物理人教版高中必修三（2019年新編）第10章 靜電場(chǎng)中的能量必刷卷（單元檢測(cè)）

高二物理必修第三冊(cè)第十章靜電場(chǎng)中的能量必刷卷班級(jí)姓名學(xué)號(hào)分?jǐn)?shù)（考試時(shí)間：90分鐘試卷滿分：100分）注意事項(xiàng)：1．本試卷分第I卷（選擇題）和第II卷（非選擇題）兩部分。答卷前，考生務(wù)必將自己的班級(jí)、姓名、學(xué)號(hào)填寫在試卷上。2．回答第I卷時(shí)，選出每小題答案后，將答案填在選擇題上方的答題表中。3．回答第II卷時(shí)，將答案直接寫在試卷上。第Ⅰ卷（選擇題共48分）一、選擇題（共13小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1-8題只有一項(xiàng)符合題目要求，第9-12題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。）1．正點(diǎn)電荷電場(chǎng)分布如圖，該正點(diǎn)電荷電量為Q，則該電荷在與它相距r處的點(diǎn)所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，A、B、C是電場(chǎng)線上的三個(gè)點(diǎn)。正點(diǎn)電荷在靜電力作用下，沿電場(chǎng)線由A點(diǎn)移至B點(diǎn)的過(guò)程中，靜電力做功為W1，將該正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移至C點(diǎn)再移至B點(diǎn)過(guò)程中靜電力做功為W2，則（）A．W1=W2 B．W1>W2 C．W1<W2 D．W1=2W2【答案】A【詳解】靜電力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置有關(guān)，兩次過(guò)程的初末位置相同，故兩次做功的情況相同，即W1=W2，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。2．下列關(guān)于電容器的說(shuō)法中正確的是（）A．電容器所帶的電荷量為兩個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值之和B．電容器的電容與電容器所帶電荷量成正比C．一個(gè)電容器的電荷量增加時(shí)，兩極板間的電勢(shì)差升高ΔU＝10V，則電容器的電容D．放電后的電容器所帶電荷量為零，電容也為零【答案】C【詳解】A．電容器所帶的電荷量是指任何一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值，故A錯(cuò)誤；BD．電容是用來(lái)描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，電容的大小與電容器是否帶電及帶電量多少無(wú)關(guān)，故BD錯(cuò)誤；C．根據(jù)可知故C正確。故選C。3．如圖，是某電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布，M、N、P是電場(chǎng)線上的三個(gè)點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（）A．φM>φN>φPB．EM>EN>EPC．一個(gè)負(fù)電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在P點(diǎn)的電勢(shì)能D．一個(gè)正電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在P點(diǎn)的電勢(shì)能【答案】D【詳解】A．根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，可知故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)電場(chǎng)線的疏密程度可知，電場(chǎng)線越密電場(chǎng)強(qiáng)度越強(qiáng)，可知故B錯(cuò)誤；CD．根據(jù)電勢(shì)能可知，正電荷在高電勢(shì)處電勢(shì)能較大，負(fù)電荷在高電勢(shì)處電勢(shì)能較小，故C錯(cuò)誤D正確。故選D。4．如圖所示，實(shí)線為某電場(chǎng)的電場(chǎng)線（方向未標(biāo)明），虛線為一帶電的粒子僅在電場(chǎng)力作用下通過(guò)該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡。下列判斷中正確的是（）A．粒子一定是從M點(diǎn)向N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)B．帶電粒子在M點(diǎn)的加速度一定大于在N點(diǎn)的加速度C．M點(diǎn)的電勢(shì)一定高于N點(diǎn)的電勢(shì)D．帶電粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能【答案】D【詳解】B．電場(chǎng)線越密的位置電場(chǎng)強(qiáng)度越強(qiáng)，由圖可知，N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，可知帶電粒子在N點(diǎn)的加速度一定大于在M點(diǎn)的加速度，B錯(cuò)誤；C．結(jié)合電場(chǎng)線和運(yùn)動(dòng)軌跡可知粒子的受力如圖所示，由于粒子電性未知，無(wú)法判斷電場(chǎng)線方向，即無(wú)法判斷M、N點(diǎn)的電勢(shì)大小關(guān)系，也無(wú)法判斷粒子的運(yùn)動(dòng)方向，C錯(cuò)誤；AD．粒子做曲線運(yùn)動(dòng)，可以從M點(diǎn)向N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，也可以從N點(diǎn)向M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，若粒子由向運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，若粒子由向點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，即無(wú)論粒子的運(yùn)動(dòng)方向如何，帶電粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能，A錯(cuò)誤，D正確。故選D。5．如果在某電場(chǎng)中將電荷量為的正電荷，僅在電場(chǎng)力作用下由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電場(chǎng)力做功為，則（）A．電荷在B點(diǎn)的動(dòng)能比在A點(diǎn)的動(dòng)能小B．電荷在B點(diǎn)的電勢(shì)能比在A點(diǎn)的電勢(shì)能小C．兩點(diǎn)間電勢(shì)差為D．若在兩點(diǎn)間移動(dòng)一個(gè)負(fù)電荷，則靜電力做功【答案】B【詳解】AB．僅在電場(chǎng)力作用下由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電場(chǎng)力做功為，電荷在B點(diǎn)的電勢(shì)能比在A點(diǎn)的電勢(shì)能小，根據(jù)動(dòng)能定理知電荷在B點(diǎn)的動(dòng)能比在A點(diǎn)的動(dòng)能大，故B正確，A錯(cuò)誤；C．兩點(diǎn)間電勢(shì)差為故C錯(cuò)誤；D．若在兩點(diǎn)間移動(dòng)一個(gè)負(fù)電荷，則靜電力做功故D錯(cuò)誤。故選B。6．如圖所示，有一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)線與平面平行。以原點(diǎn)O為圓心、5cm為半徑的圓周上任意一點(diǎn)的電勢(shì)為V，θ為該點(diǎn)與圓心連線跟x軸的夾角，關(guān)于該勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向，下列結(jié)論正確的是（）A．場(chǎng)強(qiáng)大小為400V/m，方向沿y軸負(fù)方向B．場(chǎng)強(qiáng)大小為800V/m，方向沿y軸正方向C．場(chǎng)強(qiáng)大小為800V/m，方向與x軸正方向成45°角斜向右上方D．場(chǎng)強(qiáng)大小為400V/m，方向沿x軸負(fù)方向【答案】A【詳解】由題意可知，當(dāng)時(shí)，可得圓與y軸負(fù)半軸的交點(diǎn)處的電勢(shì)為圓上電勢(shì)的最低點(diǎn)，即為當(dāng)時(shí)，可得圓與y軸正半軸的交點(diǎn)處的電勢(shì)為圓上電勢(shì)的最高點(diǎn)，即為由于沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)降落最快，可知電場(chǎng)線方向沿y軸負(fù)方向，由此可得，電場(chǎng)強(qiáng)度為，方向沿y軸負(fù)方向故選A。7．如圖所示，在真空中有兩個(gè)固定的等量異種點(diǎn)電荷，C、D是兩點(diǎn)電荷連線上的兩點(diǎn)，A、B是兩點(diǎn)電荷連線中垂線上的兩點(diǎn)，不計(jì)電子重力，下列說(shuō)法正確的是（

）A．電子沿中垂線從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，所受電場(chǎng)力先減小后增大B．電子沿中垂線從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，電勢(shì)能逐漸減小C．電子沿兩點(diǎn)電荷連線從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過(guò)程中，所受電場(chǎng)力先增大后減小D．電子沿兩點(diǎn)電荷連線從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過(guò)程中，電勢(shì)能逐漸增大【答案】D【詳解】AB．由等量異種電荷周圍電場(chǎng)線的分布可知，在中垂線AB上，O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大，從O點(diǎn)沿著中垂線向無(wú)窮遠(yuǎn)處延伸，場(chǎng)強(qiáng)逐漸減小，方向水平向右，AB為等勢(shì)線。所以電子在從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，電勢(shì)能不變，電場(chǎng)力先增大后減小，AB錯(cuò)誤；C．兩點(diǎn)電荷連線上的電場(chǎng)強(qiáng)度沿連線先變小后變大，O點(diǎn)最小但不為零，方向不變，電子在從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力先減小后增大，C錯(cuò)誤；D．電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能逐漸增大，D正確。故選D。8．一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能隨位移x變化的關(guān)系如圖所示，其中0~段是關(guān)于直線對(duì)稱的曲線，段是直線，則下列說(shuō)法正確的是（）A．處電場(chǎng)強(qiáng)度最小，但不為零B．粒子在段做勻變速運(yùn)動(dòng)，段做勻速直線運(yùn)動(dòng)C．若、處電勢(shì)為、，則D．段的電場(chǎng)強(qiáng)度大小方向均不變【答案】D【詳解】A．圖像的斜率表示粒子所受電場(chǎng)力F，根據(jù)可知處電場(chǎng)強(qiáng)度最小且為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．粒子在0~段切線的斜率發(fā)生變化，所以加速度也在變化，做變速運(yùn)動(dòng)，~段斜率不變，所以做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．帶負(fù)電的粒子從到的過(guò)程中電勢(shì)能增加，說(shuō)明電勢(shì)降低，即>選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．~段斜率不變，所以這段電場(chǎng)強(qiáng)度大小方向均不變，選項(xiàng)D正確。故選D。9．兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷固定于光滑水平面上，其連線中垂線上有A、B、C三點(diǎn)，如圖甲所示。一個(gè)帶電荷量為+2×10-7C，質(zhì)量為0.1kg的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從C點(diǎn)靜止釋放，其運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖乙所示，其中B點(diǎn)處為整條圖線切線（圖中標(biāo)出了該切線）斜率最大的位置，則下列說(shuō)法正確的是（）A．由C到A的過(guò)程中物塊的電勢(shì)能一直在增大B．B點(diǎn)為中垂線上電場(chǎng)強(qiáng)度最大的點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)E=1×104V/mC．由C點(diǎn)到A點(diǎn)電勢(shì)逐漸降低D．A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB=5×106V【答案】BC【詳解】A．從圖像可知，由C到A的過(guò)程中，物塊的速度一直增大，電場(chǎng)力對(duì)物塊做正功，電勢(shì)能一直減小，故A錯(cuò)誤；B．v-t圖像的斜率表示加速度，由v-t圖可知帶電粒子在B點(diǎn)的加速度最大，且為則小物塊在B所受的電場(chǎng)力最大為Fmax=mamax=2×10-3N則B點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)最大，且最大值為故B正確；C．兩個(gè)等量同種正電荷其連線中垂線上電場(chǎng)強(qiáng)度方向是由O點(diǎn)沿中垂線指向外側(cè)，故由C點(diǎn)到A點(diǎn)的過(guò)程中電勢(shì)逐漸減小，故C正確；D．從圖像可知，A、B兩點(diǎn)的速度分別為vA=6×10-2m/s，vB=4×10-2m/s，再根據(jù)動(dòng)能定理得解得故D錯(cuò)誤。故選BC。10．如圖所示的兩個(gè)平行板電容器水平放置，板用導(dǎo)線與板相連，板和板都接地讓板帶電后，在左邊電容器間有一個(gè)帶電油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)。間電容為，電壓為，帶電量為，間電容為，電壓為，帶電量為。下列說(shuō)法正確的是（）A．如果將間的絕緣介質(zhì)抽出、帶電油滴將保持不動(dòng)B．如果將間的絕緣介質(zhì)抽出、增大，增大C．如果將板下移，增大，減小D．如果將板下移，減小，增大【答案】BC【詳解】AB．如果將間的絕緣介質(zhì)抽出，根據(jù)，則電容減小，因不變，端的電勢(shì)差，知電勢(shì)差增大，所以兩端的電勢(shì)差增大，電場(chǎng)強(qiáng)度增大，則電場(chǎng)力變大，所以向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)增大，也增大，故A錯(cuò)誤；故B正確；C．如果將板下移，即增大、間的距離，根據(jù)，則電容減小，假設(shè)不變，則板間的電壓將增大，大于間的電壓，故板將向板充電，故減小，增大，故C正確；D．充電完成穩(wěn)定后，及間的電壓均增大，故D錯(cuò)誤。故選BC。11．如圖所示，某直線加速器由沿軸線分布的一系列金屬圓管（漂移管）組成，相鄰漂移管分別接在高頻脈沖電源的兩極。質(zhì)子從P點(diǎn)沿軸線進(jìn)入加速器并依此向右穿過(guò)各漂移管，在漂移管內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在漂移管間被電場(chǎng)加速，加速電壓視為不變。設(shè)質(zhì)子進(jìn)入漂移管B時(shí)速度為8×106m/s，進(jìn)入漂移管E時(shí)速度為1×107m/s，電源頻率為1×107Hz，漂移管間縫隙很小，質(zhì)子在每個(gè)管內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間視為電源周期的。質(zhì)子的比荷取1×108C/kg。下列說(shuō)法正確的是（）A．漂移管B的長(zhǎng)度為0.4mB．漂移管B的長(zhǎng)度為0.8mC．相鄰漂移管間的加速電壓為6.0×104VD．相鄰漂移管間的加速電壓為4.5×104V【答案】AC【詳解】AB．質(zhì)子在B管中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得漂移管B的長(zhǎng)度LB=vBt質(zhì)子在B管中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為電源周期的，則t=代入數(shù)據(jù)，得LB=0.4m，A正確，B錯(cuò)誤；CD．由圖可知，從B到E經(jīng)過(guò)3次加速，設(shè)加速電壓為U，根據(jù)動(dòng)能定理可知3qU=－=1×108C/kg聯(lián)立代入數(shù)據(jù)可得U=6×104V，C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。12．示波管原理如圖所示，當(dāng)兩偏轉(zhuǎn)電極、電壓為零時(shí)，電子槍發(fā)射的電子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后會(huì)打在熒光屏正中間的點(diǎn)，其中軸與電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向平行，軸與電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向平行。則下列說(shuō)法正確的是（）A．若電壓為零時(shí)，只在加電壓，電子只能打在熒光屏的軸上B．若電壓為零時(shí)，只在加電壓，電子只能打在熒光屏的軸上C．要使電子打在圖示坐標(biāo)系的第Ⅱ象限內(nèi)，應(yīng)使、接電源的正極，、接電源的負(fù)極D．要使電子打在圖示坐標(biāo)系的第Ⅱ象限內(nèi)，應(yīng)使、接電源的正極，、接電源的負(fù)極【答案】BC【詳解】A．若電壓為零時(shí)，只在加電壓，則電子在方向不會(huì)偏轉(zhuǎn)，電子只能在方向偏轉(zhuǎn)，電子只能打在熒光屏的軸上，故A錯(cuò)誤；B．若電壓為零時(shí)，只在加電壓，則電子在方向不會(huì)偏轉(zhuǎn)，電子只能在方向偏轉(zhuǎn)，電子只能打在熒光屏的軸上，故B正確；CD．要使電子打在圖示坐標(biāo)系的第Ⅱ象限內(nèi)，則電子在經(jīng)過(guò)之間時(shí)向方向偏轉(zhuǎn)，應(yīng)使接電源的正極，接電源的負(fù)極；之后電子在經(jīng)過(guò)之間向－x方向偏轉(zhuǎn)，應(yīng)使接電源的正極，接電源的負(fù)極。綜上所述可知C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。第II卷（非選擇題共52分）二、實(shí)驗(yàn)題（滿分12分）13．如圖甲所示是觀察電容器的充、放電現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置。電源輸出電壓恒為10V，S是單刀雙擲開關(guān)，G為靈敏電流計(jì)，C為平行板電容器。（1）當(dāng)開關(guān)S接1時(shí)，平行板電容器充電，在充電開始時(shí)電路中的電流比較______（填“大”或“小”）；（2）當(dāng)開關(guān)S接2時(shí)，平行板電容器放電，流經(jīng)G表的電流方向?yàn)開_____（填“向左”或“向右”）；（3）將G表?yè)Q成電流傳感器，電容器充電完畢后再放電，其放電電流隨時(shí)間變化圖像如圖乙所示，電容器的電容值約為______F（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮?/p>

大

向左

【詳解】（1）[1]開關(guān)接1時(shí)，對(duì)電容器充電，由于開始時(shí)電容器兩極板不帶電，所以開始時(shí)充電電流比較大；（2）[2]當(dāng)開關(guān)S接2，放電時(shí)正電荷從上極板流出，所以流經(jīng)G表的電流方向是向左；（3）[3]根據(jù)q=It可知放電電流隨時(shí)間變化曲線與x軸所圍面積即為通過(guò)的電荷量，圖像下共有42格，所以電容器在全部放電過(guò)程中釋放的電荷量約為而所加電壓所以電容三、計(jì)算題（滿分40分，其中15題8分，16題8分，17題12分，18題12分，每小題需寫出必要的解題步驟，只有答案不得分）14．如圖所示，光滑斜面傾角為，一帶有正電的小物塊質(zhì)量為m、電荷量為q，置于斜面上。當(dāng)沿水平方向加如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，帶電小物塊恰好靜止在斜面上，從某時(shí)刻開始，電場(chǎng)強(qiáng)度大小變?yōu)樵瓉?lái)的，方向不變，重力加速度為g，已知，。求：（1）原來(lái)的電場(chǎng)強(qiáng)度大?。唬?）電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的后，小物塊沿斜面下滑時(shí)的加速度有多大？【答案】（1）；（2）【詳解】（1）平衡時(shí)，物塊受重力mg、電場(chǎng)力qE、斜面的支持力N的作用，如圖所示由平衡條件得解得原來(lái)的電場(chǎng)強(qiáng)度（2）電場(chǎng)強(qiáng)度大小變?yōu)樵瓉?lái)的時(shí)，將滑塊受力沿斜面方向和垂直斜面方向正交分解，如圖所示根據(jù)牛頓第二定律得解得15．如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)、間距為d的兩平行板沿水平方向放置，圖中的虛線為兩平行板的中線，在距離平行板的右側(cè)處垂直極板放置一長(zhǎng)為的擋板，擋板中心恰在圖中虛線上．在距離平行板右端L處沿豎直方向固定一足夠長(zhǎng)的熒光屏，現(xiàn)在兩平行板間加恒定的電壓U，一帶電荷量為q的粒子由左側(cè)的正中央沿平行極板方向射入，不計(jì)粒子的重力．求：（1）如果粒子的初動(dòng)能為時(shí)，該粒子能從平行板的右側(cè)離開，則粒子離開平行板時(shí)的側(cè)移為多大？（2）欲使粒子打在熒光屏上，則粒子初動(dòng)能的取值范圍是多少？【答案】（1）；（2）【詳解】（1）設(shè)粒子的質(zhì)量為m，初速度為，則粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的加速度粒子射出電場(chǎng)的時(shí)間射出電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)距離所以又解得（2）粒子射出電場(chǎng)時(shí)的豎直分速度射出電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角的正切值故粒子射出電場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，要使粒子打在熒屏上，需滿足且所以16．如圖所示，質(zhì)量、電量的小物體（小物體可視為質(zhì)點(diǎn)）放在方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)。物體受到與水平面成37°斜向上的拉力，從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)立即撤去F，物體進(jìn)入右邊豎直光滑半圓形的軌道，其底端與水平軌道相切，物體與水