（2019人教版必修第三冊(cè)）高二物理精講精練 第十章 靜電場(chǎng)中的能量【章節(jié)檢測(cè)】（原卷版+解析）

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第十章 靜電場(chǎng)中的能量 (時(shí)間：90分鐘　分值：100分) 一、選擇題（每題4分，1~7單選，8~12多選。共48分） 1．（2022·廣東光明·高二期末）真空中兩等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布如圖所示，a、b為兩電荷連線的中垂線上兩點(diǎn)，下列說法正確的是（???????） A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，電勢(shì)不相等 B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，電勢(shì)相等 C．a(chǎn)、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小不相等，電勢(shì)相等 D．a(chǎn)、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小不相等，電勢(shì)不相等 2．（2022·廣東·深圳實(shí)驗(yàn)學(xué)校光明部高二期末）如圖所示，下列四幅有關(guān)電場(chǎng)說法正確的是（　?。? A．圖甲為等量異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)線 B．圖乙中離點(diǎn)電荷距離相等的a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同 C．圖丙中在c點(diǎn)靜止釋放一正電荷，可以沿著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn) D．圖丁中e點(diǎn)與f點(diǎn)在同一垂直于電場(chǎng)線的直線上，正電荷+q在e點(diǎn)與f點(diǎn)的電勢(shì)能相同 3．（2022·廣東·中山市華僑中學(xué)高二期末）如圖所示，平行板電容器經(jīng)開關(guān)S與電池連接，a處有一帶電微粒保持靜止?fàn)顟B(tài)。S是閉合的，C表示電容器的電容，表示a點(diǎn)的電勢(shì)，EP表示點(diǎn)電荷的電勢(shì)能。現(xiàn)將電容器的A板向上移動(dòng)少許，使兩板間的距離增大，則（　?。? A．C變小，變大，EP變大 B．C變大，不變，EP變小 C．C變小，變小，EP變大 D．C變大，變小，EP不變 4．（2022·廣東·中山市華僑中學(xué)高二期末）某電場(chǎng)線分布如圖所示，一帶電粒子沿圖中虛線所示途徑運(yùn)動(dòng)，先后通過M點(diǎn)和N點(diǎn)，以下說法正確的是（　　） A．M、N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)EM＞EN B．粒子在M、N點(diǎn)的加速度aM＞aN C．粒子在M、N點(diǎn)的速度vM＞vN D．粒子帶正電 5．（2022·廣東高州·高二期末）如圖所示，為勻強(qiáng)電場(chǎng)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正三角，電場(chǎng)線與正三角形平面平行，將一個(gè)電荷量為q的正電荷若從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力所做的正功為，若從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場(chǎng)力所做的正功為，則下列說法正確的是（　?。? A．電場(chǎng)方向由C指向A B．若電荷從B移到C，電荷的電勢(shì)能增加 C．電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 D．A、B、C三點(diǎn)中，B點(diǎn)的電勢(shì)最高 6．某靜電場(chǎng)沿x軸的電勢(shì)φ的分布如圖所示，x2處的電勢(shì)為φ2，下列說法正確的有(　　) A．將電量為q的點(diǎn)電荷從x1移到x2，電場(chǎng)力做的功為qφ2 B．x1處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零 C．負(fù)電荷從x1移到x2，電勢(shì)能減小 D．負(fù)電荷從x1移到x2，受到的電場(chǎng)力增大 7．（2022·廣東高州·高二期末）如圖所示，平行板電容器充電后斷開開關(guān)，下極板接地。一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離，則（　?。? A．帶電油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng) B．P點(diǎn)的電勢(shì)將不變 C．帶電油滴的電勢(shì)能將減小 D．電容器的電容減小，極板帶電荷量將增大 8．(多選)帶正電的微粒放在電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。帶電微粒只在靜電力的作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，則下列說法中正確的是(　　) A．微粒在0～1 s內(nèi)的加速度與1～2 s內(nèi)的加速度相同 B．微粒將沿著一條直線運(yùn)動(dòng) C．微粒做往復(fù)運(yùn)動(dòng) D．微粒在第1 s內(nèi)的位移與第3 s內(nèi)的位移相同 9．(多選)在一靜止點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，任一點(diǎn)的電勢(shì)φ與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r的關(guān)系如圖所示。電場(chǎng)中四個(gè)點(diǎn)a、b、c和d的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb、Ec和Ed。點(diǎn)a到點(diǎn)電荷的距離ra與點(diǎn)a的電勢(shì)φa已在圖中用坐標(biāo)(ra，φa)標(biāo)出，其余類推?，F(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點(diǎn)依次經(jīng)b、c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)，在相鄰兩點(diǎn)間移動(dòng)的過程中，電場(chǎng)力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd。下列選項(xiàng)正確的是(　　) A．Ea∶Eb＝4∶1 B．Ec∶Ed＝2∶1 C．Wab∶Wbc＝3∶1 D．Wbc∶Wcd＝1∶3 10．(多選)如圖所示，eq \o(AB,\s\up10(︵))為位于O點(diǎn)的一點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)線，C是AB連線的中點(diǎn)，AO和BO垂直，CD和BO平行。在D點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)帶負(fù)電的試探電荷，僅在靜電力作用下，試探電荷沿DA加速運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是(　　) A．D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大 B．D點(diǎn)的電勢(shì)比C點(diǎn)的電勢(shì)高 C．帶正電的試探電荷從A點(diǎn)沿直線AB移動(dòng)到B點(diǎn)，電勢(shì)能先增大后減小 D．帶負(fù)電的試探電荷從B點(diǎn)沿BCD移動(dòng)到D點(diǎn)，靜電力一直做負(fù)功 11．(多選)如圖所示，正方體真空盒置于水平面上，它的ABED面與EFGH面為金屬板，其他面為絕緣板。ABED面帶負(fù)電，EFGH面帶正電，從小孔P沿水平方向以相同速率射入三個(gè)帶負(fù)電的小球a、b、c，最后分別落在1、2、3三點(diǎn)，則下列說法正確的是 (　　) A．三個(gè)小球在真空盒中都做類平拋運(yùn)動(dòng) B．三個(gè)小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同 C．c球落在平板上的速度最大 D．c球所帶電荷量最少 12．(多選)如圖所示，平行板電容器兩極板水平放置，極板A在上方，極板B在下方，現(xiàn)將其和二極管串聯(lián)接在電源上，二極管具有單向?qū)щ娦浴Ｒ粠щ娦∏蜓谹、B中心水平射入，打在B極板上的N點(diǎn)，小球的重力不能忽略，現(xiàn)通過上下移動(dòng)A板來改變兩極板A、B間距(兩極板仍平行)，則下列說法正確的是(　　) A．若小球帶正電，當(dāng)A、B間距增大時(shí)，小球打在N的右側(cè) B．若小球帶正電，當(dāng)A、B間距減小時(shí)，小球打在N的左側(cè) C．若小球帶負(fù)電，當(dāng)A、B間距增大時(shí)，小球打在N的左側(cè) D．若小球帶負(fù)電，當(dāng)A、B間距減小時(shí)，小球可能打在N的右側(cè) 二、非選擇題（共52分） 13．（6分）（2022·廣東南山·高二期末）電容器是電路中常用的電子元件，某物理興趣小組利用高電阻放電法測(cè)一標(biāo)示模糊的電容器的電容。 （1）完成以下實(shí)驗(yàn)步驟： ①按圖甲電路圖連接好電路； ②先使開關(guān)S與2端相連，此時(shí)電容器處于_________狀態(tài)（填“充電”或“放電”），這個(gè)過程可在短時(shí)間內(nèi)完成； ③再把開關(guān)S與1端相連，同時(shí)開始計(jì)時(shí)并測(cè)量數(shù)據(jù)，每隔5s或10s讀一次電流I的值，將測(cè)得數(shù)據(jù)填入預(yù)先設(shè)計(jì)的表格中： ④在如圖乙所示的坐標(biāo)紙上標(biāo)出測(cè)量的數(shù)據(jù)點(diǎn)，并用平滑的曲線把數(shù)據(jù)點(diǎn)連接起來。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答以下問題： （2）以下電子元件中，屬于電容器的是_________； A．B．C． （3）若電源兩端的電壓為8V，可估算電容器的電容為_________F（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）； 14．（10分）如圖所示，在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，輕質(zhì)細(xì)繩上端固定，下端連接一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球，小球靜止時(shí)距右端豎直墻壁的水平距離，繩與豎直方向的夾角。已知小球所帶電荷量，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)，重力加速度g取，，，求： （1）小球的質(zhì)量m； （2）剪短細(xì)線，小球撞擊墻壁的速度大小是多少。 15．（12分）如圖所示，兩平行金屬板A、B長(zhǎng)兩板間距離，A板比B板電勢(shì)高，一個(gè)不計(jì)重力的帶正電的粒子電荷量，質(zhì)量，沿電場(chǎng)中心線垂直電場(chǎng)線飛入電場(chǎng)，初速度，粒子飛出平行板電場(chǎng)后，可進(jìn)入界面和光屏間的無電場(chǎng)的真空區(qū)域，最后打在光屏上的D點(diǎn)。已知界面與光屏相距，O是中心線與光屏的交點(diǎn)。求： （1）粒子穿過界面MN時(shí)偏離中心線的距離以及速度的大小； （2）粒子在從R點(diǎn)到D點(diǎn)過程中，動(dòng)量的變化； （3）兩點(diǎn)之間的距離。 16．（12分）（2022·廣東中山·高二期末）如圖所示，在絕緣水平面上A點(diǎn)的右側(cè)有水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E=7.5×104V/m，一質(zhì)量m=0.4kg的帶電小滑塊，與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1，沿水平面向右做直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)速度為4m/s，再經(jīng)0.5s從A點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)了1.5m；小滑塊運(yùn)動(dòng)過程中帶電量保持不變，重力加速度取g=10m/s2。問： （1）小滑塊帶正電還是負(fù)電，電荷量q是多少？ （2）小滑塊從進(jìn)入電場(chǎng)到速度第一次減為零的過程，其電勢(shì)能的變化量為多少？ （3）從滑塊向右經(jīng)過A點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過時(shí)間t，電場(chǎng)力對(duì)小滑塊做的功為W，請(qǐng)寫出W與t的關(guān)系式。 17．（12分）（2022·廣東·大埔縣虎山中學(xué)高二期末）如圖所示為某顯像設(shè)備內(nèi)電場(chǎng)的簡(jiǎn)化模型。在軸左側(cè)存在一水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，右側(cè)存在一豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小均為。電子槍在處無初速釋放一質(zhì)量為，電荷量為的電子，點(diǎn)的坐標(biāo)為，不計(jì)電子重力。求： （1）電子進(jìn)入第一象限的速度大小； （2）電子從釋放到達(dá)軸所需的時(shí)間； （3）電子經(jīng)過軸上的點(diǎn)時(shí)的速度。  第十章 靜電場(chǎng)中的能量 (時(shí)間：90分鐘　分值：100分) 一、選擇題（每題4分，1~7單選，8~12多選。共48分） 1．（2022·廣東光明·高二期末）真空中兩等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布如圖所示，a、b為兩電荷連線的中垂線上兩點(diǎn)，下列說法正確的是（???????） A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，電勢(shì)不相等 B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，電勢(shì)相等 C．a(chǎn)、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小不相等，電勢(shì)相等 D．a(chǎn)、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小不相等，電勢(shì)不相等 【詳解】 電場(chǎng)線越密，場(chǎng)強(qiáng)越大，所以a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)；等量異種點(diǎn)電荷中垂面為等勢(shì)面，所以a、b兩點(diǎn)電勢(shì)相等，故ABD錯(cuò)誤，C選項(xiàng)正確。 故選C。 2．（2022·廣東·深圳實(shí)驗(yàn)學(xué)校光明部高二期末）如圖所示，下列四幅有關(guān)電場(chǎng)說法正確的是（　?。? A．圖甲為等量異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)線 B．圖乙中離點(diǎn)電荷距離相等的a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同 C．圖丙中在c點(diǎn)靜止釋放一正電荷，可以沿著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn) D．圖丁中e點(diǎn)與f點(diǎn)在同一垂直于電場(chǎng)線的直線上，正電荷+q在e點(diǎn)與f點(diǎn)的電勢(shì)能相同 【詳解】 A．圖甲為等量同種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)線，故A錯(cuò)誤； B．圖乙中離點(diǎn)電荷距離相等的a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相同，方向不同，故B錯(cuò)誤； C．由于電場(chǎng)線不是直線，所以正電荷所受電場(chǎng)力方向會(huì)時(shí)刻變化，正電荷將做曲線運(yùn)動(dòng)，其所受電場(chǎng)力將指向軌跡的凹側(cè)，且沿電場(chǎng)線切線方向，所以正電荷不可能沿著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)，故C錯(cuò)誤； D．由題意可知e、f兩點(diǎn)位于同一等勢(shì)線上，所以正電荷+q在e點(diǎn)與f點(diǎn)的電勢(shì)能相同，故D正確。 故選D。 3．（2022·廣東·中山市華僑中學(xué)高二期末）如圖所示，平行板電容器經(jīng)開關(guān)S與電池連接，a處有一帶電微粒保持靜止?fàn)顟B(tài)。S是閉合的，C表示電容器的電容，表示a點(diǎn)的電勢(shì)，EP表示點(diǎn)電荷的電勢(shì)能。現(xiàn)將電容器的A板向上移動(dòng)少許，使兩板間的距離增大，則（　?。? A．C變小，變大，EP變大 B．C變大，不變，EP變小 C．C變小，變小，EP變大 D．C變大，變小，EP不變 【詳解】 兩板間電勢(shì)差U一定，當(dāng)A板向上移動(dòng)少許，使兩板間的距離d增大，根據(jù) 可知電容器的電容C減小，根據(jù) 可知，兩板間場(chǎng)強(qiáng)減小，根據(jù)U=Ed可知，a點(diǎn)與下極板B的電勢(shì)差減小，則a點(diǎn)的電勢(shì)變小，因微粒平衡，則帶負(fù)電，則微粒在a點(diǎn)的電勢(shì)能變大。 故選C。 4．（2022·廣東·中山市華僑中學(xué)高二期末）某電場(chǎng)線分布如圖所示，一帶電粒子沿圖中虛線所示途徑運(yùn)動(dòng)，先后通過M點(diǎn)和N點(diǎn)，以下說法正確的是（　?。? A．M、N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)EM＞EN B．粒子在M、N點(diǎn)的加速度aM＞aN C．粒子在M、N點(diǎn)的速度vM＞vN D．粒子帶正電 【詳解】 A．電場(chǎng)線越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大，因此 EN＞EM 故A錯(cuò)誤； B．同一電荷在M處的電場(chǎng)力小于N處的電場(chǎng)力，根據(jù)牛頓第二定律 可知 aM，則小滑塊離A點(diǎn)的距離與時(shí)間的關(guān)系為 當(dāng)時(shí)，滑塊返回A點(diǎn)，然后離開電場(chǎng)，此時(shí) 所以，當(dāng)時(shí)，電場(chǎng)力對(duì)小滑塊做的功 ③ 當(dāng)， 17．（12分）（2022·廣東·大埔縣虎山中學(xué)高二期末）如圖所示為某顯像設(shè)備內(nèi)電場(chǎng)的簡(jiǎn)化模型。在軸左側(cè)存在一水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，右側(cè)存在一豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小均為。電子槍在處無初速釋放一質(zhì)量為，電荷量為的電子，點(diǎn)的坐標(biāo)為，不計(jì)電子重力。求： （1）電子進(jìn)入第一象限的速度大小； （2）電子從釋放到達(dá)軸所需的時(shí)間； （3）電子經(jīng)過軸上的點(diǎn)時(shí)的速度。 【答案】（1）；（2）；（3），速度方向與水平成45° 【詳解】 （1）電子無切速釋放，由動(dòng)能定理 可得，電子進(jìn)入第一象限的速度大小 （2）在處釋放電子勻加速運(yùn)動(dòng)至軸，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，則有 ， 粒子進(jìn)入第一象限后做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，則有 ， 即從釋放到運(yùn)動(dòng)至軸的時(shí)間為 （3）粒子進(jìn)入第一象限后做類平拋運(yùn)動(dòng) ，， 聯(lián)立得 ，