成都石室中学初中学校高中物理必修三第十章《静电场中的能量》测试卷(有答案解析)

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．如图所示，一水平放置的金属板正上方有一固定的正电荷Q ，一表面绝缘的带正电小球（可视为质点且不影响Q 的电场），从左端以初速度v 0滑上金属板的上表面，已知金属板上表面光滑，则小球在向右运动到右端的过程中（ ）
A ．小球作匀速运动
B ．小球先减速运动，后加速运动
C ．小球受的电场力作正功
D ．小球受的电场力做负功
3．如图，带电粒子p 从a 板边缘由静止开始经电压U 1加速，沿AB 两板中线方向进入偏转电场，并从板的右侧射出偏转电场。

已知偏转电场的电场强度大小为E ，板长为L ，不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A ．该带电粒子一定带正电
B ．该带电粒子一定从虚线的上方离开偏转电场
C ．当1U EL 时，粒子离开偏转电场时动能最大
D ．仅增大加速电压U 1，粒子射出偏转电场的动能可能减小
4．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 5．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
6．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
7．如图所示的电路中，AB 和CD 为两个水平放置的平行板电容器，AB 板间有一点P ，闭合开关K ，待电路稳定后将开关断开。

现将CD 板间一有机玻璃板（图中未画出）抽出，则下列说法正确的是（ ）
A ．CD 平行板电容器的电容增大
B ．P 点电势降低
C ．AB 两板间的电场强度减小
D ．电阻R 中有向右的电流
8．如图所示，M 、N 是竖直放置的两平行金属板，分别带等量异种电荷，两板间产生个水平向右的匀强电场，场强为E ，一质量为m 、电荷量为+q 的微粒，以初速度v 0竖直向上从两极正中间的A 点射入匀强电场中，微粒垂直打到N 板上的C 点。

已知AB =BC ，已知重力加速度为g ，不计空气阻力，则（ ）
A ．微粒在电场中做非匀变速曲线运动
B ．微粒打到
C 点时的速率与射入电场时的速率相等
C ．M N 板间的电势差为202mv q
D ．M N 板间的电势差为208
Ev 9．如图所示，水平放置的平行板电容器充电后与电源断开，一重力不计的带电粒子沿着上板水平射入电场，恰好从下板右边缘飞出电场，该过程电场力做功1W 。

若保持上板不动，将下板下移少许，该粒子仍以相同的速度从原处射入电场，电场力做功2W ，下列分析正确的是（ ）
A ．两板间电压变大，两板间场强变大
B ．两板间电压不变，两板间场强变小
C ．粒子将打在下板上，且21W W >
D ．粒子仍然从原位置飞出电场，且21W W =
10．如图所示，在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O 处固定一点电荷，将质量为m ，带电量为+q 的小球从圆弧管的水平直径端点A 由静止释放，小球沿细管滑到最低点B 时，对管壁恰好无压力，则固定于圆心处的点电荷在AB 弧中点处的电场强度大小为
（ ）
A ．3mg q
B ．mg q
C ．2mg q
D ．4mg q
11．如图所示，真空中有两个点电荷Q 1=+2.0×10﹣8C 和Q 2=﹣4.0×10﹣8C ，分别固定在 x 坐标轴上，其中Q 1位于x =0处，Q 2位于x =6cm 处。

在x 轴上（ ）
A ．场强为0的点有两处
B ．在x ＞6cm 的区域，电势沿x 轴正方向降低
C ．质子从x =1cm 运动到x =5cm 的过程中，电势能升高
D ．在x ＞6cm 的区域，场强沿x 轴负方向
12．电场中有A 、B 两点在同一条电场线上，如图所示，一个点电荷在A 点的电势能为98.010J -⨯，在B 点的电势能为81.210J -⨯，该点电荷的电荷量为91.010C -⨯，那么（ ）
A ．该电荷为负电荷
B ．该电荷为正电荷
C ．A 、B 两点的电势差 4.0V AB U =
D ．把电荷从A 移到B ，电场力做功为4.0J W =
13．如图，是研究平行板电容器电容有关因素的实验装置，下列说法正确的是（ ）
A ．实验前，用跟毛皮摩擦过的橡胶棒与电容器a 板接触一下，就能使电容器带电
B ．实验中，保持电容器电荷量及板间距离不变，将a 板上移，静电计指针张角增大
C ．实验中，只要静电计指针张角减小，就说明电容器的电容量是增大的
D ．实验中，仅在两板间插入有机玻璃板，静电计指针张角增大
14．原有一带电油滴静止在极板水平放置的平行板电容器中，突然由于漏电，瞬间失去一部分电荷Q ∆，油滴开始向下运动。

经时间t 后，给电容器及时补充电荷Q ∆'，又经时间t ，油滴回到原位置。

假如在运动过程中油滴电荷量一定，则Q Q ∆∆'：为（ ） A ．14 B ．13 C ．12 D ．1
15．如图所示，平行板电容器的正极板接地，开关S 闭合，某带电油滴静止在两极板间的
P 点。

若保持N 板不动，而将M 板移至图中虚线所示位置，下列说法正确的是（ ）
A ．P 点的电势升高
B ．油滴在P 点的电势能增加
C ．油滴仍然在P 点静止
D ．油滴将竖直向上运动
二、填空题
16．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______点时电势能最大，将负电荷放在______点时电势能最大。

17．如图所示，电源A 电压为6V ，电源B 电压为8V ，将电键K 从A 换到B ，电流计G 通过的电量为5610C -⨯，则图中以空气为电介质的电容器的电容为______。

若将电键K 再从B 断开，插入其它电介质，电容器两极板间的电场强度______（填“变大”“变小”或“不变”），若再将上极板上移，相比于移动极板前，电容器两极板间的电场强度______（填“变大”“变小”或“不变”）。

18．某平行板电容器的带电量增加2.0×10-10C ，两极板间的电压增加1V ，已知电介质的介电常数ε=6，极板面积S=3πcm 2，则此电容器的电容C=___________F= ______________ pF ，两极板间距离d =___________m ，两极板间的场强增加______________V/m 。

19．如图所示Q 是带正电的点电荷，P 1、P 2为其电场中的两点。

若E 1、E 2为P 1、P 2两点的电场强度的大小， 1ϕ、2ϕ为P 1、P 2两点的电势，则E 1_____E 2，1ϕ__________2ϕ（填“大于，小于，等于”）
20．带量为21.010C q -=+⨯的粒子，仅在电场力的作用下在电场中先后经过A 、B 两点，经过A 点时动能为10J ，经过B 点时动能为4J ，则带电粒子从A 点到B 点过程中电势能增加了___________J ，A 、B 两点电势差为___________V 。

21．图中各点间距相等，如果在A 点固定一个正点电荷，B 点固定一个和其电荷量相等的负点电荷，则a 、b 、c 三点中电场强度最大的是___________点，如果将一个电荷量为
q
的点电荷从a点移到c点，其电势能将___________（选填“增大”“减小”或“不变”）。

22．如图所示，a、b是匀强电场中的两点，已知两点间的距离为0.4m，两点的连线与电场线成37°角，两点间的电势差U ab=2.4×103V，则匀强电场的场强大小为E=_______V/m，把电子（带电量为-1.6×10-19C）从a点移到b点电场力做功W=_______J。

23．将一个电荷量q=﹣3×10﹣6C的负点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6×10﹣4J，从B点移到C点电场力做功9×10﹣4J．则AB间电势差U AB=___________V 、AC 间的电势差U AC=_______________ V
24．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.
25．一个质量为m电量为e的电子，以初速度v0沿与电场线平行的方向射入匀强电场．经过时间t，电子具有的电势能与刚射入电场时具有的电势能相同，则此匀强电场的电场强度E＝________，电子在电场中通过的路程s=________．
26．如图所示的电子元件名称叫_________，它的两个重要参数的意义分别是：
__________，__________．
三、解答题
27．如图所示，水平放置的两平行金属板，板长L＝1.0m，板间距d＝0.06m。

上板带正电，下板带负电，两板间有一质量m＝1.0×10-4 kg，带电量q＝－4×10-7C的微粒沿水平方向从两板中央处以v0＝10m/s的初速射入匀强电场（g取10m/s2），求：
（1）要使微粒沿水平直线从两极板穿过，两极板间的电压U0；
（2）要使微粒从下极板右边边缘穿出，两极板间的电压U1。

28．如图所示，光滑绝缘水平面AB 与竖直放置半径为R 的光滑绝缘半圆弧BC 在B 点平滑连接，在水平面AB 上方，存在电场强度mg q E =的水平方向匀强电场。

一可视为质点带电
量为+q 的小球从距B 点4R 的D 点无初速释放，从C 点飞出后落在水平面上的H 点。

小球质量为m ，重力加速度为g 。

求：
(1)小球运动到B 点的速度大小；
(2)小球运动到C 点时，轨道对小球压力的大小；
29．如图所示，ABC 为一竖直面内光滑圆管道的一部分，BC 分别为圆轨道的最低点和最高点，OA 与竖直方向成53°角，在A 点左侧的空间中存在一水平向右的匀强电场（图中未画出），场强为E 。

一斜面与圆轨道在A 点平滑链接，斜面倾角为53°。

一质量m =1kg 、电荷量为q 的带正电的小球从斜面上静止释放，然后能够从A 点进入管道。

已知圆轨道的半径R =0.75m ，管道的宽度刚好大于小球的直径且管的宽度远小于R 。

已知斜面的动摩擦因数μ=0.5，电场力qE =0.75mg 。

(1)若小球从距离A 点为x =2m 处释放，小球到达A 点时的速度为多大？
(2)若小球从C 点以5m/s 的速度从C 点飞出，则小球从C 点飞出到到达A 点所在的竖直线所需要的时间为多少？
(3)要让小球能够从管口C 点飞出，则释放的地点与A 的距离至少为多少？
30．如图所示，轻质绝缘细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球质量为0.02kg m =，静止在竖直放置的平行金属板A 、B 间，且与A 、B 两极距离相等。

绳与竖直方向的夹角37θ=︒，已知A 、B 两板间的电势差180V U =，板间距离6cm d =，取重力加速度210m/s g =，sin370.6︒=，cos370.8︒=，忽略空气阻力，求：
(1)平行金属板A 、B 间电场强度大小；
(2)小球的带电量；
(3)若烧断绳子，小球将做什么运动？请计算小球碰到B 板时的动能大小。