第十章 静电场中的能量 章末检测-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版2019 江苏专用）

的过程，即每次通过无电场区都是自由落体运动，每次通过 电场区都是末速度为零的匀减速直线运动，因此，小球经过 两电场区的时间相等，故D正确.故选C 7,B解桥：A电子在电场中的运动时间为：=二，又，=二，解 得=，板间距清足子>2x了×（）厂，且。解得 ，故人正确：B.由A项可知，电子在电场中运动的 dbT入2m 时间等于交变电压的周期，故电子在t=0时刻从0点射人 时，沿电场方向先向上做匀加速，再向上做匀减速，从靠近上 极板附近射出，此时离开电场时偏离中心线距离最大，故 B错误：C电子在1=受T时刻从0点射人时，沿电场方向， 电子的运动分四段，第一阶段从静止向A极板加速运动 8T,则位移为=2 =,第二阶段向4极板减速 运动 1 T,速度为零，则位移为为=2= 280T,第三阶段 从静止开始向B极板做加速运动}？，则位移为%=之叫 8 gT,第四阶段向B极板做碱速运动。T,速度减为零 9 位移为⅓-2=28r,则粒子的总位移为y=%+少 1 y8r,又a= eloT ,解得y=C,故C正确：D.依题意， 电子在电场中的运动时间为T,无论在哪一时刻从O点射入 电场，正向电场和反向电场对电子的作用时间都为子，设电 子的出射速度为，沿电场方向根据动量定理有g ,=mm-0,又45头，=2，解得=0，即离开电场时沿电场方 向的速度为零，故D正确.本题选择错误的，故选B 8.B解析：两板间电压为U。时，由牛顿第二定律可得 eU d"=ma, 电子做类平抛运动，在水平方向上【=， 1 在竖直方向上y产2d, 联立可得，当y=2d时，即电子恰好从极板边缘飞出， 此时U.=m e A当U<时，所有电子都能从极板的右端射出，A正 确，不符合题意： 丘当。2时，一个周期内有？的时向电压低于临 电压m 产，因此有电子从极板右端射出的时间与无电子从 必修第三册 极板右端射出的时间之比为1：1，B错误，符合题意： C当U,m时，有部分电子能从板板的右端射出，C正 确，不符合题意； D.当U= ”时，一个周期内有二的时同电压低于临 2mdv 界电压m 产，因此有电子从极板右端射出的时间与无电子 从极板右端射出的时间之比为1：（反-1），D正确，不符合 题意；故选B 第十章章末检测 1.D2.B3.AC4.C 5.D解析：根据题意，若小球的初速度方向沿虚线，则其运动 轨迹为直线，可知电场力和重力的合力沿着虚线方向，又电 场强度方向为水平方向，根据力的合成可知电场强度方向水 平向右，若小球的初速度方向垂直于虚线，则其从0点出发 运动到0点等高处的过程中重力对小球做功为零，电场力 的方向与小球的位移方向相同，则电场力对小球正功，小球 的动能增大，电势能减小.故选D. 6.C解析：A.在匀强电场中，沿着同一方向，电势均匀变化， 则Ua=UM,即Pc-Pg=PD-P4,从而可得PD=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，且沿着x轴负方向，B错误；C.根据勾股定理可知， OA间的距离d=√AB-OB=5,5cm,OA间的电势差U= 、P。4=30V,因此匀强电扬的电场强度的大小E=”= 550Vm=20月VWm,C正确：D,由于0在同-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. 7.BD解析：AB.根据题意，由公式E,=gP可知，负电荷在高 电势位置的电势能较小，由图可知，a点的电势最大，则在a 点电势能最小，同理可知，c点的电势最小，则在c点时电势 能最大，电荷仅在电场力作用下运动，电荷的电势能和动能 之和不变，可知，电势能最大时，动能最小，则在©点时，电荷 的动能最小，即速度最小，故A错误，B正确：CD.根据沿电 场线方向电势逐渐降低，结合题图可知，©点左侧电场方向 沿x轴正方向，c点右侧电场方向沿x轴负方向，可知，c点 右侧负电荷受沿x轴正方向的电场力，点左侧负电荷受沿 x轴负方向的电场力，可知，负电荷在a点受静电力沿x轴负 方向，从d点开始沿x轴负方向运动到a点，电场力先做负 功再做正功，故C错误，D正确.故选BD. 8.D解析：根据题意可知，二极管具有单向导电性，闭合开 关，电容器充电，电容器的电容为C=4dC=,极板间的 电场强度为E=号，整理可得E=g,油滴静止，油滴所受 合力为0，向上的电场力与向下的重力大小相等，则有 黑白题22 Eg=mg.A.减小极板间的正对面积，电容减小，由于二极管 具有单向导电性，电容器不能放电，由E=4把可知，极板间 电场强度变大，则带电油滴所受电场力变大，向上移动， ,S 故A错误：B.贴着上极板插人金属板，由C= 可知，电容 πk 器的电容变大，电容器充电，电路中有逆时针方向的电流，故 B错误：C,将上极板向左平移一小段距离，由C=4a可知， 电容器的电容变小，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点处的油滴的电势能减小，故C错误：D.将开关断 开，极板上电荷量不变，由E=4m可知，向上移动上极板， 6,S 极板间电场强度不变，则油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 9.BD解析：A,到达最低点的过程，根据动能定理可得 （gn(,-(（kgtg）=0,解得g kOg 故A错误；B.当小球甲的加速度为零时，速率最大，则 有g=寸，解得=√n 0互，故B正确；C.小球甲最后停 留时，满足mg-k ≤mg+5,解得位置x的区间、y Qg≤ mg+f 09,故C错误；D.若在最低点能返回，即在最低点 x∈N√mgf 满足k鸟mg5,解得：*<， x23 ,结合A选项的结论：x= mg+f k0g 一，可得x kQg (mgf月 09,解得初始电势能为： (mgx。√mg+f E0<gn故D正确故选即 10.(1)B(2)a→b5.2 解析：(1)电容器充电过程中，当电路刚接通后，电流表示 数从0增大到某一最大值，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)根据电路图可知充电结 束后电容器上极板带正电，将S,接2，电容器放电，此时通 过定值电阻R的电流方向为a→b:t=2s时1=1.10mA可 知此时电容器两端的电压为U2=R,电容器开始放电前两 端电压为123V,根据I-4图像与横轴围成的面积表示放 电量可得0-2s间的放电量为Q1=△U·C=(12.3V-1.10x 10’A×R)C,2s后到放电结束间放电量为Q2=△U”·C= 1,10x103A·RC,根据题意号=氵，解得R=52k机 11.(1)1.58m/s,方向向右(2)1.5N,方向竖直向下 (3)2.5m 解析：(1)设滑块在B点速度为，对滑块从A到B的过程 应用动能定理mgR-5R=子m,=1,58,方向向右. 参考答案与解析 2 (2)在B点由牛顿第二定律可得R-mg=mR,联立解得 Fx=L.5N,由牛顿第三定律可知，小滑块对B点的压力大 小为1.5N,方向竖直向下 (3)由题意知gE=7.5×105×1×10°N=0.75N,wmg=0.05× 0.1×10N=0.05N,因此有gE>wmg,所以小滑块最终在圆弧 轨道的BC部分往复运动，C点离水平面的高度h满足关系 式mgh=gE√R-(R-h)严，所以小滑块在水平轨道上通过 的总路程x满足mgR-gER=umgx,解得x=2.5m 25m6 3mv 12.(1)E,= (2)E,=24d )-、 2 解析：(1)根据几何关系可知，OP长度为lop=dan60°= ,3d,带电粒子在第一象限中做类平抛运动，在水平方向 1 d=6,在竖直方向om=2a,,其中g6,=ma,联立解得 25m6 E,= (2)带电粒子经过Q点时沿y轴方向的分速 度，=a,41=23。,带电粒子在第四象限内运动时沿y轴 方向的速度不变，根据粒子经过S点时速度方向与y轴间 的夹角a=30,可得号=ma=号，解得=2，根据运动 学公式，在x轴方向有-d= （-2)2- ,在电场力作用下满 2a 3mvo 足ma9,可得B,=2(3)根据题意可得在水平方 向号=，在经直方向行，可得=受，出第 一象限时，在竖直方向的速度大小为，==6，在第 7 四象限中，水平方向上有2d=2-6,可得√乞6，粒 子通过y轴时的速度大小=√=3⑧ 2 第十章真题演练 黑题 真题体验 1,B解析：带负电的试探电荷在x,处动能为1.5©V,电势能 为-1eV,总能量为0.5eV,且试探电荷速度沿x轴正方向， 在2~x区域试探电荷受到沿x轴正方向的静电力，做加速 运动，在x处速度最大，试探电荷继续运动到：右侧，做诚速 运动，当速度为零时，电势能为0.5eV,即运动到电势为-0.5V 处减速到零，开始向x轴负方向运动，后反向回到x处动能 仍为1.5V,继续向左运动，在电势为-0.5V处减速到零又 反向运动，不会运动到xx处，即试探电荷在：点两侧往复 运动.故选B. 2.ACD解析：D.根据点电荷的等势线画法，可知试探电荷由 F点沿直线移到O点，所在位置电势先增大后减小，电势能 先增大后诚小，D正确：C,由等量异种电荷的电势分布可知 Pr=p>0,Pg=-p<0,Po=0,Pr>0,因此P-pr=p-Pr< 黑白题23第十章 (时间：60分钟 一、选择题（每题6分，共54分）】 1.(2024·浙江钱塘联盟联考)人体的细胞膜由 磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压 (医学上称为膜电位)，使得只有带特定电荷 的粒子才能通过细胞膜进入细胞内如图，初 速度为零的正一价钠离子仅在电场力的作用 下，从细胞膜外A点运动到细胞膜内B点，则 下列说法正确的是 ( 轴袍膜外 M WWWw 如弛膜 店细范版内 A.B点电势高于A点电势 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 进入细胞内的速度增大 2.如图所示，MN为均匀带电细杆，a、b两点关于 细杆对称，c、d两点连线与细杆平行，b点为cd 连线的中点.则 ( A.a、b两点的场强方向与细杆不垂直 B.c、d两点的场强方向与细杆不垂直 C.a、b两点的电势不相同 D.c、d两点的电势不相同 金属棒 金属回盘 (第2题) (第3题) 3.(2024·广东高考)（多选）污水中的污泥絮体 经处理后带负电，可利用电泳技术对其进行 沉淀去污，基本原理如图所示.涂有绝缘层的 必修第三册 章末检测 总分：100分) 金属圆盘和金属棒分别接电源正、负极，金属 圆盘置于底部，金属棒插人污水中，形成如图 所示的电场分布，其中实线为电场线，虚线为 等势面.M点和N点在同一电场线上，M点和 P点在同一等势面上.下列说法正确的有 A.M点的电势比N点的低 B.N点的电场强度比P点的大 C.污泥絮体从M点移到N点，电场力对其做 正功 D.污泥絮体在N点的电势能比其在P点的大 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，虚线圆为三角形ABD 的内切圆，M、N、P分别为BD、AB和AD边与 圆的切点，O为圆心，正四面体的顶点A、B和 D分别固定有电荷量为+Q、+Q和-Q的点电 荷，则 () A.M、P两点的电场强度相等 B.将正试探电荷由C移动到M,电势能减少 C.将B点放置的点电荷沿BC移动，电场力一 直不做功 D.M、0、N、P四点的电势Pw>pp>Po>pw B④ (第4题) (第5题) 5.(2024·辽宁高考)在水平方向的匀强电场 中，一带电小球仅在重力和电场力作用下于 竖直面（纸面）内运动.如图，若小球的初速度 方向沿虚线，则其运动轨迹为直线，若小球的 初速度方向垂直于虚线，则其从0点出发运 动到O点等高处的过程中 A.动能减小，电势能增大 B.动能增大，电势能增大 黑白题042 C.动能减小，电势能减小 D.动能增大，电势能减小 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 和D均落在y轴上，顶点A在x轴上，OB= 5cm,AB=10cm,A、B、C三点的电势分别为 3V、33V、63V,下列说法正确的是() A.D点的电势为18V B.匀强电场平行于y轴，且沿着y轴负方向 C.匀强电场的电场强度的大小为2003V/m D.将一电子从D点移动到B点，电子克服电 场力做的功为30eV (第6题) (第7题) 7.(2024·天津高考)（多选）某静电场在x轴正 半轴的电势φ随x变化的图像如图所示，a、 b、c、d为x轴上四个点.一负电荷仅在静电力 作用下，以一定初速度从d点开始沿x轴负方 向运动到a点，则该电荷 ( A.在b点电势能最小 B.在c点时速度最小 C.所受静电力始终做负功 D.在a点受静电力沿x轴负方向 8.(2024·江苏镇江联考)如图所示，平行板电 容器与直流电源、理想二极管（正向电阻为 零，可以视为短路，反向电阻无穷大，可以视 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器 中的P点且处于静止状态.下列说法正确的是 A.减小极板间的正对面积， 带电油滴会向下移动 B.贴着上极板插入金属板， 则电路中有顺时针方向 第十章 的电流 C.将上极板向左平移一小段距离，P点处的 油滴的电势能增大 D.将开关断开，并向上移动上极板，则油滴仍 处于静止状态 9.(2024·江西高考)（多选）如图所 示，垂直于水平桌面固定一根轻质绝 甲●x 缘细直杆，质量均为m、带同种电荷 的绝缘小球甲和乙穿过直杆，两小球 乙0 均可视为点电荷，带电荷量分别为9 7777777 和Q.在图示的坐标系中，小球乙静止在坐标 原点，初始时刻小球甲从x=x。处由静止释 放，开始向下运动.甲和乙两点电荷的电势能 E=k9(,为两，点电荷之间的距离，k为静电 力常量).最大静摩擦力等于滑动摩擦力f,重 力加速度为g:关于小球甲，下列说法正确 的是 ( A.最低点的位置x= kOq (mg+f)xo B.速率达到最大值时的位置x= kQq Nmg-f C.最后停留位置x的区间是 kQq ≤ Nmg kQq x≤ √mg-f D.若在最低点能返回，则初始电势能E,。< (mg-f) kQq √mg+f 二、非选择题（共46分） 10.(12分)(2024·海南高考)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、电流表、电流传感 器、计算机、定值电阻R、单刀双掷开关S,、开 关S2、导线若干 黑白题043 (1)闭合开关S2,将S,接1，电压表示数增 大，最后稳定在12.3V.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S2、S,将电流表更换成电 流传感器，再将S,接2，此时通过定值电 阻R的电流方向为 (填“a→b” 或“b→a”),通过传感器将电流信息传人 计算机，画出电流随时间变化的I-t图 像，如图b,t=2s时1=1.10mA,图中 M、N区域面积比为8：7，可求出R= kD(保留2位有效数字). 11.(16分)如图所示，A、B是位于竖直平面内、 半径R=0.5m的4圆弧形的光滑绝缘轨道， 其下端点B与水平绝缘轨道平滑连接，整个 轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度 E=1×10N/C.今有一质量为m=0.1kg、带 电荷量+g=7.5×105C的小滑块（可视为 质点)从A点由静止释放.若已知滑块与水 平轨道间的动摩擦因数4=0.05，g取 10m/82,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 必修第三册引黑 2.(18分)(2025·河南周口期中)如图所示， 在xOy坐标系的第一象限内除△OPQ区域 外，存在沿y轴负方向的匀强电场，在第四象 限内存在沿x轴负方向的另一匀强电场，已 知O、Q两点间距离为d,PQ直线与x轴的夹 角0=60°.有一质量为m、带电荷量为q(q> 0)的粒子自y轴上的P点以大小为。、方向 平行于x轴的速度射人第一象限，经电场偏 转后恰好从x轴上的Q点进入第四象限，又 在第四象限匀强电场的作用下从y轴上的S 点射入第三象限，粒子经过S点时速度方向 与y轴间的夹角α=30°，不计带电粒子的 重力 (1)求第一象限内的匀强电场的电场强 度E1; (2)求第四象限内的匀强电场的电场强 度E2 (3)若自PQ线段的中点以速度。发射该带 电粒子，速度方向仍沿x轴正方向，粒子 也经过Q点进入第四象限，求的大小 以及粒子通过y轴时的速度大小 1白题044