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》测试题含答案（word版含答案）

第十章《静电场中的能量》测试题
一、单选题
1．以下说法正确的是 （　　）
A．只有体积很小的带电体，才能看做点电荷
B．电子、质子所带电量最小，所以它们都是元电荷
C．电场中A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不同而改变，所以UAB＝UBA
D．电场线与等势面一定相互垂直，在等势面上移动电荷电场力不做功
2．如图，在匀强电场中有一长方形区域ABCD，边长AB=0.3m、BC=0.4m，匀强电场方向与ABCD所在平面平行，A、B、C三点的电势，，，则匀强电场的电场强度大小和方向为（　　）
A．120V/m，沿AC方向 B．200V/m，沿AC方向
C．160V/m，沿BD方向 D．300V/m，沿BD方向
3．如图，A、B、C三点在匀强电场中，AC⊥BC，∠ABC=60°，=20cm，把一个电量q=1×10-5 C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，则该匀强电场的场强大小和方向是（　　）
A．866V/m，垂直AC向上 B．866V/m，垂直AC向下
C．866V/m，垂直AB斜向上 D．1000V/m，垂直AB斜向下
4．除了用数学公式描逑电场外，形象地了解和描述电场中各点电场强度的大小和方向也很重要。法拉第采用了一个简洁的方法来描述电场，那就是画电场线。某区域的电场线分布如图所示，电场中有A、B两点。设A、B两点的电场强度大小分别为EA、EB，电势分别为A、B，则下列判断正确的是（　　）
A．EA=EB B．EA>EB C．A>B D．A5．如图所示，平行板电容器与电动势为的直流电源（内阻不计）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水平向右移动一小段距离，则（　　）
A．油滴保持静止
B．点的电势将降低
C．带电油滴的电势能将减小
D．电容器的电容减小，极板带电荷量将增大
6．如图，在正点电荷Q产生的电场中，将两个试探电荷q1、q2分别置于A、B两点，取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，不考虑q1、q2间的相互作用，下列说法正确的是（　　）
A．A点场强小于B点场强
B．q1带电量小于q2带电量
C．q1在A点的电势能小于q2在B点的电势能
D．若将q1从A点移动到B点，电场力对q1做功为零
7．某静电场的电场线分布如图所示，图中A、B两点的电场强度的大小分别为EA和EB，电势分别为φA和φB，则（　　）
A．EA＞EB，φA＞φB B．EA＜EB，φA＞φB
C．EA＞EB，φA＜φB D．EA＜EB，φA＜φB
8．如图所示，有一矩形中，、、、四个顶点分别放置电量为、、、的点电荷，A、、、为各边中点，为和的交点。则下列说法正确的是（　　）
A．A点和点的电场强度相同
B．点和点的电场强度相同
C．点的电场强度为零
D．一电子放在点具有的电势能比放在点具有电势能高
9．某同学在研究电子在点电荷的电场中的运动时，得到了电子由a点运动到b点的轨迹，如图中实线所示，虚线是电场线，则下列说法正确的是（　　）
A．电子在a点动能较小 B．电子在b点的电势能较大
C．a点的场强小于b点的场强 D．a点的电势小于b点的电势
10．如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场E1，之后进入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转，最后打在屏上。整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么（　　）
A．三种粒子打到屏上时的动能一样大
B．三种粒子打到屏上时的动量一样大
C．三种粒子运动到屏上所用时间相同
D．三种粒子一定打到屏上的不同位置
11．电容式加速度传感器在安全气囊、手机移动设备等方面应用广泛。其工作原理简化为如图所示的示意图。质量块左侧连接轻质弹簧，右侧连接电介质。弹簧与电容器固定在外框上，质量块可带动电介质移动改变电容，则（　　）
A．电介质插入极板间越深，电容器电容越大
B．若传感器向右匀速运动，电路中有电流
C．若传感器以恒定加速度向右运动时，电路有顺时针电流
D．若传感器以恒定加速度向右运动时，电路有逆时针电流
12．如图所示的实验装置中，极板A与静电计外壳相连，平行板电容器的极板B与静电计相连。将A极板向左移动时，电容器所带的电量Q电容C、两极间的电压U，电容器两极板间的场强E的变化情况是（　　）
A．Q变小，U不变 B．C变小，E变小
C．C变大，Q不变 D．U变大，E不变
13．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
14．如图所示，在一个粗糙水平面上，彼此靠近地放置两个完全相同，带同种电荷的小物块。由静止释放后，两个物块向相反方向运动，并最终停止。在物块的运动过程中，下列表述正确的是（　　）
A．两个物块的电势能逐渐减少
B．两个物块运动的同一时刻加速度相同
C．两个物块的机械能守恒
D．全过程物块受到的摩擦力小于或等于其受到的库仑力
二、多选题
15．电荷量为Q1和Q2的两点电荷分别固定在轴上的、两点，规定无穷远处电势为零，轴上各点电势随的变化关系如图所示，则（　　）
A．Q1的电荷量小于Q2的电荷量
B． G点处电场强度的方向沿轴负方向
C．将带负电的试探电荷自G点静止释放，仅在电场力作用下一定不能到D点
D．将带负电的试探电荷从D点沿x轴正方向移到J点，电场力先做正功后做负功
16．如图所示，电容为C、带电量为Q的平行板电容器与水平面的夹角为，板内形成匀强电场，质量、电量分别为m、的带正电小球（视为质点），从平行板的下极板边缘A，以水平向右的初速度，沿水平直线AB运动到上极板的边缘B，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．小球一定做匀加速直线运动 B．平行板的上极板一定带正电
C．小球到达B点时的速度为 D．两极板之间的距离为
17．如图所示，两等量异种点电荷，以两电荷连线的中点O为圆心画出半圆，在半圆上有a、b、c三点，a，c分别为半圆与两电荷连线的交点，b点在两电荷连线的垂直平分线上，下列说法正确的是（　　）
A．a、c两点的电场强度相同
B．b点的电势高于O点的电势
C．负电荷在a点的电势能小于在b点的电势能
D．将正电荷由c点移到b点电场力做正功
18．如图所示，水平向右的匀强电场中，一带电小颗粒从A点以竖直向上的初速度开始运动，经最高点B后回到与A在同一水平线上的C点，已知带电小颗粒从A到B过程中克服重力做功2 J，电场力做功3 J，则（　　）
A．粒子在A点的电势能比在C点多12 J
B．粒子在A点的动能比在B点多1.0J
C．粒子在A点的机械能比在C点少12.0 J
D．粒子在C点的动能为14.0J
19．如图所示，把质量为m，带电量为q的小球，以初速在水平方向的匀强电场中竖直向上抛出，若其运动到最高点时速度大小为，设重力加速度为g，则质点在电场中上升到最大高度h的过程中（　　）
A．电场强度的大小为
B．这个过程中小球做匀变速运动
C．到最高点时小球的加速度大小为g
D．这个过程中小球机械能增加
20．两个较大的平行金属板A、B相距为d，分别接在电压为U的电源正、负极上，这时质量为m，带电油滴恰好静止在两极之间，如图所示，在其它条件不变的情况下，那么在下列的过程中（　　）
A．如果保持连接电源，将两极距离不变，非常缓慢地错开一些，电流计中电流从b流向a
B．如果保持连接电源，将A板上移，油滴将向上加速运动
C．如果断开电源，A板上移，B板接地，油滴静止不动，油滴处电势不变
D．如果断开电源，两板间接静电计，B板下移，静电计指针张角变大
三、实验题
21．如图所示为“探究影响平行板电容器电容的因素”的实验装置，两块相互靠近的等大、正对平行金属板A、组成电容器，板A固定在绝缘座上并通过导线与静电计中心杆相连，板和静电计的金属壳都通过导线接地，板上装有绝缘手柄，可以执手柄控制板的位置。给电容器充上一定的电荷，静电计指针张开一定角度。
（1）实验装置中，静电计的张角大小反映了平行板电容器___________的大小。
（2）仅将板向左移动一些，发现静电计指针的偏角变大，说明电容器的电容___________（填“变大”“不变”或“变小”），则电容器的电容与两板间距离可能是___________（填“正比”或“反比”）关系。
22．测量电容器电容的方法多种多样，其中利用电容器放电测电容是常用的方法，实验电路如图所示，实验器材主要有，电源、理想电压表V、两个理想电流表和、被测电解电容器C、滑动变阻器R、两个开关和、导线若干。
实验主要步骤如下：
①按图连接好电路；
②断开开关，闭合开关，让电池组给电容器充电，当电容器充端电荷后，读出并记录电压表的示数U，然后断开开关；
③断开开关后，闭合开关，每间隔读取并记录一次电流表的电流值，直到电流消失为止；
④以放电电流为纵坐标，放电时间t为横坐标，在坐标纸上作出图像。
（1）在电容器的充电过程中，电容器两极板上的电荷量逐渐选填__________（选填“增大”或“减小”），电流表示数逐渐_________（选填“增大”或“减小”）。
（2）由图像可知，充电结束时电容器储存的电荷量为_______C。（结果保留两位有效数字）
（3）若步骤②中电压表的读数，则滑动变阻器接入电路部分的阻值为_______。（结果保留两位有效数字）
（4）实验过程中，为了能够方便读出电流的示数，让电容器放电时间长一些，应该______（填“向上”或“向下”）调整滑动变阻器的触头。
（5）类比直线运动中由图像求位移的方法，当电容为C的电容器两根板间电压为U时，电容器所储存的电能________（请用带有U、C的表达式表示）
四、解答题
23．如图所示实线是匀强电场的电场线，电场中有a、b、c三点，ab=5cm，bc=12cm，其中ab沿电场方向，bc与ab的夹角=600，一个电子从a移到b的过程中电场力对其做功为Wab=4.8×10-18J。若a=0，e=-1.6×10-19C，求：
（1）b点的电势b；
（2）匀强电场的场强E的大小和方向；
（3）ca两点的电势差Uca。
24．如图所示，在匀强电场中，将电量为的点电荷从电场中的A点移到O点，克服静电力做了的功，再从О点移到B点，静电力做了的功，已知电场的方向与所在的平面平行。求：
（1）如果О点的电势，计算A、B两点电势的值；
（2）如果A、B两点坐标为，请在坐标系中画出过O点的场强方向，计算该匀强电场的电场强度的大小。
25．如图所示，有一带正电的粒子（粒子重力不计），粒子电量与质量的比荷，以平行于Ox轴的速度，从y轴上的a点射入第一象限区域，第一象限存在着沿y轴负方向的有界匀强电场，电场强度大小，沿x轴方向宽度为，y方向电场充满整个第一象象限。已知。
（1）若电场的左边界与y轴重合，则粒子在电场中运动时y方向上的位移为多少？
（2）为了使这束粒子能通过x轴上的b点，，则电场左边界的位置坐标x0为多少？
参考答案
1．D 2．B 3．D 4．C 5．A 6．B 7．A 8．C 9．B 10．A 11．A 12．D 13．B 14．A 15．BCD 16．AD 17．AC 18．ACD 19．ABD 20．CD
21．两极板间电压 变小 反比
22．增大 减小 3.50 向上
23．（1）30V；（2）60000V/m；（3）66V
24．（1）4V；2V；（2）略；10V/m
25．（1）；（2）