第十章靜電場中的能量單元測試卷-2022學年高二上學期物理人教版必修第三冊word版

第十章靜電場中的能量單元測試卷一、單選題(共15小題)1.一帶電粒子沿圖中曲線穿過一勻強電場中的等勢面，且四個等勢面的電勢關系滿足φa>φb>φc>φd，若不計粒子所受重力，則()A．粒子一定帶正電B．粒子的運動是勻變速運動C．粒子從A點到B點運動的過程中動能先減小后增大D．粒子從A點到B點運動的過程中電勢能增大2.將兩金屬球P、Q固定，讓球P帶上正電后，形成穩(wěn)定的電場如圖所示，已知實線為電場線，虛線為等勢面，其中A、B、C、D為靜電場中的四點，則()A．C、D兩點的電場強度相同，電勢相等B．A、B兩點的電勢相同，電場強度不同C．將電子從A點移至B點，電場力做負功D．將電子從A點移至D點，電勢能增大3.一個已充電的電容器，若使它的電荷量減少3×10－4C，則其電壓減小為原來的，則()A．電容器原來的帶電荷量為9×10－4CB．電容器原來的帶電荷量為×10－4CC．電容器原來的電壓為1VD．電容器的電容變?yōu)樵瓉淼?.平行板電容器充電后斷開電源，將其中一塊金屬板沿遠離另一極板的方向平移一小段距離．下列表示此過程中電容器兩極板間電場強度E隨兩極板間距離d的變化關系圖象正確的是()A．B．C．D．5.在電場中，把電荷量為4×10－9C的正點電荷從A點移到B點，克服靜電力做功6×10－8J，以下說法中正確的是()A．電荷在B點具有的電勢能是6×10－8JB．B點電勢是15VC．電荷的電勢能增加了6×10－8JD．電荷的電勢能減少了6×10－8J6.如圖所示，從熾熱的金屬絲飄出的電子(速度可視為零)，經(jīng)加速電場加速后從兩板中間垂直射入偏轉電場．電子的重力不計．在滿足電子能射出偏轉電場的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉角變大的是()A．僅將偏轉電場極性對調(diào)B．僅增大偏轉電極板間的距離C．僅增大偏轉電極板間的電壓D．僅減小偏轉電極板間的電壓7.在靜電場中，將一正電荷從a點移到b點，電場力做了負功，則()A．該電荷的電勢能一定減小B．b點的電勢一定比a點高C．電場線方向一定從b指向aD．b點的電場強度一定比a點大8.關于電勢，下列說法正確的是()A．電場中某點的電勢，其大小等于單位正電荷從該點移動到零電勢點時，電場力所做的功B．電場中某點的電勢與零電勢點的選取有關C．由于電勢是相對的，所以無法比較電場中兩點的電勢高低D．電勢是描述電場能的性質(zhì)的物理量9.如圖所示，虛線AB和CD分別為橢圓的長軸和短軸，相交于O點，兩個等量異種點電荷分別處于橢圓的兩個焦點M、N上，下列說法中正確的是()A．A、B兩處電勢、場強均相同B．C、D兩處電勢、場強均相同C．在虛線AB上O點的場強最大D．帶正電的試探電荷在O處的電勢能小于在B處的電勢能10.如圖，在點電荷Q產(chǎn)生的電場中，將兩個帶正電的試探電荷q1、q2分別置于A、B兩點，虛線為等勢線．取無窮遠處為零電勢點，若將q1、q2移動到無窮遠的過程中外力克服電場力做的功相等，則下列說法正確的是()A．A點電勢大于B點電勢B．A、B兩點的電場強度相等C．q1的電荷量小于q2的電荷量D．q1在A點的電勢能小于q2在B點的電勢能11.如圖所示，A、B為兩塊豎直放置的平行金屬板，G是靜電計，開關S閉合后，靜電計指針張開一定角度。下述做法可使靜電計指針張角增大的是()A．使A板向左平移以增大板間距離B．在A、B兩板之間插入一塊陶瓷板C．斷開S后，使B板向左平移以減小板間距離D．斷開S后，使B板向上平移以減小極板正對面積12.關于帶電粒子(不計重力)在勻強電場中的運動情況，下列說法正確的是()A．一定是勻變速運動B．不可能做勻減速運動C．一定做曲線運動D．可能做勻變速直線運動，不可能做勻變速曲線運動13.關于電勢差與電場力做功的說法中，正確的是()A．電勢差的大小由電場力在兩點間移動電荷做的功和電荷的電荷量決定B．電場力在兩點間移動電荷做功的多少由兩點間的電勢差和該電荷的電荷量決定C．電勢差是矢量，電場力做的功是標量D．電場中兩點間的電勢差等于電場力做功，電荷的電勢能減小14.一電子以初速度v0垂直于場強方向射入平行板電容器，射出電容器時的速度為v0。若上述過程中電子的初速度變?yōu)樵瓉淼?倍，電子重力不計，則電子射出電容器時的速度為()A．v0B．2v0C．3v0D．2v015.關于電勢差與電場力做功的說法中，正確的是()A．電勢差的大小由在兩點間移動電荷時電場力做的功和電荷的電荷量決定B．電場力在兩點間移動電荷做功的多少由兩點間的電勢差和該電荷的電荷量決定C．電勢差是矢量，電場力做的功是標量D．電場中兩點間的電勢差等于電場力做的功，電荷的電勢能減小二、填空題(共3小題)16.如圖所示，a、b、c是氫原子的核外電子繞核運動的三個可能軌道，取無窮遠電子的電勢能為零，電子在a、b、c三個軌道時對應的電勢能分別為－eV，－eV，－eV，由于某種因素(如加熱或光照)的影響，電子會沿橢圓軌道躍遷到離核更遠的軌道上運動，則：(1)φa＝________，φb＝________，φc＝________.(2)Uab＝________，Ubc＝________17.行的帶電金屬板A、B間是勻強電場，如圖所示，兩板間距離是5cm，兩板間的電壓是60V.(1)兩板間的場強大小是________；(2)電場中有P1和P2兩點，P1點離A板cm，P2點離B板也是cm，P1和P2兩點間的電勢差U12＝________18.如圖所示為一個點電荷電場的電場線(實線)和等勢線(虛線)，兩相鄰等勢線間的電勢差為4V，有一個帶電荷量為q＝×10－8C的負電荷從A點沿不規(guī)則曲線移到B點，電場力做功為________J.三、簡答題(共1小題)、B、C為勻強電場中的三點，如圖18，φA＝6V，φB＝2V，φC＝2V，試畫出勻強電場過A點的一條電場線．(作圖過程要體現(xiàn)依據(jù)痕跡)四、計算題(共3小題)20.如圖所示，A、B、C為同一電場線上的三點，取B點電勢為零時，A、C兩點的電勢分別為8V和－6V．A、C兩點間的電勢差UAC是多少？C、A兩點間的電勢差UCA是多少？21.如圖所示，充電后的平行板電容器水平放置，電容為C，極板間的距離為d，上極板正中有一小孔．一個質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球從小孔正上方高h處由靜止開始下落，穿過小孔到達下極板處速度恰為零(空氣阻力忽略不計，極板間電場可視為勻強電場，重力加速度為g)．求：(1)小球到達小孔處的速度；(2)極板間電場強度的大小和電容器所帶電荷量；(3)小球從開始下落運動到下極板處的時間22.平行的帶電金屬板A、B間是勻強電場，如圖所示，兩板間距離是5cm，兩板間的電壓是60V.(1)兩板間的場強是多大？(2)電場中有P1和P2兩點，P1點離A板cm，P2點離B板也是cm，P1和P2兩點間的電勢差多大？(3)若B板接地，P1和P2兩點的電勢各是多少伏？

答案解析1.【答案】B【解析】由于φa>φb>φc>φd，所以電場線垂直于等勢面由a指向d，根據(jù)電荷運動規(guī)律可知其受力由d指向a，即該粒子帶負電，動能在變大，電勢能在減小2.【答案】D【解析】C、D兩點在同一等勢面上，電勢相等，但場強方向不同，故電場強度不相同，則A選項錯誤；A、B兩點不在同一等勢面上，電勢不相同，場強方向相反，電場強度不同，故B選項錯誤；由題圖可知從A點移至B點電勢降低，故將電子從A點移至B點，電場力做負功，則C選項正確；A點、D點在同一等勢面上，故將電子從A點移至D點，電場力不做功，電勢能不變，故D選項錯誤3.【答案】B【解析】由題意知C＝＝，解得Q＝×10－4C，故B正確，A錯誤．因電容器的電容未知，所以無法求出電容器原來的電壓，C錯誤．電容是由電容器本身決定，跟電壓和電荷量的變化無關，所以電容器的電容不變，D錯誤4.【答案】C【解析】由于平行板電容器充電后斷開電源，電容器所帶電荷量保持不變，兩極板間電場強度E＝＝＝，E不隨兩極板間距離d的變化而變化，C正確，A、B、D錯誤5.【答案】C【解析】電荷在電場中某點的電勢能具有相對性，只有確定了零勢點，B點的電勢、電荷在B點的電勢能才是確定的數(shù)值，故選項A、B錯誤；由于電荷從A移到B的過程中是克服靜電力做功6×10－8J，故電荷電勢能應該是增加了6×10－8J，選項C正確，選項D錯誤6.【答案】C【解析】改變偏轉電場的極性，只能改變電子受力方向，但電子的偏轉角大小不變，選項A錯誤；根據(jù)E＝可知，當兩極板間距離d增大時，E減小，所以電子受到的電場力減小，其偏轉角也減小，選項B錯誤；電子進入偏轉電場后做類平拋運動，則L＝v0t、e＝ma及tanθ＝可得tanθ＝，當U增大時偏轉角也增大，選項C正確，D錯誤7.【答案】B【解析】電場力做負功，電勢能一定增加，A項錯誤；由φ＝知，正電荷在電勢能越大處電勢越高，B項正確；b點電勢高于a點，但電場線方向不一定從b指向a，C項錯誤；場強大小與電勢高低無關，D項錯誤8.【答案】D【解析】由電勢的定義可知A正確．由于電勢是相對量，電勢的大小與零電勢點的選取有關，故B正確．雖然電勢是相對的，但電勢的高低是絕對的，因此C錯誤．電勢與電勢能相聯(lián)系，它是描述電場能的性質(zhì)的物理量，故D正確9.【答案】B【解析】等量異種點電荷電場線及等勢面分布如圖所示，由圖可知，A、B兩處電場強度相同，C、D兩處電場強度相同，選無窮遠處為電勢零點，可知兩點電荷連線的中垂線右側電勢為負，兩點電荷連線的中垂線左側電勢為正，兩點電荷連線的中垂線上電勢相同，故A錯誤，B正確．由電場線疏密判斷電場強度大小，可知虛線AB上O點電場強度不是最大，故C錯誤．φO＝0，而φB<0，故O處電勢高于B處電勢，則正電荷在O處的電勢能大于在B處的電勢能，故D錯誤．10.【答案】C【解析】由于電場力做負功，Q應帶負電荷，由負點電荷產(chǎn)生電場的電場線的分布規(guī)律可判斷出φB>φA，故A項錯誤；由E＝k，r不相等，所以EA≠EB，B項錯誤；由φA＝、φB＝，因為WA→∞＝WB→∞，φA<φB<0，所以>，即q1<q2，故C項正確；由于克服電場力做功相等，且無窮遠處電勢能為零，得q1在A點的電勢能等于q2在B點的電勢能，故D項錯誤11.【答案】D【解析】開關S閉合，電容器兩端的電勢差不變，則指針的張角不變，故A、B錯誤。斷開S，電容器所帶的電量不變，B板向左平移減小板間距，則電容增大，根據(jù)U＝知，電勢差減小，則指針張角減小，故C錯誤。斷開S，電容器所帶的電量不變，A、B的正對面積錯開，電容減小，根據(jù)U＝知，電勢差增大，則指針張角增大，故D正確。12.【答案】A【解析】帶電粒子在勻強電場中受恒定合外力(電場力)作用，一定做勻變速運動，初速度與合外力共線時，做直線運動，不共線時做曲線運動，選項A正確，選項B、C、D錯誤13.【答案】B【解析】電勢差的大小由電場本身的因素決定，與移動電荷的電荷量及移動電荷所做的功無關，A項錯．由WAB＝qUAB知，B項對．電勢差、電場力做的功都是標量，C項錯．電場中兩點間的電勢差等于單位電荷從一點移到另一點電場力所做的功，D項錯14.【答案】A【解析】一電子以初速度v0，垂直于場強方向射入平行板電容器，射出電容器時的速度為v0，根據(jù)平行四邊形定則知，離開電容器時豎直分速度為：vy＝＝2v0，當初速度變?yōu)樵瓉淼?倍，則運動時間變?yōu)樵瓉淼囊话?，加速度不變，離開偏轉電場時的豎直分速度變?yōu)樵瓉淼囊话?，即為v0，根據(jù)平行四邊形定則知，電子射出電容器的速度為：v＝＝v0，故A正確，B、C、D錯誤。15.【答案】B【解析】本題主要考查電勢差的概念及電場力做功與電勢差的關系．電勢差的大小由電場本身的因素決定，與移動電荷的電荷量及移動電荷所做的功無關，A項錯．由WAB＝qUAB知，B項對．電勢差、電場力做的功都是標量，C項錯．電場中兩點間的電勢差等于將單位正電荷從一點移到另一點電場力所做的功，D項錯，因此正確選項為B16.【答案】(1)VVV(2)VV【解析】(1)電子的帶電荷量q＝－e，據(jù)電勢的定義φ＝得，φa＝＝＝V，同理φb＝V，φc＝V.(2)Uab＝φa－φb＝－V＝VUbc＝φb－φc＝V.17.【答案】(1)×103V/m(2)48V【解析】1)兩板間是勻強電場，由UAB＝Ed可得兩板間的場強E＝＝＝×103V/m.(2)P1、P2兩點間沿場強方向的距離：d′＝4cm.所以U12＝Ed′＝×103×4×10－2V＝48V18.【答案】－×10－8J【解析】WAB＝qUAB＝－×10－8×4J＝－×10－8J.19.【答案】【解析】由于φB＝φC＝2V，所以B、C連線即為等勢面，根據(jù)電場線與等勢面垂直，過A點作BC的垂線，然后再依據(jù)電場線的方向指向電勢降低的方向，便可最終確定過A點的電場線的位