郑州市实验高级中学高中物理必修三第十章《静电场中的能量》测试题(含答案解析)

一、选择题
1．如图所示，带箭头的实线表示某电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。

其中A 、B 、C 三点的电场强度大小分别为E A 、E B 、E C ，电势分别为A ϕ、B ϕ、C ϕ。

关于这三点的电场强度大小和电势高低的关系，下列说法中正确的是（ ）
A ．E A =E
B B ．E A >E
C C ．A B ϕϕ=
D ．B C ϕϕ> 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，电子在电势差为1U 的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为2U 的两块平行极板间的电场中，射入方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可忽略，在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是（ ）
A ．1U 变大、2U 变大
B ．1U 变小、2U 变大
C ．1U 变大、2U 变小
D ．1U 变小、2U 变小
4．一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
5．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
6．一带电粒子在如图所示的点电荷的电场中，仅在电场力作用下沿虚线所示轨迹从A点运动到B点，电荷的加速度、动能、电势能的变化情况是（）
(3)
A．加速度的大小增大，动能、电势能都增加
B．加速度的大小减小，动能、电势能都减少
C．加速度的大小增大，动能增加，电势能减少
D．加速度大小减小，动能减少，电势能增加
7．如图所示，已知A、B、C、D、E、F、G、H是正八边形的8个顶点，O为正八边形的中心，M、N分别为OG和OC的中点，P、Q分别为OA和OE的中点．在M、N两点放置等量异种点电荷，则下列各点中电势和电场强度均相同的是（）
A．B点和D点B．P点和Q点C．D点和F点D．C点和G点
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v0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，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 =
12．如右图所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边沿垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边沿飞出，现在使电子入射速度变为原来的12，而电子仍从负极板边沿垂直电场方向射入，且仍从正极板边沿飞出，则两极板的间距应变为原来的（ ）
A ．4倍
B ．2倍
C ．12倍
D ．14
倍 13．下列关于电势、电势能功说法正确的是（ ）
A ．电荷在电场中具有的电势能越大，电荷所在位置的电势就越高
B ．把正电荷从初位置移到末位置电场力做正功，初位置的电势一定比末位置电势高
C ．电势为零的位置，电势能不一定为零
D ．电荷在电场中运动，电势能一定会发生改变
14．如图所示，在匀强电场中，场强方向与abc 所在平面平行，ac bc ⊥，
53abc ∠=︒，0.4m ac =。

一个电荷量5110C q -=⨯的正电荷从a 移到b ，电场力做功为零；同样的电荷从a 移到c ，电场力做功为47.210J -⨯。

cos530.6︒=，则该匀强电场的场强大小和方向分别为（ ）
A ．300V/m 、沿ab 由a 指向b
B ．300V/m 、垂直ab 向上
C ．400V/m 、垂直ab 向上
D ．400V/m 、沿ac 由a 指向c
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．将带电量为6×10-6C 的负电荷从电场中的A 点移到B 点，电场力做了3×10﹣5J 的功，再
从B 移到C ，克服电场力做了1.2×10﹣5J 的功，则电荷从A 移到B ，再从B 移到C 的过程中
电势能共______（填增大或减少）了______J 。

如果规定A 点的电势为零，则该电荷在B 点的电势为______V 和C 点的电势能为______J 。

17．匀强电场中A 、B 两点间距为2cm ，两点连线与电场方向成60°角，将一电荷量为-2×10-5C 的电荷由A 点移到B 点，其电势能增加了1×10-4J ，则静电力做的功为______J ，A 、B 两点间的电势差为______V ，电场强度的大小为______V/m 。

18．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 。

19．用如图的电路观察电容器的充、放电现象，图中电容器不带电，将S 掷于a 位置，则通过灵敏电流表的电流方向______（填“向左”或“向右”），电容器上极板将带______（填“正”或“负”）电荷，这一过程称为电容器的______（填“充电”或“放电”），然后将S 掷于b 位置，此时通过灵敏电流表的电流方向______（填“向左”或“向右”），电容器的上极板带______（填“正”或“负”）电荷，且电荷量在______（填“增大” “减小”或“不变”）。

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．如图所示，A 、B 、C 三点都在匀强电场中，已知AC ⊥BC ，∠ABC = 60°，BC = 20 cm ，把一个电荷q = 10－5C 的正电荷从A 移到B 时，电场力做功为零；从B 移到C 电场力做功
为－1.73×10－3J ，则A 、B 两点的电势差U AB =______V ，电势φA ______（填“高于”、“等于”或“低于”）φB ；B 、C 两点的电势差U BC =______V ，电势φB ______（填“高于”、“等于”或“低于”）φC ，该匀强电场的场强大小为______V/m ，方向为______。

22．图示为“探究影响平行板电容器电容大小因素”的实验装置，竖直平行板电容器两板带等量异种电荷，两板正对。

（均选填“变大”、“变小”或“不变”）
(1)其他情况不变，左板竖直向上平移时，静电计的指针偏角______；
(2)其他情况不变，左板水平远离右板时，静电计的指针偏角______；
(3)其他情况不变，两板间插入玻璃板时，静电计的指针偏角______。

23．如图是研究影响平行板电容器电容的因素的实验，设两极板正对面积为S ，极板间的距离为d ，静电计指针偏角为θ，实验中，极板所带电荷量不变，则：
①若保持S 不变，增大d ，则θ________（填“变大”、“变小”、“不变”）
②若保持d 不变，减小S ，则θ________（填“变大”、“变小”、“不变”）
③若保持S 、d 不变，在板间插入木板，则θ_______（填“变大”、“变小”、“不变”） ④以上实验方法都采用了_______________。

24．将一电荷量为81.610C -⨯的负电荷在电场中从A 点移动到B 点，克服电场力做功为
66.410J -⨯，则A 、B 的电势差为________V ．若已知0A ϕ=，则B ϕ=________V ． 25．带电荷量为q ＝＋5.0×10－8 C 的点电荷从A 点移到B 点时，克服电场力做功3.0×10－6 J.已知B 点的电势为φB ＝20 V ，A 、B 间的电势差U AB =_________ V ；A 点的电势φA =_____V ；点电荷从A 到B 的电势能变化为____________。

26．把一个电荷量为q ＝5×10－9 C 的正电荷从距电场无穷远处移到电场中M 点，电荷克服
电场力做功W M ＝6.0×10－3 J ，如果把该点电荷从距电场无穷远处移到电场中N 点，电荷克
服电场力做功W N ＝3.6×10－3 J ．取无穷远处为零电势点，M 、N 点的电势差是______把该点电荷从M 点移到N 点电场力做功________
三、解答题
27．如图所示，一个电子以v A 的速度沿与电场线垂直的方向从A 点飞过匀强电场，并且从另一端B 点沿与场强方向成150︒角方向飞出，求
(1)电子在B 点的速度；
(2)A 、B 两点间的电势差。

(电子的质量m ，电量为e )
28．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。

29．如图所示，在光滑绝缘水平面上，质量为m 的均匀绝缘棒AB 长为L 、带有正电，电量为Q 且均匀分布。

在水平面上O 点右侧有匀强电场，场强大小为E ，其方向为水平向左，BO 距离为x 0，若棒在水平向右的大小为4QE 的恒力作用下由静止开始运动。

求： (1)棒的B 端进入电场8
L 时的加速度大小和方向； (2)棒在运动过程中的最大动能；
(3)如果棒可以完全进入电场中，那么棒的最大电势能。

（设O 处电势为零）
30．水平放置的两块平行金属板长L =5.0 cm ，两板间距d =1.0 cm ，两板间电压U =90 V ，且
上板为正。

一个电子沿水平方向以速度v0=2.0×107 m/s，从两板中间射入，如图所示。

（电
子的比荷q
m
=1.76×1011 C/kg）
(1)电子偏离金属板时的偏移距离是多少？
(2)电子飞出电场时的速度是多少？
(3)电子离开电场后，打在屏上的P点。

若s=10 cm，求OP的高度。