第十章《静电场中的能量》单元练习卷-2025-2026学年高二物理同步学案（人教版2019必修第三册）

第十章 《静电场中的能量》单元练习卷 一．选择题（共12小题） 1．雷暴是强对流天气，伴有雷电、大风、暴雨或冰雹。假设由于雷暴对大气层的“电击”，使得大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的匀强电场，大气层可视为电阻率较大的电介质，其平均电阻率约为，已知某次雷暴一秒内给地球充电的电荷量约为，地球表面积近似为，则大气层的电场强度近似为（    ） A． B． C． D． 2．电子墨水是一种无光源显示技术，它利用电场调控带电颜料微粒的分布，使之在自然光的照射下呈现出不同颜色。透明面板下有一层胶囊，其中每个胶囊都是一个像素。如图所示，胶囊中有带正电的白色微粒和带负电的黑色微粒。当胶囊下方的电极极性由负变正时，微粒在胶囊内迁移（每个微粒电量保持不变），像素由黑色变成白色。下列说法正确的有（　　） A．像素由黑变白的过程中，白色微粒的电势能变小 B．像素由白变黑的过程中，电场力对黑色微粒做负功 C．像素呈黑色时，黑色微粒所在区域的电势低于白色微粒所在区域的电势 D．像素呈白色时，黑色微粒所在区域的电势低于白色微粒所在区域的电势 3．如图，均匀带正电的绝缘体圆环水平放置在真空中，O点是其圆心，M、N是轴线上关于O点对称的两点。重力不可忽略的带负电小球，由M处静止释放，则该小球从M到N（　　） A．动能先增大后减小 B．电场力先增大后减小 C．电势能先减小后增大 D．加速度先减小后增大 4．如图甲所示，同轴电缆是一种常见的信号传输线，由两个同心导体组成，通常是一个铜制的内导体（芯线）和一个铜或铝制的外导体（网状编织层或管状层），两者之间由绝缘材料隔开，其在广播电视、网络通信等领域应用广泛。图乙为同轴电缆横截面内静电场的电场线和等势面分布情况，相邻的虚线圆间距相等，点均为实线与虚线圆的交点，下列说法正确的是（　　） A．图乙中实线代表等势线，虚线代表电场线 B．点和点处的电场强度相同 C．点的电势可能小于点的电势 D．、间的电势差与、间电势差相等 5．静电纺纱利用了高压静电场，使单纤维两端带上异种电荷，如图所示为高压静电场的分布图，下列说法正确的是（　　） A．图中a、c两点电势关系为 B．图中b、d两点的电场强度大小关系为 C．电子在a、d两点的电势能关系为 D．将质子从b点移动到c点，电场力做负功 6．(24-25高二上·江苏南京玄武高中、秦淮中学等六校联考·期末)如图所示，实线为电场中某区域内的电场线，虚线为带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，是轨迹上的三个点，下列说法正确的是（　　） A．点的电场强度大于点的电场强度 B．带电粒子带正电 C．带电粒子在点的电势能大于在点的电势能 D．点的电势低于点的电势 7．当高压线掉在地上时，就会以高压线触地点为中心，在周围地表形成强大的电场。如图为地表上等差等势线的分布图，等势线均为以触地点为圆心的同心圆，a、b、c、d为电场中的四点。已知a点电势为8kV，相邻等势线间的电势差为1kV，无穷远处地表电势为0。下列说法正确的是（　　） A．b点电势为10kV B．a点的电场强度大小比c点的大 C．某人从a点跨步到b点，不会有触电危险 D．某人沿过c、d的圆运动，会有触电危险 8．一简易静电除尘器如图所示，静电高压电源的负极与矿泉水瓶中的铜丝连接，正极连接铝片，充入烟尘，通电后烟尘在电场中通过某种机制带电，被吸附在铝片上，达到除尘效果。则下列说法正确的是（　　） A．烟尘在电场中带上的是正电 B．矿泉水瓶内越靠近铜丝，电势越高 C．带电后，烟尘向铝片运动的过程中，电势能越来越小 D．带电后，烟尘向铝片运动的过程中，所受电场力越来越大 9．一带负电的粒子只在电场力作用下沿轴正向运动，其电势能随位移变化的关系如图所示，如果电场是由固定在轴上、两点的点电荷共同产生的，下列说法正确的是（　　） A．、两点的点电荷都为正电荷，点点电荷的电荷量小于点点电荷的电荷量 B．、两点的点电荷都为负电荷，点点电荷的电荷量大于点点电荷的电荷量 C．点为负点电荷，点为正点电荷，点点电荷的电荷量大于点点电荷的电荷量 D．点为正点电荷，点为负点电荷，点点电荷的电荷量小于点点电荷的电荷量 10．电鳐是一种能够放电的生物，如图所示，生物学家在研究电鳐放电的过程中，利用一带电体模拟电鳐其中一个极板放电的过程，其中实线为电场线，虚线为等势线，点位置关于带电体对称，下列说法正确的是（　　） A．两点电场强度相同 B．点的电势可能等于点的电势 C．负点电荷在点比在点受到的电场力大 D．负点电荷在点比在点具有的电势能大 11．如图所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线1、2、3分别为三条等势线，三条等势线与其中一条电场线的交点依次为M、N、Q点，已知，电荷量相等的a、b两带电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出，仅在静电力作用下，两粒子的运动轨迹如图中虚线、所示，则（   ） A．a粒子一定带正电，b粒子一定带负电 B．MN两点电势差大小大于NQ两点电势差大小 C．a粒子的加速度逐渐增大，b粒子的加速度逐渐减小 D．a粒子电势能减小，b粒子的电势能增大 12．如图所示为某电容传声器结构示意图，当人对着传声器讲话，膜片会振动。若某次膜片振动时，膜片与极板间的距离减小，则在此过程中（　　） A．膜片与极板构成的电容器的电容减小 B．极板所带电荷量增大 C．膜片与极板间的电场强度减小 D．电阻R中有方向向上的电流通过 二．多选题（共3小题） 13．为确保巴黎奥运会顺利举办，法国几年前便开始实施塞纳河净化工程，其中用到的电泳技术基本原理如图所示。涂有绝缘层的金属吸附盘和金属棒分别接电源的正、负极，金属吸附盘装在河岸、金属棒插入污水中，形成图中的电场，将污泥絮体从A点分别移动到B、C两点的过程中电场力做的功分别为、，下列说法正确的是（　　） A．金属棒插入污水后，其周围的污泥絮体将带负电 B．污泥絮体在A点所受的电场力比其在B点的小 C．污泥絮体在A点的电势能比其在B点的大 D． 14．(24-25高二上·辽宁名校联盟·)如图所示，空间存在范围足够大的匀强电场（未画出），在平行于电场方向的竖直面内，一个带正电的质点以一定的初速度沿与水平面夹角的方向做直线运动，已知质点的质量为m，电荷量为q，重力加速度为g，，在质点斜向上运动的过程中下列说法正确的是（　　） A．该质点不可能做匀速直线运动 B．若电场方向沿水平方向，则该质点一定做匀减速直线运动 C．若电场强度，则该质点的动能一定不断减小 D．若电场强度，则该质点的机械能一定不断增大 15．(24-25高二上·重庆主城七校联考·期末)如图所示，一绝缘且粗糙程度相同的竖直细杆与两个等量异种点电荷、连线的中垂线重合，细杆和均固定，为细杆上的三点，为连线的中点，。现有电荷量为、质量为的小球套在杆上，从点以初速度向滑动，到达点时速度恰好为0，小球滑动中电荷量不变。则可知（　　） A．从到，小球的电势能始终不变 B．从到，小球的加速度先增大后减小 C．从到，小球的加速度先减小后增大 D．小球运动到点时的速度大小为 三．实验题（共2小题） 16．(24-25高二上·广东汕头金山中学·期中)用如图a所示的电路观察电容器的充放电现象，实验器材有电源E、电容器C、电压表（电阻无穷大）、电流表、电流传感器、计算机、定值电阻R、单刀双掷开关、开关、导线若干 (1)闭合开关，将接1，电压表示数增大，最后稳定在16.5V。在此过程中，电流表的示数_____  （填选项标号） A．一直稳定在某一数值 B．先增大，后逐渐减小为零 C．先增大，后稳定在某一非零数值 (2)先后断开开关、，将电流表更换成电流传感器（电阻可忽略），再将接2，此时通过定值电阻R的电流方向 （选填“”或“”），通过传感器将电流信息传入计算机，画出电流随时间变化的图像，如图b，时，图中M、N区域面积比为8∶7（即2s前和2s后），可求出 （保留2位有效数字）。 17．(24-25高二上·广东广州第六中学·期中)小明同学在“用电流传感器观察电容器的充、放电过程”实验中，按图甲连接电路。 其中S是单刀双掷开关，C为电容器。电路中的电流传感器与计算机相连，可以显示电路中电流随时间的变化。实验前电容器不带电。 (1)某次实验中，给电容器先充电后放电。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。图像与时间轴所围成的面积分别为S1和S2，则S1 S2；（选填“>”、“<”或“=”）； (2)计算机测得S1=2.8mAs，已知直流电源输出电压恒为8V。可判断本实验中所用的电容器最可能是下列图中的 。 A． B． C． D． (3)由甲、乙两图可以判断，阻值 R1 R2（选填“>”、“<”或“=”） 四．计算题（共3小题） 18．如图甲所示，绝缘水平面上有一质量，带电荷量的小滑块，整个区域存在着水平方向的电场（未画出）。当时，小滑块从点以初速度向右运动。小滑块先后经过点，到达点时速度最小，到达点时速度，其中段光滑，段与滑块之间的动摩擦因数，且长度。图乙是小滑块的速度随时间变化的部分图像，点的坐标为，图中虚线是曲线在时的切线，取重力加速度。     (1)求点的电场强度大小； (2)求滑块从点到点，电场力所做的功； (3)若点电势为0，求点的电势。 19．(24-25高二上·广东深圳宝安区·期末)如图所示，光滑水平绝缘平台区域存在水平向右的匀强电场，在平台右侧有一竖直放置的光滑绝缘圆弧形轨道，轨道的最左端点距平台的高度差为是轨道最低点，是轨道的最高点，圆弧对应的圆心角，圆弧形轨道处在水平向左的匀强电场中（图中未画出），平台与轨道之间的空间没有电场。一带正电的物块（大小可忽略不计）从平台上某点由静止释放，从右端A点离开平台，恰好沿切线方向进入轨道。已知物块的比荷，物块释放点距A点的距离，圆弧形轨道区域的电场强度，sin，取。若物块在轨道上运动时恰好不会脱离轨道，求： (1)物块离开点时的速度大小和、间的水平距离； (2)平台所在区域的场强大小； (3)圆弧轨道的半径。 20．(24-25高二上·河北石家庄·期末)如图甲所示，多级直线加速器由8个横截面积相同且共轴的金属圆筒依次水平排列组成，各金属圆筒依序接在交变电源的两极A、B上，交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。时刻，序号为0的金属圆板中央的点状电子源无初速度释放一电子，该电子进入圆筒间隙被加速，经过8个圆筒后水平飞出。已知电子质量为、电荷量大小为，交变电压的绝对值为，周期为。电子通过圆筒间隙的时间不计，不计电子重力及电子间的相互作用力，忽略相对论效应、极板边缘效应等其他因素的影响。 (1)求电子在第一次被加速后的速度； (2)求第8个圆筒的长度。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十章 《静电场中的能量》单元练习卷 一．选择题（共12小题） 1．雷暴是强对流天气，伴有雷电、大风、暴雨或冰雹。假设由于雷暴对大气层的“电击”，使得大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的匀强电场，大气层可视为电阻率较大的电介质，其平均电阻率约为，已知某次雷暴一秒内给地球充电的电荷量约为，地球表面积近似为，则大气层的电场强度近似为（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】题意知电流 设大气层厚度为d，因为， 联立解得 其中 联立解得 故选B。 2．电子墨水是一种无光源显示技术，它利用电场调控带电颜料微粒的分布，使之在自然光的照射下呈现出不同颜色。透明面板下有一层胶囊，其中每个胶囊都是一个像素。如图所示，胶囊中有带正电的白色微粒和带负电的黑色微粒。当胶囊下方的电极极性由负变正时，微粒在胶囊内迁移（每个微粒电量保持不变），像素由黑色变成白色。下列说法正确的有（　　） A．像素由黑变白的过程中，白色微粒的电势能变小 B．像素由白变黑的过程中，电场力对黑色微粒做负功 C．像素呈黑色时，黑色微粒所在区域的电势低于白色微粒所在区域的电势 D．像素呈白色时，黑色微粒所在区域的电势低于白色微粒所在区域的电势 【答案】A 【详解】A．像素由黑变白的过程中，白色微粒受到的电场力向上，位移向上，电场力对白色微粒做正功，白色微粒电势能变小，故A正确； B．像素由白变黑的过程中，黑色微粒受到的电场力向上，位移向上，电场力对黑色微粒做正功，故B错误； C．像素呈黑色时，胶囊下方的电极带负电，像素胶囊里电场线方向向下，所以黑色微粒所在的区域的电势高于白色微粒所在区域的电势，故C错误； D．像素呈白色时，胶囊下方的电极带正电，像素胶囊里电场线方向向上，所以黑色微粒所在的区域的电势高于白色微粒所在区域的电势，故D错误。 故选A。 3．如图，均匀带正电的绝缘体圆环水平放置在真空中，O点是其圆心，M、N是轴线上关于O点对称的两点。重力不可忽略的带负电小球，由M处静止释放，则该小球从M到N（　　） A．动能先增大后减小 B．电场力先增大后减小 C．电势能先减小后增大 D．加速度先减小后增大 【答案】C 【详解】A．M到O，小球受到竖直向下的重力和电场力，合力方向向下，与位移方向相同，所以合力做正功，根据动能定理可知，动能增大，O到N，重力竖直向下，电场力竖直向上，合力方向可能先向下后向上，也可能一直向下，所以合力可能先做正功后做负功，动能先增大后减小，也可能合力一直做正功，动能一直增大，故A错误； B．根据等量同种点电荷的电场分布特点可知，中垂线上存在电场强度最大位置，所以M到N电场力可能先增大后减小再增大再减小，也可能先减小后增大，故B错误； C．由于运动过程中电场力先做正功后做负功，所以电势能先减小后增大，故C正确； D．若电场力先增大后减小再增大再减小，则合外力（加速度）先增大后减小再增大，若电场力先减小后增大，则合外力（加速度）可能一直减小，故D错误。 故选C。 4．如图甲所示，同轴电缆是一种常见的信号传输线，由两个同心导体组成，通常是一个铜制的内导体（芯线）和一个铜或铝制的外导体（网状编织层或管状层），两者之间由绝缘材料隔开，其在广播电视、网络通信等领域应用广泛。图乙为同轴电缆横截面内静电场的电场线和等势面分布情况，相邻的虚线圆间距相等，点均为实线与虚线圆的交点，下列说法正确的是（　　） A．图乙中实线代表等势线，虚线代表电场线 B．点和点处的电场强度相同 C．点的电势可能小于点的电势 D．、间的电势差与、间电势差相等 【答案】C 【详解】A．静电场中电场线是不闭合的，则实线代表电场线，虚线代表等势线，故A错误； B．电场线越密集电场强度越大，则点处的电场强度大于点处的电场强度，故B错误； C．若电场线由外芯指向内芯，点和点在不同等势面上，点处的电势小于点处的电势，故C正确； D．段平均电场强度大于段平均电场强度，则间的电势差绝对值大于、间的电势差绝对值，故D错误。 故选C。 5．静电纺纱利用了高压静电场，使单纤维两端带上异种电荷，如图所示为高压静电场的分布图，下列说法正确的是（　　） A．图中a、c两点电势关系为 B．图中b、d两点的电场强度大小关系为 C．电子在a、d两点的电势能关系为 D．将质子从b点移动到c点，电场力做负功 【答案】A 【详解】A．由图可知，右边电极电势高于左边电极的电势，电场线从右边电极发出，终止于左边电极，根据沿着电场线方向电势降低，可知图中a、c两点电势关系为，故A正确； B．根据电场线的疏密代表电场强度的大小，可知图中b、d两点的电场强度大小关系为Eb< Ed，故B错误； C．图中a、d两点电势关系为 根据 且电子带负电，可知电子在a、d两点的电势能关系为 故C错误； D．图中b、c两点电势关系为 且质子带正电，故将质子从b点移动到c点，其电势能减小，电场力做正功，故D错误。 故选A。 6．(24-25高二上·江苏南京玄武高中、秦淮中学等六校联考·期末)如图所示，实线为电场中某区域内的电场线，虚线为带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，是轨迹上的三个点，下列说法正确的是（　　） A．点的电场强度大于点的电场强度 B．带电粒子带正电 C．带电粒子在点的电势能大于在点的电势能 D．点的电势低于点的电势 【答案】C 【详解】A．根据题图中电场线的疏密程度可知，点的电场强度小于点的电场强度，故A错误； B．虚线为带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，由于电场力位于轨迹的凹侧，可知电场力与场强方向相反，则带电粒子带负电，故B错误； CD．根据沿电场方向电势逐渐降低，结合等势面与电场方向垂直，可知点的电势高于点的电势；根据，由于带电粒子带负电，则带电粒子在点的电势能大于在点的电势能，故C正确，D错误。 故选C。 7．当高压线掉在地上时，就会以高压线触地点为中心，在周围地表形成强大的电场。如图为地表上等差等势线的分布图，等势线均为以触地点为圆心的同心圆，a、b、c、d为电场中的四点。已知a点电势为8kV，相邻等势线间的电势差为1kV，无穷远处地表电势为0。下列说法正确的是（　　） A．b点电势为10kV B．a点的电场强度大小比c点的大 C．某人从a点跨步到b点，不会有触电危险 D．某人沿过c、d的圆运动，会有触电危险 【答案】B 【详解】A．由题意可知，a点电势高于b点电势，加之相邻等势线间的电势差为1kV，则b点电势为6kV，故A错误； B．由于a点处等差等势面分布比c点处密集，故a点的电场强度比c点的大，故B正确； C．由于a，b点间存在电势差，某人从a点跨步到b点，电场力做功，会有电流通过人体，会有触电危险，故C错误； D．由于c，d点在同一等势面上，电场力不做功，不会有电流通过人体，不会有触电危险，故D错误。 故选B。 8．一简易静电除尘器如图所示，静电高压电源的负极与矿泉水瓶中的铜丝连接，正极连接铝片，充入烟尘，通电后烟尘在电场中通过某种机制带电，被吸附在铝片上，达到除尘效果。则下列说法正确的是（　　） A．烟尘在电场中带上的是正电 B．矿泉水瓶内越靠近铜丝，电势越高 C．带电后，烟尘向铝片运动的过程中，电势能越来越小 D．带电后，烟尘向铝片运动的过程中，所受电场力越来越大 【答案】C 【详解】A．由于带电烟尘颗粒被吸附在了铝片上，即高压电源的正极，所以烟尘应受到指向正极的电场力，说明烟尘颗粒带负电，故A错误； BC．矿泉水瓶内电场线方向由铝片指向铜丝，沿着电场线方向电势逐渐降低，则越靠近铜丝，电势越低，烟尘带负电，根据可知，烟尘向铝片运动的过程中，电势能越来越小，故B错误，C正确； D．矿泉水瓶内的电场在水平面上的分布类似于负点电荷电场，并非匀强电场，烟尘带电后，向铝片运动的过程中，电场力越来越小，故D错误； 故选C。 9．一带负电的粒子只在电场力作用下沿轴正向运动，其电势能随位移变化的关系如图所示，如果电场是由固定在轴上、两点的点电荷共同产生的，下列说法正确的是（　　） A．、两点的点电荷都为正电荷，点点电荷的电荷量小于点点电荷的电荷量 B．、两点的点电荷都为负电荷，点点电荷的电荷量大于点点电荷的电荷量 C．点为负点电荷，点为正点电荷，点点电荷的电荷量大于点点电荷的电荷量 D．点为正点电荷，点为负点电荷，点点电荷的电荷量小于点点电荷的电荷量 【答案】C 【详解】由题图可知，从到电势能一直减小，试探电荷带负电，则电势一直增加，两个点电荷必定是异种电荷，负试探电荷电势能越大电荷所在位置电势越低，所以点为负点电荷，点为正点电荷；根据，可知图像的切线斜率绝对值表示电场力大小，由题图可知，C点处试探电荷受到的电场力为0，则C点处场强为零，则点点电荷在C点产生的场强与点点电荷在C点产生的场强大小相等，方向相反，由于C点离点更近，可知点点电荷的电荷量大于点点电荷的电荷量。 故选C。 10．电鳐是一种能够放电的生物，如图所示，生物学家在研究电鳐放电的过程中，利用一带电体模拟电鳐其中一个极板放电的过程，其中实线为电场线，虚线为等势线，点位置关于带电体对称，下列说法正确的是（　　） A．两点电场强度相同 B．点的电势可能等于点的电势 C．负点电荷在点比在点受到的电场力大 D．负点电荷在点比在点具有的电势能大 【答案】D 【详解】A．电场强度方向垂直于等势线，故两点电场强度方向不同，故A错误； B．沿电场方向电势逐渐降低，将两点等势到相同的电场线上可知点电势高于点电势，故B错误； C．根据电场线疏密可知点电场强度小于点电场强度，故电荷在点的电场力小于在点的电场力，故C错误； D．点电势高于点电势，则负电荷在点比在点具有的电势能大，故D正确。 故选D。 11．如图所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线1、2、3分别为三条等势线，三条等势线与其中一条电场线的交点依次为M、N、Q点，已知，电荷量相等的a、b两带电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出，仅在静电力作用下，两粒子的运动轨迹如图中虚线、所示，则（   ） A．a粒子一定带正电，b粒子一定带负电 B．MN两点电势差大小大于NQ两点电势差大小 C．a粒子的加速度逐渐增大，b粒子的加速度逐渐减小 D．a粒子电势能减小，b粒子的电势能增大 【答案】B 【详解】A．由题图可知，a粒子的轨迹方向向右弯曲，a粒子所受静电力方向向右，b粒子的轨迹向左弯曲，b粒子所受静电力方向向左，由于电场线方向未知，无法判断粒子的电性，故A错误； B．已知，由于MN段场强大于NQ段场强，所以MN两点电势差大小大于NQ两点电势差大小|，故B正确； C．由题可知，a粒子所受静电力逐渐减小，加速度逐渐减小，b粒子所受静电力逐渐增大，加速度逐渐增大，故C错误； D．电场力对a、b粒子都做正功，a、b粒子电势能都减小，D错误。 故选B。 12．如图所示为某电容传声器结构示意图，当人对着传声器讲话，膜片会振动。若某次膜片振动时，膜片与极板间的距离减小，则在此过程中（　　） A．膜片与极板构成的电容器的电容减小 B．极板所带电荷量增大 C．膜片与极板间的电场强度减小 D．电阻R中有方向向上的电流通过 【答案】B 【详解】A．根据 可知，当膜片与极板间的距离减小时，减小，电容变大，A错误； B．根据 可知，电压不变，电容增大，电荷量增大，B正确； C．根据 可知，电压不变，板间距减小，电场强度增大，C错误； D．由于电容器的电荷量增大，电容器充电，电阻R中有方向向下的电流通过，D错误。 故选B。 二．多选题（共3小题） 13．为确保巴黎奥运会顺利举办，法国几年前便开始实施塞纳河净化工程，其中用到的电泳技术基本原理如图所示。涂有绝缘层的金属吸附盘和金属棒分别接电源的正、负极，金属吸附盘装在河岸、金属棒插入污水中，形成图中的电场，将污泥絮体从A点分别移动到B、C两点的过程中电场力做的功分别为、，下列说法正确的是（　　） A．金属棒插入污水后，其周围的污泥絮体将带负电 B．污泥絮体在A点所受的电场力比其在B点的小 C．污泥絮体在A点的电势能比其在B点的大 D． 【答案】ACD 【详解】A．由图可得在河岸处电场线应垂直河岸向左，且污泥絮体带负电，A项正确； B．根据电场线的疏密程度可知A点的电场强度比B点的大，根据可得，B项错误； C．污泥絮体从A点移到B点，电场力做正功，电势能减小，可知污泥絮体在A点的电势能比其在B点的大，C项正确； D．由电场分布可知 且污泥絮体带负电，根据得 D项正确。 故选ACD。 14．(24-25高二上·辽宁名校联盟·)如图所示，空间存在范围足够大的匀强电场（未画出），在平行于电场方向的竖直面内，一个带正电的质点以一定的初速度沿与水平面夹角的方向做直线运动，已知质点的质量为m，电荷量为q，重力加速度为g，，在质点斜向上运动的过程中下列说法正确的是（　　） A．该质点不可能做匀速直线运动 B．若电场方向沿水平方向，则该质点一定做匀减速直线运动 C．若电场强度，则该质点的动能一定不断减小 D．若电场强度，则该质点的机械能一定不断增大 【答案】BC 【详解】A．当该质点所受电场力竖直向上，且大小与重力相等时，此时有 解得 质点做匀速直线运动，故A错误； B．若电场方向沿水平方向，当电场力方向水平向左，若此时质点所受合力与初速度方向共线，且与初速度方向相反，则质点做匀减速直线运动，故B正确； C．重力与电场力的合外力与初速度方向相反时，电场力最小为 解得，此时电场与速度垂直； 则当电场强度，电场力与重力的合力与速度方向相反，质点的动能减小，故C正确； D．当电场强度，为实现重力与电场力合力与初速度共线，则电场力方向可能与初速度方向的夹角为锐角，电场力对质点做正功，质点机械能增大，电场力也可能与初速度方向的夹角为钝角，电场力对质点做负功，质点的机械能减小，故D错误。 故选BC。 15．(24-25高二上·重庆主城七校联考·期末)如图所示，一绝缘且粗糙程度相同的竖直细杆与两个等量异种点电荷、连线的中垂线重合，细杆和均固定，为细杆上的三点，为连线的中点，。现有电荷量为、质量为的小球套在杆上，从点以初速度向滑动，到达点时速度恰好为0，小球滑动中电荷量不变。则可知（　　） A．从到，小球的电势能始终不变 B．从到，小球的加速度先增大后减小 C．从到，小球的加速度先减小后增大 D．小球运动到点时的速度大小为 【答案】AB 【详解】A．根据几何关系可知，AB为两个电荷的中垂线，因此是等势面，所以从到，小球的电势能始终不变，故A正确； BC．对物体受力分析可知，小球受重力、摩擦力、库仑力和支持力，在水平方向小球没有移动，因此合力为零，但电场力在O点最大，因此支持力也最大，故其滑动摩擦力在O点最大，在竖直方向的合力为重力和摩擦力，因此加速度先增大后减小，故B正确，C错误； D．根据对称，小球在AO段与BO段摩擦力做功相同，整个过程根据动能定理有 小球从A到O根据动能定理有 解得 故D错误。 故选AB。 三．实验题（共2小题） 16．(24-25高二上·广东汕头金山中学·期中)用如图a所示的电路观察电容器的充放电现象，实验器材有电源E、电容器C、电压表（电阻无穷大）、电流表、电流传感器、计算机、定值电阻R、单刀双掷开关、开关、导线若干 (1)闭合开关，将接1，电压表示数增大，最后稳定在16.5V。在此过程中，电流表的示数_____  （填选项标号） A．一直稳定在某一数值 B．先增大，后逐渐减小为零 C．先增大，后稳定在某一非零数值 (2)先后断开开关、，将电流表更换成电流传感器（电阻可忽略），再将接2，此时通过定值电阻R的电流方向 （选填“”或“”），通过传感器将电流信息传入计算机，画出电流随时间变化的图像，如图b，时，图中M、N区域面积比为8∶7（即2s前和2s后），可求出 （保留2位有效数字）。 【答案】(1)B (2) 7.0 【详解】（1）电容器充电过程中，当电路刚接通后，电流表示数从0增大某一最大值，后随着电容器的不断充电，电路中的充电电流在减小，当充电结束电路稳定后，此时电路相当于开路，电流为0。 故选B。 （2）[1]根据电路图可知充电结束后电容器上极板带正电，将接2，电容器放电，此时通过定值电阻R的电流方向； [2]时可知此时电容器两端的电压为 电容器开始放电前两端电压为，根据图像与横轴围成的面积表示放电量可得间的放电量为 后到放电结束间放电量为 根据题意，解得 17．(24-25高二上·广东广州第六中学·期中)小明同学在“用电流传感器观察电容器的充、放电过程”实验中，按图甲连接电路。 其中S是单刀双掷开关，C为电容器。电路中的电流传感器与计算机相连，可以显示电路中电流随时间的变化。实验前电容器不带电。 (1)某次实验中，给电容器先充电后放电。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。图像与时间轴所围成的面积分别为S1和S2，则S1 S2；（选填“>”、“<”或“=”）； (2)计算机测得S1=2.8mAs，已知直流电源输出电压恒为8V。可判断本实验中所用的电容器最可能是下列图中的 。 A． B． C． D． (3)由甲、乙两图可以判断，阻值 R1 R2（选填“>”、“<”或“=”） 【答案】(1)= (2)B (3)< 【详解】（1）图像与时间轴所围成的面积分别为S1和S2，根据可知面积S1表示的物理意义是电容器充完电后所带的电荷量；则面积S2表示的物理意义是放电过程，电容器放出的电荷量，则有； （2）电容器两板间电压为8V，由于 可得电容 故本实验中所用的电容器最可能是图B。 （3）根据，由乙图可知充电时间小于放电时间，可判断充电瞬间的电流大于放电瞬间的电流；根据欧姆定律 则有 四．计算题（共3小题） 18．如图甲所示，绝缘水平面上有一质量，带电荷量的小滑块，整个区域存在着水平方向的电场（未画出）。当时，小滑块从点以初速度向右运动。小滑块先后经过点，到达点时速度最小，到达点时速度，其中段光滑，段与滑块之间的动摩擦因数，且长度。图乙是小滑块的速度随时间变化的部分图像，点的坐标为，图中虚线是曲线在时的切线，取重力加速度。     (1)求点的电场强度大小； (2)求滑块从点到点，电场力所做的功； (3)若点电势为0，求点的电势。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由图像可知，滑块在点的加速度 由牛顿第二定律得 解得 （2）从点到点根据动能定理得 代入数据解得 （3）从点到点，设电场力做功为，根据动能定理，有 代入数据解得 又 由题意可知 解得 19．(24-25高二上·广东深圳宝安区·期末)如图所示，光滑水平绝缘平台区域存在水平向右的匀强电场，在平台右侧有一竖直放置的光滑绝缘圆弧形轨道，轨道的最左端点距平台的高度差为是轨道最低点，是轨道的最高点，圆弧对应的圆心角，圆弧形轨道处在水平向左的匀强电场中（图中未画出），平台与轨道之间的空间没有电场。一带正电的物块（大小可忽略不计）从平台上某点由静止释放，从右端A点离开平台，恰好沿切线方向进入轨道。已知物块的比荷，物块释放点距A点的距离，圆弧形轨道区域的电场强度，sin，取。若物块在轨道上运动时恰好不会脱离轨道，求： (1)物块离开点时的速度大小和、间的水平距离； (2)平台所在区域的场强大小； (3)圆弧轨道的半径。 【答案】(1)，； (2)； (3)或 【详解】（1）从到的过程中，小球做平抛运动，故在点由几何关系可知小球的速度与水平方向的夹角为，则有 而 代入数据，解得 由 得 故间的水平距离 （2）从释放小球到小球到达点的过程中，有 解得 （3）在轨道区域，带电小球受到的重力和电场力如图所示：小球在轨道区域受到的电场力 设小球受到的合力为等效重力，其与水平方向的夹角满足 即， F的方向与点的速度方向垂直，因此点为等效重力场的最低点，轨道上等效重力场的最高点在与点相对于圆心点的对称点。如图所示 情形一：小球在轨道上运动时恰好不会脱离轨道，在轨道上等效重力场的最高点速度为时，对小球有 小球从运动到等效重力场最高点的过程中有 代入数据，联解得 情形二：小球恰好运动到垂直且与等高的点，有 解得 故小球在轨道上运动时不会脱离轨道里，有或 20．(24-25高二上·河北石家庄·期末)如图甲所示，多级直线加速器由8个横截面积相同且共轴的金属圆筒依次水平排列组成，各金属圆筒依序接在交变电源的两极A、B上，交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。时刻，序号为0的金属圆板中央的点状电子源无初速度释放一电子，该电子进入圆筒间隙被加速，经过8个圆筒后水平飞出。已知电子质量为、电荷量大小为，交变电压的绝对值为，周期为。电子通过圆筒间隙的时间不计，不计电子重力及电子间的相互作用力，忽略相对论效应、极板边缘效应等其他因素的影响。 (1)求电子在第一次被加速后的速度； (2)求第8个圆筒的长度。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）电子加速过程由动能定理有 解得 （2）电子在圆筒中做匀速直线运动，有 电子经过8次加速后，有 解得 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$