第10章 静电场中的能量 达标检测-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中物理必修第三册(人教版2019)

本章达标检测 白题单元达标测 限时：60min 一、选择题 x轴上，相邻等势面的电势差为3V.若x轴上 1.(2024·浙江钱塘联盟联考)人体的细胞膜由 的M点和N点位于0V等势面上，P为某等 磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压 势面上一点，则 () (医学上称为膜电位)，使得只有带特定电荷 A.N点的电场强度大小比M点的大 的粒子才能通过细胞膜进入细胞内.如图初速 B.Q为正电荷 度为零的正一价钠离子仅在电场力的作用 C.M点的电场方向沿x轴负方向 下，从细胞膜外A点运动到细胞膜内B点，则 D.P点与M点的电势差为I2V 下列说法正确的是 ( 4.(2024·黑龙江哈尔滨期中)如图所示，ABCD A细隐膜外 是边长为L的正四面体，虚线圆为三角形ABD 的内切圆，M、N、P分别为BD、AB和AD边与 胞橘 圆的切点，O为圆心，正四面体的顶点A、B和 如胞撼 公细胞膜内 D分别固定有电荷量为+Q、+Q和-Q的点电 A.B点电势高于A点电势 荷则 B.钠离子的电势能增大 C.若膜内的电场可看作匀强电场，钠离子的 加速度变大 D.若膜电位上升但细胞膜厚度不变，钠离子 B⊕ 进入细胞内的速度增大 A.M、P两点的电场强度相等 2.(2023·广东红岭中学质检)如图所示，MN为 B.将正试探电荷由C移动到M,电势能减少 均匀带电细杆，a、b两点关于细杆对称，c、d两 C.将B点放置的点电荷沿BC移动，电场力一 点连线与细杆平行，b点为cd连线的中点.则 直不做功 ( A.a、b两点的场强方向与细杆不垂直 D.M、0、N、P四点的电势P>pp>P>Pn B.c、d两，点的场强方向与细杆不垂直 5.(2024·福建福州期中)（多选）如图所示，虚 C.a、b两点的电势不相同 线表示两个固定的等量异种点电荷形成的电 D.c、d两点的电势不相同 场中的等势线.一带电粒子以某一速度从图中 a点沿实线abcde运动若粒子只受静电力作 0 用，则下列判断正确的是 () 6V +3V 90 (第2题) (第3题) 63v 3.(2022·重庆高考)（多选）如图为两点电荷 A.粒子带负电 QQ'的电场等势面分布示意图，Q、Q位于 B.速度先减小后增大 必修第三册：RJ黑白题042 C.电势能先减小后增大 计粒子重力，为使粒子能打在N点左侧，则 D.经过b点和d点时的速度大小和方向均 相同 6.(2024·广西玉林期中)如图所 示，匀强电场平行于xOy平面 坐标系，矩形ABCD的顶点B A.将单刀双掷开关接2 和D均落在y轴上，顶点A在 B.将B板下移一段距离 x轴上，OB=5cm,AB=10cm,A、B、C三点的 C.将A板上移一段距离 电势分别为3V,33V,63V,下列说法正确的是 D.在A板下面插入一很薄的金属板 ( 9.(2024·陕西西安月考)某E A.D点的电势为18V 静电场在x轴上的场强E B.匀强电场平行于y轴，且沿着y轴负方向 随x的变化关系如图所示， C.匀强电场的电场强度的大小为2003V/m x轴正方向为场强正方向，一个带正电的点电 D.将一电子从D点移动到B点，电子克服电 荷只在电场力的作用下沿x轴运动，xx2、x、 x,四点间隔相等，则 ( 场力做的功为30eV A.点电荷在2和x处电势能相等 7.(2024·重庆期中）一 B.点电荷由x,运动到x3的过程中电势能 电子只在静电力的作 :38 8 xicm 增加 用下沿+x方向运动， C.x1x2两点之间的电势差大于x:两点之 其所在位置处的电势 间的电势差 中随x变化情况如图，已知图线在x=3.8cm D.该点电荷由x,运动到x4的过程中电场力 处切线与x轴平行，则 ( 一直做正功 A.电子从1.5cm运动至6.0cm处的过程中， 10.如图所示，一质量为m、电荷量为g(g>0)的 速率不断变大 粒子以初动能En从MN连线上的P点水平 B.电子在x=3.8cm处时加速度为0 向右射出，在大小为E、方向竖直向下的匀强 C.x=1cm到x=8cm之间的电场方向均沿-x 电场中运动.已知MN与水平方向成45°角， 方向 粒子的重力忽略不计，则粒子到达MN连线 上的某点（未画出）时 D.x=1cm到x=8cm之间的电场场强大小处 ( 处相等 2mEwo A.所用时间为 Eq 8.(2024·湖南邵阳期中)（多选）如图所示，平 B.动能为3Eo 行板电容器A、B两极板水平放置，现将其和 C.若P点的电势为0，则该 二极管串联接在电源上，已知A和电源正极 4E0 相连，且电动势E,<E2,二极管具有单向导电 点电势为 性，当单刀双掷开关接1时，一带正电粒子沿 D.若仅增大初速度，速度与竖直方向的夹角 AB中心水平射入，打在B极板上的N点，不 不变 第十章黑白题043 二、非选择题 12.如图所示，平面直角坐标系xOy在竖直平面 11.(2023·广东广州一中期中)如图所示，A、B 内，第三象限内有水平向左的匀强电场，第 是位于竖直平面内、半径R=0.5m的，圆弧 四象限内y轴与x=2R虚线之间有竖直向下 的匀强电场，两电场的电场强度大小均为E, 形的光滑绝缘轨道，其下端点B与水平绝缘 x=3R处有一竖直固定的荧光屏现在第三象 轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀 限内固定一个半径为R的四分之一光滑圆 强电场中，电场强度E=1×10N/C.今有一质 弧轨道AB,圆弧圆心在坐标原点O,A端点 量为m=0.1kg、带电荷量+g=7.5x105C的 在x轴上，B端点在y轴上.一个带正电小球 小滑块（可视为质，点）从A点由静止释放.若 从A点上方高2R处的P点由静止释放，小 已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数4= 球从A点进入圆弧轨道运动，从B点离开时 0.05,取g=10m/s2,求： 速度的大小为2gR,重力加速度为g,求： (1)小滑块第一次经过圆弧形轨道最低点B (1)小球的电荷量： 时的速度： (2)小球离开第四象限电场时的位置坐标： (2)小滑块第一次经过圆弧形轨道最低点B (3)小球最终打在荧光屏上的位置距x轴的 时对B点的压力： 距离 (3)小滑块在水平轨道上通过的总路程 2R B 必修第三册：RJ黑白题044移绿大最大位移为y2一（}G在1-0时进入 负电荷，故B错娱：C.沿着电场线电势逐渐降低，结合各等势线的电 势高低关系可知M点的电场方向沿x轴正方向，故C错误：D.M点 电场的电子位移最大为则有宁=4（】 T ,联立得： 与N点等势均为0V,P点与N点的等势线何隔四个.面相邻等势而 2 的电势蒸为3V,则P点与M点的电势差为12V.故D正确.故 Xm。故D正确故选即 选AD. 4.C解析：A.根据电场的叠加原理，以及三个点电荷产生的电场的对 8.B解析：两板间电压为0.时，由牛顿第二定律可得 d=ma, 称性可知，M点和P点的电场强度大小相等.方向不同.故A错误： 电子做类平揽抛运动，在水平方向上1=， B.根据等量异种电荷等势面分布情况可知，若仅考虑B处和D处点 电荷时，C点和M点的电势相等，将正试探电荷由C移动到M,靠 在竖直方向上y=, 近A处的正点电荷，电场力做负功，电势能增加，故B错误：C,在A 联立可得，当y=了1时，即电子恰好从极板边缘飞出， 处和D处两点电荷的电场中，BC连线是一条等势线，所以将B点放 置的点电荷沿C移动，电场力一直不做功，故C正确：D.根据电势 此时儿.=mr 的登加和对称性可知，M点和P点的电势相等，即P=9v,故D错 误故选C. 当L. 一时，所有电子都能从极板的右端射出，A正确，不符 5.AB解析：A.根据两个周定的等量异种点电荷所形成电场的等势线 合题意： 的特点可得，该图中的等势线中，正电荷在上方，负电荷在下方，从粒 2如时，一个周期内有的时间电压低于酯界电压 子运动轨迹看出.轨迹向上弯曲，可知带电粒子受到了向上的力的作 B.当U= 2 用，所以粒子带负电，故A正确：BC.粒子从a一b→心过程中，电场力 产，因此有电子从极板右端射出的时间与无电子从极板右端射出 md2 做负功.c一→d一e过程中，电场力做正功，粒子在静电场中电场力先做 负功后做正功，电势能先增大后减小，速度先或小后增大，故B正确， 的时间之比为1：1，B辑误，符合题意； C错误：D.由于b.d两点处于同一个等势面上，所以粒子在b,d两点 C.当0> m时，有都分电子能从极板的右端射出，C正确，不符 的电势能相同，粒子经过b点和d点时的速度大小相同，方向不同， 故D错误故选AB. 合题意： 6.C解析：A.在匀强电场中，沿着同一方向，电势均匀变化.则U= n当Un=2mr 一时，一个周期内有万的时间电压低于临界电压 Um.即geP=9n一平：.从面可得Pn=33V,A错误：B.BD为等势 面，电场线与等势面垂直，因此匀强电场平行于x轴.且沿者x轴负 ，因此有电子从极板右演射出的时间与无电子从极板右箱射出 md-o2 方向.B错误：C.根据勾股定理可知，OA间的距离d=√AB一0B2= 的时间之比为1：(2-1)，D正确，不符合题意：故选B. 55cm,0A间的电势差U=9n-p,=30V,因此匀强电场的电场强度 030 的大小E= 本章达标检测 53x107m=20,5Vm,C正编：D.由于m在 同一一等势面上，将电子从D点移动到B点，电场力做功为零，D错误 白题单元达标测 故选C 1.D解析：A.正一价钠离子仅在电场力的作用下，从细胞膜外A点运 7.B解析：AC.根据沿电场线方向电势逐渐降低可知.在x轴上从x= 动到细胞膜内B点，则电场线由A到B,根据沿电场线方向电势逐渐 Icm到x=3.8cm电势升高，电场方向沿负方向.从x=38em到x= 降低，故B点电势低于A点电势，故A错误：B.钠离子运动过程中电 8cm电势降低.电场方向沿正方向.则电子从1.5cm运动至6.0em 场力做正功，电势能减小，故B错误：C.若膜内的电场可看作匀强电 处的过程中，其所受电场力方向先沿正方向，再沿负方向，电场力先 场，则电场强度不变，钠离子受到的电场力不变，钠离子的加速度不 做正功后做负功，电子先加速后减速，速度先增大后减小，故AC错 变，敌C循误：D根据动能定理心=子，可知限电位上开时，销 误：B.9-x图像的斜率表示场强，x=3.8cm处切线与x轴平行，即此 处斜率为零，电场强度为零，所以电子在此处所受电场力为零，加速 离子进人细胞内的速度变大，故D正确.故选D. 度为0，故B正确：D.p-x图像的斜率表示场强，图像的斜率先减小 2.B解析：AB.MN为均匀带电细杆，可以把杆上的电荷看作无数个点 后增大，故x轴上1m到8m之间的电场场强大小不处处相等.故 电荷，均匀带电细杆产生的电场即为点电荷的合电场，根据电场的叠 D错误故选B. 加原理和对称性可，、两点的场强方向与细杆垂直，c,d两点的 8.AD解析：A.设电源的电动势为E,电容器板间距离为d,带电粒子 场强方向与细杆不垂直，故A错误，B正确：CD.a,b两点到细杆的距 离相问，电势相同.e,d两点到细杆的距高相同.电势相同，故CD错 的质量和电量分别为m和，则有竖直方向严之，水平方向一 误：故选B 3.AD解析：A.等差等势线的密度体现场强的大小，由图可知N点的 ,由牛顿第二定律知a-二联立解得y=。 md 2写粒子能打在N点 等差等势线比M点密，则N点的电场强度大小比M点的大，故A正 左侧时，y不变，x域小，其他量不变，测电源的电动势E必须增大， 确：B.沿着电场线电势逐新降低，由图可知电场线由N指Q,则Q为 而E,<E:,所以将单刀双掷开关接2时，粒子能打在N点左侧， 必修第三册·RJ黑白题22 故A正确：B.将B板下移一段距离时，由于二极管的存在，板间场强 Eq+mg=ma, 不变，带电粒子所受的电场力大小不变，运动时间变长，小球将打 解得：a=2g。 在N点的右侧，故B错误：C.将A板上移一段距离，电容减小，面电 在电场中运动的时间1.2√示√ 2R2R R 容器所带电量不变，板间场强不变，带电粒子所受的电场力大小不 变，粒子小球仍然打在N点，故C错误：D,在A板下面插入一很薄的 金属板，AB间距d减小，电容增大，则电量Q增大，所以场强增大，电 下落的高度为h,=2, 场力变大，粒子做类平抛运动，竖直方向上的加速度增大，运动时间 解得h,=R. 变短，小球将打在N点的左侧，故D正确.故选AD. 水平方向坐标x=2R 9。D解析：A.x1~4处场强方向沿x轴正方向，根据沿看着电场线方向 竖直方向坐标y=-(R+M,)=-(R+R》=-2R, 电势降低，？处电势高于，处电势，则电势能不等，放A错误： 则离开第四象限电场时的位置坐标为(2R,-2R): BD.x,-x,处场强方向沿x轴正方向，则正点电荷由x,运动到x:的 (3)小球从B点以=2R的速度进人第四象限内的电场做类平 过程中顺著电场线方向移动，电场力一直做正功，正电荷的电势能诚 抛运动。 小，故D正确，B错误：C.由U=E可知，E-x图线与x轴所固的面积 表示电势差，则知，3两点之间的电势差小于，x:两点之间的电 2√ 出电场时竖直方向的分速度，=，=2g×√ 势差故C错误故选D. 出电场后至打在荧光屏上运动的时间，=R 10.D解析：A.粒子在电场中做类平抛运动，水平方向x=o1,竖直方 向户子·经，由m45之可得 mo2√2mt0,放A错 解得6侣 R 1 误：B.由am45=之，可得tm45°= 之，可得，=2故粒 出电场后至打到奖光屏上在竖直方向运动的距离妇=5+】。 9 解得h=gR, 千速度大小为√+5n,动能为=2m2=5张o,故B错 因此小球打在荧光屏上的位置距x轴的距离H=R+h,+2=R+R+ 误：C.由动能定理可得q=E-Eo.可得U= 50,则该点电势为 8R=3125R 9= 4E0,故C错误：D.平抛运动的速度方向偏角的正切是位移方 真题体验第十章 静电场中的能量 向偏角正切的两倍，即n=2anB,可知速度正切unc=21an45°， 围题 高考度坚连 所以只要粒子落在M八连线上，即使增大初速度，速度与竖直方向 的夹角也不变，故D正确故选D. 1,BC解析：A.根据场强叠加以及对称性可知，M,N两点的场强大小 11.(1)1.58m/s,方向向右(2)1.5N,方向竖直向下(3)2.5m 相同.但是方向不同.选项A错误：B.因为在A,B处的正电荷在M,N 解析：(1)设滑块在B点速度为，对滑块从A到B的过程应用动能 两点的合电势相等，在C点的负电荷在M,N两点的电势也相等， 则M,N两点电势相等，选项B正确：CD.因负电荷从M到O,A、B两 、定理mgR-4R=】m2,=158m,方向向右 电荷的合力对负电荷的库仑力从)指向M.则该力对负电荷做负功. C点的负电荷也对该负电荷做负功，可知三个电荷对该负电荷的合 (2)在B点由牛顿第二定律可得F、-mg=mR联立解得R= 力对其做负功，则该负电荷的电势能增加，即负电荷在M点的电势 1.5N.由牛顿第三定律可知，小滑块对B点的压力大小为1.5N,方 能比在0点小：同理可知负电荷在N点的电势能比在0点小，选项 向竖直向下. C正确，D错误，故选BC. (3)由题意知5=7.5x105×1×10N=0.75N,4mg=0.05×0.1× 2.ACD解析：D.根据点电荷的等势线画法，可知试探电荷由F点沿 10N=0.05N,因此有E>umg,所以小滑块最终在园弧轨道的BC 直线移到0点，电势先增大后诚小，电势能先增大后减小，D正确： 部分往复运动，C点离水平而的高度4满足关系式mgh= C.由等量异种电荷的电势分布可知P=中>0，单g=一中<0,9=0。 qE√R一(R-h)丁，所以小滑块在水平轨道上通过的总路程x满 Pr>0,因此9-Pr=p-9r<9-Pr=p,C正确：AB.由等量异种电 足mgR-gER=umgx,解得x=2.5m 荷的对称性可知F”和C电场强度大小相等，B和E电场强度方向不 12.(0'(2)(2R.-2R)(3)3125k 同，A正确，B错误：故选ACD 3.BC解析：ABC.由题知，OP>OM,OM=DN,则根据点电荷的电势分 解析：(1)小球从P点运动到B点的过程中，根据动能定理得 布情况可知中u=9,>中，则带负电的小球在运动过程中，电势能先 3meR-g5R=2m2-0. 减小后增大，且E>Ew=E,则小球的电势能与机械能之和守恒， 则带负电的小球在M点的机械能等于在N点的机械能，A错误， 解得g置 BC正确：D,从M点运动到N点的过程中，电场力先做正功后做负 (2)在第四象限电场中，小球做类平抛运动.根居牛顿第二定律得 功，D错误故选BC 参考答案与解析黑白题23