2021-2022學年高二上學期物理人教版（2019）必修第三冊第十章靜電場中的能量練習題

第10頁（共10頁）第十章《靜電場中的能量》一．選擇題（共15小題）（1-5題難度易，6-10題難度較易，11-15題難度中等）1．關(guān)于靜電場的等勢面，下列說法正確的是（）A．兩個電勢不同的等勢面可能相交 B．電場線與等勢面處處相互垂直 C．同一等勢面上各點電場強度一定相等 D．將一負的試探電荷從電勢較高的等勢面移至電勢較低的等勢面，電場力做正功2．如圖，直線a、b和c、d是處于勻強電場中的兩組平行線，M、N、P、Q是它們的交點，四點處的電勢分別為φM，φN，φP，φQ，一電子由M點分別到N點和P點的過程中，電場力所做的負功相等，則（）A．直線a位于某一等勢面內(nèi)，φM＞φQ B．直線c位于某一等勢面內(nèi)，φM＞φN C．若電子由M點運動到Q點，電場力做正功 D．若電子由P點運動到Q點，電場力做負功3．一平行電容器兩極板之間充滿云母介質(zhì)，接在恒壓直流電源上，若將云母介質(zhì)移出，則電容器（）A．極板上的電荷量變大，極板間的電場強度變大 B．極板上的電荷量變小，極板間的電場強度變大 C．極板上的電荷量變大，極板間的電場強度不變 D．極板上的電荷量變小，極板間的電場強度不變4．分別將帶正電、負電和不帶電的三個等質(zhì)量小球，分別以相同的水平速度由P點射入水平放置的平行金屬板間，已知上板帶負電，下板接地。三小球分別落在圖中A、B、C三點，則錯誤的是（）A．A帶正電、B不帶電、C帶負電 B．三小球在電場中加速度大小關(guān)系是：aA＜aB＜aC C．三小球在電場中運動時間相等 D．三小球到達下板時的動能關(guān)系是EkC＞EkB＞EkA5．一帶電粒子在電場中僅受靜電力作用，做初速度為零的直線運動。取該直線為x軸，起始點O為坐標原點，其電勢能Ep與位移x的關(guān)系如圖所示，下列圖象中合理的是（）A．電場強度與位移關(guān)系 B．粒子動能與位移關(guān)系 C．粒子速度與位移關(guān)系 D．粒子加速度與位移關(guān)系6．研究與平行板電容器電容有關(guān)因素的實驗裝置如圖所示。下列說法正確的是（）A．實驗前，只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，能使電容器帶電 B．實驗中，只將電容器b板向上平移，靜電計指針的張角變小 C．實驗中，只在極板間插入有機玻璃板，靜電計指針的張角變大 D．實驗中，只增加極板帶電量，靜電計指針的張角變大，表明電容增大7．如圖所示，實線表示某電場的電場線（方向未標出），虛線是一帶負電的粒子只在電場力作用下的運動軌跡，設(shè)M點和N點的電勢分別為φM、φN，粒子在M和N時加速度大小分別為aM、aN，速度大小分別為vM、vN，電勢能分別為EPM、EPN．下列判斷正確的是（）A．vM＜vN，aM＜aN B．vM＜vN，φM＜φN C．φM＜φN，EPM＜EPN D．a(chǎn)M＜aN，EPM＜EPN8．如圖所示，水平金屬板A、B分別與電源兩極相連，帶電油滴處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)將B板右端向下移動一小段距離，兩金屬板表面仍均為等勢面，則該油滴（）A．仍然保持靜止 B．豎直向下運動 C．向左下方運動 D．向右下方運動9．如圖所示，在豎直放置間距為d的平行板電容器中，存在電場強度為E的勻強電場，有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的點電荷從兩極板正中間處靜止釋放，重力加速度為g，則點電荷運動到負極板的過程（）A．加速度大小為a＝+g B．所需的時間為t＝ C．下降的高度為y＝ D．電場力所做的功為W＝Eqd10．如圖（a）所示，兩平行正對的金屬板A、B間加有如圖（b）所示的交變電壓，一重力可忽略不計的帶正電粒子被固定在兩板的正中間P處。若在t0時刻釋放該粒子，粒子會時而向A板運動，時而向B板運動，并最終打在A板上。則t0可能屬于的時間段是（）A．0＜t0＜ B．＜t0＜ C．＜t0＜T D．T＜t0＜11．如圖所示，平行板電容器帶有等量異種電荷，與靜電計相連，靜電計金屬外殼和電容器下極板都接地。在兩極板間有一個固定在P點的點電荷，以E表示兩板間的電場強度，Ep表示點電荷在P點的電勢能，θ表示靜電計指針的偏角。若保持下極板不動，將上極板向下移動一小段距離至圖中虛線位置，則（）A．θ增大，E增大 B．θ增大，Ep不變 C．θ減小，Ep增大 D．θ減小，E不變12．如圖，平行板電容器經(jīng)開關(guān)K與電池連接，a處有一帶電量非常小的點電荷．K是閉合的，Ua表示a點的電勢，f表示點電荷受到的電場力．現(xiàn)將電容器的B板向下稍微移動，使兩板間的距離增大，則（）A．Ua變大，f變大 B．Ua變大，f變小 C．Ua不變，f不變 D．Ua不變，f變小13．如圖，平行板電容器兩極板的間距為d，極板與水平面成45°角，上極板帶正電。一電荷量為q（q＞0）的粒子在電容器中靠近下極板處。以初動能Ek0豎直向上射出。不計重力，極板尺寸足夠大，若粒子能打到上極板，則兩極板間電場強度的最大值為（）A． B． C． D．14．空間有一沿x軸對稱分布的電場，其電場強度E隨x變化的圖象如圖所示。下列說法正確的是（）A．O點的電勢最低 B．x2點的電勢最高 C．x1和﹣x1兩點的電勢相等 D．x1和x3兩點的電勢相等15．一根長為L、橫截面積為S的金屬棒，其材料的電阻率為ρ，棒內(nèi)單位體積自由電子數(shù)為n，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，在棒兩端加上恒定的電壓時，棒內(nèi)產(chǎn)生電流，自由電子定向運動的平均速率為v，則金屬棒內(nèi)的電場強度大小為（）A． B． C．ρnev D．二．填空題（共3小題）（16題難度易，17題難度較易，18題難度中等）16．如圖所示，把電量為﹣5×10﹣9C的電荷，從電場中的A點移到B點，其電勢能（選填“增大”、“減小”或“不變”）；若A點的電勢φA＝15V，B點的電勢φB＝10V，則此過程中電場力做的功為J．17．如圖，質(zhì)量為m的帶電小球A用絕緣細線懸掛于O點，處于靜止狀態(tài)。施加一水平向右的勻強電場后，A向右擺動，擺動的最大角度為60°，則A受到的電場力大小為。在改變電場強度的大小和方向后，小球A的平衡位置在α＝60°處，然后再將A的質(zhì)量改變?yōu)?m，其新的平衡位置在α＝30°處，A受到的電場力大小為。18．如圖所示，勻強電場中a、b兩點的距離為0.4m，兩點的連線與電場線成37°角，兩點間的電勢差為32V，則勻強電場的場強大小為V/m，把電量為10﹣10C正電荷從a點移到b點電勢能將減少J．三．作圖題（共1小題）（19題難度中等）19．勻強電場中的三點A、B、C是一個三角形的三個頂點，AB的長度為1m，D為AB的中點，如圖所示．已知電場線的方向平行于△ABC所在平面，A、B、C三點的電勢分別為14V、6V和2V．作圖求電場強度的方向．四．解答題（共2小題）（20題難度較易，21題難度中等）20．如圖1所示，平行金屬板A和B的距離為d，它們的右端放著垂直金屬板的靶MN．現(xiàn)在A、B板上加上如圖2所示的方波形電壓，t＝0時A板比B板的電勢高，電壓的正向值為U0，反向值也為U0，現(xiàn)有質(zhì)量為m的帶正電且電量為q的粒子束從AB的中點O以平行于金屬板的方向OO′先后射入．設(shè)粒子能全部打在靶MN上，而且所有粒子在AB間的飛行時間均為T，不計重力影響，試問：（1）在距離靶MN的中心O′點多遠的范圍內(nèi)有粒子擊中？（2）要使粒子能全部打在靶MN上，電壓U0的數(shù)值應(yīng)滿足的條件？（3）電場力對每個擊中O′點的帶電粒子做的