第十章 静电场中的能量全章综合测试（一）（含答案）

第十章静电场中的能量全章综合测试（一）
选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1.下列说法中，不正确的是（ ）
A.沿着电场强度的方向电势降低得最快
B.电势为零的点，电场强度不一定为零
C．电势高的地方，电场强度不一定大
D．电场强度大的地方，电势一定高
2.如图所示，A、B、C是平行纸面的匀强电场中的三点，它们之间的距离均为L，电荷量为q=1.0×10-5C的点电荷由A移动到C静电力做功为W1=6.0×10-5J，该电荷由C移动到B静电力做功W2=3.0×10-5J，若B点电势为零，以下说法正确的是（ ）
A点电势为-3V B．电场的方向为由A指向C
C.C点电势为3V D．电场的方向为垂直于AC指向B
3.如图所示，虚线为真空中某静电场的等势面，图中相邻等势面间电势差相等，实线为某带电粒子在该静电场中运动的轨迹，M、N、O、P为粒子的运动轨迹与等势线的交点。若粒子仅受电场力的作用，下列说法正确的是（ ）
粒子在M、O两点的速度大小相等 B．粒子在N、O两点的加速度大小相等
C．粒子运动过程中速度先减小后增大 D．粒子在N点时的电势能比在P点时的电势能大
4. 如图所示，立方体的A、B、G、H四个顶点各固定着一个带正电的点电荷，电荷量相同，O点是立方体的中心。现将处于在A点的点电荷沿着AO连线向O点移动，在这个过程中，下列说法正确的是（　　）
O点的电场强度减小 B．E点的电势先增大后减小
C．C点的电势先增大后减小 D．B点的电荷受到的电场力减小
5.如图所示，两块较大的金属板A、B相距为d,平行放置并与一电源相连，开关S闭合后，两板间恰好有质量为m、带电荷量为q的油滴处于静止状态，以下说法正确的是（ ）
若将A向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，油滴与A间的电势差减小
若将A向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，G表中有a→b的电流
若S断开后再将A向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G表中无电流
若将A向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G表中有a→b的电流
6.在x轴的-3a和3a两处分别固定两个点电荷QA、QB，图中曲线是两电荷间的电势φ与位置x之间的关系图像，图线的最低点在x=a处。现在x=2a处由静止释放一个质量为m、电荷量为q的正点电荷，该电荷只在电场力作用下运动，取无穷远处电势为零，下列说法正确的是（　　）
QA、QB可能都是负电荷 B．两固定电荷电量之比为QA：QB=1：4
C．点电荷q可能运动到x=-2a处 D．点电荷q运动到x=a处加速度为零
7.如图（a）所示，两个带正电的小球A、B（均可视为点电荷）套在一根倾斜的光滑绝缘直杆上，其中A球固定，电荷量QA=2.0×10-4C，B球的质量m=0.1kg。以A为坐标原点，沿杆向上建立直线坐标系，B球的总势能（重力势能与电势能之和）随位置x的变化规律如图（b）中曲线I所示，直线Ⅱ为曲线I的渐近线.图中M点离A点距离为6m,令A位置的重力势能为零，无穷远处电势为零，重力加速度g取10m/s2，图（a）静电力恒量k=9.0×109N m2/C2，下列说法错误的是（ ）
B球的电荷量QB=1.0×10-5C
直线Ⅱ实质上是小球B的重力势能变化曲线
C.若B球以4J的初动能从M点沿杆向上运动，到最高点时电势能减小1J
D.若B球从离A球2m处静止释放，则向上运动过程中加速度先减小后增大
8.某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则（　　）
一正电荷从b点运动到e点，电场力做正功
一电子从a点运动到d点，电场力做功为4eV
b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右
D．a、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最大
9.如图所示，在竖直平面内有一匀强电场，其方向与水平方向成∠α=30°斜向右上，在电场中有一质量为m、电量为q的带电小球，用长为L的不可伸长的绝缘细线挂于O点，当小球静止于M点时，细线恰好水平。现用外力将小球拉到最低点P，然后无初速度释放，则以下判断正确的是（ ）
小球从P点释放后到达M点时，速度刚好为零
小球从P到M过程中，小球的机械能增加了mgL
小球从P到M过程中，合外力对它做了mgL的功
若小球运动到M点时，细线突然断裂，小球以后将做类平抛运动
10.如图所示，两个等量异种点电荷A、B固定在同一条水平线上，电荷量分别为+Q和-Q．MN是水平放置的足够长的光滑绝缘细杆，细杆上套着一个中间穿孔的小球P，其质量为m,电荷量为+q（可视为试探电荷，不影响电场的分布）。现将小球从点电荷A的正下方C点由静止释放，到达点电荷B的正下方D点时，速度为2m/s,O为CD的中点。则（　　）
小球运动至O点时速度为2m/s
B.小球从C至D先做加速运动，后做减速运动
C.小球在整个运动过程中的最终速度为2m/s
D．小球最终可能返回至O点
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11.（7分）如图所示的实验装置中，充电后的平行板电容器的A极板与灵敏静电计的金属球相接，极板B和静电计外壳均接地。利用该装置研究平行板电容器的电容与哪些因素有关，下列叙述符合观察结果的是（ ）
A．将B板向左平移，静电计指针偏角变大
B．将B板向上平移，静电计指针偏角变小
C．在A、B板间插入一块绝缘介质板，静电计指针偏角变大
D．在A、B板间插入一块较厚金属板，静电计指针偏角变小
12.（9分）在“观察电容器的充、放电现象”实验中：
（1）用如图1所示的电容器做实验，电容器外壳上面标着“”，下列说法正确的是 ；
A．电容器的击穿电压为
B．电压为时，电容器才正常工作
C．电容器电压为时，电容是
D．电容器电压为时，电容是
（2）把干电池E、电阻箱R、电容器C、电流表G、单刀双掷开关S按图2电路图连成实验电路如图3所示，将电阻箱R调到合适阻值。
①先使开关S接1，电源给电容器充电，观察到电流表指针偏转情况为 ；
A．逐渐偏转到某一刻度后保持不变 B．逐渐偏转到某一刻度后迅速回到0
C．迅速偏转到某一刻度后保持不变 D．迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到0
②电容器充电完毕，断开开关，此时如图2所示电路图中电容器上极板 （填“带正电”、“带负电”或“不带电”）；
③然后将开关S接2，电容器放电。在放电过程中，电流 （填“向左”或“向右”）流过电阻箱R，若该电流大小为i，电容器所带电荷量为Q，电容器两极板电势差为U，电容器的电容为C。下面关于i、Q、U、C随时间t的变化的图像，正确的是 。
（10分）如图所示的平行金属板电容器的电容C=2×10-4F，极板A、B之间可以看成匀强电场，场强E=1.2×103V/m,极板间距离为L=5cm,电场中c点到A极板、d点到B极板的距离均为0.5cm,B极板接地。求：
B极板所带电荷量Q；
d点处的电势φd；
将电荷量q=-5×10-6C的负点电荷从d移到c,静电力的功Wdc。
14.（16分）如图所示，在平面直角坐标系xOy中，0＜x＜d的区域内分布着沿y轴正方向的匀强电场。x＞d的区域内分布着磁感应强度大小为B、沿x轴正方向的匀强磁场，A点是磁场左边界与x轴的交点。一质量为m、电荷量为-q的带电粒子从原点O以初速度v0沿与x轴正方向成θ=30°的夹角进入电场，恰好从A点进入磁场。不计粒子重力，求：
粒子经过0＜x＜d的区域时，离x轴的最远距离h；
匀强电场电场强度E的大小；
（3）粒子进入磁场后，再次经过x轴时的坐标。
15.（18分）如图1所示，真空中相距d=5cm的两块平行金属板A、B与电源连接（图中未画出），其中B板接地（电势为零），A板电势变化的规律如图2所示．将一个质量m=2.0×10-27kg,电量q=+1.6×10-19C的带电粒子从紧临B板处释放，不计重力．求 ：
（1）在t=0时刻释放该带电粒子，释放瞬间粒子加速度的大小；
（2）若A板电势变化周期T=1.0×10-5s,在t=0时将带电粒子从紧临B板处无初速释放，粒子达到A板时动量的大小；
（3）A板电势变化频率多大时，在t= 到t= 时间内从紧临B板处无初速释放该带电粒子，粒子不能到达A板．
【答案】
1.D 2.C 3.A 4.B 5.A 6.D 7．C 8.BD 9.CD 10.AC
11.AD 12.（1）C；（2）①D；②带正电；③向右；B
13.（1）1.2×10-2C （2） -6V （3）-2.4×10-4J
14.（1） （2） （3）（，0）
15.（1）4.0×109m/s2 （2）4.0×10-23kg m/s （3）5×104Hz