第十章 静电场中的能量 单元综合测试卷（word版含答案）

第十章 静电场中的能量 单元综合测试卷
一、单选题
1．（2021·全国·高三开学考试）如图，P、Q、M、N为菱形的四个顶点。若已知该空间存在一方向与此菱形平面平行的匀强电场，则（　　）
A．P、Q、M、N四点中至少有两点电势相等
B．P、Q、M、N四点可能位于同一等势面上
C．P、Q间的电势差一定与 N、M间的电势差相等
D．P、Q间的电势差一定与Q、M间的电势差相等
2．（2022·辽宁·高三开学考试）如图所示，xOy坐标系内存在平行于坐标平面的匀强电场。一个质量为m，电荷量为的带电粒子，以的速度沿AB方向入射，粒子恰好以最小的速度垂直于y轴击中C点。已知A、B、C三个点的坐标分别为、、。若不计粒子重力与空气阻力，则下列说法中正确的是（　　）
A．粒子从A到C的运动轨迹是一段圆弧
B．匀强电场的场强大小为
C．带电粒子由A到C过程中最小速度一定为
D．带电粒子由A到C过程中电势能先减小后增大
3．（2022·河北·高三学业考试）如图所示为处在边长为L的等边三角形顶点的两个正点电荷与一个负点电荷形成的电场的等势面，相邻等势面之间的电势差相等。已知两个正点电荷的电荷量为，负点电荷的电荷量为，O点为两个正点电荷连线的中点，AOB连线水平，且A、B两点关于O点对称，OC连线竖直，以无穷远处为零势能面，A、B、C分别在对应的等势面上，电势已在图中标注。下列说法正确的是（　　）
A．A、B两点的电场强度相同
B．A、B两点的电场强度大小相等、方向相反
C．A、C之间的电势差为10V
D．一质子仅受电场力作用由B点移动到C点，其动能增加40eV
4．（2022·四川·树德中学高三开学考试）如图所示，带正电的小球A用竖直立在地面上的绝缘杆支撑固定，把带正电的小球B绕过A球正上方的定滑轮的绝缘细线用手拉住。开始时A、B在同一水平线上并处于静止状态，不计两个小球的大小。现使小球B缓慢向下移动，小球B在向下移动过程中，A、B两球的电荷量保持不变，不计两球间的万有引力，则在B球缓慢移动一小段距离的过程中（　　）
A．A、B两球间的距离在增大 B．小球B的运动轨迹是直线
C．细线上的张力一直增大 D．A、B两球组成的系统电势能在减小
5．（2022·山东淄博·一模）如图甲所示，直线 AB 是电场中的一条电场线，沿与直线 AB 成θ= 37° 角的方向建立直线坐标轴Ox，令原点O 处电势为零，则沿Ox 坐标轴上各点的电势与x 坐标关系如图乙所示，直线上P 点坐标已标注在图中，下列说法正确的是（　　）
A．电场方向由B 指向A
B．电场方向沿x 轴正方向
C．原点O处场强大小为
D．原点O处场强大小为
6．（2022·河北·高三学业考试）如图所示，真空中的正方体的棱长为1m。在A点和点分别固定点电荷，在C点和点分别固定点电荷。AC与BD的交点为O，与的交点为。则下列说法正确的是（　　）
A．O，两点的电势相同
B．O，两点的电场强度相同
C．、两点的电场强度相同
D．D，两点的电势相同
7．（2022·云南·梁河县第一中学高二开学考试）如图所示是使用静电计探究平行板电容器电容与哪些因素有关的实验装置。充电后的平行板电容器A板带正电且固定在绝缘支架上，用导线将A板与静电计的金属小球相连，将带负电的B板与静电计的金属外壳同时接地，要使静电计的指针张角变小，可采用的方法是（　　）
A．A板位置不动，将B板向左移动 B．将玻璃板插入A板与B板之间
C．A板位置不动，将B板稍微竖直向上平移 D．增大A板与B板之间的水平距离
8．（2022·河南·许昌市普通教育教学研究室高二期末）图（a）中和是真空中的两块面积很大的竖直平行金属板，加上周期为的交变电压，在两板间产生交变的匀强电场。已知板电势为零，板电势随时间变化的规律如图（b）所示（图中只画出一个周期）。在两板之间的中点处，有一个带负电粒子（不计重力），在时，粒子在电场力的作用下从静止开始运动。已知在时刻，粒子的速度大小为（粒子始终不会和金属板相碰），则在时间内，关于粒子的速度—时间的图像，下列正确的是（　　）
A． B．
C． D．
9．（2022·山东·二模）如图所示，水平面内有边长为L的等边三角形ABC。顶点A、B、C分别固定电荷量为+q、-q、+q的点电荷。N、P、M分别为AB、BC、AC边的中点，O点为三角形ABC的几何中心。以O点为原点、竖直向上为x轴正方向建立坐标系。已知静电力常量为k。则（　　）
A．N、P、M三点的电势相等
B．将带负电的试探电荷沿x轴由O点移动至x=3L处，电场力可能先做正功后做负功
C．在处的电场强度沿x轴正方向的分量大小为
D．在与x=L处的电场强度沿x轴正方向的分量大小之比为3：1
10．（2022·浙江·高二学业考试）如图所示，在竖直平面内有一光滑直杆MN，杆与水平方向夹角为α，一质量为m的带电小球套在直杆上，小球带电荷量为＋q，杆所在的空间有一匀强电场，场强方向平行于杆所在的竖直平面，将小球从杆的顶端由静止释放，小球在直杆上运动的时间与α（0°≤α≤90°）角的大小有关，当α=60°时，时间最短，重力加速度为g，则下列说法错误的是（　　）
A．电场方向可能与水平方向成60°角指向左下方
B．小球受到的电场力和重力的合力与水平方向成60°角指向左下方
C．电场强度大小可能为
D．小球沿杆下滑的过程中电场力可能不做功
11．（2021·福建·厦门外国语学校石狮分校高二期中）图中、、为静电场中3个相距很近的等势面（、之间无电荷）。一带电粒子射入此静电场中后，沿轨迹运动。已知电势，且粒子在段做减速运动。下列说法中正确的是（　　）
A．粒子带负电
B．粒子在段也做减速运动
C．粒子在点与点的速度相等
D．粒子从点到点的过程中电场力做负功
二、填空题
12．（2022·福建·南平市第八中学高三开学考试）如图所示，金属板P与栅极板Q水平正对放置，间距为d，金属板和栅极板板长均为2d，Q板接地，P极板电势为+（未知），一定质量的带正电粒子自P板上边缘以速度v0平行于P极板射入电场，粒子从栅极板Q的中点离开电场，重力忽略不计。要使粒子从栅极板Q的右边缘离开电场，则粒子的入射速度大小为______；若向下移动栅极板Q，使粒子从右边缘离开电场，则PQ间的距离为___________。
13．（2021·新疆·兵团第十师北屯高级中学高二阶段练习）如图所示，如图所示，匀强电场场强E=100V/m，A、B两点相距10cm，A、B连线与电场线夹角为60°，则UBA的值为__________
14．（2022·安徽蚌埠·高二期末）图中、、、为匀强电场中电势差相等的四个等势面。一个质子飞经等势面时，动能为10eV；飞经等势面时，电势能为；飞经等势面时，速度刚好为零。已知、间距离为0.15m，则等势面的电势______V，电场的场强大小______V/m。
三、解答题
15．（2022届福建省莆田市高三（下）第二次质量检测物理试题）如图甲所示，带电量q=+1.0×10-4C、质量M=0.25kg的物块放在足够大的绝缘粗糙水平面上，物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2；长l=m的轻质细线上端固定，下端系着一质量m=0.5kg的绝缘小球，小球静止时位于O点。以O为原点，水平向右为x轴建立坐标。O点右侧空间有一水平电场，电场强度E随位置x的变化关系如图乙所示，规定水平向右为场强正方向。现将小球拉至与竖直方向夹角θ=37°的位置静止释放，运动至最低点O时与物块发生弹性正碰。设物块在碰撞和滑行过程中电荷量保持不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，小球与物块均视为质点。已知cos37°=0.8，g取10m/s2，求
（1）碰撞前瞬间细线对小球的拉力；
（2）碰撞后瞬间物块的速度大小；
（3）物块最终停止的位置坐标。
16．（2022·河南·信阳高中高二开学考试）如图甲所示，真空中有一电子枪连续不断且均匀的发出电子（电子质量为、电荷量为，初速度可视为零），经电压大小为的直线加速电场加速，由小孔穿出加速电场后，沿两个彼此绝缘且靠近的水平金属板A、B间的中线射入偏转电场。A、B两板距离为、板长均为，两板间加周期性变化的电势差，随时间变化的关系图像如图乙所示，变化周期为，时刻，。不计电子的重力和电子间的相互作用力，不考虑电场的边缘效应，且所有电子都能离开偏转电场，求：
（1）电子从加速电场飞出后的水平速度的大小；
（2）时射入偏转电场的电子离开偏转电场时距两板间中线的距离；
（3）在的时间段内，若电子能够从中线上方离开偏转电场，求电子进入偏转电场的时间段？
17．（2022·安徽·高二开学考试）如图甲所示，带电物块置于绝缘水平面上，所在空间存在水平方向的电场，在电场力作用下，物块运动的速度v与时间t的关系如图乙所示，运动过程中物块的最大速度为2m/s，总位移为44m。已知物块质量为2kg，物块与水平面间的动摩擦因数为0.5，重力加速g=10m/s2。求：
（1）图乙中t3是多少；
（2）0～t3过程中电场力对物块的冲量大小。
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参考答案：
1．C
2．B
3．D
4．C
5．C
6．A
7．B
8．B
9．C
10．A
11．B
12． 2v0 2d
13．-5V
14． 100
15．（1）T=7N；（2）v2=2m/s；（3）x=0.8m
16．（1）；（2）；（3）
17．（1）24s；（2）
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