第十章《靜電場中的能量》（單元測試）（原卷版）

第十章《靜電場中的能量》單元測試班級___________姓名___________學號____________分數(shù)____________（考試時間：75分鐘試卷滿分：100分）單項選擇題（本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的）1．如圖所示，在原來不帶電的金屬導(dǎo)體ab附近P處，放置一個負點電荷，c為導(dǎo)體內(nèi)一點，達到靜電平衡狀態(tài)后（

）A．c處電勢比d處高B．P處負點電荷在c處產(chǎn)生的電場強度為零C．導(dǎo)體內(nèi)c處電場強度的方向由b指向aD．導(dǎo)體內(nèi)c處電場強度的方向由a指向b2．傳感器是采集信息的一種重要元件，如圖所示是一種電容式壓力傳感器，當待測壓力作用于可動電極時，使它發(fā)生形變，從而改變傳感器的電容。若流經(jīng)靈敏電流計的電流方向向左時，指針向右偏。當待測壓力突然增大時，下列說法中正確的是（）A．電容器的電容將減小B．M點的電勢比N點的低C．靈敏電流表指針向左偏轉(zhuǎn)D．若電流計示數(shù)穩(wěn)定且不為零，說明壓力F不再變化3．電子顯微鏡通過“靜電透鏡”實現(xiàn)對電子束的會聚或發(fā)散，進而使微小物體成像。如圖所示，圖中虛線為某“靜電透鏡”區(qū)域的等勢面，其中M、N兩點電勢φM<φN?，F(xiàn)有一電子束沿垂直虛線AB的方向進入“透鏡”電場，僅在電場力的作用下穿過小孔CD。下列說法正確的是（）A．M點的電場強度小于N點的電場強度B．正對N點射入“透鏡”電場的電子會經(jīng)過N點C．電子在電場中運動，電勢能增大D．該“透鏡”電場對垂直虛線AB射入小孔CD的電子束有發(fā)散作用4．如圖所示為研究決定平行板電容器電容大小因素的實驗裝置。兩塊相互靠近的等大正對平行金屬板A、B組成電容器，板B固定在絕緣座上并與靜電計中心桿相接，板A和靜電計的金屬殼都接地，板A上裝有絕緣手柄，可以執(zhí)手柄控制板A的位置。在兩板相距一定距離時，給電容器充電，靜電計指針張開一定角度。在整個實驗過程中，保持電容器所帶電荷量不變，對此實驗過程的描述正確的是（）A．如果只在A、B之間插入玻璃板，靜電計指針張角變大B．如果只在A、B之間插入玻璃板，靜電計指針張角不變C．如果只將A從圖示位置向左平移，靜電計指針張角變大D．如果只將A從圖示位置向下平移，靜電計指針張角變小5．如圖所示，虛線A、B、C、D是某勻強電場中的4個平行且等距的等勢面，兩等勢面間的距離為1cm，其中等勢面B的電勢為0，一電子僅在靜電力的作用下運動，經(jīng)過A、D等勢面時的動能分別為22eV和10eV，則下列說法正確的是A．等勢面C的電勢為4VB．該勻強電場的電場強度為200V/m，方向水平向左C．電子在等勢面D的電勢能為8eVD．該電子一定能到達電勢為-16V的等勢面6．如圖所示，一棱長為的正方體置于存在勻強電場的空間中，電場的方向沿方向，ABCD和是正方體的頂點。間的電勢差為，下列關(guān)于電勢高低及電場強度大小分析正確的是（）A． B．C． D．7．中國新一代粒子研究器“超級陶粲”裝置近日正式啟動，靜電分析器是其重要組成部分。靜電分析器的兩電極之間存在如圖所示的靜電場，以靜電場中任意一點電場方向均沿半徑方向指向圓心，大小均滿足（k為與裝置有關(guān)的常數(shù)，r為該點到圓心O的距離）。某次實驗中質(zhì)量之比為1：2、電荷量之比為2：1的甲、乙兩粒子由入射口P進入靜電分析器，分別沿軌跡Ⅰ、Ⅱ僅在電場力作用下做圓心為О的勻速圓周運動，最后從出射口Q射出，下列說法正確的是（）A．甲、乙兩粒子運動時的速率之比為4：1 B．甲、乙兩粒子運動時的角速度之比2：1C．甲、乙兩粒子運動時的動量大小之比為1：1 D．甲、乙兩粒子運動時的動能之比為1：2多項選擇題（本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有兩個或兩個以上選項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）8．電容位移傳感器具有靈敏度高的優(yōu)點，某電容位移傳感器的工作原理可簡化為如圖所示的裝置，電容器接在恒壓直流電源上，其中A是固定極板，B是可動極板，B與被測物體連接在一起，G為靈敏電流計，當被測物體水平向左移動時，下列說法正確的是（）A．電容器的電容減小 B．極板間的電場強度增大C．電容器所帶的電荷量增大 D．靈敏電流計中有從a到b方向的放電電流9．如圖甲是一對長度為L的平行金屬板，板間存在如圖乙所示的隨時間周期性變化的電場，電場方向與兩板垂直。在t=0時刻，一帶電粒子沿板間的中線OO'垂直電場方向射入電場，2t0時刻粒子剛好沿下極板右邊緣射出電場。不計粒子重力。則（）A．粒子帶正電B．粒子在平行板間一直做曲線運動C．粒子射入電場時的速度大小為D．若粒子射入電場時的速度減為一半，射出電場時的速度垂直于電場方向10．一空間存在勻強電場，場中A、B、C、O為正四面體的頂點，四面體棱長為，如圖所示。已知場強方向平行于底面，，，則（）。A．A、O兩點間電勢差為B．B、O兩點間電勢差為C．場強大小為D．場強大小為三、非選擇題（本題共5小題，共54分。請按題目要求作答）11．（8分）在“觀察電容器的充放電過程”實驗中，按圖1所示連接電路。開關(guān)未閉合時，電源的路端電壓。實驗操作時，單刀雙擲開關(guān)S先跟2相接，某時刻開關(guān)改接1，一段時間后，把開關(guān)再改接2.實驗中使用了電流傳感器來采集電流隨時間的變化情況。（1）開關(guān)S改接2后，電容器進行的是（選填“充電”或“放電”）過程。此過程得到的圖像如圖2所示，圖中用陰影標記的狹長矩形的面積的物理意義是。如果不改變電路其他參數(shù)，只減小電阻R的阻值，則此過程的曲線與坐標軸所圍成的面積將（選填“增大”、“減小”或“不變”）。（2）若實驗中測得該電容器在整個放電過程中釋放的電荷量，則該電容器的電容為。（）12．（8分）收音機中可變電容器作為調(diào)諧電臺使用。如圖為空氣介質(zhì)單聯(lián)可變電容器的結(jié)構(gòu)，它是利用正對面積的變化改變電容器的電容大小，某同學想要研究這種電容器充、放電的特性，于是將之接到如圖所示的實驗電路中，實驗開始時電容器不帶電。(1)首先將開關(guān)S打向1，這時觀察到靈敏電流計G有短暫的示數(shù)，穩(wěn)定后，旋轉(zhuǎn)旋鈕，使電容器正對面積迅速變大，從開始到最終穩(wěn)定，靈敏電流計示數(shù)隨時間變化的圖像可能是（填選項中的字母序號）(2)充電穩(wěn)定后，斷開單刀雙擲開關(guān)，用電壓表接在電容器兩端測量電壓，發(fā)現(xiàn)讀數(shù)緩慢減小，原因

。(3)該同學做完實驗，得到電容器的電容后，突然想起他用的是一節(jié)舊電池（電動勢不變，內(nèi)阻不可忽略），為了盡量精確的得出電容的測量結(jié)果，他有沒有必要把舊電池更換成新電池？在下面的橫線上做一個簡要分析。13．（10分）如圖所示，勻強電場中有一直角三角形ABC，AB長度為4cm，，一個帶電荷量的點電荷由A移到B的過程中，電勢能增加，由B移到C的過程中電場力做功，已知電場線平行于所在的平面，求：（1）A、B兩點的電勢差UAB及C、B兩點的電勢差UCB分別是多少；（2）該勻強電場的電場強度的大小是多少。14．（12分）如圖所示，傾角的光滑絕緣斜面與光滑絕緣圓弧軌道相切于點，、點分別為圓弧最低點和最高點，圓弧半徑，點右側(cè)區(qū)域存在水平向左的勻強電場，電場強度。一質(zhì)量為，帶電量為的小球從斜面上點靜止釋放，距離。小球視為質(zhì)點，不計空氣阻力，重力加速度，，，求：（1）小球運動至點時軌道對它支持力大??；（2）重新以某一速度從點釋放小球，要使其能沿軌道運動至點，求最小初速度。15．（16分）兩塊水平平行放置的導(dǎo)體板AB如圖甲所示，大量電子（質(zhì)量為m、電荷量為e）由靜止開始，經(jīng)加速電場加速后，連續(xù)不斷地沿平行板的方向從兩板正中間射入兩板之間。當兩板均不帶電時，這些電子通過兩板之間的時間為3t0；當在兩板間加如圖乙所示的周期為2t0、恒為U0的周期性電壓時，恰好