下列说法正确的是（　　）
A．、、、四点中，点的电场强度最大，电势也最高
B．、、三点中，点的电场强度最大，、两点的电场强度相同
C．电子在点的电势能高于在点的电势能
D．、两点的电势相同，均高于点的电势
10．在如图所示的ABCD四种电场中，分别标记有a、b两点，B图中a、b两点关于电荷连线对称，其中a、b两点的电势相等，电场强度大小相等、方向也相同的是（　　）
A． B．
C． D．
11．如图所示，空间存在与矩形ABCD所在平面平行的匀强电场，矩形的边长、，O和分别为AD和BC边的中点，F为AB边上的一点，且，已知O、、F三点的电势分别为1V、4V、2V，则匀强电场的场强大小为（　　）
A． B． C． D．
12．如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，该正方形的边长为2cm，且电场方向与正方形所在平面平行，已知A、B、C三点的电势分别为，，，则（　　）
A．D点的电势 B．D点的电势
C．电场的场强大小E=250V/m D．电场的场强方向沿BC方向
13．电荷量相等的两个电荷在空间形成的电场有对称美。如图所示，真空中固定两个等量异种点电荷A、B，AB连线中点为O，在A、B所形成的电场中，以O为圆心，半径为R的圆垂直AB连线，以O为几何中心的边长为2R的正方形平面垂直圆面且与AB连线共面，两者的交点为e、f，g为圆上一点，则下列说法正确的是（　　）
A．a与b、c与d是两对场强和电势均相同的点
B．将一电荷由e点沿圆弧egf移到f点，其所受电场力先减小后增大
C．将一电荷由e点沿直线eOf移到f点，其所受电场力先减小后增大
D．将一电荷由a、b、c、d四点分别移到圆平面上任意一点时，其电势能的变化量大小均相等
14．如图所示，水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面，一带电金属滑块以30J的初动能从斜面底端A冲上斜面，到顶端B时返回，已知滑块从A滑到B的过程中克服摩擦力做功10J，克服重力做功24J，则（　　）
A．滑块带负电，下滑过程中电场力做正功
B．滑块上滑过程中机械能增加4J
C．滑块返回到斜面底端时动能为10J
D．滑块带正电，上滑过程中电势能增加4J
15．真空中有一静电场。其在x轴正半轴的电势随x变化的关系如图所示。则根据图像可知（　　）
A．R处的电场强度
B．电场线从指向
C．若将电子从处移到处，静电力一定做正功
D．该电场是处在O点的正的点电荷激发产生的
二、多选题
16．如图所示，在竖直平面内有－竖直向上的匀强电场，电场强度大小为E，M点与N点的连线垂直电场线，两个完全相同的带等量正电荷的粒子，以相同大小的初速度v分别从M和N点沿不同方向开始运动，之后都能到达电场中的P点，粒子的重力不计，则两带电粒子（　　）
A．到达P点所用的时间可能相等
B．到达P点时的速度大小一定相等
C．整个运动过程机械能的增加量一定相等
D．在P点时的动能可能小于在各自初始点的动能
17．如图甲是某电场中的一条电场线，A、B是这条电场线上的两点。将一负电荷从A点自由释放，负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度时间图线如图乙所示，比较A、B两点电势的高低和场强的大小，可得（　　）
A． B．
C． D．
18．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水平射入平行板电容中，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xA：xB=2：1，则（　　）
A．粒子A、B的质量之比为 mA:mB=2:1
B．粒子A、B的质量之比为mA:mB=4:3
C．粒子A、B在电场中飞行的时间之比为tA:tB=2:3
D．粒子A、B在电场中飞行的时间之比为tA:tB=2:1
19．x轴上有两个点电荷Q1和Q2，Q1和Q2之间各点对应的电势高低如下图中曲线所示，P点位于这两个点电荷位置连线中点右侧。以无穷远为零势面，下列判断中正确的是（　　）
A．P点电场强度等于0
B．Q1和Q2一定是异种电荷
C．Q1所带电荷量一定大于Q2所带电荷量
D．Q1和Q2之间的电场强度向沿x轴正方向
20．如图，一电子沿等量异种电荷中垂线由飞过，则电子所受电场力大小和方向及电势的变化（　　）
A．电场力先变大后变小，方向水平向左。 B．电场力先变大后变小，方向水平向右。
C．电势先变小后变大，方向水平向左。 D．电子沿飞过电势不变。
三、实验题
21．电容器是电学中常见的能存储电荷的电子元件。某同学用图甲所示的电路探究电容器的充、放电规律。图中R是高阻值电阻，先使开关S与1端相连，然后把开关S掷向2端。与电流传感器相连接的计算机，记录了这一过程中电流随时间变化的I-t曲线如图乙所示。
（1）要研究电容器放电过程的规律，开关S应接在______端（选填“1”或“2”）；
（2）根据计算机所记录的I-t曲线
①在形成电流曲线1的过程中，电容器两极板间电压逐渐______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
②在形成电流曲线2的过程中，电容器的电容______（选填“变大”、“ 变小”或“不变”）。
22．如图甲所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，其中电容器左侧极板和静电计外壳均接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连，使电容器带电后与电源断开。
（1）影响平行板电容器电容的因素有________。
A．两极板的正对面积
B．两板间距离
C．电介质的介电常数
D．极板的材料
（2）下列关于实验中使用静电计的说法正确的是有________。
A．使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况
B．使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况
C．静电计可以用电压表替代
D．静电计可以用电流表替代
（3）某位同学用如图乙所示研究电容器电容与哪些因素有关。A、B为平行板电容器的金属板，G为静电计，开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度；若保持开关S闭合，将A、B两极板间距变大些，指针张开角度将________；若断开开关S后，将A、B两极板正对面积变小些，指针张开角度将________（以上均选填“变大”、“变小”或“不变”）
四、解答题
23．如果质子经一加速电压加速（），如图所示，从中间位置垂直进入一匀强电场（，），偏转电压。质子能飞出电场吗？如果能，偏移量是多大？如果不能请计算说明。
24．如图所示，空间存在沿坐标平面的匀强电场，在平面直角坐标系xOy中，A点的坐标为（3cm，0）、电势为0，B点的坐标为（0，4cm）、电势为6V，C点的坐标为（-3cm，0），电势为12V。现有一带电微粒从B点沿y轴负方向以速度射入电场，之后微粒通过A点，不计微粒受到的重力。求：
（1）匀强电场的电场强度大小E；
（2）带电微粒的比荷。
25．一个带正电的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线运动，如图所示，与电场线夹角，已知带电微粒的质量，电荷量，A、B相距。（）求：
（1）电场强度的大小和方向；
（2）要使微粒从A点运动到B点，微粒射入电场时的最小速度是多少？
参考答案
1．C 2．B 3．C 4．D 5．A 6．A 7．C 8．B 9．B 10．B 11．C 12．A 13．D 14．C 15．B 16．BC 17．BC 18．BD 19．AC 20．AD
21．2 变大 不变
22．ABC A 不变 变大
23．质子不能从板的右边缘飞出，理由略
24．（1）；（2）
25．（1），水平向左；（2）