2022人教版高中物理必修第三冊練習題-第十章 靜電場中的能量本章達標檢測

2022人教版高中物理必修第三冊

本章達標檢測

（滿分:100分;時間:75分鐘）

一、單項選擇題（本題共8小題,每小題3分，共24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.（2021吉林長春第二十九中高二月考）關于靜電場的等勢面,下列說法正確的是

（）

A.兩個電勢不同的等勢面可能相交

B.電場線不一定與等勢面相互垂直

C.同一等勢面上各點電場強度一定相等

D,將一正的試探電荷從電勢較高的等勢面移至電勢較低的等勢面,靜電力做正功

2.（2020廣東廣大附中高二上期中）如圖所示，在。點放置一點電荷Q,以。為圓

心作一圓?，F(xiàn)將一試探電荷分別從圓上的反C,〃三點移到圓外的/點，下列說

法正確的是（）

A.從夕移到A的過程中靜電力做功最少

B.從。移到A的過程中靜電力做功最少

C.從〃移到A的過程中靜電力做功最多

D.三個過程中靜電力做功一樣多

3.如圖所示為一對不等量異種點電荷的電場線分布，下列說法正確的是（）

A.a的電性無法確定

B.少處沒畫電場線，故方處電場強度為零

C.4點電勢一定高于夕點電勢

D.將一電子從4點移到B點,靜電力對電子做正功

4.（2021安徽蒙城一中高二上期中）真空中存在一個水平向左的勻強電場，電場強

度的大小后也，一根不可伸長、長度為/的絕緣細線一端拴一個質(zhì)量為勿、電荷

q

量為Q的帶正電小球，另一端固定在。點。把小球拉到使細線水平的位置4再由

靜止釋放小球,則在從釋放小球至小球運動到。點的正下方方的過程中（）

A.小球運動到夕點前的瞬時,速度恰好為零

B.小球運動到夕點前的瞬時，繩子對小球的拉力為mg

C.小球從A運動到夕的過程中做曲線運動

D.小球運動到夕點前的瞬時,其動能為21ngi

5.（2020吉林遼源高二上期中）如圖所示,￡為電源,。為電容器,A為定值電阻,S

為單刀雙擲開關,則（）

T￡

A.S接1時，電容器充電且上極板電勢較低

B.S接2時，電容器放電且電流從左往右經(jīng)過定值電阻R

C.保持S接1,將上極板豎直向上平移少許,板間電壓不變,場強減小

D.保持S接1,將上極板水平向左平移少許,板間電壓不變,場強減小

6.（2020安徽蚌埠二中高三上期中）空間有一沿x軸對稱分布的電場，其電場強度

后隨x變化的圖像如圖所示,下列說法正確的是（）

A.。點的電勢最低

B.用和吊兩點的電勢相等

C.X2點的電勢最高

D?揚和-汨兩點的電勢相等

7.（2020四川峨眉二中高二上月考）兩點電荷s和3（電性和電荷量大小均未知）

分別固定在x軸上的-2/和2/處。兩電荷連線上各點電勢。隨x變化的關系如

圖所示。下列說法正確的是（）

A.從-2/處到2L處場強先減小后增大

B.-￡處的場強沿x軸負方向

C.將一電子從-2/處移動到2L處,靜電力做正功

D.x軸上只有一個點的場強為0,且位于2L處的左邊

8.（2021湖南衡陽模擬）如圖所示,水平線a、b、c、d為勻強電場中的等差等勢

線，一個質(zhì)量為力、電荷量絕對值為Q的粒子在勻強電場中運動，力、〃為其運動

軌跡上的兩個點，已知該粒子在4點的速度大小為匕,在夕點的速度大小為外,且

方向與等勢線平行,/、方連線長為上，連線與豎直方向的夾角為。，不計粒子受到

的重力，則（）

A.該粒子一定市正電

2

V

m(-2

B.勻強電場的電場強度大小為

2qLcos0

C.粒子在4點的電勢能一定小于在4點的電勢能

D.等勢線b的電勢比等勢線c的電勢高

二、多項選擇題（本題共4小題,每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選

項中，有多項符合題目要求。全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的

得。分）

9.（2020四川資陽高二上期中）如圖所示,力、B、C,〃是勻強電場中的四個點,〃

是用的中點,4、B、。的連線構成一直角三角形m,N4夕上60°,電場線與

三角形所在的平面平行，已知4點的電勢為5V,夕點的電勢為-5V,C點的電勢為

15V,據(jù)此可以判斷（）

A.場強方向由。指向B

B.場強方向垂直于從〃連線指向方

C.場強大小為了V/m

Li

D.場強大小為誓V/m

JLJ

10.（2020廣東新豐一中高二上期中）一帶負電的粒子只在靜電力作用下沿X軸正

方向運動,其電勢能隨位移的變化關系如圖所示,則下列說法正確的是（）

A.粒子從用處運動到蒞處的過程中靜電力做正功

B.不處電場強度方向沿x軸正方向

C.用處的電場強度小于用處的電場強度

D.為處的電勢比照處的電勢低

H.（2020河南省實驗中學高三上期中）有一種電荷控制式噴墨打印機，它的打印

頭的結構簡圖如圖所示。其中墨盒可以噴出極小的墨汁微粒，此微粒經(jīng)過帶電室

帶上電后以一定的初速度垂直射入偏轉電場,再經(jīng)偏轉電場后打到紙上,顯示出

字符。不考慮墨汁的重力，為使打在紙上的字跡縮?。ㄆD距離減小），下列措施

可行的是（）

信號輸入紙

偏轉電場

呂豐:

i回流槽

瞿盒帶電室

A.減小墨汁微粒的質(zhì)量

B.增大偏轉電場兩極板間的距離

C.減小偏轉電場的電壓

D.減小墨汁微粒的噴出速度

12.（2020重慶高二期末）如圖所示,質(zhì)量相同的兩個帶電粒子隊N以相同的速度

同時沿垂直于電場方向射入兩平行金屬板間的勻強電場中，"從兩極板正中央射

入，"從下極板邊緣處射入,它們最后打在同一點。不計帶電粒子重力和帶電粒子

間的相互作用，則從粒子射入到打在上極板的過程中（）

M-v/

N?一，》?

A.它們運動的時間相等

B.它們的電勢能減少量之比△扁:△耳尸1：2

C它們的動能增加量之比△及〃：A^A=1：2

D.它們所帶的電荷量之比翁：仍=1：2

三、非選擇題（共6小題，共60分）

13.（2020江蘇南通月考）（6分）在“用傳感器觀察電容器的充電和放電”實驗中,

電路圖如圖甲。一位同學使用的電源的電動勢為10.0V,測得放電的7-方圖像如

圖乙所示。

接計莫機

一傳感器

0

2461/?

乙

⑴電容器在整個放電過程中釋放的電荷量約為Co（結果保留兩位有效

數(shù)字）

（2）根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算出電容器的電容為Fo（結果保留兩位有效數(shù)字）

14.（2020江西撫州高二月考）（8分）在探究平行板電容器的電容與哪些因素有關

的實驗中，某同學猜測電容可能與極板間的距離從極板的正對面積S及插入極

板間的電介質(zhì)有關。他將一個已經(jīng)充電的平行板電容器與靜電計連接,如圖所示。

實驗時保持電容器極板所帶的電荷量不變,且電容器夕板位置不動。

（1）將/板向右平移，靜電計指針張角；將/板豎直向下平移,則靜電計

指針張角；在從夕板間插入電介質(zhì)，則靜電計指針張角0（均

選填“變大”“變小”或“不變”）

⑵若將電容器水平放置,有一帶電液滴靜止在電容器內(nèi)部,現(xiàn)將電容器A板向下

平移一小段距離,則液滴（選填“靜止不動”“向下運動”或“向上運

動”）。

15.（2020江蘇啟東中學高二上期中）（8分）如圖所示的平行金屬板電容器的電容

俏2X104F,極板4〃之間可以看成勻強電場,場強后1.2義IO,V/m,極板間距

離為￡=5cm,電場中c點到A極板、d點到方極板的距離均為0.5cm,夕極板接

地。求：

⑴d點處的電勢應；

（2）8極板所帶電荷量。；

⑶成c兩點間的電勢差爆；

（4）將電荷量^-5X106C的負點電荷從d移到c,靜電力做的功優(yōu)。

TB

16.（2020四川廣安鄰水實驗學校高二上月考）（8分）如圖所示，一個質(zhì)量為

爐2.0X10"kg、電荷量戶LOX1。/C的帶電微粒（重力忽略不計），從靜止開始

經(jīng)電壓為?=100V的加速電場加速后，水平進入兩平行金屬板間的偏轉電場中。

金屬板長￡=20cm,兩板間距＜7=10V3cm。

(1)微粒進入偏轉電場時的速度是多大？

⑵若微粒射出電場時的偏轉角度。為30°,則兩金屬板間的電壓瓜是多大?

17.(2020湖南益陽高二上期中)(12分)如圖所示,在場強大小為￡的豎直向下的

勻強電場中，一個質(zhì)量為/小帶負電的小球從斜軌道上的4點由靜止滑下，小球通

過半徑為〃的圓軌道頂端的夕點時恰好不落下來，已知軌道是光滑而又絕緣的,

且小球的重力是它所受靜電力的2倍，求：

(1)4點在斜軌道上的高度力；

⑵小球運動到最低點時對軌道的壓力大小。

18.（2021安徽合肥二模）（18分）一帶正電的小球通過絕緣細線懸掛于場強大小

為百的水平勻強電場中，靜止時細線與豎直方向的夾角夕=45°,如圖所示。以

小球靜止時的位置為坐標原點0,在豎直平面內(nèi)建立直角坐標系xOy,其中x軸水

平?，F(xiàn)剪斷細線，經(jīng)0.1s,電場突然反向，場強大小不變;再經(jīng)0.1s,電場突然

變?yōu)榱硪粍驈婋妶觯瑘鰪姶笮閰^(qū)且過0.1s后小球速度為零。已知小球質(zhì)量

爐1.0Xl（y2kg,電荷量產(chǎn)1.0X10-8c,g取iom/s2,空氣阻力不計。求：

（1）6和及；

⑵細線剪斷0.3s末小球的位置坐標。

答案全解全析

、本章達標檢測

1.D假設兩個電勢不同的等勢面相交,則交點處的電勢就有兩個不同的值,這是

不可能的,A錯誤；電場線與等勢面處處垂直,B錯誤；同一等勢面上各點電勢相等,

而場強不一定相等,C錯誤;正電荷從高電勢處移到低電勢處，電勢能減少,靜電力

做正功,D正確。

2.D在。點放置一點電荷Q,以。為圓心作一圓，根據(jù)點電荷等勢面的分布情況

知，反C,〃三點的電勢相等，因此/與從C、〃三點間的電勢差相等，將一試探

電荷從圓上的反C、〃三點移到圓外的1點的過程中，根據(jù)聆q〃得知，靜電力做

功相等，選項D正確,A、B、C錯誤。

3.C根據(jù)電場線的特點可知，。帶正電,選項A錯誤；電場線實際并不存在,沒有

畫出電場線的位置不代表沒有電場,根據(jù)電場強度疊加原理可得出片處場強不為

零,選項B錯誤;沿著電場線方向電勢降低,所以/點電勢一定高于夕點電勢,將

一電子從A點移到少點，電勢能增加,靜電力對電子做負功,選項C正確、D錯誤。

4.D小球在復合場中所受到的重力和電場力的合力為一恒力,重力和電場力大

小相等,合力沿”方向，小球由靜止釋放,沿直線也做勻加速運動,選項A、C錯

誤;小球運動到夕點前的瞬時，繩子剛好被拉直，繩子對小球的拉力為零,選項B

錯誤;小球運動到夕點前的瞬時，根據(jù)動能定理可得mgl+qEl=民,解得E正2mgl,選

項D正確。

5.CS接1時，電容器充電且上極板接電源正極，電勢較高,選項A錯誤;S接2

時，電容器放電且電流從右往左經(jīng)過定值電阻片選項B錯誤;保持S接1，將上極

板豎直向上平移少許,板間電壓不變,根據(jù)后］可知,場強減小,選項C正確;保持

a

S接1,將上極板水平向左平移少許,板間電壓不變,兩板間距d不變,根據(jù)氏?可

知場強不變,選項D錯誤。

6.D作出一條電場線如圖所示，沿著電場線方向電勢逐漸降低，可知。點的電勢

最高,X點的電勢高于也點的電勢，選項A、B錯誤;沿著電場線方向電勢逐漸降

低，故在點的電勢不是最高的,選項C錯誤;而和一蒞兩點關于原點對稱，由。點向

兩邊電勢都降低且電場強度的變化相同，則可知生和-X2兩點電勢相等,選項D正

確。

EOE

7.A6-x圖線斜率的絕對值表示場強大小，從-2￡處到2L處場強先減小后增大,

選項A正確;從處的左邊到右邊，電勢降低，由沿電場線方向電勢降低可知，-/

處場強方向沿x軸正方向，選項B錯誤;從-2￡處到2L處，電勢降低，由于移動的

是電子,所以電子的電勢能增大,靜電力做負功,選項C錯誤；由圖像可知,-2￡處

的電荷為正電荷，電荷量較大,2￡處的電荷為負電荷，電荷量較小，則在x軸上只

有一個點的場強為零,且位于2L處的右邊,選項D錯誤。

8.B根據(jù)做曲線運動的物體所受的合力指向曲線的凹側以及電場強度的方向垂

直于等勢線可知，電場力豎直向上，由于不知道電場強度的方向，所以無法確定粒

子的電性,A錯誤;粒子從/到6過程在沿電場線方向的位移為產(chǎn)/cos以設電

場強度大小為￡由動能定理得-叱解得后萼粵,B正確;粒子所

222qLcosu

受的電場力方向向上,所以粒子從A到6過程中電場力做負功，電勢能增大,C錯

誤;根據(jù)題意可判斷粒子受到的電場力方向，無法確定電場強度的方向，無法確定

等勢線的電勢高低,D錯誤。

9.BD由于〃點是比的中點，則%F%即0廠。尸。廠0份故力產(chǎn)甘B=[5+[5)

V=5V,則0尸為,4〃連線為一條等勢線，根據(jù)電場線和等勢面垂直及沿電場線

方向電勢逐漸降低,可知場強的方向垂直于從〃連線指向B點,選項A錯誤,B正

確;場強的大小為勺田V/m與V/m,選項C錯誤,D正確。

3Lt

10.ACD帶負電的粒子從各處運動到也處的過程中電勢能減小,則靜電力做正功,

選項A正確;靜電力做正功,說明粒子所受的靜電力方向沿x軸正方向,粒子帶負

電,可知電場強度方向沿x軸負方向,選項B錯誤;根據(jù)△除-Fbx,知耳-x圖線

斜率的絕對值等于靜電力，由題圖知,粒子在為處所受的靜電力小于在照處所受

的靜電力，因此用處的電場強度小于用處的電場強度,選項C正確；電場強度方向

沿x軸負方向，根據(jù)沿著電場線方向電勢逐漸降低,可知為處的電勢比處處的電

勢低,選項D正確。

11.BC微粒以一定的初速度垂直射入偏轉電場后做類平拋運動,則在水平方向

上有L=vot,在豎直方向上有片“我加速度產(chǎn)鳥,聯(lián)立解得廣廣臉,要縮小字跡,

就要減小微粒通過偏轉電場的偏轉距離yo由上式分析可知，可采用的方法有:增

大墨汁微粒的質(zhì)量、增大偏轉電場兩極板間的距離、減小偏轉電場的電壓、增

大墨汁微粒的噴出速度，選項A、D錯誤,B、C正確。

12.AD由題可知,兩個帶電粒子都做類平拋運動,在水平方向做勻速直線運動，

而且它們的水平位移相等、初速度相等,則在電場中的運動時間相等,選項A正

確;粒子的豎直位移尸;aG穿，勿、八少相等，則兩粒子帶電荷量之比

q*：S=%:：2,帶電粒子在電場中運動時，由功能關系可知，電勢能減少量等

于靜電力做的功，則電勢能減少量之比△品：△%=《/%：公怎產(chǎn)1：4,選項B錯

誤,D正確；由題意知,兩帶電粒子在電場中運動只受靜電力作用，動能的增加量等

于靜電力所做的功，則它們的動能增加量之比△區(qū)/△反口：4,選項C錯誤。

13.答案（1）0.016（3分）（2）0.0016（3分）

解析（1）八方圖像中圖線與橫軸所圍的面積表示電荷量,經(jīng)確認：圖線下共有約

40小格（多余半格算一個,少余半格不算），所以電容器在整個放電過程中釋放的

電荷量約為的40X0.001X0.4C=0.016Co

（2）從上一間知道，電容器充滿電后所帶的電荷量小0.016C,而所加電壓

W片\0V,所以^=0.0016Fo

14.答案（1）變?。?分）變大（2分）變?。?分）

（2）靜止不動（2分）

解析（1）將力板向右平移，兩板間距d減小，由年吊可知電容變大，由滬）可

471kdC

知,兩極板間電勢差變小,靜電計指針張角變小。將A板豎直向下平移,兩極板正

對面積S減小，由年片可知電容減小，由小今可知,兩極板間電勢差變大,靜電

4ukdC

計指針張角變大。在48板間插入電介質(zhì)，由心磊可知電容變大，由若可知,

兩極板間電勢差變小,靜電計指針張角變小。

（2）電容器帶電荷量不變,改變兩板間距,根據(jù)小方△裊;和3Ed得代當,

U411/cd￡rs

可知,場強不變,則靜電力不變,液滴仍然靜止不動。

15.答案（1）-6V（2）1.2X10-2c（3）48V（4）-2.4X104J

解析（l）d點與方極板間的電勢差人-止-1200X0.005V=-6V,所以。尸-6

V（2分）

（2）以月間的電勢差少尸以=1200X0.05V=60V

〃極板所帶電荷量CC%尸2X10-4X60C=1.2X102C（2分）

（3）成c兩點沿電場方向的距離

￡<*=0.05m-2X0.5X10-m=0.04m

d、c兩點間的電勢差爆=應448V（2分）

⑷傳M=-2.4X6J（2分）

16.答案（1）1.0X10'm/s（2）100V

解析（1）設帶電微粒經(jīng)加速電場加速后速度為匕,根據(jù)動能定理：

qU《mvW（1分）

解得力=叵=1.0X10,m/s（1分）

7m

（2）帶電微粒在偏轉電場中只受靜電力作用，做類平拋運動。

水平方向有Z=vit,得t=—（1分）

V1

設微粒在偏轉電場中運動的加速度為a,射出電場時豎直方向的速度為外,

則加速度年四警（1分）

mdm

v^at=^-?—（1分）

dmvr

tane』嗎二些（2分）

dmvl2dsi

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù),解得4=100V（1分）

17.答案⑴2.5〃（2）3mg

解析⑴由題意得喏2%（1分）

設小球在夕點的最小速度為%,由牛頓第二定律可得

mg-E（rn^（2分）

對4f夕過程由動能定理可得

mg（h~2通-Eq（h-24（2分）

聯(lián)立解得斤2.57？（1分）

（2）對/一。過程由動能定理可得

mgh-Eqh=^im）c（2分）

小球在。點時，由牛頓第二定律可得

?2,

R+Ecrm史】咋（2分）

聯(lián)立解得A=3儂（1分）

由牛頓第三定律可得小球對軌道最低點的壓力為3儂（1分）

18.答案（1）107V/m3X107V/m（2）（0.1m,0.3m）

解析（1）當小球靜止時，對小球受力分析可得色包tan。=1,

mg

即qE^mg,則5=—=107V