第十章《静电场中的能量》章末练习-2025-2026学年高中物理人教版必修第三册含答案

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第十章《静电场中的能量》 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（24-25高二上·甘肃·期末）如图所示，图中A、B处为两个等量点电荷，O点为AB连线的中点，C点为AB连线上的一点，D点为AB连线垂直平分线上的一点，已知，则下列说法正确的是（　　） A．A、B为等量同种点电荷，且均为正电荷 B．A、B为等量异种点电荷，且A为负电荷、B为正电荷 C．O点处的电场强度大于D点处的电场强度 D．O点处的电场强度大于C点处的电场强度 2．（24-25高二上·天津·期中）下列说法正确的是（　　） A．元电荷就是质子 B．电场和电场线一样，是人为设想出来的，其实并不存在 C．高压作业服是用包含金属丝的织物制成，起到静电屏蔽作用，保护工人 D．点电荷仅在电场力作用下，一定向电势高的方向移动 3．（22-23高二上·广东江门·期中）图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，粒子先经过N点，再经过M点，可以判定（    ） A．M点的电势小于N点的电势 B．粒子带正电，M点的电势大于N点的电势 C．粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力 D．粒子在M点的电势能小于在N点的电势能 4．（25-26高二上·福建福州·期中）某静电除尘装置由带正电的金属圆筒Q和带负电的线状电极P组成，其横截面上的电场线分布如图所示，A、B、M、N四点到P距离相等，则（　　） A．A、B两点电势相等 B．M、N两点电场强度相同 C．带负电的粉尘从B点运动到C点，电势能减小 D．带电荷量均为的粉尘由P分别运动到A、B两点时，电场力所做的功 5．（24-25高二上·四川自贡·期中）如图所示，矩形区域ABCD内存在竖直向下的匀强电场，两个带等量异种电荷的粒子a和b都从AB的中点O以水平速度射入电场，粒子a从C射出，粒子b从AD的中点射出，若不计重力，则对a和b的说法中正确的是（　  　） A．a带正电，b带负电 B．a带负电，b带正电 C．a的入射速度等于b的入射速度 D．a的入射速度小，b的入射速度大 6．（23-24高二上·四川宜宾·期中）如图，ABCD为匀强电场中的一矩形区域，已知AB长为3 cm，AC长为2 cm，把一个电荷量为1C的正电荷从A点移动到C点，电场力做功6J，从A移动到B点电场力做功12J，若规定B点为零电势点，下列说法正确的是（　　） A．D点的电势为8 V B．电场强度的方向沿AD方向 C．电场强度的大小为500 V/m D．将一电子从A点移动到B点时，其电势能减少12eV 7．（2024高二·全国·专题练习）如图所示，一带正电的粒子沿某椭圆轨道运动，该椭圆轨道的中心有一负电荷，在带电粒子由点运动到点的过程中（　　）    A．电场力做负功，的速度减小 B．电场力做负功，的电势能增大 C．电场力做正功，的速度增大 D．电场力做正功，的电势能增大 8．（22-23高二上·安徽合肥·期中）对于静电场中同一条电场线上A、B两个点，下列说法中正确的是（以无穷远处为零电势点）（　　） A．A点的电势在数值上等于将的正电荷从无穷远处移到A点静电力所做的功 B．将具有不同电荷量的电荷分别放在A点，电势能和电荷量的比值是个定值 C．将同一电荷分别放在A、B两点，在哪一点具有的电势能大哪一点的电势就高 D．将电荷从A点匀速移动到B点合力做功为零，则A、B两点的电势相等 二、多选题 9．（22-23高二上·广东汕头·期中）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、、，电势分别为、、。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． B． C． D． 10．（24-25高二上·福建泉州·期中）如图所示，两个固定的等量异种电荷，在它们连线的垂直平分线上有a、b、c 三点，则（    ）    A．a点电势比b点高 B．a、b两点场强方向相同 C．一电子（不计重力）沿a、b、c匀速飞过，则电子在此过程必定受到一个水平向右的变大的外力作用 D．一电子（不计重力）在a点无初速释放，则它将在a、b连线上运动 三、实验题 11．（24-25高二上·广东肇庆·阶段练习）某校三人学习小组合作探究电容器的影响因素，电容器充电完成后与电源断开，按如图连接在一起。 (1)下列关于实验中使用静电计的说法中正确的有 。 A．使用静电计的目的是测量电容器电压的变化情况 B．使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况 C．使用静电计的目的是测量电容器电容的变化情况 (2)甲同学将B极板向上移动，观察到静电计的指针偏角________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 (3)乙同学将B极板________（选填“左移”“右移”或“旋转”），观察到静电计的指针偏角变小。 (4)丙同学在A、B极板之间插入云母片，观察到静电计的指针偏角________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 12．（24-25高二下·北京平谷·期末）某兴趣小组利用如图1所示装置观察电容器的放电过程。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成。然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，电流传感器（可视为理想电流表）将电流信息传入计算机，电流随时间变化图像如图2所示。 (1)在图2所示的电流随时间变化的图像中，曲线与两坐标轴围成的面积大小代表电容器的________。 A．电容 B．释放的电荷量 C．两极间的电压 (2)实验中所用电阻的阻值为，0.5s时电容器两端电压约为________V（结果保留2位有效数字）。若测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则电容器的电容约为________F。 (3)若只更换电阻R重复上述实验。当电阻为时，电容器放电的I-t图像如图3中的虚线所示。若将电阻更换为（），请在图3中用实线定性画出电容器放电的I-t图像______，并简要说明作图依据______。 四、解答题 13．（24-25高二上·全国·课前预习）在如图所示的电场中，把点电荷q=+2×10-11 C，由A点移到B点，电场力做功WAB=4×10-11 J。A、B两点间的电势差UAB等于多少?B、A两点间的电势差UBA等于多少? 14．（24-25高一下·浙江台州·期末）示波器可以用来观察电信号随时间变化的情况，它的核心部件是示波管，其工作原理如下图所示，由电子枪、竖直方向偏转电极、水平方向偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。电子枪加速电压为，极板和的水平长度均为、间距均为。电子刚离开金属丝的速度为零，从电子枪射出后沿两偏转电极板间区域的中轴线方向进入偏转电极板，为荧光屏中心，且垂直于荧光屏。已知电子（速度极大）电荷量为，质量为，现仅在之间加偏转电压，即“正、负”），所加偏转电压只在两极板间正对区域内产生匀强电场。求： (1)电子刚进入偏转电极时的速度； (2)若电子能够通过偏转电极到达荧光屏，电子打在屏上时的动能； (3)在偏转电场中，单位电压引起的偏转距离（即）称为示波管的灵敏度，该值越大表示灵敏度越高，试求该示波管的灵敏度，并分析如何调整装置参数以提高装置的灵敏度； (4)若间的电压如图丙所示，而间加“正、负”的恒定电压也为，所有电子均能穿出偏转电极且在偏转电场中运动时间极短，请在图丁中定性画出荧光屏上看到的图形。 《第十章《静电场中的能量》章末练习-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册》参考答案 1．C 【详解】A．由于 可知AB连线的垂直平分线应为等势线，只有等量异种点电荷形成的电场才具有这样的规律，故A错误； B．由于 结合上述，可知A为正电荷，B为负电荷，故B错误； D．在等量异种点电荷的连线上，从A到B，电场强度先减小后增大，最小，所以C点处的电场强度大于O点处的电场强度，故D错误； C．在等量异种点电荷连线的垂直平分线上，从O点向外电场强度逐渐减小，所以O点处的电场强度大于D点处的电场强度，故C正确。 故选C。 2．C 【详解】A．元电荷指的是自然界中最小的电荷量，并不是一个实物粒子，故A错误； B．电场线一样，是人为设想出来的，其实并不存在，但电场是客观存在的，故B错误； C．高压作业服是用包含金属丝的织物制成，起到静电屏蔽作用，保护工人，故C正确； D．点电荷若为正电荷，仅在电场力作用下，将向电势低的方向移动，故D错误。 故选C。 3．B 【详解】A．沿电场线电势逐渐降低，可知 M点的电势大于N点的电势，选项A错误； B．根据粒子的运动轨迹可知，粒子受电场力大致向下，可知粒子带正电，M点的电势大于N点的电势，选项B正确； C．因N点电场线较M点密集，可知N点的场强较大，粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力，选项C错误； D．因M点电势高，且粒子带正电，可知粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，选项D错误。 故选B。 4．C 【详解】A．根据沿电场方向电势降低，可知A、B两点电势均大于P的电势；根据电场的疏密程度可知，间的电场强度大于间的电场强度，又A、B两点到P距离相等，可知 则有A点电势大于B点电势，故A错误； B．根据对称性可知，M、N两点电场强度大小相等，但方向不同，故B错误； C．带负电的粉尘从B点运动到C点，电场力做正功，电势能减小，故C正确； D．带电荷量均为的粉尘由P分别运动到A、B两点时，有 故D错误。 故选C。 5．A 【详解】AB．匀强电场方向竖直向下，两粒子在电场中做类平抛运动，带正电的粒子向下偏转，带负电的粒子向上偏转，故A正确，B错误； CD．设AB边长为，两粒子在平行电场方向均做初速度为零的匀加速直线运动，则 由牛顿第二定律 解得 故 设BC边长为，平行电场方向，粒子a 平行电场方向，粒子b 因此有 由于两粒子的质量关系未知，故无法比较两粒子的入射速度的大小关系，故CD错误。 故选A。 6．C 【详解】A．由题意得 ， 规定B点为零电势点，则 ， 由 得 A错误； B．如图 在AB上取中点F，则F点电势为6V，电场线方向垂直CF斜向下。由几何关系，电场强度的方向不沿AD方向，B错误； C．AG与CF垂直，AG距离为 电场强度为 C正确； D．将一电子从A点移动到B点时，其电势能增加 D错误。 故选C。 7．C 【详解】根据题意可知，在带电粒子由点运动到点的过程中，电场力方向与速度方向夹角小于，可知电场力做正功，的电势能减小，动能增大，所以粒子的速率增大。 故选C。 8．B 【详解】A．根据电荷在某点的电势能，等于把它从这点移到势能位置时静电力所做的功，A点的电势在数值上等于将的正电荷从A点移到无穷远处静电力所做的功，故A错误； B．根据 在一个确定的位置，电荷量增大，电势能增大，它们的比值却不变，故B正确； C.根据公式 可知，正电荷在电势能大的地方电势高，负电荷在电势能大的地方电势低，由于不知电荷的正负，因此无法判断它在电势能大的地方电势的高低，故C错误； D．将电荷从A点匀速移动到B点合外力做功为零，但不知电场力做功多少，因此无法判断AB两点的电势大小关系，故D错误。 故选B。 9．BD 【详解】AB．根据电场线的疏密程度，可知 故B正确，A错误； CD．沿着电场线方向电势降低，根据题图可知 故D正确，C错误。 故选BD。 10．BC 【详解】A．等量异种电荷连线的垂直平分线上电势都相等，故A错误； B．a、b两点场强方向都为水平向右，故B正确； C．a点到c点之间的电场方向为水平向右，且从a点到c点电场强度逐渐变大，电子（不计重力）沿a、b、c匀速飞过时受到水平向左的变大的电场力，所以在此过程必定受到一个水平向右的变大的外力作用。故C正确； D．电子（不计重力）在a点无初速释放时受到水平向左的电场力，其运动轨迹会偏离ab连线向左，故D错误。 故选BC。 11．(1)A (2)变大 (3)右移 (4)变小 【详解】（1）静电计可测量电势差，根据指针张角的大小，观察电容器电压的变化情况，无法判断电量的变化情况。 故选A。 （2）将B极板向上移动，极板正对面积减小，由电容的决定式 可知，电容器的电容减小，而电容器的电量不变，根据 可知极板间的电压U增大，则静电计指针偏角变大。 （3）静电计的指针偏角变小，说明U减小，根据 可知电容C变大，根据决定式 可知，d减小，即极板B向右移动。 （4）在A、B极板之间插入云母片，根据 可知，电容器的电容增大，再结合 可知，两极板间的电压减小静电计的指针偏角变小。 12．(1)B (2) (3) 见解析 【详解】（1）根据 可知图像中，图线与坐标轴所围成的面积表示电容器放电过程中通过电阻的电荷量，即电容器总的电荷量，故选B。 （2）[1]根据图2可知，时，电路中的电流为，此时电阻两端的电压 此时电容器两端的电压为。 [2]放电的最大电流为，对电阻分析可得，最大电压为 所以充电后电容器两端的电压为，根据 可知 （3） [1] [2]电阻对电流有阻碍作用，电阻越小，对电流的阻碍作用也越小，通过电阻的电流就越大，而电容器总的电荷量不变，根据 可知，当换成阻值更小的电阻时，电容器放电时间变短，最终放电完毕，图像与坐标轴所围成的面积不变。 13．2V，-2V 【详解】由静电力做功与电势差的关系得 则 14．(1) (2) (3)，见解析 (4)见解析 【详解】（1）电子在电场中加速，根据动能定理有 解得 （2）电子离开电极后做匀速直线，因此电子打在屏上时的动能就是离开电极时的动能，电子在电极间做类平抛运动，水平方向匀速直线，则有 竖直方向做匀加速直线，则有， 电子的动能 解得 （3）结合上述可知，电子的偏转距离 解得 则灵敏度为 可知，若要提高灵敏度，可通过增大极板长，或减小板距，或减小加速电压。 （4）电子在偏转电场中运动时间极短，即电子在极板中运动过程，可以近似认为极板之间电压不变，结合上述，电子在极板之间的偏转距离 由于间加“正、负”的恒定电压也为，同理电子在极板之间的偏转距离 即电子在极板之间的偏转距离保存恒定不变，最大值 作出示意图，如图所示 题号12345678910答案CCBCACCBBDBC