第十章 静电场中的能量 单元测试（Word版含答案）

人教2019物理 必修三 第十章《静电场中的能量》单元测试
一．选择题（共10小题）
1．对于电容式键盘，当连接电源不断电，按下某个键时，与之相连的电子线路就给出与该键相关的信号。当按下键时，电容器的（　　）
A．电容变小 B．极板间的电压变小
C．极板间的场强不变 D．极板的电量变大
2．某点电荷的电荷量为q＝+3.2×10﹣10C，在静电场中从M点移动到N点，除电场力以外的其它力对它做功W＝8.4×10﹣6J，点电荷的动能增加了1.8×10﹣5J，则M、N两点间的电势差UMN为（　　）
A．3.0×104V B．3.6×104V C．4.5×104V D．1.2×104V
3．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
4．如图所示是带电量不同的正、负点电荷的电场线，线框为等势线，其中A、B、C三点的位置如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．A点的电场强度小于B点的电场强度
B．A点的电势大于C点的电势
C．电子在A点受到电场力的方向向右
D．电子从A点移动到C点，电场力做正功
5．如图所示，a、b两点位于以负点电荷﹣Q为球心的球面上，将两个试探电荷q1、q2分别置于a、b两点，下列说法正确的是（　　）
A．a点电势大于b点电势
B．a点电场强度与b点电场强度相同
C．若规定无穷远处电势为零，a、b两点的电势均为负值
D．若将q1、q2分别移动到无穷远处，电场力做功一定相等
6．内陆盐矿中开采的氯化钠称为岩盐。如图所示，岩盐晶体结构中相邻的四个离子处于正方形的四个顶点，O点为正方形中心，A、B为两边中点，关于这四个离子形成的电场，下列说法正确的是（　　）
A．在A、O、B三点中，O点电场强度最大
B．在A、O、B三点中，O点电场强度最小
C．A、B两点电场强度相同
D．A点电场强度比B点大
7．如图所示，在A、B两点分别固定带电荷量为+Q和﹣q（Q＞q）的点电荷，O为AB中点。在AB中垂线上有M、N两点，MO＝ON。将一试探电荷+q'沿AB中垂线从M点移到O点再移到N点。下列判断正确的是（　　）
A．M、N两点场强相同且小于O点场强
B．M、N两点电势相同且高于O点电势
C．试探电荷+q'从M点移到N点的过程中，电势能先增大后减小
D．试探电荷+q'从M点移到O点的过程中，电场力做功为零
8．如图所示，边长为a的等边三角形的三个顶点P、M、N上各放置一个点电荷，三个点电荷带电荷量均为Q，其中M、N处的为正电荷，P处的为负电荷，O为等边三角形外接圆的圆心，S为M、N连线的中点，静电力常量为k，则S点的电场强度（　　）
A．方向向左 B．方向向右
C．方向向上 D．大小为
9．如图所示，点A、B、C、D、M、N将半径为R= cm的圆周六等分。空间有一方向与圆平面平行的范围足够大的匀强电场（图中未画出）。已知A、C、M三点的电势分别为φA＝1V、φC＝2.5V、φM＝4V。下列判断正确的是（　　）
A．圆心O点的电势为2V
B．圆心O点的电势为2.25V
C．电场强度的大小为100V/m
D．电场强度的大小为100 V/m
10．如图（a）所示的直线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Ox，令原点O处电势为零，则Ox坐标轴上的电势φ与x坐标关系图像为过原点的直线，如图（b）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．电场为点电荷产生的电场
C．该电场的场强大小为1.6×102V/m
D．该电场的场强大小为2.0×102V/m
二．多选题（共6小题）
（多选）11．如图，实线a、b、c是某一电场中的三条等势线，虚线为电子仅在电场力作用下的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点，则（　　）
A．等势线a的电势比等势线c的电势高
B．电子在P点的速度小于在Q点的速度
C．电子在P点的加速度大于在Q点的加速度
D．电子在P点的电势能小于在Q点的电势能
（多选）12．如图所示，平行板电容器的两个极板小B接在电压为60V的恒定电源上，两极板间距为3cm，电容器带电荷量为6×10﹣8C，A极板接地。则下列说法中正确的是（　　）
A．平行板电容器的电容C＝103pF
B．平行板电容器两极板之间的电场强度E＝2000N/C
C．距B极板为2cm的C点处的电势为20V
D．若将A板下移一小段距离，则固定在距B极板为2cm的C点处的正电荷的电势能将增大
（多选）13．如图所示，P、Q为平行板电容器，两极竖直放置，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球。将该电容器与电源连接，闭合电键后，悬线与竖直方向夹角为α，则（　　）
A．将电键再断开，减小P、Q两板间的距离，角度α不变
B．将电键再断开，增加P、Q两板间的距离，角度α会减小
C．保持电键闭合，减小P、Q两板间的距离，角度α会增大
D．保持电键闭合，将P极板上移少许，角度α会减小
（多选）14．水平光滑的绝缘木板上O点的正上方固定一正点电荷，其电荷量为Q，a、b、c为木板上以O为圆心的三个等间距同心圆。现将一带正电的小球P从木板上O点附近静止释放，小球依次经过a、b、c位置，其电势能分别为E1、E2、E3，加速度分别为a1、a2、a3，忽略P对电场的影响，下列说法中正确的是（　　）
A．a、b、c三处的电势大小φa＞φb＞φc
B．ab间的电势差与bc间的电势差大小Uab＞Ubc
C．P在a、b、c位置处的电势能大小E1＜E2＜E3
D．P在a、b、c位置处的加速度大小a1＞a2＞a3
（多选）15．如图所示，A、B、C为匀强电场中的三点，它们的连线构成一直角三角形，其中AC边与电场线垂直，∠A＝60°，∠C＝30°，D点为AC边的中点。一个电荷量为Q的正点电荷固定在B点，下列说法正确的是（　　）
A．A点的电势高于C点电势
B．A、D两点的场强相同
C．将电子沿直线从A点移动到D点，电场力做正功
D．将电子沿直线从A点移动到C点，电势能先减小后增大
（多选）16．真空中两个点电荷Q1、Q2分别固定于x轴上x1＝0和x2＝4a两点，在它们的连线上场强E与x的关系如图所示（取x轴正方向为场强正方向，无穷远处为电势零点），以下判断正确的是（　　）
A．Q1、Q2都带正电
B．Q1与Q2的电荷量之比是1：3
C．x轴上x＝a处的电势小于零
D．正点电荷q在x轴上x＝2a处的电势能比在x＝3a处的大
三．实验题（共2小题）
17．如图所示是某实验小组为了定性探究平行板电容器的电容与其结构之间的关系装置图。充电后与电源断开的平行板电容器的A板与静电计相连，B板和静电计金属壳都接地，A板通过绝缘柄固定在铁架台上，人手通过绝缘柄控制B板的移动。请回答下列问题：
（1）本实验采用的科学方法是 　 　。
A．理想实验法
B．等效替代法
C．控制变量法
D．建立物理模型法
（2）在该实验中，静电计的作用是 　 　。
A．测定该电容器的电荷量
B．测定该电容器两极的电势差
C．测定该电容器的电容
D．测定A、B两板之间的电场强度
（3）在实验中观察到的现象是 　 　。
A．甲图中的手水平向左移动时，静电计指针的张角变大
B．甲图中的手水平向左移动时，静电计指针的张角不变
C．乙图中的手竖直向上移动时，静电计指针的张角变小
D．丙图中的手不动，而向两板间插入陶瓷片时，静电计指针的张角变大
18．如图为示波管的原理图。
（1）如果在荧光屏上P点位置出现亮斑，则示波管中的 　 　。
A．极板X应带正电
B．极板X'应带正电
C．极板Y应带正电
D．极板Y'应带正电
（2）甲、乙两图所示的电压均为周期性变化的交变电压，周期均为T。
①若YY'两极板上加如图甲所示的电压，而XX'两极板不加电压。请在丙图中画出荧光屏上显示的图形；
②若XX'两极板上加如图乙所示的电压，而YY'两极板不加电压。请在丁图中画出荧光屏上显示的图形；
③若XX'两极板上加如图乙所示的电压，而YY'两极板上加如图甲所示的电压。请在戊图中画出荧光屏上显示的图形。
四．计算题（共3小题）
19．如图所示，在竖直平面内，光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点，在圆心处固定一个带正电的点电荷，B点为AC的中点，C点位于圆周的最低点，现有一质量为m、电荷量为﹣q，套在杆上的带电小球（可视为质点）从A点由静止开始沿杆下滑，已知重力加速度为g，A点距过C点的水平面的竖直高度为3R，小球滑到B点时的速度大小为。求：
（1）A、B间的电势差UAB；
（2）小球滑到C点时的速度大小vC。
20．如图所示，在绝缘水平面上A点的右侧有水平向左的匀强电场，电场强度E＝7.5×104V/m，一质量m＝0.4kg的带电小滑块，与水平面间的动摩擦因数μ＝0.1，沿水平面向右做直线运动，经过A点时速度为4m/s，再经0.5s从A点向右运动了1.5m；小滑块运动过程中带电量保持不变，重力加速度取g＝10m/s2．求：
（1）小滑块带正电还是负电？电荷量q是多少？
（2）小滑块从进入电场到速度第一次减为零的过程，其电势能的变化量为多少？
（3）从滑块向右经过A点开始计时，经过时间t，电场力对小滑块做的功为W，请写出W与t的关系式。
21．示波器的核心部件是示波管，它是利用电场使运动粒子向预期方向偏转的。如图甲所示，平行极板长L1＝20cm，宽度d＝2cm，极板间电压U0（未知）保持不变，一质量m＝6.4×10﹣27kg（重力不计）、电荷量q＝3.2×10﹣19C的粒子沿极板中心线以速度v0＝1×106m/s射入极板间，正好在下极板边缘飞出。足够大的竖直屏与极板右侧相距L2＝20cm，极板与竖直屏区域间不存在电场，已知M点是中心线与屏的交点，求：
（1）极板间电压U0是多少；从极板边缘射出时速度方向与初速度方向的夹角θ的正切值（tanθ）等于多少；
（2）粒子打在竖直屏上的位置离M点的距离Y为多少；
（3）如果极板间换成如图乙所示的变化的电压（U0大小不变），其他条件不变，那么t0＝1×10﹣7s时刻射入的带电粒子打在竖直屏上的位置离M点的距离Y1为多少。
人教2019物理 必修三 第十章《静电场中的能量》单元测试
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．D。
2．A。
3．C。
4．D。
5．C。
6．B。
7．C。
8．C。
9．C。
10．D。
二．多选题（共6小题）
11．BC。
12．BD。
13．AC。
14．ABD。
15．AD。
16．CD。
三．实验题（共2小题）
17．（1）C；（2）B；（3）A
18．（1）BD （2）
四．计算题（共3小题）
19．（1）A、B间的电势差为﹣；
（2）小球滑到C点时的速度大小为。
20．（1）小滑块带正电，电荷量q是1.6×10﹣5C；
（2）小滑块从进入电场到速度第一次减为零的过程，其电势能的变化量为2.4J；
（3）W与t的关系式为：①若t＜t1＝1s，W＝2﹣（t﹣1）2；
②若t＞t1＝1s，W＝1.2（t2﹣2t﹣1）；
③当时，W＝0。
21．（1）极板间电压U0是200V；从极板边缘射出时速度方向与初速度方向的夹角θ的正切值（tanθ）等于0.1；
（2）粒子打在竖直屏上的位置离M点的距离Y为3cm；
（3）带电粒子打在竖直屏上的位置离M点的距离Y1为0.5cm。
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