杭州市锦绣中学高中物理必修三第十章《静电场中的能量》检测卷(答案解析)

一、选择题

1．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v0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

2．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

3．一带电粒子自图中A点以初速度v0平行于等势面射入电场，其运动轨迹如虚线AB所示。图中a、b、c、d为电场的四个等势面，且其电势关系为abcd，不计粒子重力，则（ ）

A．粒子一定带负电 B．粒子一定做匀速圆周运动

C．粒子从A到B的运动过程中，动能先减小后增大 D．粒子从A到B的运动过程中，电势能不断减小

4．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

5．如图所示，在处于O点的点电荷+Q形成的电场中，试探电荷q由A点移到B点，电场力做功为W1；以OA为半径画弧交于OB于C，q由A点移到C点电场力做功为W2；q由C点移到B点电场力做功为W3。则三者的做功关系以及q由A点移到C点电场力做功为W2的大小（ ）

A．W1=W2=W3，W2=0 B．W1>W2=W3，W2>0 C．W1=W3>W2，W2=0 D．W1=W26．为了研究影响平行板电容器电容的因素，实验中，使电容器的两个极板A、B分别带上等量异种电荷，并将A极板和静电计的外壳分别接地，如图所示。若保持极板所带电荷量不变，下列判断正确的是（ ）

A．增大两极板之间的距离，静电计指针张角变小 B．A板稍微上移，静电计指针张角变大

C．若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大 D．若将A板向右移少许，则静电计指针张角不变

7．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v0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

22mv0C．MN板间的电势差为

q2Ev0D．MN板间的电势差为

88．空间有一电场，在x轴上x0到x0间电势φ随x的变化关系如图所示，图线关于φ轴对称。一质量为m、电荷量为q的粒子仅受电场力作用，以沿x方向的初速度v0，从x轴上的x1点向右运动，粒子的运动一直在x轴上，到达原点O右侧最远处的坐标为x2，

x2点与x1点间的电势差为U21，则（ ）

2mv0A．x2x0，U21

2q2mv0B．x0x2x1，U21

2q2mv0C．x2x1，U21

2q2mv0D．x2，U21

2q9．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W1。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W2，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W2W1 D．粒子仍然从原位置飞出电场，且W2W1

10．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

11．如图所示，两个可以视为点电荷的带正电小球A和B，A球系在一根不可以伸长的绝缘细绳的一端，绕过定滑轮，在细绳的另一端施加拉力F，B球固定在绝缘底座上，位于定滑轮的正下方。现缓慢拉动细绳，使A球缓慢移动到定滑轮处，此过程中，B球始终静止，忽略定滑小和摩擦，下列判断正确的是（ ）

A．A球的电势能先不变后减少 B．拉力F一直增大

C．地面对绝缘座的支持力一直减少 D．B球受到的库仑力先增大后减小

12．如图所示，在匀强电场中，场强方向与abc所在平面平行，acbc，

abc53，ac0.4m。一个电荷量q1105C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7.2104J。cos530.6，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

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．在一个粗糙水平面上，彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块。由静止释放后，两个物块向相反方向运动，并最终停止。在物块的运动过程中，下列表述正确的是（ ）

A．两个物块的动能守恒

B．两个物块组成的系统机械能守恒 C．两个物块的电势能逐渐减少

D．全过程物块受到的摩擦力小于或等于其受到的库仑力

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 C．油滴仍然在P点静止

B．油滴在P点的电势能增加 D．油滴将竖直向上运动

二、填空题

16．（1）使一个物体带电的方式有三种，它们是___________、___________和

___________，在这三种方式中，电荷既没有被创造，也没有被消灭，只是从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分移到另一部分，而且电荷的总量不变，这个结论也被称之为___________定律。

6（2）某平行板电容器充电后所带电荷量为Q210C，两板间的电压U4V，则该

电容器的电容为___________F，若只将该电容器的板间距离增大，电容器的电容将___________，若只将两极板错开，使极板正对面积减小，电容器的电容将___________。 17．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。

18．有一充电的平行板电容器，两板间电压为3V，现使它的电荷量减少3×10-4C，于是电

1，此电容器的电容是______F，电容器原来的带电荷量3是______C，若电容器极板上的电荷全部放掉，电容器的电容是______F。

容器两极板间电压降为原来的

19．如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为φA=15V，φB=3V，φC=-3V，由此可知D点电势φD=___________V；若该正方形的边长为2cm，且电场方向与正方形所在平面平行，则场强为E=___________V/m。

20．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”）

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 = 105C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UAB =______V，电势φA______（填“高于”、“等于”或“低于”）φB；B、C两点的电势差UBC =______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______。

22．一个已充电的电容器，若使它的电荷量减少3×10－4 C，则其电压减小为原来的电容器原来的带电荷量为_____________C。

1，则323．连接在电源两极上的平行板电容器，当两极板间的距离减小时，电容器的电容将________，带电荷量将________。（均选填“增大”“减小”或“不变”）

24．如图所示，A和B两平行金属板相距10 mm，M点距A板及N点距B板均为2 mm，两极板间的电压为4V，则板间场强为______N/C．A板电势为________V，N点电势为________V.

25．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：__________，__________．

26．在一个电场强度为E的匀强电场中有a、b两点，把一个电量为q的正电荷由a点移到

b点时，电场力对电荷做正功W，则a、b两点电势差大小为______V，电势φa___φb（填＜、＞或=）

三、解答题

27．如图，光滑绝缘水平面上有两个可视为质点的小球A、B，两球质量分别为m和2m。 A带正电，B带负电。两球带电荷量均为Q。且两球置于水平方向的匀强电场中。当两小球之间的距离为L时。两球恰好处于静止状态。现将匀强电场的电场强度方向不变、大小变为原来的2倍，两球开始运动，当两球之间的距离变为2L时，小球A的速度大小为v。已知静电力常量为k，求：

(1)原匀强电场的电场强度E的大小和方向；

(2)当两球之间的距离变为2L时，小球A的加速度大小a；

(3)两球之间的距离从L变为2L的过程中，两球组成的系统电势能的减小量Ep。

28．如图所示，在平面坐标系第一象限内有水平向左的匀强电场，电场强度为

E300N/C。y轴与直线x4cm区域之间有竖直向下的匀强电场，电场强度也为E，

一个质量为m3109kg。带电量为q2109C的粒子（不计重力）从第一象限的S点由静止释放，S点坐标为4cm,4cm。 (1)求粒子通过y轴时的速度大小； (2)求粒子通过x轴时离坐标原点的距离d；

29．如图所示，两个带等量异种电荷、竖直放置、电容为C、间距为d的平行金属板，两板之间的电场可视为匀强电场。此外两板之间还存在一种物质，使小球受到一个大小为

Fkv（k为常数，v为小球速率）方向总是背离圆心的力。一个质量为m，带电荷量为q的小球，用长为L（Ld）的不可伸长的细线悬挂于O点，将小球拉至水平位置M，

由静止释放，当小球向下摆过60到达N点时，速度恰为零（细线始终处于伸直状态），则

(1)左极板带电量Q是多少？

(2)小球到达N点时的加速度大小是多少？

(3)小球的最大速度是多少？此时细线上的拉力是多少？

30．如图所示为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出(初速度可忽略不计)，经灯丝与A板间的电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板

M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场)，电子进入M、N间电场时的速度

与电场方向垂直，电子经过偏转电场后打在荧光屏上的P点。已知M、N两板间的电压为

U2，两板间的距离为d，板长为L，荧光屏距M、N两板右侧边缘的水平距离为D，电子

的质量为m，电荷量为e，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力。 (1)求电子穿过A板时速度的大小v0； (2)求电子从偏转电场射出时的侧移量y； (3)求OP长度x。