【人教版】物理必修三 第10章 静电场中的能量（知识梳理+单元练习）

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高一物理必修第三册第十章 静电场中的能量单元测试卷班级 姓名 学号 分数 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分）注意事项：1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。第Ⅰ卷（选择题 共48分）一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1．关于电势、电势差和电势能这三个物理量，下面说法中正确的是（　　）A．电荷在高电势处具有较大的电势能B．电场中确定的两点间的电势差与零电势位置的选取有关C．电势、电势差和电势能都是描述电场本身性质的物理量D．单位负电荷在A点具有1J的电势能，在B点具有2J的电势能，则A点电势比B点电势高1V2．在匀强电场中把电荷量为q＝﹣2×10﹣9C的点电荷从A点移到B点，克服静电力做的功为1.6×10﹣7J；再把这个点电荷从B点移到C点，静电力做的功为4.0×10﹣7J，取B点电势为零。则A点电势及该点电荷在C点的电势能分别为（    ）A．80V ，4.0×10﹣7J B．80V ，﹣4.0×10﹣7JC．﹣80V ，﹣4.0×10﹣7J D．﹣80V ，4.0×10﹣7J3．电场是物质存的一种形式，在研究电场的性质时，我们认识了电场强度、电势和电势差且采用了一个简洁的方法，用电场线和等势面来描述电场强度和电势，在以下说法中正确的有（　　）A．电势差由电场本身的性质决定，与零电势点的选取有关B．电场中A、B两点的电势差与试探电荷无关，所以UAB＝UBAC．等差等势面越密的地方，电场线越密，电场强度越大D．电场中电势降低的方向，就是电场强度的方向4．如图所示，真空中有一对等量同种正点电荷 A、B，O为AB的中点，P、Q为AB连线上两点，且P、Q到O的距离相等，M、N 为AB 连线中垂线上两点，且M、N到O的距离相等。以距离点电荷无穷远处为零势点。下列说法正确的是（　　）A．O点的电场强度为零，电势也为零B．M、N 两点的电势相等，电场强度大小相等、方向相反C．从O 点沿着中垂线向上延伸到无穷远，电场强度逐渐增大D．P、Q两点的电势相等，电场强度也相同5．某仪器两极间的电场线分布如图所示，中间的一条电场线是直线，其他电场线对称分布，取中间电场线上的点为坐标原点，沿电场线方向建立轴，下列图线可能正确的是（　　）A． B．C． D．6．如图所示，在菱形的点A处和点C处分别放置电荷量为和的点电荷。已知菱形边长为，静电力常量为k，规定无限远处电势为零，下列说法正确的是（　　）A．D点电场强度方向自D指向BB．D点电场强度大小为C．把电荷量为的点电荷自无限远移动至B点，克服电场力做功D．把电荷量为的点电荷自B点移至D点，电场力先做正功后做负功7．如图所示，水平放置的平行金属板充电后板间形成匀强电场，板间距离为d，一个带电的液滴带电量大小为q，质量为m，从下板边缘射入电场，沿直线从上板边缘射出，则（　　）①液滴做的是匀速直线运动②液滴做的是匀变速运动③两板的电势差为④液滴的电势能减少了mgdA．①③ B．②③ C．①③④ D．②③④8．如图坐标系中有方向平行于坐标平面的匀强电场，坐标原点O处的电势为0V，点A处的电势为24V，点B处的电势为12V，则电场强度的大小为（    ）  A．400V/m B．500V/m C．600V/m D．1000V/m9．一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中O~x2段是对称的曲线，x2~x3段是直线段，则下列说法正确的是（　　）A．x1处电场强度为零B．x1、x2、x3处电势φ1、φ2、φ3的关系为φ1>φ2>φ3C．粒子在O~x2段做匀变速运动，x2~x3段做匀速直线运动D．x2~x3段是匀强电场10．在探究平行板电容器的电容与哪些因素有关的实验中，一已充电的平行板电容器与静电计连接如图所示．已知静电计指针张角随着电容器两极间的电势差的增大而增大。现保持电容器的电量不变，且电容器B板位置不动．下列说法中正确的是（     ）A．将A板向右平移，则静电计指针张角增大B．将A板向左平移，则静电计指针张角增大C．将A板竖直向上平移，则静电计指针张角减小D．将A板竖直向上平移，则静电计指针张角增大11．如图所示，质量相同的甲、乙带电粒子，电荷量之比为1∶2，均贴着A板沿水平方向射入平行板间的匀强电场，甲粒子沿轨迹①从两板正中间飞出，乙粒子沿轨迹②落到B板中间。若两板间的电压恒定，不计粒子所受重力及粒子间的相互作用，则甲、乙两粒子射入板间电场时的初速度大小为v1和v2， 运动时间为t1和t2。加速度为a1和a2， 以下正确的是（　　）A．v1∶v2=1：2 B．v1∶v2= 2；1 C．t1∶t2=2：1 D．a1∶a2 = 1：212．如图所示，长为L的细线拴一个带电荷量为＋q、质量为m的小球，重力加速度为g，球处在竖直向下的匀强电场中，电场强度为E，小球恰好能够在竖直平面内做圆周运动，则（　　）A．小球在最高点的速度大小为B．当小球运动到最高点时电势能最小C．小球运动到最低点时，机械能最大D．小球运动到最低点时，动能为(mg＋qE)L第II卷（非选择题 共52分）二、实验题（满分8分）13．电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器可以捕捉瞬时的电流变化，它与计算机相连，可显示电流随时间的变化。图甲直流电源两端的电压恒为，充电前电容器带电量为零。先使S与“1”端相连，电源向电容器充电。充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。  （1）在电容器放电过程中，通过电阻的电流方向 （选填“水平向左”或“水平向右”或“无电流”）；（2）图像阴影为曲线与时间轴所围成的面积，乙图中阴影部分的面积 （选填“>”、“<”或“=”）；（3）已知，则该电容器的电容值为 法拉（保留两位有效数字）；（4）由甲、乙两图可判断阻值 （选填“>”或“<”“=”）；（5）关于电容器在整个充、放电过程中的图像和图像的大致形状，可能正确的有 （为电容器极板所带的电荷量，为电容器两板的电势差）。A．      B．      C．      D．  三、计算题（满分44分，其中15题8分，16题8分，17题12分，18题16分，每小题需写出必要的解题步骤，只有答案不得分）14．A、B两平行金属板间的匀强电场的场强，方向如图，电场中a，b两点相距10cm，ab连线与电场线成60°角，求（1）电势差；（2）用外力F把电荷量为的正电荷（不计重力）由b点匀速移动到a点，那么外力F做的功是多少？（3）如果a点为零电势，该正电荷在b点具有的电势能是多少？15．如图所示，在一水平向左的匀强电场中，光滑绝缘直角三角形斜劈ABC被固定在水平面上，其斜面长，倾角为。有一个电荷量为、质量为的带负电小物块（可视为质点）恰能静止在斜面的顶端A处，，。求：（1）带电小物块的电性及AB两点间的电势差；（2）若电场强度减小为原来的三分之一时小物块从A下滑到B的时间t。16．如图所示，一个质量为，电荷量的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经U1=100V电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场，偏转电场的电压U2=300V。金属板长L=20cm，两板间距d=30cm。求：（1）微粒进入偏转电场时的速度v0大小；（2）微粒射出偏转电场时的偏转角θ和偏移的距离y1是多少？（3）电子离开电场后，打在屏上的P点，若s=10cm，求OP的长？17．如图所示，在水平向左的匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直固定放置，其半径为R，半圆轨道所在竖直平面与电场线平行，半圆轨道最低点与一水平粗糙绝缘轨道MN相切于N点。一小滑块（可视为质点）带正电且电荷量为q，质量为m，与水平轨道间的滑动摩擦力大小为0.5mg，现将小滑块从水平轨道的M点由静止释放，恰能运动到半圆轨道的最高点H。已知电场强度大小为，重力加速度大小为g，求：（1）小滑块在最高点H的速度vH大小；（2）M点距半圆轨道最低点N的水平距离L；（3）小滑块通过半圆轨道中点P时，轨道对小滑块的弹力F大小。