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

本章达标检测 一、选择题 物块由电场中的A点沿直线匀速移动到B 1.(2024·浙江钱塘联盟联考)人体的细胞膜由 点.下列说法正确的是 () 磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压 A.该电场可能由孤立的点电荷产生 (医学上称为膜电位)，使得只有带特定电荷 B.A、B两点的电场强度大小满足E>EB 的粒子才能通过细胞膜进入细胞内.如图初速 C.小物块在A点附近比在B点附近电势能变 度为零的正一价钠离子仅在电场力的作用 化慢 下，从细胞膜外A点运动到细胞膜内B点，则 D.若改将带正电的小物块由A点沿直线移动 下列说法正确的是 ( 到B点，电场力先做负功后做正功 A如胞膜外 4.(2024·黑龙江哈尔滨期 中)如图所示，ABCD是边 长为L的正四面体，虚线 如胞枝 B“ 细胞膜 B如范膜内 圆为三角形ABD的内切 A.B点电势高于A点电势 圆，M、N、P分别为BD、AB和AD边与圆的切 B.钠离子的电势能增大 点，O为圆心，正四面体的顶点A、B和D分别 C.若膜内的电场可看作匀强电场，钠离子的 固定有电荷量为+Q、+Q和-Q的点电荷，则 加速度变大 D.若膜电位上升但细胞膜厚度不变，钠离子 A.M、P两点的电场强度相等 进入细胞内的速度增大 B.将正试探电荷由C移动到M,电势能减少 2.(2023·广东红岭中学质检)如图所示，MN C.将B点放置的点电荷沿BC移动，电场力 为均匀带电细杆，a、b两点关于细杆对称，c、 一直不做功 d两点连线与细杆平行，b点为cd连线的中 D.M、O、N、P四点的电势Px>9>Po>9 点.则 ( 5.(2024·江苏南通月考)电子显微镜在科研中 A.a、b两点的场强方向与细杆不垂直 有广泛应用，电子透镜是其核心部分，电子枪 B.c、d两点的场强方向与细杆不垂直 发射电子束，电子通过电场构成的电子透镜 C.a、b两点的电势不相同 时发生会聚或发散电子透镜的电场的等势线 D.c、d两点的电势不相同 分布如图中虚线所示，一电子仅在电场力作 用下运动，运动轨迹如图实线所示，a、b、c、d 是轨迹上的四个点则 () 15y10w U色子枪 .200V (第2题) (第3题) 30 3.(2024·湖北名校联盟期中)如图所示为某电 300V 场等势面分布图，现用外力将一带负电的小 200N 必修第三册学霸042 A.电场中b处的电场强度与c处相同 器中的P点且处于静止状态.下列说法正确 B.电子从a运动到d的过程加速度不断增大 的是 C.电子在a处的受力方向与虚线相切 D.电子从a运动到b的过程电势能逐渐减小 6.(2024·广西玉林期中)如图所 示，匀强电场平行于xOy平面 A.减小极板间的正对面积，带电油滴会向下 坐标系，矩形ABCD的顶点B 移动 和D均落在y轴上，顶点A在 B.贴着上极板插入金属板，则电路中有顺时 x轴上，OB=5cm,AB=10cm,A、B、C三点的 针方向的电流 电势分别为3V、33V、63V,下列说法正确 C.将上极板向左平移一小段距离，P点处的 的是 油滴的电势能增大 A.D点的电势为18V D.将开关断开，并向上移动上极板，则油滴仍 B.匀强电场平行于y轴，且沿着y轴负方向 处于静止状态 C.匀强电场的电场强度的大小为2003V/m 9.(2024·陕西西安月考)某 D.将一电子从D点移动到B点，电子克服电 静电场在x轴上的场强E 场力做的功为30eV 随x的变化关系如图所示， 7.(2024·重庆期中)一 x轴正方向为场强正方向，一个带正电的点电 电子只在静电力的作 荷只在电场力的作用下沿x轴运动，x1、x2、 用下沿+x方向运动， x3x:四点间隔相等，则 ( 其所在位置处的电势 A.点电荷在x2和x,处电势能相等 p随x变化情况如图. B.点电荷由x,运动到x3的过程中电势能 已知图线在x=3.8cm处切线与x轴平行，则 增加 () C.x1x2两点之间的电势差大于x3x:两点之 A.电子从1.5cm运动至6.0cm处的过程中， 间的电势差 速率不断变大 D.该点电荷由x,运动到x,的过程中电场力 B.电子在x=3.8cm处时加速度为0 一直做正功 C.x=1cm到x=8cm之间的电场方向均沿- 10.如图所示，一质量为m、电荷 x方向 量为g(g>0)的粒子以初动 D.x=1cm到x=8cm之间的电场场强大小 能Eo从MN连线上的P点 处处相等 水平向右射出，在大小为E、 45c 8.(2024·江苏镇江联考)如图所示，平行板电 方向竖直向下的匀强电场中运动.已知MW 容器与直流电源、理想二极管（正向电阻为 与水平方向成45°角，粒子的重力忽略不计， 零，可以视为短路，反向电阻无穷大，可以视 则粒子到达MN连线上的某点（未画出）时 为断路)连接，电源负极接地.初始电容器不 带电，闭合开关稳定后，一带电油滴位于电容 第十章学霸043 2mEw 12.如图所示，平面直角坐标系x0y在竖直平面 A.所用时间为 Eg 内，第三象限内有水平向左的匀强电场，第 B.动能为3E0 四象限内y轴与x=2R虚线之间有竖直向下 E0 的匀强电场，两电场的电场强度大小均为 C.若P点的电势为0，则该点电势为 E,x=3R处有一竖直固定的荧光屏现在第 D.若仅增大初速度，速度与竖直方向的夹角 三象限内固定一个半径为R的四分之一光 不变 滑圆弧轨道AB,圆弧圆心在坐标原点O,A 二、非选择题 端点在x轴上，B端点在y轴上.一个带正电 11.(2023·广东广州一中期中)如图所示，A、B 小球从A点上方高2R处的P点由静止释 是位于竖直平面内、半径R=0.5m的二圆弧 放，小球从A点进入圆弧轨道运动，从B点 离开时速度的大小为2√gR,重力加速度 形的光滑绝缘轨道，其下端点B与水平绝缘 为g,求： 轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀 (1)小球的电荷量： 强电场中，电场强度E=1×10N/C.今有一 (2)小球离开第四象限电场时的位置坐标： 质量为m=0.1kg、带电荷量+q=7.5×105C (3)小球最终打在荧光屏上的位置距x轴的 的小滑块（可视为质点）从A点由静止释放. 距离。 若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ 0.05,取g=10m/s2,求： (1)小滑块第一次经过圆弧形轨道最低点B 时的速度； (2)小滑块第一次经过圆弧形轨道最低点B 时对B点的压力： (3)小滑块在水平轨道上通过的总路程 必修第三册学霸044场力为零，加速度为0.故B正确：D,-x图像的斜率表示场强.图 本章达标检测 像的斜率先减小后增大，故x轴上1m到8m之间的电场场强大 1,D解析：A.正一价纳离子仅在电场力的作用下，从细胞膜外A点 小不处处相等，故D错误故选B 运动到细胞膜内B点，则电场线由A到B,根据沿电场线方向电势 8.D解析：根据题意可知，二极管具有单向导电性，闭合开关，电容 逐渐降低，故B点电势低于A点电势，故A错误：B.钠离子运动过 Q 器充电，电容器的电容为C一 4wbd.C= .极板间的电场强度为 程中电场力做正功，电势能减小，故B错误：C.若膜内的电场可看 作匀强电场，则电场强度不变，钠离子受到的电场力不变，钠离子 B=了整可得：兴油海静止，油清所受合力为0.向上的 的加速度不变，放C错误：D.根据动能定理g=m,可知膜电 电场力与向下的重力大小相等，则有E=mg,A,碱小极板间的正 位上升时，钠离子进入细胞内的速度变大，故D正确.故选D. 对面积，电容减小，由于二极管具有单向导电性，电容器不能放电， 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 由￡=4心可知，极板间电场强度变大，则带电油滴所受电场力变 点电荷，均匀带电细杆产生的电场即为点电荷的合电场，根据电场 ,S 的叠加原理和对称性可知.a,b两点的场强方向与细杆垂直.，d 两点的场强方向与细杆不垂直.故A错误，B正确：CD,a,b两点到 大.向上移动，故A错误，B,贴着上极板插人金属板，由G= 4分动可 细杆的距离相同，电势相同，©、d两点到细杆的距离相同，电势相 知，电容器的电容变大，电容器充电，电路中有逆时针方向的电流， 同，故CD错误：故选B. 3.B解析：A.由孤立的点电荷产生的等势面，形状为同心园，题中 故B错误：C,将上极板向左平移一小段距离，由C=4可知，电 的电场等势面形状为椭圆，故该电场不可能由弧立的点电荷产生， 容器的电容变小，结合A分析可知，P点电势升高，由于电场方向 故A错误：B.电场等差等势面越密，电场强度越大，故A、B两点的 向下，电场力方向向上，可知油滴带负电，由E。=网可知，P点处的 电场强度大小满足E,>E,故B正确：C.A点附近电场等势面密 油满的电势能减小，故C错误：D,将开关断开，极板上电荷量不 集，电势变化快，则小物块在A点附近比在B点附近电势能变化快， 变由￡=4可知，向上移动上板板，极板间电场强度不变，燜油 故C错误：D.若改将带正电的小物块由A点沿直线移动到B点，电 滴受到的电场力不变，油滴仍处于静止状态，故D正确.故选D, 势先减小后增大，电场力先做正功后做负功，故D错误做选B. 9.D解析：A.x1~x4处场强方向沿x轴正方向，根据沿着电场线方 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 向电势降低，x2处电势高于：处电势，则电势能不等，放A错误： 对称性可知，M点和P点的电场强度大小相等，方向不同，故A错 误：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 BD.1~4处场强方向沿x轴正方向，则正点电荷由1运动到x 的过程中顺着电场线方向移动，电场力一直做正功，正电荷的电势 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 能减小，故D正确，B错误：C.由U=E可知，E-x图线与x轴所围 到M,靠近A处的正点电荷，电场力做负功，电势能增加，故B错 的面积表示电势差，侧知x1,两点之间的电势差小于x两点 误：C.在A处和D处两点电荷的电场中，C连线是一条等势线， 之间的电势差，故C错误故选D 所以将B点放置的点电荷沿BC移动，电场力一直不做功，故C正 10.D解析：A.粒子在电场中做类平抛运动，水平方向x=6,竖直 确：D.根据电势的叠加和对称性可知，点和P点的电势相等，即 停p=中w,故D错误故选C. 子.色.由m45=之，可得1.2m0.22@ Eg 5.D解析：A.根据电场线与等势线垂直.且电场线上该点的切线方 方向y2m Eg 向为该点的场强方向.由图可知6处电场线的切线方向斜向左上 方，c处电场线的切线方向斜向左下方，所以6，©点的电场强度不 故A错误：B.由n45=上，可得m5°。3了/ 相同.故A错误：B.等势线的硫密可以反映电场的强弱，由a到d 等势线先变疏后变密，所以电场强度先减小后增大，则电子的加速 5,=2,故粒子速度大小为=√。+=56，动能为R= 度先减小后增大，故B错误：C.a处电场线与虚线垂直，所以电子 2mr=5Eo,故B错误：C由动能定理可得g=E-5m,可得 受到的电场力方向与虚线垂直，故C错误：D.电子从：到b运动 时，电势逐渐升高，电子的电势能逐渐减小，故D正确故选D. U=- 6.C解析：A.在匀强电场中，沿着同一方向，电势均匀变化，则 测流点电势为：，故C错误：血平箱运动的储度 方向偏角的正切是位移方向偏角正切的两倍，即na=2anB,可 Um=Um.即Pc学m=9o-94,从而可得Pn=33V,A错误：B.BD 知速度正切tanx=21am45°，所以只要粒子落在N连线上，即使 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 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. 着x轴负方向，B错误：C.根据勾股定理可知，OA间的距离d= 11.(1)1,58m/“.方向向右(2)1.5N,方向竖直向下(3)2.5m √AB2-0B=55cm,0M间的电势差U=9g-pu=30V,因此匀强 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 电场纷电场强度的大本E一名5刘nWa=2m5VaC正 30 能定理mgR-gER= 2m2之，r1.58m/s,方向向右 确：D.由于BD在同一等势面上，将电子从D点移动到B点，电场 力做功为零，D错误，故选C. (2)在B点由牛顿第二定律可得F~mg=mR,联立解得R 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 1.5N,由牛顿第三定律可知，小滑块对B点的压力大小为15N, x=1em到x=3.8m电势升高，电场方向沿负方向.从x=3.8m到 方向竖直向下， x■8m电势降低.电场方向沿正方向，则电子从1.5m运动至 (3)由题意知gE=7.5×103×1×10N=0.75N.mg=0.05×0.1× 6,0m处的过程中.其所受电场力方向先沿正方向.冉沿负方向 10N=0.05N,因此有gE>umg,所以小滑块最终在圆弧轨道的BC 电场力先做正功后做负功，电予先加速后减速速度先增大后减 部分往复运动，C点离水平面的高度h满足关系式mgh= 小，故AC错误：B.一x图像的斜率表示场强，x=38cm处切线与 gE√R-(R-)产，所以小带块在水平轨道上通过的总路程满 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 足mg术-gER=mgr,解得x=2.5m 必修第三册学羁20 12.(1)m3(2)(2R,-2R)(3)3.125R 由儿何关系得：d在ab方向的投影等于R刚好满足ds是der的 两倍，所以电场线的方向由指向b,场强方向与h平行，故A正 解析：(1)小球从P点运动到B点的过程中，根据动能定理得 确：由A选项的结论可知：2W=2gER,由图可知：d到b的距离在电 3mR-,R=之m2-0.解得4=管： 场方向的投影d,=2R,粒子从d点移动到b点电场力做功： (2)在第四象限电场中，小球做类平抛运动，根据牛顿第二定律得 B+mg=ma,解得：a=2g,在电场中运动的时间，=2 2R W=gE· R=0,5,故B正确：沿电场方向电势逐渐降低，。点 1 2√gR 电势高于c'点电势，c与c为等势点，所以a点电势高于c点电势 尺，下将的高度为4，=宁叫，解得4，=R,水平方向坐标 故C错误：如果粒子进入电场时的速度方向与b平行，即电场力 =2R,竖直方向坐标y=-(R+h1)=-(R+R)=-2R,则离开第四 与速度方向共线，则粒子会做直线运动，不会做曲线运动，故D错 象限电场时的位置坐标为(2R,-2R): 误故选AB 5.BD解析：b,e两点在同一个等势面上，柯知b,e两点间电势差为 (3)小球从B点以=2√gK的速度进入第四象限内的电场做类 零，电场力所做的功W=U,电场力做功为零，故A错误：电子从4 R 平抛运动，出电场时竖直方向的分速度：，==g×√ =2 点运动到d点，电场力所做的功W=gU=-e×(3V-7V)=4eV,故 √质，出电场后至打在荧光屏上运动的时同与=具解得=之 B正确：根据题意画出过b点的电场线，电场线与等势面处处垂 直，并指向电势降低的方向，所以6点电场强度垂直于该点所在等 R ,出电场后至打到荧光屏上在竖直方向运动的距离，=书， 势面，方向向左，故错误：等势面越密集的地方，电场线越密集 电场强度越大，a,b,「、d四个点中，b点所在处等势线最密集，所以 与+了戏，解得：=骨.因此小球打在荧光屏上的位置距：轴的 b点的电场强度最大，故D正确.故选BD 6.C解析：A.因上下为两块夹有绝缘介质的平行金属薄膜.则点 距离HRh2=R+Rg号=3125R 所在的线是电场线，选项A错误：B.因处的电场线较6点密集， 则e点的电场强度比b点大，选项B错误：C.因b,c两处所处的线 真题体验第十章静电场中的能量 为等势线，可知b,e两点间的电势差的值比a、c两点间的大，选项 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 C正确；D,因dg两点在同一电场线上，电势不相等，则将电荷沿 小相同，但是方向不同，选项A错误：B.因为在A、B处的正电荷 图中的线从d-千g移动时电场力做功不为零，迹项D错误故 在M,N两点的合电势相等，在C点的负电荷在M,N两点的电势 选C 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 7.CD解析：A.因P点所在的等势而电势高于M点所在的等势面」 O,A,B两电荷的合力对负电荷的库仑力从O指向M,则该力对负 可知P点电势比M点的高，选项A错误：B.因M点所在的等差等 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 势面密集，则M点场强较P点大，即P点电场强度大小比M点的 该负电荷的合力对其做负功.则该负电荷的电势能增加，即负电荷 小，选项B错误：C.场强方向垂直于等势面，且沿电场线方向电势 在M点的电势能比在)点小：同理可知负电荷在V点的电势能比 逐渐降低，可知M点电场强度方向沿z轴正方向.选项C正确：D 在O点小，选项C正确，D错误故选BC. 因x抽上各点电势相等，则沿x轴运动的带电粒子，电势能不变 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 选项D正确.故选CD 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： 8.A解析：D.根据题意可知极板之间电压U不变，极板上所带电尚 C.由等量异种电荷的电势分布可知甲=>0，Pm=-<0,Pm=0, Pr>0,因此中Ψr=p-4r<9m-学n=中，C正确；AB.由等量异种 量Q变少，根搭电容定义式C=号可知电容器的电容C变小， 电荷的对称性可知F和C”电场强度大小相等，B和E电场强度方 D错误： 向不同，A正确.B错误：故选ACD, 3.BC解析：ABC.由题知，OP>OM,OM=ON,则根据点电荷的电 BC根据电容的决定式G= 4可知极板间距d增大，根据E=二 势分布情况可知P。=P>~,则带负电的小球在运动过程中，电 可知极板间电场强度E诚小，BC错误： 势能先减小后增大，且E>E,w=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 A.极板间距d增大，材料竖直方向尺度减小，A正确故选A 能，A错误，BC正确：D.从M点运动到N点的过程中，电场力先 9.B解析：A充电过程中，随着电容器C两极板电荷量的积累，电 做正功后做负功，D借误故选BC 路中的电流逐渐诚小，电容器充电结束后，电流表示数为零 4.AB解析：根据题意可知：粒子从a点移动到b点，电场力做功 A错误： 为2W(F>0):若将该粒子从：点移动到d点，电场力做功为F,移 B充电过程中，随着电容器C两极板电荷量的积累，电压表测量 动距离山在电场方向的投影为d,移动距离cd在电场方向的投 电容器两端的电压，电容器两端的电压迅速增大，电容器充电结束 影为dc.根据电场力做功表达式：W电=gE,可知d是dr的 后，最后趋于稳定，B正确： 两倍.设圆形电场区城的半径为R,如图 CD.电容器放电过程，刚开始电势差较高所以放电效率高，对应 的电流表和电压表的示数不是均匀减小至零的.CD错误故选B 10,AD解析：设质量为m,电荷量为q的粒子经过时间：在y轴方向 偏转位移为y,粒子的初速度为，比荷为k,电场强度大小为E根 60 据牛顿第二定律可得加速度大小为：=5=桃，水平方向粒子做 尼 匀速直线运动，则有：=。，即经过相同时间水平位移相等，竖直 参考答案学霸21