第十章 静电场中的能量 单元测试 高二上学期物理人教版（2019）必修三（含答案）

静电场中的能量 单元测试
姓名：___________班级：___________考号：___________
一，选择题（本大题共11 小题，1～7题是单选 ，8～11题是多选，每小题4分 ，共44 分。多选题全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分）
1．下列物理量中属于矢量的是（　　）
A．电荷量 B．电势能
C．电势 D．电场强度
2．关于静电场，下列说法正确的是（　　）
A．处于静电平衡的导体，内部场强处处相等，电势也处处相等
B．电势等于零的物体一定不带电，电势为零的点电场强度一定为零
C．电场强度大的位置电势一定高，电场强度为零的点，电势一定为零
D．任一点的电场强度总是指向该点电势降落最慢的方向
3．高大的建筑物上安装接闪杆（避雷针），阴雨天气时云层中的大量电荷可以通过接闪杆直接引入大地，从而达到保护建筑物的目的。如图，虚线是某次接闪杆放电时，带电云层和接闪杆之间三条等势线的示意图；实线是空气分子被电离后某个电荷的运动轨迹，M点和N点为运动轨迹上的两点，不计该电荷的重力，则（　）
A．若云层带负电，则接闪杆尖端也带负电
B．在N点电势能大于在M点的电势能
C．在N点的速度一定大于在M点的速度
D．越靠近接闪杆尖端，其加速度越小
4．一正点电荷形成的电场，如图实线是其中的三条电场线，另一带电的点电荷从M点射入电场，仅受电场力作用下沿图中虚线运动到N点，则该点电荷从M向N运动的过程中（　　）
A．动能一直增加 B．合力一直减小
C．电势能一直减少 D．动能和电势能的总和一直减少
5．真空中存在沿y轴正方向的匀强电场，带电粒子a和b先后从坐标原点O沿x轴正方向射入该电场，其轨迹如图所示。忽略粒子所受重力，下列条件中可以判定粒子a比荷较大的是（ ）
A．粒子a和b在电场中的加速度相等 B．粒子a和b射入电场时的速度相等
C．粒子a和b射入电场时的动能相等 D．粒子a和b射入电场时的动量相等
6．某带正电的导体周围的电场线和等势线的分布如图所示。用、和、分别表示A、B两点的电场强度大小和电势，下列关系式正确的是（　　）
A． B． C． D．
7．在地面附近的某一区域有电场分布，一带电小球从其中的点运动到点，此过程中重力做功为，静电力做功为，克服空气阻力做功为，小球在点和点的动能、重力势能、电势能、机械能分别用和、和、和、和表示，下列关系正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8．如图，∠M是锐角三角形PMN最大的内角，电荷量为q（q>0）的点电荷固定在P点。下列说法正确的是（　　）
A．沿MN边，从M点到N点，电场强度的大小逐渐增大
B．沿MN边，从M点到N点，电势先增大后减小
C．正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大
D．将正电荷从M点移动到N点，电场力所做的总功为负
9．如图所示，在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，A、B、C三点在同一直线上，且AB=2BC，由此可见（　　）
A．小球带负电 B．电场力为3mg
C．小球从A到B与从B到C的运动时间之比3：1 D．小球从A到B与从B到C的速度变化量大小不相同
10．如图所示，xOy坐标系的第一象限存在水平向左的匀强电场。第二象限存在竖直向下的匀强电场，y轴上c点和x轴上d点连线为电场的下边界。相同的带电粒子甲、乙分别从a点和b点由静止释放，两粒子均从c点水平射入第二象限，且均从c、d连线上射出，已知，下列说法正确的是（　　）
A．带电粒子甲、乙在c点速度之比为2∶1
B．带电粒子甲、乙在c点速度之比为∶1
C．带电粒子甲、乙在第二象限电场内的位移之比为∶1
D．带电粒子甲、乙在第二象限射出电场时速度方向相同
11．如图所示，同一平面内，一带电的粒子以一定的初速度进入某点电荷产生的电场中，沿图中弯曲的虚线轨迹先后经过电场中的a、b两点，其中a点的场强大小为，方向与ab连线成30°角；b点的场强大小为，方向与ab连线成60°角，粒子只受电场力的作用，下列说法中正确的是（　　）
A．粒子带负电
B．a点的电势高于b点电势
C．粒子在a点电势能大于在b点的电势能
D．粒子在a点的加速度大于在b点的加速度
非选择题：本题共5小题，共56分
12．（7分）利用电容器通过高电阻放电可以测电容器的电容，其电路图如图甲所示，其测量原理如下：电容器充电后，所带电荷量Q与两极板间电势差U与电容C之间满足一定的关系，U可由直流电压表直接读出，Q可由电容器放电测量，使电容器通过高电阻放电，放电电流随电容器两极板间电势差U的下降而减小，通过测出不同时刻的放电电流值，直到I=0，作出放电电流I随时间变化的I-t图像，求出电容器所带的电荷量，再求出电容器的电容。
（1）以放电电流为纵坐标，放电时间为横坐标，在坐标纸上作充电电压为U=8 V时的I-t图像，图乙为一次实验所得的I-t图像。估算电容器在整个放电过程中释放的电荷量Q=____C（结果保留两位有效数字）。
（2）根据以上数据估算的电容是C=____F（结果保留两位有效数字）。
13．（7分）电路中电流大小可以用电流传感器测量，用电流传感器和计算机可以方便地测出电路中电流随时间变化的曲线。某兴趣小组要测定一个电容器的电容，选用器材如下：待测电容器（标称电压为16V）、电流传感器、计算机、直流稳压电源、定值电阻R0＝100Ω、单刀双掷开关，导线若干。
实验过程如下：
①按照图甲正确连接电路；
②将开关S与1端连接，电源给电容器充电；
③将开关S掷向2端，测得电流随时间变化的i－t图线如图乙中的实线a所示；
④利用计算机软件测出i－t曲线和两坐标轴所围的面积。
（1）测出i－t曲线和两坐标轴所围的面积为42.3mA·s，则电容器的电容C＝___________F。
（2）若将定值电阻换为R1，R1＝180Ω，重复上述实验步骤，则电流随时间变化的i－t图线应该是图丙中的虚线___________（选填“b”“c”或“d”）。
14．（11分）如图所示，A、B两板间存在着场强为E1的电场，两板间距离为d，C、D两板间存在着场强为E2的电场，B、C两板间无电场，一质量为m、电荷量为＋Q的电荷从A板处由静止释放，粒子经电场E1加速后，匀速通过B、C两板，再进入C、D间的电场，求粒子在C、D间运动的距离x（已知粒子未能到D板）。
15．（15分）如图所示为示波管的结构原理图，加热的阴极K发出的电子（初速度可忽略不计）经电势差为U0的AB两金属板间的加速电场加速后，从一对水平放置的平行正对带电金属板的左端中心O'点沿中心轴线O'O射入金属板间（O'O垂直于荧光屏M），两金属板间偏转电场的电势差为U，电子经偏转电场偏转后打在右侧竖直的荧光屏M上。整个装置处在真空中，加速电场与偏转电场均视为匀强电场，忽略电子所受重力和电子之间的相互作用力，不考虑相对论效应。已知电子的质量为m，电荷量为e；偏转电场的金属板长为L1，两平行金属板间距离为d，其右端到荧光屏M的水平距离为L2。求：
（1）电子离开偏转电场时的侧移量y1；
（2）电子打在荧光屏上的位置与O点的竖直距离y；
16．（16分）如图所示，水平绝缘轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，半圆形轨道的半径R＝0.40m。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E＝1.0×104N/C。现有一电荷量，质量m＝0.10kg的带电体（可视为质点），在水平轨道上的P点由静止释放，已知P点与圆形轨道最低点B距离s＝2.5m。带电体与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.50，重力加速度，取。求：
（1）带电体运动到圆形轨道的最高点C时，对轨道的压力大小；
（2）带电体第一次经过C点后，落在水平轨道上的位置到B点的距离。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
2．A
3．C
4．B
5．B
6．D
7．D
8．BC
9．AB
10．BD
11．BC
12． 3.4×10-3 4.3×10-4
13． 4.7×10-3 c
14．
15．（1）；（2）
16．（1）1.25N；（2）0.4m
答案第1页，共2页
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