榆林市高中物理必修三第十章《静电场中的能量》测试(答案解析)

一、选择题
1．一个带电小球从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功3J，克服电场力做功0.5J，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）
A．小球在a点的重力势能比在b点大 3J
B．小球在a点的电势能比在b点小 1J
C．小球在a点的动能比在b点小 3.5J
D．小球在a点的机械能比在b点少 0.5J
2．A、B两个点电荷在真空中所产生电场的电场线（方向未标出）如图所示。

图中C点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称。

则下列说法中正确的是（）
A．这两点电荷一定是等量异种电荷B．这两点电荷一定等量同种电荷
C．D、C两点的电势一定不相等D．C点的电场强度比D点的电场强度小3．如图所示，正电荷在电场中从A点运动到B点，则运动过程中（）
A．电场力做负功、电势能减小B．电场力做正功、电势能减小
C．电场力做负功、电势能增加D．电场力做正功、电势能增加
4．避雷针是用来保护建筑物等避免雷击的装置。

图示为避雷针上方有雷雨时避雷针MN附近的电场线分布示意图，电场线关于直线MN对称。

虚线ABCD为一重力不计的带电粒子在电场中仅在电场力作用下从A运动到D的轨迹，则（）
A．该粒子在A点时的加速度比在B点时的加速度大
B．A点的电势比B点的电势高
C ．该粒子带负电
D ．AC CD U U
5．关于电势和电势能的关系，下列各种说法中正确的是（ ）
A ．某点电势高，说明该点电势能大
B ．某点电势高，说明该点电场做功本领强
C ．若带电粒子在电场中移动时，电势能减少，则电势一定降低
D ．负电荷在电场中无初速度，只在电场力作用下运动，电势能一定减少，同时它一定是从电势低处移向电势高处
6．如图所示，两块水平放置的平行正对的金属板a 、b 与电池相连，在距离两板等距的M 点有一个带电液滴处于静止状态。

若将a 板向下平移一小段距离，但仍在M 点上方，稳定后，下列说法中正确的是（ ）
A ．金属板所带电荷量减少
B ．M 点电势升高
C ．M 点的电场强度变小
D ．在a 板移动前后两种情况下，若将液滴从a 板移到b 板，电场力做功不相同 7．如图所示，实线是电场中一簇方向未知的电场线，虚线是一个带正电粒子从a 点运动到b 点的轨迹，若带电粒子只受电场力作用，粒子从a 点运动到b 点的过程中（ ）
A ．粒子的电势能逐渐减小
B ．粒子的电势能逐渐增加
C ．粒子运动的加速度逐渐增大
D ．粒子运动的速度逐渐增大
8．如图所示，有三个质量相等的分别带正电、负电和不带电的小球，从两水平放置的金属板左侧中央以相同的水平初速度v 0先后射入电场中，最后在正极板上打出A ，B ，C 三个点，则（ ）
A ．三小球在电场中运动时间相同
B ．三小球到达正极板时速度相同
C ．落到A 处小球带负电，落到C 处小球带正电
D ．三小球到达正极板时落在A 、C 处的小球机械能增大，落在B 处的小球机械能不变 9．如图所示，ABC 为表面光滑的斜劈，D 为AC 中点，质量为m 带正电的小滑块沿AB 面由A 点静止释放，滑到斜面底端B 点时速度为v 0，若空间加一与ABC 平行的匀强电场，滑块仍由静止释放，沿AB 面滑下，滑到斜面底端B 点时速度为02v ，若滑块由静止沿AC 面滑下，滑到斜面底端C 点时速度为03,v ，则下列说法正确的是（ ）
A ．滑块滑到D 时机械能增加了
2012
mv B ．电场方向与BC 垂直
C ．B 点电势是C 点电势2倍
D ．由A 到B 的过程中，电势能增加2012
mv 10．如图，带电粒子P 所带的电荷量是带电粒子Q 的3倍，它们以相等的速度v 0从同一点出发，沿着跟电场强度垂直的方向射入匀强电场，分别打在M 、N 点，若OM =MN ，则P 和Q 的质量之比为（ ）
A ．3：4
B ．4：3
C ．3：2
D ．2：3
11．如图所示，一价氢离子和二价氦离子的混合体，由静止开始同时经同一加速电场加速后，垂直偏转电场的电场线方向射入同一偏转电场中，偏转后，均打在同一荧光屏上，离子在加速电场中运动的时间可忽略不计，离子间的相互作用和重力均不计。

则一价氢离子和二价氦离子（ ）
A ．同时到达屏上不同点
B ．先后到达屏上不同点
C ．同时到达屏上同一点
D ．先后到达屏上同一点
12．下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是（ ） A ．根据电场强度的定义式F E q =可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比
B ．根据电容的定义式Q
C U =
可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比
C ．根据真空中点电荷的电场强度公式2Q E k
r =可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带电荷量无关
D ．根据电势差的定义式AB AB W U q
=可知，带电荷量为1C 的正电荷，从A 点移动到B 点克服电场力做功为1J ，则A 、B 两点间的电势差为1V AB U =-
13．两电荷量分别为q 1和q 2的点电荷固定在x 轴上的O 、M 两点，两电荷连线上各点电势φ随x 变化的关系如图所示，其中C 为ND 段电势最低的点，则下列说法正确的是（ ）
A ．q 1、q 2为等量异种电荷
B ．N 、
C 两点间场强方向沿x 轴负方向
C ．N 、
D 两点间的电场强度大小沿x 轴正方向先减小后增大
D ．将一正点电荷从N 点移到D 点，电势能先增大后减小
14．如图，空间有一范围足够大、水平向右的匀强电场，在电场中用绝缘细线悬挂一质量为m 、电荷量为+q 的小球，静止时细线与竖直方向的夹角为37°。

若小球获得垂直于细线、方向斜向右上的速度v 0，小球恰好可在竖直平面内做圆周运动。

A 点为圆轨迹上的最高点，已知细线长为l 取sin370.6︒=v ，cos370.8︒=，则（ ）
A ．电场强度大小为43mg E q
= B ．球运动到A 点时速度最小
C ．球运动过程中的最小速度为gl
D ．球运动的初速度052
v gl = 15．两电荷量分别为q 1和q 2的点电荷固定在x 轴上的O 、M 两点两电荷连线上各点的电势ϕ随x 变化的关系如图所示，其中A 、N 两点的电势为零，ND 段中C 点的电势最高，则（ ）
A ．N 点的电场强度大小为零
B ．q 1为正电荷，q 2为负电荷，且12q q >
C ．x 轴上AM 间电场强度的方向沿x 轴负方向
D ．若将一负试探电荷从D 点释放，则静电力先做正功后做负功，到达M 点速度恰好减为0
二、填空题
16．图中三根线是等差等势线，已知A 点电势比B 点电势高，在B 点的切线是AB 。

则A 点的电场强度大于B 点，理由是：______；若将负点电荷放在B 点处，其受力方向向______（选施图中序号）。

17．如图所示，水平平行线代表电场线，但未指明方向，带电量为10-8C 的正电微粒，在电场中只受电场力的作用，由A 运动到B ，动能损失4210J -⨯，A 点的电势为3210V ，则微粒运动轨迹是虚线______（填“1”或“2”），B 点的电势为______V 。

18．在“探究平行板电容器的电容与哪些因素有关”的实验中。

实验装置如图所示。

把一极板固定在绝缘支架上，用手握住另一极板绝缘柄，使两极板相距10cm 左右，两极板分别与静电计的金属球和大地相连，静电计外壳接地。

(1)给平行板电容器充电后，可观察到静电计的指针偏转一定的角度。

则静电计的指针偏转角度变大，反映了电容器的______（填“电容”“电压”或“电量”）变大。

(2)某同学进行了下面的些操作：左极板向上移动时，可观察到静电计指针偏转角______；两极板间插入电介质时，可观察到静电计指针偏转角______（均填“变大”“变小”或“不变”）。

19．下面三个图为探究平行板电容器电容大小因素的实验，请将正确的结论填在横线上，两平行板之间的电场可以视为匀强电场，给电容器充电后与电源断开，那么：
①若保持板间距离d 不变，正对面积S 变小，则两板电容C __________（填“变小”、“变大”或“不变”）
②若保持S不变，d变大，两板板间电场强度E__________（填“变小”、“变大”或“不变”）
③若保持S和d都不变，插入介质板后，则板间电势差U_______，板间电场强度
E_______（填“变小”、“变大”或“不变”）
20．如图所示，边长为2cm的正方形ABCD处在一个匀强电场中，电场线与正方形所在平面平行。

已知A、B、C三点的电势依次为6V，2V，-2V则D点的电势为__________V，电场强度大小为________V/m。

21．半径为R的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一质量为m、带正电的珠子，空间存在水平向右的匀强电场，如图所示，珠子所受静电力和其重力等大。

将珠子从环上最低位置A点静止释放，则珠子所能获得的最大动能E k=________，在最高点时小球对轨道的压力大小为_______。

（重力加速度为g）
22．在电场线上有A、B、C三点，设C点接地，将1C的正电荷由A移到C点，电场力做
ϕ= ______，功为5J；再将该电荷由B移到C点，电场力做功为﹣5J，A、B两点的电势A
ϕ= ______。

B
23．图中A、B、C、D 是匀强电场中一边长为 0.10m 的正方形的四个顶点，已知A、B、C、D四点的电势分别为φφ=15V，φφ=3V，φC=9V，则A、B的中点电势为________V，该电场的电场强度大小为______________V/m.
24．如图所示，在点电荷Q形成的电场中有A、B、C三点，若Q为负电荷，则________点电势最低，将正电荷放在______点时电势能最小，将负电荷放在_____点时电势能最大。

25．如图所示，a、b、c是氢原子的核外电子绕核运动的三个可能轨道，取无穷远电子的
电势能为零，电子在a、b、c三个轨道时对应的电势能分别为－13.6 eV，－3.4 eV，－1.51 eV，由于某种因素（如加热或光照）的影响，电子会沿椭圆轨道跃迁到离核更远的轨道上运动，则：
（1）φa＝________V，φb＝________V，φc＝________V．
（2）U ab＝________V，U bc＝________V．
26．将一个电荷量为1．0×10－8C的正电荷，从A点移到B点，电场力做功2．0×10－7J，那么A、B两点间的电势差为_____________V，A点的电势________（填“高于”或“低于”）B 点的电势．
三、解答题
27．如图所示，匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形，把电荷量q =-2×10-10C 的点电荷由A点移动到B点，电场力做功4.8×10-8J再由B点移到C点电荷克服电场力做功4.8×10-8J，取B点的电势为零，求A、C两点的电势及场强的方向。

28．如图所示，竖直平面内存在方向水平向右的匀强电场。

一长为L的绝缘轻绳一端固定于O点，另一端与质量为m、电荷量为+q的小球相连，小球静止时细线与水平方向的夹角为θ=45°，重力加速度为g。

(1)求匀强电场的场强大小；
(2)若电场强度变为原来的一半，将小球向右拉至与O点等高的A点后由静上释放，OA=L，当小球恰好运动到O点正下方的B点时细线恰好断开，求断开后小球再次经过O点正下方时小球的速度大小。

29．如图所示，BC 是半径为R 的14
圆弧形的光滑且绝缘的轨道，位于竖直平面内，其下端与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，今有一质量为m 、带正电q 的小滑块（体积很小可视为质点），以某一初速度从离B 点距离为3L R =的A 点冲向B 点，恰好滑到圆弧轨道上端点C 时速度减为零。

若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.6μ=，且滑块受到的电场力0.5qE mg =。

求：
(1)滑块向左运动通过B 点时对轨道的压力；
(2)滑块最终静止位置与A 点间的距离。

30．如图所示，一固定直杆AB 长为L =2m ，与竖直方向的夹角为θ=53°，一质量为
m =4kg ，电荷量为q =+3×10﹣5C 的小球套在直杆上，球与杆间的动摩擦因数为μ=
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直杆所在处空间有水平向右的匀强电场，场强为E =106N/C 。

(已知sin53°=0.8，g =10m/s 2)。

求：
(1)小球所受摩擦力的大小；
(2)小球静止起从杆的最高点A 滑到最低点B 所经用的时间t 为多少？。