焦作市高中物理必修三第十章《静电场中的能量》测试卷(含答案解析)

一、选择题
1．如图所示，真空中固定两个等量异号点电荷＋Q、－Q，图中O是两电荷连线中点，a、b两点与＋Q的距离相等，c、d是两电荷连线垂直平分线上的两点，bcd构成一等腰三角形，a、e两点关于O点对称。

则下列说法正确的是（）
A．a、b两点的电势相同
B．a、e两点的电场强度相同
C．将电子由c沿cd边移到d的过程中电场力做正功
D．质子在b点的电势能比在O点的电势能小
2．如图的电路中C是平行板电容器，将S先闭合后断开，然后将平行板的板间距拉大一点，下列说法正确的是（）
A．平行板电容器两板间的的电场强度变小
B．平行扳电容器两板的电势差增大
C．平行板电容器两板的电势差不变
D．平行板电容器两板的电势差变小
3．如图所示的实验装置中，极板A接地，平行板电容器的极板R与一个灵敏的静电计相接，将A极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器所带的电量Q可认为不变，则电容器的电容C、静电计指针的偏角为θ，电容器两极板间的场强E的变化情况是（）
A．C不变，θ不变，E变小B．C变小，θ不变，E不变
C．C变小，θ变大，E不变D．C变小，θ变大，E变小
4．在平行板电容器A、B两板上加上如图所示的交变电压，开始B板的电势比A板高，这时两板中间原来静止的电子在电场力作用下开始运动，设电子在运动中不与极板发生碰撞，则下述说法正确的是（不计电子重力）（）
A．电子一直向A板运动
B．电子一直向B板运动
C．电子先向A板运动，然后向B板运动，再返回A板做周期性来回运动
D．电子先向B板运动，然后向A板运动，再返回B板做周期性来回运动
5．真空中，在x轴上x=0和x=8 m处分别固定两个电性相同的点电荷Q1和Q2。

电荷间连线上的电场强度E随x变化的图象如图所示(x轴正方向为场强正方向)，其中x=6 m处
E=0。

将一个正试探电荷在x=2 m处由静止释放(重力不计，取无穷远处电势为零)。

则
（）
A．Q1、Q2均为负电荷
B．Q1、Q2带电荷量之比为9:1
C．在x=6 m处电势为0
D．该试探电荷向x轴正方向运动时，电势能一直减小
6．如图所示，用绝缘细线拴一带负电小球，在竖直平面内做圆周运动，匀强电场方向竖直向下，则（）
A．当小球运动到最高点a时，线的张力一定最小
B．当小球运动到最低点b时，小球的速度一定最大
C．当小球运动到最高点a时，小球的电势能最大
D．小球在运动过程中机械能不守恒
7．如图，将一负电荷从电场线上的a 点移到b 点，电势10V a ϕ=、5V b ϕ=。

下列判断正确的是（ ）
A ．该电场是匀强电场
B ．电场线方向由a 指向b
C ．这一过程中电场力做正功
D ．负电荷的电势能减少
8．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 =
9．图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷。

一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a 、b 、c 三点是实线与虚线的交点。

则该粒子（ ）
A ．带负电
B ．在c 点受力最大
C ．在b 点的电势能大于在c 点的电势能
D ．由a 点到b 点的动能变化等于由b 点到c 点的动能变化
10．将一带电液滴在水平向左的匀强电场中从b 点由静止释放，发现液滴沿直线由b 运动到d ，直线bd 方向与竖直方向成45°角，则下列结论正确的是（ ）
A ．液滴的电势能减少
B ．液滴带正电荷
C ．液滴做匀速直线运动
D ．液滴的动能和电势能之和不变 11．在点电荷Q 的电场中，一个α（4
2He ）粒子通过时的轨迹如图实线所示，a 、b 为两个
等势面，则下列判断中正确的是（ ）
A ．Q 可能为正电荷，也可能为负电荷
B ．运动中粒子的加速度a a >a b
C ．α粒子经过两等势面的动能E ka >E kb
D ．α粒子在两等势面上的电势能
E pa >E pb
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 =-
13．两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示，一带电粒子以某一速度从图中a 点进入该电场，其运动轨迹为图中实线，a 、e 两点和b 、d 两点关于两电荷连线对称。

若该粒子只受静电力作用，则下列说法正确的是（ ）
A ．粒子带正电荷
B ．b 点和d 点的电场强度相同
C ．a 点和e 点的电场强度相同
D ．粒子从a 点运动到e 点的过程中，电势能先变小后变大
14．如图，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O 点处有一正点电荷，带负电的小物体以初速度v 1从M 点沿斜面上滑，到达N 点时速度为零，然后下滑回到M 点，此时速度为v 2。

若小物体电荷量保持不变，OM ＝ON ，则（ ）
A ．从M 到N 的过程中，电场力对小物体先做负功后做正功
B ．从N 到M 的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力均是先减小后增大
C ．小物体上升的最大高度为2212()4v v g
+ D ．小物体上升的最大高度为124v v g
+ 15．如图，电荷量为q （q >0）的点电荷固定在P 点，M 、N 是电场中的两点，且P M>PN 、P M ⊥PN ，下列说法正确的是（ ）
A ．沿MN 直线从M 点到N 点，电场强度的大小逐渐减小
B ．沿MN 直线从M 点到N 点，电势逐渐升高
C ．将正电荷从M 点移动到N 点，静电力先做负功后做正功
D ．正电荷在M 点的电势能比其在N 点的电势能大
二、填空题
16．平行板电容器的电容由______、______、______等自身构造决定。

17．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。

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．如图所示，一个验电器用金属网罩罩住，当加上水平向右的，场强大小为E的匀强电场时，验电器的箔片________（填“张开”或“不张开”），我们把这种现象称之为
__________。

此时，金属网罩的感应电荷在网罩内部空间会激发一个电场，它的场强大小为__________，方向为_____________。

20．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.
21．在电场中把一个电荷量为－6×10－8C的点电荷从A点移到B点，电场力做功为－3×10－5J，将此电荷从B点移到C点，电场力做功4.5×10－5J，则U AC =________.
22．一电容器的电容为20μF，原来带有2.0×10－4C的电量，两板间的电压为_____V。

如果再给它增加1.0×10－4C电量，这时该电容器的电容为_________μF，
23．在两块平行竖直放置的带等量异种电荷的金属板M、N间的匀强电场中有A、B两点，AB连线与水平方向成30°角，AB长为0.2cm，如图所示．现有一带电量为4×10－8C的负电荷从A沿直线移到B点，电场力做正功2.4×10－6J，则A、B两点间的电势差为
______ ， ______（选填A或B）点电势高．若此电荷q沿任意路径从B到A点，电荷电势
能的变化量为_______。

24．如图所示，地面上某区域存在着匀强电场，其等势面与地面平行等间距．一个质量为m 、电荷量为q 的带电小球以水平方向的初速度v 0由等势线上的O 点进入电场区域，经过时间t ，小球由O 点到达同一竖直平面上的另一等势线上的P 点．已知连线OP 与水平方向成45°夹角，重力加速度为g ，则OP 两点的电势差为________．
25．如图，带箭头的线段表示电场线，一带电粒子只在电场力作用下由 A 点运动到B 点，图中虚线为其运动轨迹，可判断粒子带______电(填“正”或“负”)，粒子在_________点加速度较大(填A 或B)．
26．一平行板电容器电压是100V 时，所带的电荷量为8210C -⨯，则该电容器的电容大小是_______F ；若将电容器放电至电荷量为零，则电容大小为_______F ．
三、解答题
27．如图所示，在场强大小为E ，方向水平向左的匀强电场中，有个倾角53α=︒的固定光滑绝缘斜面，并且斜面高为H 。

质量为m 的带电物块（可视为质点）静止于斜面顶端，已知重力加速度为g ，sin530.8︒=，cos530.6︒=。

(1)判断物块所带电的电性，求出其电荷量；
(2)若突然将电场方向改为水平向右，其他条件不变，求物块落地时速度的大小。

28．如图所示，平行板电容器电容为C ，电荷量为Q 0，极板长为L ，极板间距离为d ，极板与水平面成60°角，现有一质量为m 的带电液滴沿两极板的中线从P 点由静止出发到达Q 点，P 、Q 两点都恰在电容器的边缘处，忽略边缘效应，求：
(1)液滴的电荷量；
(2)液滴到达Q 点时的速度大小。

29．长为L 的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个带电荷量为q +、质量为m 的带电粒子，以水平初速度紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下极板边缘射出，射出时速度恰与水平方向成30°角，大小为v ，如图所示，不计粒子重力，求：
(1)粒子进入电场时初速度0v 的大小；
(2)匀强电场的场强E 大小；
(3)两板间的距离d 。

30．把一个带电荷量为8210C q -=⨯的正点电荷从电场中的A 点移到无限远处时，静电力
做功61810J W -=⨯；若把该电荷从电场中的B 点移到无限远处时，静电力做功
62210J W -=⨯，取无限远处电势为零。

(1)求A 点的电势A φ。

(2)求A 、B 两点的电势差AB U 。

(3)若把电荷量为5'210C q -=-⨯的负电荷由A 点移到B 点，静电力做的功3W 是多少？。