第十章 静电场中的能量 章末检测题 -【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步学与练（人教版2019必修第三册）

第十章 静电场中的能量 章末检测题 一、单选题 1．如图所示，在正四面体的A、B两点固定两等量异种点电荷，其中E、F、G分别为AB、BC、CD的中点，则关于C、D、E、F、G五点的场强和电势说法正确的是（    ） A．C、D两点的电势相等，场强大小相等，方向不同 B．D、G两点的电势相等，场强大小不等，方向相同 C．E、G两点的电势不等，场强大小不等，方向相同 D．E、F两点的电势不等，场强大小相等，方向不同 【答案】B 【解析】A．根据对称性知，C、D两点的电场强度大小相等，方向均从A指向B，AB中垂面为等势面，C、D两点电势相等，A错误； B．AB中垂面为等势面，D、G两点电势相等，G点距离AB近，电场强度矢量和大，方向均从A指向B，B正确； C．AB中垂面为等势面，E、G两点的电势相等，中垂面上场强方向相同，E点矢量和大，C错误； D．E点电势为0，F两点的电势小于0，E点为连线中点，场强大于F点场强，并且方向不同。D错误。 故选B。 2．如图所示，真空中有两个点电荷C和C。分别固定在x坐标轴的和的位置上。以下说法正确的是（　　）    A．两个点电荷间某点的电场强度为零 B．（6cm，12cm）区域内电场强度的方向沿x轴正方向 C．电子在两个点电荷之间向右运动时，电势能先增大后减小 D．电子从位置向右运动时，电势能先减小后增大 【答案】D 【解析】A．Q1、Q2两个点电荷之间，正电荷Q1和负电荷Q2在该处产生的场强方向都沿x轴正方向，由场强的叠加原理，合电场强度方向也沿x轴正方向，可知两电荷之间的电场强度不可能是零，A错误； B．由题意可知，在x轴上，电场强度是零的点只能在Q2的右侧，设在Q2右侧距Q1的L处场强是零，由点电荷的场强公式，则有 解得 可知在（6cm，12cm）区域内电场强度的方向沿x轴负方向，B错误； C．两个点电荷之间的电场强度方向沿x轴正方向，电子在两个点电荷之间向右运动时，电场力一直做负功，电子的电势能一直增大，C错误； D．在x轴上12cm处电场强度是零，可知在（6cm，12cm）区域内电场强度的方向沿x轴负方向，12cm处右侧电场强度方向沿x轴正方向，因此电子从位置向右运动时，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，D正确。 故选D。 3．某电场等势面分布情况如图所示，A、B分别为场中两点，一带电粒子在此电场中的轨迹如虚线所示，下列判断正确的是（　　） A．带电粒子带负电 B．带电粒子在B点的加速度大于在A点的加速度 C．带电粒子运动到B点的速度大于在A点的速度 D．负的点电荷在B点由静止释放，只在电场力的作用下电荷将沿着等势面e运动 【答案】C 【解析】A．电场强度方向与等势面垂直，且由高电势点指向低电势点方向，根据图像可知电场方向整体方向向外，而带电粒子所受电场力方向指向轨迹弯曲一侧，根据轨迹可知，电场力方向与电场方向相同，可判定粒子带正电故，故A错误； B．图中相邻等势线之间的电势差相等，而等差等势面的疏密程度能够间接反映场强大小，根据图像可知，带电粒子在B位置电场线分布比A点稀疏一些，则粒子在B处的电场强度小于A处的电场强度，可知带电粒子在B点的加速度小于在A点的加速度，故B错误； C．带电粒子带正电，A点电势大于B点电势，根据 可知，粒子从A到B电场力做正功，电势能减小，动能增大，速度增大，即带电粒子运动到B点的速度大于在A点的速度，故C正确； D．场强方向与等势面垂直，故点电荷受到的电场力方向与等势面垂直，只在电场力的作用下电荷由静止释放不可能沿着等势面e运动，故D错误。 故选C。 4．避雷针是利用尖端放电原理保护建筑物避免雷击的一种设施。雷雨天当带有负电的乌云飘过一栋建筑物上空时，避雷针的顶端通过静电感应会带上大量电荷，在避雷针周围形成电场。图中虚线为避雷针周围的等势线，相邻两等势线间的电势差相等。则（　　） A．避雷针附近的电场是匀强电场 B．避雷针的顶端带负电 C．a、b、c、d四个等势面中，a的电势最低 D．一带负电的雨滴从乌云中落下，电场力做负功 【答案】C 【解析】A．匀强电场的等势线应是一簇平行线，由图可知避雷针附近的电场显然不是匀强电场，故A错误； B．乌云带负电，则避雷针的顶端感应出正电荷，带正电，故B错误； C．乌云带负电，则电场线终止于乌云，根据沿电场线方向电势降低可知a、b、c、d等势面中a的电势最低，故C正确； D．有一带负电的雨点从乌云中下落，雨点所受电场力方向与速度方向夹角小于90°，电场力做正功，故D错误。 故选C。 5．如图所示，将一个半径为r的不带电的金属球放在绝缘支架上，金属球的右侧放置一个电荷量为Q的带正电的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离也为r。由于静电感应在金属球上产生感应电荷。设静电力常量为k。则关于金属球内的电场以及感应