魯科版（2019）高中物理必修第三冊(cè)章末綜合測(cè)評(píng)1　靜電力與電場(chǎng)強(qiáng)度　電勢(shì)能與電勢(shì)差練習(xí)題（含答案）

章末綜合測(cè)評(píng)(一)靜電力與電場(chǎng)強(qiáng)度電勢(shì)能與電勢(shì)差(時(shí)間：90分鐘分值：100分)1．(4分)下列關(guān)于點(diǎn)電荷的敘述正確的是()A．點(diǎn)電荷就是電荷量和體積都足夠小的帶電體B．體積大、形狀怪異的帶電體一定不能視為點(diǎn)電荷C．點(diǎn)電荷所帶電荷量的絕對(duì)值為1.6×10－19CD．帶電體的形狀和大小對(duì)其庫侖力的影響可忽略時(shí)，帶電體可看作點(diǎn)電荷D[帶電體能否看作點(diǎn)電荷是由研究問題的性質(zhì)決定的，與自身大小、形狀無必然關(guān)系，當(dāng)帶電體的形狀、大小對(duì)它們之間相互作用力的影響可以忽略時(shí)，這個(gè)帶電體就可以看作點(diǎn)電荷，故選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，D正確。]2．(4分)如圖所示，是超超同學(xué)利用傳感器研究電容器放電時(shí)得到的電容器放電過程的i-t圖像。下列說法正確的是()A．由圖可以估算電容器的電容B．由圖可以估算電容器放電的電荷量C．由圖可以估算電容器兩極板的電壓D．由圖可以估算電容器兩極板的電場(chǎng)強(qiáng)度B[在i-t圖像中，圖線與坐標(biāo)軸所圍的面積表示電容器放電的電荷量，選項(xiàng)B正確。]3．(4分)如圖所示，M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點(diǎn)，O點(diǎn)為半圓弧的圓心，∠MOP＝60°。電荷量相等、符號(hào)相反的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別置于M、N兩點(diǎn)，這時(shí)O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E1；若將N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn)，則O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小變?yōu)镋2。則E1與E2之比為()A．1∶2 B．2∶1C．2∶eq\r(3) D．4∶eq\r(3)B[依題意，每個(gè)點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為eq\f(E1,2)，則當(dāng)N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn)時(shí)，O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)如圖所示，合場(chǎng)強(qiáng)大小為E2＝eq\f(E1,2)，則eq\f(E1,E2)＝eq\f(2,1)，B正確。]4．(4分)如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中取一點(diǎn)O，過O點(diǎn)沿平行于場(chǎng)強(qiáng)的方向作射線OA＝OB＝OC＝20cm，∠AOB＝∠BOC，已知O、A、B、C各點(diǎn)的電勢(shì)分別為0、7V、8V、7V，則勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向是()A．35V/m，沿OA方向B．35V/m，沿OC方向C．40V/m，沿OB方向D．40V/m，沿BO方向D[因A、C兩點(diǎn)電勢(shì)相等，故AC連線是一等勢(shì)線，由幾何關(guān)系可知OB⊥AC，因沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，故可知電場(chǎng)線方向由B到O，場(chǎng)強(qiáng)大小為E＝eq\f(U,d)＝eq\f(8,0.2)V/m＝40V/m，故選項(xiàng)D正確。]5．(4分)如圖所示，三個(gè)同心圓是以同一負(fù)點(diǎn)電荷為圓心的等勢(shì)面，相鄰等勢(shì)面的電勢(shì)差相等，則下列說法正確的是()A．一個(gè)點(diǎn)電荷＋q在B點(diǎn)所受的靜電力比在A點(diǎn)的大B．一個(gè)點(diǎn)電荷＋q在B點(diǎn)具有的電勢(shì)能比在A點(diǎn)的小C．將同一個(gè)電荷由B點(diǎn)移到D點(diǎn)靜電力做的功比由C點(diǎn)移到A點(diǎn)多D．將電荷＋q由B點(diǎn)移到C點(diǎn)，靜電力做正功D[點(diǎn)電荷電場(chǎng)中，離點(diǎn)電荷越近場(chǎng)強(qiáng)越大，所以EA>EB，點(diǎn)電荷＋q在A點(diǎn)受的靜電力比在B點(diǎn)受的靜電力大，A錯(cuò)誤；從B向A移動(dòng)＋q，靜電力做正功，電勢(shì)能減小，即＋q在B點(diǎn)的電勢(shì)能比在A點(diǎn)大，B錯(cuò)誤；若從B到D移動(dòng)電荷量為＋q的電荷，靜電力做功WBD＝qUBD，從C到A靜電力所做的功是WCA＝qUCA，因?yàn)閁BD＝UCA，故WBD＝WCA，C錯(cuò)誤；從B到C移動(dòng)＋q，靜電力做正功，D正確。]6．(4分)如圖所示是某示波管的示意圖，電子先由電子槍加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，如果在偏轉(zhuǎn)電極上加一個(gè)電壓，則電子束將會(huì)偏轉(zhuǎn)，并飛出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。下面措施中能使電子偏轉(zhuǎn)距離變大的是()A．盡可能把偏轉(zhuǎn)極板L做得長(zhǎng)一點(diǎn)B．盡可能把偏轉(zhuǎn)極板L做得短一點(diǎn)C．盡可能把偏轉(zhuǎn)極板間的距離d做得大一點(diǎn)D．將電子槍的加速電壓提高A[設(shè)加速電壓為U1，則qU1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)， ①設(shè)偏轉(zhuǎn)電壓為U2，則y＝eq\f(qU2L2,2mdv\o\al(2,0))， ②聯(lián)立①②得：y＝eq\f(U2L2,4dU1)，故A正確。]7．(4分)如圖所示，兩個(gè)固定的等量異種點(diǎn)電荷，在它們連線的垂直平分線上有a、b、c三點(diǎn)，下列說法正確的是()A．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)電勢(shì)高B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相同，a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)比b點(diǎn)大C．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)與無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)相等D．一不計(jì)重力的帶電粒子，在a點(diǎn)無初速釋放，則它將在a、b連線上運(yùn)動(dòng)C[等量異種點(diǎn)電荷連線的垂直平分線是一條等勢(shì)線，一直延伸到無窮遠(yuǎn)處，即a、b、c三點(diǎn)與無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相同，b處電場(chǎng)線較密，場(chǎng)強(qiáng)較大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；帶電粒子在a點(diǎn)無初速釋放，所受的電場(chǎng)力方向與ab連線垂直，不可能沿ab連線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]8．(6分)如圖E為電源，C為電容器，R為定值電阻，S為單刀雙擲開關(guān)，在實(shí)驗(yàn)過程中，做如下操作，(1)當(dāng)S接1時(shí)，電容器是________(充電或放電)過程，下極板電勢(shì)________(較高或較低)，充電結(jié)束時(shí)電容器所帶電荷量為________。(2)當(dāng)S接2時(shí)，電容器是________(充電或放電)過程，電流流過定值電阻R的電流方向是________。(3)若保持S接1，將上極板豎直向上平移少許，則電容器的電容______(變大或變小)，電容器所帶電荷量______。[解析](1)S接1時(shí)，電源對(duì)電容器充電，下極板與電源負(fù)極相連，為負(fù)極板電勢(shì)較低，由C＝eq\f(Q,U)得Q＝CE。(2)S接2時(shí)，電容器放電，且電流從右向左流過定值電阻R。(3)保持S接1時(shí)，兩極板間電壓不變，若上極板上移，則d增大，由C＝eq\f(εrS,4πkd)知C減小，電容器所帶電荷量減少。[答案](1)充電較低CE(2)放電從右向左(3)變小減少9．(10分)如圖所示為一組方向未知的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線，將電荷量為q＝－1×10－6C的點(diǎn)電荷由A點(diǎn)沿水平線移至B點(diǎn)，克服靜電力做了2×10－6J的功，已知A、B間的距離為2cm。(1)試求A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB；(2)若A點(diǎn)的電勢(shì)為φA＝1V，試求B點(diǎn)的電勢(shì)φB；(3)試求該勻強(qiáng)電場(chǎng)E的大小并判斷其方向。[解析](1)由題意可知，靜電力做負(fù)功WAB＝－2×10－6J根據(jù)UAB＝eq\f(WAB,q)，解得UAB＝2V。(2)由于UAB＝φA－φB所以φB＝φA－UAB＝－1V。(3)A、B兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向上的投影距離d＝2×10－2×cos60°m＝1×10－2m故E＝eq\f(UAB,d)＝200V/m，方向沿電場(chǎng)線斜向下。[答案](1)2V(2)－1V(3)200V/m方向沿電場(chǎng)線斜向下10．(10分)如圖所示，A、B是兩個(gè)帶等量同種電荷的小球，A固定在豎直放置的10cm長(zhǎng)的絕緣支桿上，B靜止于光滑絕緣的傾角為30°的斜面上且恰與A等高，若B的質(zhì)量為30eq\r(3)g，則B帶電荷量是多少？(取g＝10m/s2)[解析]因?yàn)锽靜止于光滑絕緣的傾角為30°的斜面上且恰與A等高，設(shè)A、B之間的水平距離為L(zhǎng)。依據(jù)題意可得tan30°＝eq\f(h,L)L＝eq\f(h,tan30°)＝eq\f(10,\f(\r(3),3))cm＝10eq\r(3)cm對(duì)B進(jìn)行受力分析如圖所示，依據(jù)物體平衡條件解得庫侖力F＝mgtan30°＝30eq\r(3)×10－3×10×eq\f(\r(3),3)N＝0.3N依據(jù)F＝keq\f(q1q2,r2)得F＝keq\f(q2,L2)解得q＝eq\r(\f(FL2,k))＝eq\r(\f(0.3,9×109)×10\r(3)×10－22)C＝1.0×10－6C。[答案]1.0×10－6C11．(4分)(多選)在電場(chǎng)中某點(diǎn)放入正點(diǎn)電荷q，它受到的電場(chǎng)力F方向向右。當(dāng)放入負(fù)點(diǎn)電荷q時(shí)，它受到的電場(chǎng)力F方向向左。下列說法正確的是()A．該點(diǎn)放入正電荷時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度方向向右；放入負(fù)電荷時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度方向向左B．該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E＝eq\f(F,q)C．該點(diǎn)放入2q的正點(diǎn)電荷時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?倍D．該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向向右BD[放入正電荷和負(fù)電荷時(shí)，該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)均向右，故A錯(cuò)誤，D正確；根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義可知B正確；該點(diǎn)放入2q的正點(diǎn)電荷時(shí)，電場(chǎng)力變?yōu)樵瓉淼?倍，電場(chǎng)強(qiáng)度不變，故C錯(cuò)誤。]12．(4分)(多選)平行板A、B組成電容器，充電后與靜電計(jì)相連，要使靜電計(jì)指針張角變大，下列措施可行的是()A．A板向上移動(dòng)B．B板向右移動(dòng)C．A、B板間插入電介質(zhì)D．減少極板上的電荷量AB[A板向上移動(dòng)，正對(duì)面積S減小，或B板向右移動(dòng)，距離d增大，根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)，電容C均減小，由U＝eq\f(Q,C)知電勢(shì)差U變大，靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角度增大，A、B正確；A、B板間插入電介質(zhì)，相對(duì)介電常數(shù)εr增大，根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)，電容C增大，由U＝eq\f(Q,C)知電勢(shì)差U變小，靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角度減小，C錯(cuò)誤；由U＝eq\f(Q,C)知，減小電荷量Q，電勢(shì)差U變小，靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角度減小，D錯(cuò)誤。]13．(4分)(多選)空間某一靜電場(chǎng)的電勢(shì)φ在x軸上的分布如圖所示，x軸上兩點(diǎn)B、C的電場(chǎng)強(qiáng)度在x軸方向上的分量分別是EBx、ECx，下列說法中正確的有()A．EBx的大小大于ECx的大小B．EBx的方向沿x軸正方向C．電荷在O點(diǎn)受到的電場(chǎng)力在x軸方向上的分量最大D．負(fù)電荷沿x軸從B移到C的過程中，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功AD[在φ-x圖像中，圖線的斜率大小表示場(chǎng)強(qiáng)大小，可見EBx＞ECx，選項(xiàng)A正確；同理可知O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)在x軸方向上的分量最小，電荷在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力在x軸方向上的分量最小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低，在O點(diǎn)左側(cè)，Ex的方向沿x軸負(fù)方向，在O點(diǎn)右側(cè)，Ex的方向沿x軸正方向，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，D正確。]14．(4分)(多選)如圖所示，把A、B兩個(gè)相同的導(dǎo)電小球分別用長(zhǎng)為0.10m的絕緣細(xì)線懸掛于OA和OB兩點(diǎn)。用絲綢摩擦過的玻璃棒與A球接觸，棒移開后將懸點(diǎn)OB移到OA點(diǎn)固定。兩球接觸后分開，平衡時(shí)距離為0.12m。已測(cè)得每個(gè)小球質(zhì)量是8.0×10－4kg，帶電小球可視為點(diǎn)電荷，重力加速度g＝10m/s2，靜電力常量k＝9.0×109N·m2/C2，則()A．兩球所帶電荷量相等B．A球所受的靜電力為1.0×10－2NC．B球所帶的電荷量為4eq\r(6)×10－8CD．A、B兩球連線中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為0ACD[因A、B兩球相同，故接觸后兩球所帶的電荷量相等，A正確；由題意知平衡時(shí)A、B兩球離懸點(diǎn)的高度為h＝eq\r(0.102－0.062)m＝0.08m，設(shè)細(xì)線與豎直方向夾角為θ，則tanθ＝eq\f(0.06,0.08)＝eq\f(3,4)，由tanθ＝eq\f(F,mg)，知A球所受的靜電力F＝mgtanθ＝6×10－3N，B錯(cuò)誤；由F＝keq\f(Q2,r2)得B球所帶的電荷量Q＝req\r(\f(F,k))＝0.12×eq\r(\f(6×10－3,9.0×109))C＝4eq\r(6)×10－8C，C正確；A、B兩球帶同種電荷，則A、B兩球連線中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為0，D正確。]15．(4分)(多選)a、b、c三個(gè)α粒子由同一點(diǎn)沿垂直場(chǎng)強(qiáng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，其軌跡如圖所示，其中b恰好飛出電場(chǎng)，由此可以確定()A．在b飛離電場(chǎng)的同時(shí)，a剛好打在負(fù)極板上B．b和c同時(shí)飛離電場(chǎng)C．進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，c的速度最大，a的速度最小D．動(dòng)能的增量相比，c的最小，a和b的一樣大ACD[三個(gè)α粒子進(jìn)入電場(chǎng)后加速度相同，由題圖看出，豎直方向a、b偏轉(zhuǎn)距離相等，大于c的偏轉(zhuǎn)距離，由y＝eq\f(1,2)at2可知，a、b運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，大于c的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，即ta＝tb＞tc，故在b飛離電場(chǎng)的同時(shí)，a剛好打在負(fù)極板上，而c先飛出電場(chǎng)，故A正確，B錯(cuò)誤；三個(gè)α粒子在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則有s＝v0t；由題圖看出b、c水平位移相等，大于a的水平位移，即sb＝sc>sa，而ta＝tb>tc，可見，初速度關(guān)系為vc>vb>va，故C正確；由動(dòng)能定理得ΔEk＝qEy，由題圖看出，a和b的偏轉(zhuǎn)距離相等，大于c的偏轉(zhuǎn)距離，故a、b動(dòng)能增量相等，大于c的動(dòng)能增量，故D正確。]16．(6分)把電荷q＝－5×10－6C從無窮遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中的A點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做了1.0×10－6J的功，再把q從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力對(duì)電荷做了4×10－7J的功，A點(diǎn)電勢(shì)為________V，B點(diǎn)電勢(shì)為________V。[解析]該題考查電勢(shì)的計(jì)算，解題的關(guān)鍵就是掌握電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能變化的關(guān)系以及電勢(shì)的概念。無窮遠(yuǎn)處就是電勢(shì)能為零的位置，克服電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能增加，則電荷在A點(diǎn)具有的電勢(shì)能EpA＝1.0×10－6J，根據(jù)電勢(shì)的概念，φA＝eq\f(EpA,q)＝－0.2V；又把電荷從A移到B，電場(chǎng)力做了正功，則到B點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力做的總功W＝－1.0×10－6J＋4×10－7J＝－0.6×10－6J，即電荷在B點(diǎn)具有EpB＝0.6×10－6J的電勢(shì)能，同理，可得B點(diǎn)的電勢(shì)φB＝eq\f(EpB,q)＝－0.12V。[答案]－0.2－0.1217．(10分)如圖所示，水平放置的兩平行金屬板A、B相距為d，電容為C，開始兩板均不帶電，A板接地且中央有孔，現(xiàn)將帶電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電液滴一滴一滴地從小孔正上方h高處無初速度地滴下，落向B板后電荷全部傳給B板。(1)第幾滴液滴在A、B間做勻速直線運(yùn)動(dòng)？(2)能夠到達(dá)B板的液滴不會(huì)超過多少滴？[解析](1)設(shè)第n滴恰在A、B間做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則這時(shí)電容器的帶電荷量為(n－1)q，對(duì)第n滴液滴，根據(jù)它的受力平衡得qE＝mg，E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)＝eq\f(n－1q,Cd)解得n＝eq\f(mgCd,q2)＋1。(2)當(dāng)?shù)竭_(dá)B板的液滴增多時(shí)，電容器帶電荷量Q增大，兩板間電壓也增大；當(dāng)某帶電液滴到達(dá)B板速度恰好為零時(shí)，該液滴將返回，在OB間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。設(shè)能夠到達(dá)B板的液滴不會(huì)超過n′，由動(dòng)