高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十章 静电场中的能量综合与测试单元测试课堂检测

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十章 静电场中的能量综合与测试单元测试课堂检测，共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。
第十章 静电场中的能量  单元测试卷学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题(共32分)1、(4分)矩形处于匀强电场中，场强方向平行于矩形所在平面，矩形边长。将电子由A点移动到D点，静电力做功2 eV；将电子由A点移动到C点，静电力做功1 eV。已知A点电势为0，则(   )
 A.电场强度大小为 B.电场强度方向平行向右C.B点的电势为1 V  D.电子在矩形上电势能最大为2 eV2、(4分)如图所示，倾角的光滑斜面固定在水平地面上，斜面高为H，处在水平向左、电场强度大小为的匀强电场中，质量为m的物块（可视为质点），带正电Q，从斜面顶端由静止释放，重力加速度为g。则(   )
 A.物块落地速度大小为B.物块着地前瞬间速度大小为C.若斜面不光滑，物块从开始运动至到达地面所需时间变长D.着地之前，电场力对物块做的功大于物块机械能增量3、(4分)如图，在绝缘的水平面上方存在匀强电场，水平面上的绝缘带电滑块在水平力F作用下沿水平面移动。已知滑块在移动的过程中，水平力F做功32 J，滑块克服静电力做功8 J、克服摩擦力做功16 J，在此过程中，滑块的(   )
 A.动能增加8 J B.电势能减少8 J C.机械能减少24 J D.机械能减少8 J4、(4分)如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m的带电小球，以初速度v从M点竖直向上运动，通过N点时，速度大小为，方向与电场方向相反，则小球从M运动到N的过程(   )
 A.动能增加 B.机械能增加 C.重力势能增加 D.电势能增加5、(4分)示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示。如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的(   )
 A.极板X应带负电，极板Y应带负电 B.极板应带负电，极板Y应带正电C.极板X应带负电，极板应带负电 D.极板应带负电，极板应带正电6、(4分)如图，真空中只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场，在竖直平面内有初速度为的带电微粒，恰能沿图示虚线由A向B做直线运动。那么(   )
 A.微粒带正电荷  B.微粒一定做匀减速直线运动C.仅改变初速度的方向微粒仍做直线运动 D.运动中微粒的电势能保持不变7、(4分)如图所示，两平行金属板竖直放置，板上两孔正好水平相对，板间电压400 V。一个动能为500 eV的电子从A孔沿垂直板方向射入电场中，经过一段时间电子离开电场，则电子离开电场时的动能大小为(   )
 A.100 eV B.400 eV C.500 eV D.900 eV8、(4分)某电场的电场强度E沿x轴变化如图所示，一正电荷从移动到，其电势能(   )
 A.始终增大 B.始终减小 C.先减小后增大 D.先增大后减小二、多选题(共16分)9、(4分)如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，为轨迹和虚线圆的交点，不计重力。下列说法正确的是(   )
 A.M带负电荷，N带正电荷B.M在b点的动能小于它在a点的动能C.N在d点的电势能等于它在e点的电势能D.N在从c点运动到d点的过程中克服静电力做功10、(4分)如图所示，充电后与电源分离的平行板电容器，其正极板接地，在极板间P点有一带电液滴处于静止状态。现将接地的B板移至虚线处，则(   )
 A.两板间电压不变  B.P点与A板间的电势差不变C.带电液滴仍保持静止 D.带电液滴的电势能增大11、(4分)如图所示，匀强电场场强方向与水平方向夹角为（匀强电场区域足够大），场中有一质量为m，电荷量为q的带电小球，用长为L的细线悬挂于O点。当球静止时，线恰好水平。现用一外力将球沿圆弧缓慢拉到竖直方向最低点，小球电荷量不变，则在此过程中(   )
 A.外力所做的功为 B.带电小球的电势能增加C.带电小球的机械能增加 D.带电小球的重力势能增加12、(4分)如图，在竖直放置的半径为的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷，将质量为m，电荷量为的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力，已知重力加速度为g，则(   )
 A.小球在B时的速率为B.小球在B时的速率小于C.小球不能到达C点D.固定于圆心处的点电荷在细管内的电场强度大小为三、填空题(共16分)13、(4分)已知电场中A点的电势为，将一电荷量为的试探电荷置于该点时,它的电势能为_________J，将该电荷移动到电场中的B点，静电力做了的正功，则B点的电势为_________ V。14、(4分)电场中有两点，若B点电势为零，则A点电势为60 V。两点的电势差为________V；若规定A点电势为零，则B点电势为_________V。15、(4分)一电荷量的试探电荷从电场中的A点移动到B点静电力做功，则两点之间的电势差为(   )A.10 V B. C.20 V D.追问：若为克服静电力做功W，则选(   )16、(4分)如图所示，把电荷量为的电荷，从电场中的A点移到B点，已知A点的电势为15 V，B点的电势为10 V，则此过程中电场力做的功为________ J.四、计算题(共24分)17、(12分)如图所示，一个电子由静止开始经加速电场加速后，又沿偏转电场极板间的中心轴线从O点垂直射入偏转电场，并从另一侧射出打到荧光屏上的P点，点为荧光屏的中心。已知电子质量，电荷量，加速电场两极板间电压，偏转电场电压，极板的长度，板间距离，极板的末端到荧光屏的距离。求：
 （1）电子打在荧光屏上的P点到点的距离h；（2）电子经过偏转电场过程中静电力对它做的功W。（忽略电子所受重力，结果保留两位有效数字）18、(12分)如图所示，在竖直平面内，一质量、电荷量的带正电小球以速度飞入水平放置的电容器的中心，小球恰好沿水平直线运动。已知电容器两极板之间的距离，小球从A点水平抛出后，恰好从另一电容器的板中心小孔D处进入电容器内，且穿过D孔时速度方向垂直于板，金属板与水平方向夹角为37°，取，求：
 （1）水平放置的电容器两板间的电压U；（2）若倾斜电容器板间的匀强电场场强的大小为，金属板长为1.2 m，问要使小球不打到金属板上，两板间距至少为多少？五、实验题(共12分)19、(12分)如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，其中电容器左侧极板和静电计外壳接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连，使电容器带电后与电源断开.操作一：仅将左极板上移，电容____________（选填“变大”、“变小”或“不变”），静电计指针偏转角____________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。操作二：仅将极板间距离减小时，可观察到静电计指针偏转角____________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；操作三：仅在两板间插入一块玻璃，可观察到静电计指针偏转角____________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
参考答案1、答案：A解析：由题意可得
，解得；根据匀强电场中场强与电势差的关系可推知，所以，故C错误。中点F的电势为，如图所示，连接，则为一条等势线，取中点G并连接，根据几何关系可知，又根据沿电场强度方向电势降低可知，电场强度方向为由G指向B，故B错误。所以电场强度大小为，故A正确。

由前面分析可知，B点为矩形上电势最低点，电子在B点电势能最大，为1 eV，故D错误。2、答案：B解析：对物块进行受力分析，如图所示：

物块受重力和水平向左的电场力，电场力，设重力和水平向左的电场力合力与水平方向夹角为β，则，解得，物块释放后，将沿合力方向做匀加速直线运动。设物块的水平位移为x，则，解得，从释放到落地过程，由动能定理得，联立解得，故A错误，B正确；由以上分析可知，物块沿与水平方向成30°角做匀加速直线运动，不会与斜面接触，所以斜面不光滑，也不会改变物块从开始运动至到达地面所需时间，故C错误；物块下滑过程中，除重力做功外，还有电场力做功，所以着地之前，电场力对物块做的功等于物块机械能增加量，故D错误。故选B。3、答案：A解析：在滑块移动的过程中，水平力F做功为32 J，静电力做功为，摩擦力做功为，则总功为，根据动能定理知，动能增加8 J，故A正确；滑块克服电场力做功8 J，则电势能增加8 J，故B错误；水平力F、电场力和摩擦力做的总功为8 J，根据功能关系得知，机械能增加8 J，故C、D错误。4、答案：B解析：带电小球在M点的动能为，在N点的动能为，所以动能的增量为，故A错误；带电小球竖直方向受重力并做匀减速运动，水平方向受静电力并做匀加速运动，由运动学公式有，可得，竖直方向的位移，水平方向的位移，因此有，对小球由动能定理有，联立上式可解得，因此静电力做正功，机械能增加，故机械能增加，电势能减少，故B正确、D错误；重力做负功，重力势能增加量为，故C错误。5、答案：B解析：电子受的电场力方向与场强方向相反，如果在荧光屏上P点出现亮斑，则电子要向X和Y偏转，极板X和极板Y应带正电，和应带负电，所以B正确。6、答案：B解析：微粒做直线运动的条件是速度方向和合外力的方向在同一条直线上，只有微粒受到水平向左的静电力才能使得合力方向与速度方向在同一条直线上且相反，由此可知微粒所受的静电力的方向与场强方向相反，则微粒必带负电，且运动过程中微粒做匀减速直线运动，故A错误，B正确；仅改变初速度的方向微粒所受合力方向不变，则微粒做曲线运动，C错误；运动中静电力做负功，则微粒的电势能增加，D错误。7、答案：A解析：电子从A向B运动时，静电力对电子做负功，若当电子到达B孔时，克服静电力所做的功，因此电子可以到达B孔，由动能定理，解得电子离开电场时的动能，故A正确。8、答案：C解析：由图像可知，场强的方向先沿x轴正向后沿x轴负向，正电荷从移动到，静电力先做正功后做负功，则其电势能先减小后增加。故选C。9、答案：ABC解析：如题图所示，M粒子的轨迹向正点电荷所在方向弯曲，可知M受到引力作用，故M带负电，而N粒子的轨迹向远离电荷方向弯曲，说明N受到了斥力作用，故N带正电，A正确；M带负电，从a到b静电力对其做负功，动能减少，B正确；d和e在同一等势线上，N粒子在两点的电势能相等，C正确；N带正电，从c到d，静电力做正功，选项D错误。10、答案：BCD解析：电容器充电后与电源断开，电荷量Q保持不变，B板上移，则电容C变大，由得出电压U变小，故A错误；间电场强度，故E不变，故液滴受到的静电力不变，液滴的受力情况不变，故C正确；P点与A板的距离不变，电场强度不变，，故不变，B正确；P点与B板的电势差变小，P点电势降低，又液滴带正电荷，故液滴电势能减小，D正确。11、答案：AB解析：小球静止时根据平衡条件可知，所以；从初态缓慢运动到最低点，根据动能定理可知，解得外力做功，A正确；克服电场力做功，所以电势能增加，B正确；因为缓慢移动，所以小球动能不变，但是重力势能减小了，所以机械能减小，C错误；因为重力做正功，所以重力势能减小了，D错误。12、答案：AD解析：设小球到达B点时速度大小为v，小球从A滑到B的过程，由能量守恒定律得，解得，故A正确，B错误；在整个滑动的过程中，静电力和弹力都不做功，只有重力做功，所以机械能守恒，小球能够到达C点，且到达C点时的速度刚好为零，故C错误；小球经过B点时，如果没有压力，则由牛顿第二定律可知，小球受力向上，故圆心处小球应带负电；由牛顿第二定律得，代入解得，故D正确。13、答案：解析：，从A到B点，解得。14、答案：60；-60解析：B点为零电势点、A点电势为60 V，；若A点为零电势点，因，则B点电势为。15、答案：D；C解析：两点之间的电势差为。注意运用公式的时候要带上功和电荷量的正负号。追问：C。16、答案：解析：将负电荷从A点移到B点，电场力做负功，其电势能增加，有17、答案：（1）1.08 cm（2）解析：（1）设电子出加速电场时的速度为，则，设电子在偏转电场中运动的时间为t，有，电子在偏转电场中运动的加速度为a，有，电子在竖直方向上做匀加速直线运动，位移为，联立解得。
电子在偏转电场中做类平抛运动，射出偏转电场时速度的反向延长线过偏转电场的中点，由几何关系知。又，代入数据，解得。
（2）电子经过偏转电场过程中静电力对它做的功，又，代入数据，解得。18、答案：（1）62.5 V（2）解析：（1）小球在电容器内沿直线运动，故，
。
（2）对小球受力分析，如图将小球在倾斜金属板间的运动分解为平行金属板和垂直金属板的运动，则
平行金属板方向上

垂直金属板方向上
所以小球在金属板间做类平抛运动
小球到D点的速度，在平行金属板方向上

倾斜平行金属板间距至少为
解得。
 19、答案：变小；变大；变小；变小解析：根据电容的决定式知，上移左极板，正对面积s减小，则电容减小，根据知，电荷量不变，则电势差增大，指针偏角变大。根据电容的决定式知，将极板间距离减小时，电容增大，根据知，电荷量不变，则电势差减小，指针偏角变小。根据电容的决定式知，两板间插入一块玻璃，ε增大，电容增大，根据知，电荷量不变，则电势差减小，指针偏角变小。