第10章 静电场中的能量-【三清必刷】2025-2026学年高二物理必修第三册（人教版2019）

—50 — 参考答案 高中同步章末卷 第九章 静电场及其应用 1.C [元电荷是指一个电子所带的电荷量,并不是指电子或质子本 身,故A选项错误;在条件满足情况下点电荷可以代替任何带电 体,故B选项错误;任何带电体所带电荷量都是元电荷电荷量的整 数倍,故C选项正确;点电荷是理想化模型,元电荷是最小电荷单 位,检验电荷是指电荷量很小的电荷,故D选项错误.] 2.D [当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用 力影响可以忽略时,可以看成点电荷.不是体积小就能看成点电 荷.故A错误.当两个点电荷距离趋于0时,两电荷不能看成点电 荷,此时库仑定律的公式不再适用.故B错误.两电荷之间的相互 作用力大小相等,与点电荷电量的大小无关.故C错误.库仑定律 和万有引力定律的表达式相似,都是平方反比定律,故D正确.] 3.D [电荷所受电场力很大,根据F=qE,该点的电场强度不一定 很大,可能是电荷量大,A错误;根据公式E=kQ r2 ,这个位置的场 强E 与检验电荷的电荷量q 无关,E=kQqr2 是错的,B错误;公式 E=kQ r2 仅适用于点电荷的电场,E=Fq 适用于任意电场,C错误; 电场强度是反映电场本身特性的物理量,与是否存在试探电荷无 关,D正确.故选D.] 4.C [从电场线的分布情况可知,b处的电场线比c 处的密,所以c 点的电场强度小于b点的电场强度,故A错误;正电荷所受电场力 沿电场线切线方向,若将一试探电荷+q由a 点释放,电荷将离开 原电场线,不可能沿电场线运动到b点,故B错误;电场线的分布 可知,b点的电场线比d 点的电场线密,即b点的电场强度大于d 点的电场强度,故C正确;电场线的分布可知,a点与b 点位于同 一条曲线上,切线的方向不同,所以a点和b点的电场强度的方向 不相同,故D错误.故选C.] 5.D [处于静电平衡中的导体内部场强处处为零,Q 在O 点产生的 场强与感应电荷在O 点产生的场强等大反向,由此可知静电平衡 后感应电荷在球心处产生的电场强度大小为kQ r2 .故选D.] 6.D [飞机高速飞行时与空气摩擦产生静电,电荷在越尖锐的地方 分布越多,从而可以通过尖端放电将静电释放出去.故选D.] 7.B [根据点电荷的电场强度公式E=kq r2 可得各1 4 圆环上的电荷 在O 点的电场场强大小,再根据矢量合成,求出合场强,最后比较 它们的大小即可.由于电荷均匀分布,则各14 圆环上的电荷等效 集中于1 4 圆环的中心,设圆的半径为r,则A 图O 点处的场强大小 为EA= kq r2 ;将B图中正、负电荷产生的场强进行叠加,等效两电荷 场强方向间的夹角为90°,则在O 点的合场强EB= 2kq r2 ,方向沿x 轴负方向;C图中两正电荷在O 点的合场强为零,则C中的场强大 小为Ec= kq r2 ,D图由于完全对称,易得合场强ED=0.故O 处电场 强度最大的是图B.故选B.] 8.BCD [图 A是负点电荷的电场,与点电荷等距离的A、B 两点的 电场强度大小相等,方向不同,A错误;图B是负点电荷的电场, A、B 两点在同一条直电场线上,电场强度大小不相等,可方向相 同,都沿同一方向指向负点电荷,B正确;图C是匀强电场,A、B 两 点的电场强度大小相等,方向相同,C正确;图D是非匀强电场, A、B 两点的电场强度大小不相等,可A、B 两点在同一条直电场线 上,即A、B 两点的切线方向相同,所以A、B 两点的电场强度方向 相同,D正确.故选BCD.] 9.AB [两个球相互排斥,故一定带同种电荷; 对m,水平Tsinα=F,竖直Tcosα=mg,得F=mgtanα,同理对M 分析可得,F=Mgtanβ,解得 m<M.库仑力与两者带电量乘积有 关,与各自电量无关无法判断q、Q 的大小关系,即使仅互换 A、B 两球的带电量,则A、B 两球位置将处于同一水平线上.则 AB正 确,CD错误;故选AB.] 10.BC [粒子的运动轨迹向左弯曲,说明粒子在a、b两点受到的电 场力沿电场线向左.由于电场线方向不明,无法确定粒子的电性, A错误;粒子的运动轨迹向左弯曲,说明粒子在a、b两点受到的 电场力沿电场线向左,B正确;根据电场线的疏密与电场强度的 强弱的关系,判断出a点的电场强度大,故a点的电场力大,根据 牛顿第二定律可知,带电粒子在a点的加速度比b 点的加速度 大,C正确;粒子的运动轨迹向左弯曲,说明粒子在a、b两点受到 的电场力沿电场线向左,从a到b 电场力对粒子做负功,粒子的 动能减小,电 势 能 增 大,则 粒 子 在a 点 的 速 度 较 大,D错 误.故 选BC.] 11.解析 根据静电感应规律“近异远同”可知,A 部分带正电,B部分带 负电,且两部分所带电荷量相等,即QA=QB. 答案 正 = 12.解析 (1)先保持两球电荷量不变,使A 球从远处逐渐向B 球靠 近.这是只改变它们之间的距离;再保持两球距离不变,改变小球 所带的电荷量,这是只改变电量.所以采用的方法是控制变量法, 故AC错误B正确; (2)对小球B 进行受力分析,可以得到小球受到的电场力:F= mgtanθ,即B 球悬线的偏角越大,电场力也越大;所以使A 球从 远处逐渐向B 球靠近,观察到两球距离越小,B 球悬线的偏角越 大,说明了两电荷之间的相互作用力,随其距离的减小而增大,随 其距离的增大而减小;两球距离不变,改变小球所带的电荷量,观 察到电荷量越大,B 球悬线的偏角越大,说明了两电荷之间的相 互作用力,随其所带电荷量的增大而增大; (3)对小球B 进行受力分析,可以得到小球受到的电场力:F= mgtanθ,又F=kQqd2 所以:tanθ=kQq mgd2 . 答案 (1)B (2)减小 增大 (3)kQq mgd2 13.解析 (1)正电; (2)小球受到重力、电场力和绳子拉力,处于静止状态,所以有 Eq mg=tanθ q=mgtanθE q=3×10-6C; (3)根据平衡条件,由几何关系得,线的拉力 F= mgcos37°=0.05N 细绳剪断后,小球做匀加速直线运动,所受合力与静止时细绳拉 力等大反向 所以又根据牛顿第二定律 F=ma 解得a=12.5m/s2. 答案 (1)正电 (2)3×10-6C (3)12.5m/s2 14.解析 对A,受到拉力F1 与库仑斥力F,由牛顿第二定律可得 F1-F=m1a 对A、B 整体受力分析,由牛顿第二定律可得 F1=(m1+m2)a 而库仑斥力为 F=kq1q2 d2 =9×109×10 -7×10-7 0.12 N 联立可得 F1=2.7×10-2N. 答案 2.7×10-2N 15.解析 (1)正、负点电荷在A 点产生的场强 E0=k Q (2L) 2 =k Q 2L2 A 点的电场强度的大小 E= 2E0= 2kQ 2L2 ; (2)由牛顿第二定律得 μqE-mg=ma 解得a= 2μqkQ 2mL2 -g 方向竖直向上; (3)小物块从A 到B 过程中,设克服阻力做功Wf,由动能定理得 2mgL-Wf=0- 1 2mv0 2 小物块从A 到O 过程中 mgL-12Wf= 1 2mv 2-12mv0 2 解得v= 22v0. 答案 (1)E=k 2Q 2L2 (2)a= 2μqkQ 2mL2 -g,方向竖直向上 (3)v= 22v0 第十章 静电场中的能量 1.A [电势能Ep=φq,则电势能与检验电荷的电量和电性有关,A 正确;电势、电场强度、电势差都是由电场本身决定的,与电量无 关,BCD错误.故选A.] 2.C [电场强度大的地方,电势不一定高,如负点电荷,电场强度大 的地方电势低,A错误;在匀强电场中,沿着电场线的方向,电场强 度不变,电势降低,B错误;因为电势降低最快的方向与等势面垂 直,所以电场强度的方向是电势降低最快的方向,C正确;两个等 量同种电荷 连 线 中 点 的 电 场 强 度 为 零,电 势 不 为 零,D错 误.故 选C.] 3.C [因上下为两块夹有绝缘介质的平行金属薄膜,则a点所在的 线是电场线,选项A错误;因c处的电场线较b 点密集,则c点的 电场强度比b点大,选项B错误;因bc两处所处的线为等势线,可 知b、c两点间的电势差的值比a、c两点间的大,选项C正确;因dg 两点在同一电场线上,电势不相等,则将电荷沿图中的线从d→ e→f→g移动时电场力做功不为零,选项D错误.故选C.] 4.A [由题意可得a、b两点的电势相等,所以 匀强电场的方向垂直于ab,过O点做ab的垂 线相交ab于c点,由几何关系得:tan∠b= 4 3 ,得∠b=53°;Oc=Ob·sin∠b=0.03× sin53°=2.4×10-2 m,cO 间的电势差为: U=8V-2V=6V;则电场强度为:E=UOc=250V /m,故A正确.] 5.D [根据电场线与等势面垂直,且由高电势指向低电势,可知场 强方向向上,带电粒子的轨迹向上弯曲,粒子所受的电场力向上, 则该粒子一定带正电荷,故A错误.粒子带正电,b处的电势最高, 所以粒子在b点处的电势能最大,故B错误.粒子在a点处的电势 能:Epa=qφa=0.01×10J=0.1J,总能量为:E=Epa+Eka=0.1J +0.5J=0.6J.粒子在b点处的电势能:Epb=qφb=0.01×30J= 0.3J,所以粒子在b处的动能为0.3J.故C错误;粒子在c点处的 电势能:Epc=qφc=0.01×20J=0.2J.由能量守恒定律得:E=Epc +Ekc,得在c点处的动能为:Ekc=E-Epc=0.6J-0.2J=0.4J. 故D正确.故选D.] 6.B [由C=ΔQΔU 得到ΔQ=C(U-U')=C(U-13U )=23CU= 2 3Q , Q=3×ΔQ2 = 3×3×10-4 2 C=4.5×10 -4C,故 A错,B对;因电容 器的电容不知,所以无法求出电容器原来的电压,C错;电容器的 电容由电容器本身决定,跟电压和电荷量的变化无关,所以电容器 的电容不变,D错.] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 — 49 — —52 — 7.A [设偏转极板长为l,极板间距为d,在加速电场中,由动能定理 得qU0= 1 2mv0 2,在偏转电场中,水平方向t=lv0 ,竖直方向Y= 1 2at 2=qU2mdt 2,得偏转位移Y= Ul 2 4U0d ,增大偏转电压U,减小加速 电压U0,减小偏转极板间距离d,都可使偏转位移增大,选项A正 确,选项BC错误;由于偏转位移Y=Ul 2 4U0d ,与粒子质量、带电荷量 无关,故偏转位移不变,选项D错误.故选A.] 8.BD [电子仅在静电力作用下沿x轴正方向运动,由题图乙可知, 电势能一直减小,则静电力向右,说明电场强度方向沿x 轴负方 向,则A 点电势 低 于B 点 电 势,故 A错 误,B正 确;根 据 ΔEp= qEΔx,可知图像的斜率的绝对值表示静电力的大小,因此从A 到 B,静电力减小,电场强度减小,故A 点的电场强度大于B 点的电 场强度,故C错误;由题图乙可知,电子从A 到B 的电势能减小量 大于从B 到C 的电势能减小量,故电子从A 运动到B 静电力做的 功大于从B 运动到C 静电力做的功,故D正确.] 9.AD [根据v-t图像的斜率表示加速度,知小物块在B 点的加速 度最大,所受的电场力最大,所以中垂线上B 点电场强度最大,选 项A正确;小物块从B 到C 动能增大,电场力做正功,且小物块带 正电,可知两点电荷是正电荷,选项B错误;中垂线上电场线分布 不均匀,不能确定B点是A、C连线的中点,选项C错误;小物块从 A→B的过程中,根据动能定理有qUAB= 1 2mvB 2-12mvA 2=12×1 ×42J-0=8J.小物块从B→C 的过程中,根据动能定理有qUBC =12mvC 2-12mvB 2=12×1×7 2J-12×1×4 2J=16.5J,对比 可得UBC>UAB.选项D正确.故选AD.] 10.BD [由题意可知带电质点先做加速运动后做减速运动,受到的 电场力方向应向上,与场强方向相反,一定带负电,故 A错误;带 电质点向下运动过程中,电场力与运动方向相反一直做负功,除 重力外的其他力做负功,机械能减小,故B正确;带电质点向下加 速时重力大于电场力,向下减速时重力小于电场力,可知电场力 在增大,即场强在增大,所以b点的电场强度大于a 点的电场强 度,质点由a点到b点过程中所受到的合力先减小后增大,故D 正确,C错误.故选BD.] 11.解析 (1)匀强电场中,沿着任意方向每前进相同的距离,电势变 化都相等, UAB=UDC,15-3=φD-(-3) 解得:φD=9V; (2)连接AC,将AC三等分,标上三等分点E、F,则根据匀强电场 中沿电场线方向相等距离,电势差相等可知,E 点的电势为3V, F 点的电势为9V.连接DF,是一条等势线. 将DF 延长交于AB 于P 点,则P 点的 电势为 φP=φD=9V 可知P 是AB 的中点, PD= 202+102=10 5cm PD 是该电场的 一 条 等 势 线,作 AM⊥PD,根 据 等 面 积 原 理 知 AM=4 5cm 场强 E=Ud = (15-9)V 4 5cm =3 510 V /cm=30 5N/C. 答案 (1)9 (2)30 5 12.解析 (1)静电计可测量电势差,根据指针张角的大小,观察电容 器电压的变化情况,无法判断电量的变化情况,电容器的电容量 基本不变,故A正确,B错误.故选A; (2)研究板间距离对电容的影响时,控制正对面积和电介质不变, 研究正对面积对电容的影响时,控制板间距离和电介质不变,所 用方法是控制变量法; (3)①只上移左极板,正对面积减小,由 C=QU 和C= εS4πkd 可得U=4πkdQεS 静电计指针偏转角变大; ②由以上分析可知,只将极板间距离减小时,静电计指针偏转角 变小. 答案 (1)A (2)控制变量法 (3)①变大 ②变小 13.解析 (1)由题意可知,静电力做负功WAB=-3×10-5J 由UAB= WAB q ,得UAB=30V; (2)UAB=φA-φB 则φB=φA-UAB=-31V; (3)A、B 两点沿电场线方向的距离为d=2×10-2cos60°m=1× 10-2m 从而E=UABd =3000V /m 方向:沿电场线指向左下方. 答案 (1)30V (2)-31V (3)3000V/m,沿电场线指向左 下方 14.解析 (1)电子在加速电场中加速,由动能定理得: eU1= 1 2mv0 2-0 代入数据解得:v0=4×107m/s; (2)电子在偏转电场中做类平抛运动,在水平方向:l=v0t1, 在竖直方向上由牛顿第二定律得: a=eU2md 电场方向的速度: vy=at1 设射出偏转电场时速度的偏角为θ,则 tanθ=vyv0 代入数据解得:tanθ=0.1; (3)飞出电场时偏转量为: y1= 1 2at1 2 代入数据解得:y1=0.25cm,电子从偏转场穿出时,沿y方向的 速度为vy,穿出后到达屏S所经历的时间为t2,在此时间内电子 在y方向移动的距离为y2,则运动时间: t2= s v0 竖直位移: y2=vyt2 故电子到达屏上时,它离O 点的距离: y=y1+y2 代入数据解得:y=1.25cm. 答案 (1)v0=4×107m/s (2)tanθ=0.1 (3)1.25cm 15.解析 (1)带电小球在A 点时 mgsinθ-kQqL2 =maA 带电小球在B 点时 k Qq L2 2-mgsinθ=maB 联立可解得aB=g2 ; (2)由A 点到B 点应用动能定理得 mgL4+qUAB=0-0 由1 4mg=k Qq L2 可求得AB 间的电势差 UAB=- kQ L . 答案 (1)aB=g2 (2)UAB=- kQ L 高中月考滚动卷 第一次月考滚动检测卷 1.A [法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作 用规律———库仑定律,故A正确;库仑定律中,k称为静电力常量, 其单位是N·m2/C2,故B错误;库仑定律适用于真空中任意两个 点电荷间库仑力的计算,故C错误;当r趋于零时,电荷不能再视 为点电荷,此时库仑定律不成立,所以F 不是趋于无限大,故D错 误.故选A.] 2.A [由库仑定律F=kQ1Q2 r2 =4kQ 2 r2 ,金属球C 与A、B 反复足够 多次接触,由电荷守恒定律,A、B、C 三球带电量相等,均为 Q3= 4Q-Q 3 =Q ,由库仑定律F1=k Q32 r2 =kQ 2 r2 ,联立上式解得F1= 1 4F , A正确.故选A.] 3.B [A、B、C三个电荷要平衡,根据“两同夹异”“两大夹小”“三点 共线”的原则可知C必须为负,在BA 的延长线一侧;设C 所在位 置与A 的距离为L,则C所在位置与B 的距离为L+r,要能处于 平衡状态,所以A 对C 的电场力大小等于B 对C 的电场力大小, 设C的电荷量为-q,则有:k 9Qq(r+L)2 =kQq L2 ,解得:L=r2 ,对点电 荷B,其受力也平衡,则有:k 9Qq(r+L)2 =k9Q ·Q r2 ,解得:q=94Q , 故B正确,A、C、D错误;故选B.] 4.D [电场和电场线不一样,是真实存在的一种物质.故A错误;电 场强度由电场本身决定,公式E=Fq ,是用比值定义的,不能说,场 强大小E 与F 成正比,与q成反比.故B错误;C.根据F= kq1q2 r2 , 当两点电荷间的距离趋近于零时,带电体已经不能看作点电荷了, 也就不能用该式计算电场力了.故C错误;D.当两个带电体的大 小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时,这两个带 电体才可以看成点电荷.故D正确.故选D.] 5.C [S点的场强为M、N、P 三个电荷在该点产生电场的合场强, 因 M、N 均为正电荷,且电荷量相等,故 M、N 处电荷在S 点产生 的场强大小相等,方向相反,合场强为零,因此S 点的场强方向实 际上就是P 点放置的电荷在S 点产生的场强方向,因为P 处电荷 为负电荷,所以其在S 点产生 的 场 强 方 向 向 上,ABD错 误,C正 确.故选C.] 6.D [反天刀鱼周围的电场线类似于等量异种点电荷形成的电场, 故A错误;电场线是为描绘电场而假想的线,并不是真实存在的, 故B错误;电场线的疏密反映场强的大小,A 点电场线稀疏,B 点 电场线密集,所以A 点的电场强度比B 点的电场强度小,故C错 误;沿电场线电势逐渐降低,故 A 点的电势比B 点的高,故D正 确.故选D.] 7.A [由图可知a到b过程中,电场线分布越来越密,则电场强度增 大,所以负电荷所受电场力增大,根据牛顿第二定律,则电荷的加 速度也增大,负电荷受到的电场力方向和场强方向相反,因为仅在 电场力作用下运动,则电荷做加速度不断增大的减速运动,v-t图 像的斜 率 表 示 加 速 度,根 据 图 像 分 析 可 得 正 确 的 是 A 选 项.故 选A.] 8.BD [由电场线分布的特征可知A、B 为异种电荷,且A 带正电,B 带负电,故A错误;根据题图可知,图中电场 线 分 布 不 具 有 对 称 性,则两点电荷带电荷量的绝对值不相等,故B正确;由电场线的 疏密表示电场强度的大小可知,b点电场强度比a 点电场强度大, 故C错误;根据qE=ma可知粒子在a 点加速度比在b 点加速度 小,故D正确.] 9.BC [根据电场力做功公式,即W=qU=qEd 可得电场强度为E=Wabqd = 4×10-6 2×10-8×0.04 V/m=5000V/m. 电荷从b移 到c 电 场 力 做 功 为 Wbc =qElbccos60°=2×10-8× 5000×0.10×0.5J=5×10-6J. A错误,B正确;电荷从a移到c电场力做功为 Wac=Wab+Wbc, 则a、c两点的电势差为 Uac= Wac q = 4×10-6+5×10-6 2×10-8 V=450V; D错误,C正确.故选BC.] 10.AD [因为电场线和等势面垂直,且由高电势指向低电势,所以 在P 点的电场强度方向如图所示 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 — 51 — — 6 — 第十章 静电场中的能量 (时间:75分钟 满分:100分) 􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌 􀤌 􀤌 􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌 􀤌 􀤌 􀦌 􀦌 􀦌􀦌 【名师推好题】 第14题,本题以带电粒子在电场中运动为背景,考查学生利用动能定理及牛顿 运动定律解决多过程疑难点问题的能力,值得推荐. 第Ⅰ卷(选择题 共46分) 一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分.每小题只有一个选项符合题目要求) 1.下列四个静电场物理量中,其大小与检验电荷的电荷量有关的是 ( ) A.电势能 B.电势 C.电场强度 D.电势差 2.关于电场强度与电势的关系,下面各种说法中正确的是 ( ) A.电场强度大的地方,电势一定高 B.电场强度不变,电势也不变 C.电场强度的方向是电势降低最快的方向 D.电场强度为零时,电势一定为零 3.某种气体电子放大器的局部结构是由两块夹有绝缘介质的平行金属 薄膜构成,其上存在等间距小孔,其中相邻两孔截面上的电场线和等 势线的分布如图所示.下列说法正确的是 ( ) A.a点所在的线是等势线 B.b点的电场强度比c点大 C.b、c两点间的电势差的值比a、c两点间的大 D.将电荷沿图中的线从d→e→f→g移动时电场力做功为零 4.如图所示,匀强电场的方向平行于xOy坐标系平面,其中坐标原点O 处的电势为2V,a点的坐 标为(0,4),电势为8V,b点的坐标为(3,0),电势为8V,则电场强度的大小为 ( ) A.250V/m B.200V/m C.150V/m D.120V/m 第4题图 第5题图 5.如图所示,三条平行且等间距的虚线表示电场中的三个等势面,其电势分别为10V、20V、30V, 实线是一带电粒子在该区域内运动的轨迹,轨迹上有a、b、c三点,已知带电粒子所带电荷量为 0.01C,在a处的动能为0.5J,则该带电离子(不计重力) ( ) A.可能带负电 B.在b点处的电势能最小 C.在b点处的动能为零 D.在c点处的动能为0.4J 6.一个已充电的电容器,若使它的电量减少3×10-4C,则其电压减少为原来的1/3,则 ( ) A.电容器原来的带电量为9×10-4C B.电容器原来的带电量为4.5×10-4C C.电容器原来的电压为1V D.电容器的电容变为原来的1/3 7.如图所示,一粒子枪发射出的带电粒子(初速度很小,可视为零)进入加速电场加速 后,垂直射入偏转电场,射出后偏转位移为Y.要使偏转位移增大,下列哪些措施是 可行的(不考虑粒子射出时碰到偏转极板的情况,重力忽略不计) ( ) A.增大偏转电压U B.增大加速电压U0 C.增大偏转极板间距离 D.使带电粒子的带电量增加 二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分.每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得 6分,选对但不全的得3分,选错的得0分) 8.如图甲所示,在某电场中建立x坐标轴,一个电子仅在静电力作用下沿x轴正方向运动,经过A、 B、C三点,已知xC-xB=xB-xA。该电子的电势能Ep 随坐标x变化的关系如图乙所示,则下列 说法中正确的是 ( ) A.电场在x坐标轴上电场强度方向沿x 轴正方向 B.A 点电势低于B 点电势 C.A 点电场强度小于B 点电场强度 D.电子从A 运动到B 静电力做的功大于从B 运动到C 静电力做的功 9.光滑绝缘水平面上固定两个等量点电荷,它们连线的中垂线上有A、B、C三点,如图甲所示.一质 量m=1kg的带正电小物块由A 点静止释放,并以此时为计时起点,沿光滑水平面经过B、C 两 点,其运动过程的v-t图像如图乙所示,其中图线在B 点位置时斜率最大,根据图线可以确定 ( ) A.中垂线上B 点电场强度最大 B.两点电荷是负电荷 C.B 点是A、C连线的中点 D.UBC>UAB 10.如图所示,在真空中一个弧立点电荷形成的电场中,一条竖直向下的电场线上有a、b两 点.一带电质点(不影响原电场的分布)在a处由静止释放后沿电场线向下运动,到达b点 时速度恰好为零,则下面说法正确的是 ( ) A.该带电质点一定带正电荷 B.此过程中该带电质点机械能减少 C.b点的电场强度小于a 点的电场强度 D.质点在a点到b点过程中所受到的合力先减小后增大 — 5 — — 8 — 第Ⅱ卷(非选择题 共54分) 三、非选择题(本题共5小题,共54分) 11.(6分)如图所示,A、B、C、D 是匀强电场中一正方形的四个顶点,已知A、B、C 三 点的电势分别为φA=15V,φB=3V,φC=-3V,由此 (1)则D 点电势φD= V; (2)若该正方形的边长为a=20cm,且电场方向与正方形所在平面平行,则场强 为E= N/C. 12.(8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. (1)下列关于实验中使用静电计的说法正确的是 ; A.使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况 B.使用静电计的目的是测量电容器电荷量的变化情况 (2)本实验研究用到的物理方法是 ; (3)使电容器充电后与电源断开: ①只上移左极板,静电计指针偏转角 (选填“变大”“变小”或“不变”); ②只将极板间距离减小时,静电计指针偏转角 (选填“变大”“变小”或“不变”). 13.(12分)如图所示,在竖直平面内存在匀强电场,其电场线如图中实线所示, 方向未知,将带电荷量为q=-1.0×10-6C的点电荷由A 点沿水平线移至 B 点,其电势能增加了3×10-5J,已知A、B 两点间的距离为2cm,两点连 线与电场线成60°角. (1)求A、B 两点间的电势差UAB; (2)若A 点的电势φA=-1V,求B 点的电势φB; (3)求匀强电场场强E 的大小,并判断其方向. 14.(14分)如图所示是一个示波管工作原理图,电子经电压U1= 4.5×103V 加速后以速度v0 沿两极板的中线进入电压U2= 180V,间距为d=1.0cm,板长l=5cm的平行金属板组成的偏转 电场,离开电场后打在距离偏转电场s=10cm的屏幕上的P 点, (e=1.6×10-19C,m=0.9×10-30kg)求: (1)电子进入偏转电场时的速度v0; (2)射出偏转电场时速度的偏角tanθ; (3)打在屏幕上的侧移位移OP. 15.(14分)如图所示,带电荷量为Q 的正电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜 面底部的C点,斜面上有A、B 两点,且A、B 和C 在同一直线上,A 和C 相 距为L,B 为AC 的中点.现将一带电小球从A 点由静止释放,当带电小球 运动到B 点时速度正好又为零,已知带电小球在A 点处的加速度大小为g4 ,静电力常量为k,求: (1)小球运动到B 点时的加速度; (2)A 和B 两点间的电势差UAB.(用k、Q 和L 表示) — 7 —