第十章 静电场中的能量（单元测试·基础卷）物理人教版2019必修第三册

2025-2026学年高二年级必修三物理单元检测卷 第十章·基础通关 一、选择题：本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 B B B D A B B AD ABC BC 二、实验题：本题共2小题，共16分。 11．(1) 放电 0.2秒内电容器释放的电荷量 不变 (2)430（每空2分） 12．(1)电势差(2)C(3)D(4)C2 （每空2分） 三、计算题：本题共4小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（13分）（1）在加速电场中有（1分） 解得（1分） 在偏转电场中，水平方向有（1分） 竖直方向有，（2分） 联立解得（1分） 由动能定理（1分） 解得电子离开偏转电场的动能为（1分） 离开偏转电场到打到荧光屏的过程中，电子匀速直线运动，没有外力做功，因此打到荧光屏上的动能为（1分） （2）在加速电场中有（1分） 在偏转电场中，水平方向有（1分） 竖直方向有，（2分） 联立解得 则示波管的灵敏度为（1分） 14．（7分）（1）对小球分析可知（2分） 解得（1分） （2）B、A两点间的电势差（1分） （3）小球从A到B由动能定理（2分） 解得vB=2m/s（1分） 15．（18分）（1）带负电小球从A点由静止释放到C点过程，根据动能定理可得（2分） 解得（1分） （2）在电场中，带负电小球受到的重力和电场力的合力大小为（2分） 解得（1分） 设重力和电场力的合力与竖直方向的夹角为θ，则有（1分） 解得（1分） 则当小球在第Ⅲ象限圆弧轨道BC上运动到D点与圆心连线沿重力和电场力的合力方向时，小球的速度最大，从A点由静止释放到D点过程，根据动能定理可得（2分） 解得（1分） （3）在第四象限电场中，小球受到的电场力竖直向上、大小为（1分） 小球从C点以的速度进入第四象限内的电场中做类平抛运动，加速度大小为（1分） 解得，方向竖直向上，设小球在电场中经过x轴，则有，（2分） 解得， 可知小球刚好从电场的右边界经过x轴，此时小球竖直向上的分速度为（1分） 小球进入第一象限后做斜抛运动，之后再次经过x轴，根据斜抛运动规律有， 解得（1分） 则小球运动到y轴右侧后与x轴的交点坐标为和（1分） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 / 学科网（北京）股份有限公司 $$………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 2025-2026学年高二年级必修三物理单元检测卷 第十章·基础通关 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．如图所示，正三角形的顶点固定三个等量电荷，其中A带正电，B、C带负电，O、M、N为AB边的四等分点，取无穷远处电势为零，下列说法正确的是（　　） A．O点的电势等于零 B．M点的电势大于N点的电势 C．M、N两点的电场强度相同 D．负电荷在M点的电势能比在N点大 2．三条等势线如图所示，其中A、B两点在不同等势线上，下列说法正确的是（　　） A．电子在A点的电势能为 B．电子在A点受到的电场力比B点大 C．电子从A点移动到B点，电场力所做的功为6eV D．电子从A点移动到B点，电势能减少4eV 3．如图所示，直角三角形abc中bc=4cm，∠acb=30°。匀强电场的电场线平行于三角形abc所在平面，且a、b、c点的电势分别为3V、-1V、3V。下列说法中正确的是（　　） A．电场强度的方向沿ac方向 B．电场强度的大小为200V/m C．质子从b点移动到c点，电场力做功为4eV D．质子从b点以6eV的初动能射出，必能到达ac所在直线 4．如图所示，带绝缘柄的两极板组成孤立的带电平行板电容器，极板正对面积为S。在图示位置静止不动时，两极板之间的场强为E，两板之间介质的介电常数为，静电力常量为。某时刻人手开始缓慢向左移动，逐渐拉开两极板之间的距离，当人手向左移动较小的距离时（　　） A．电容器的电容不变 B．电容器的电容变大 C．电场强度E变小 D．电场强度E不变 5．如图为阴极射线管的简化图，在阴极射线管的阴极和阳极两端连接电压为的高压电源，阴极、阳极间距离为d且两极间的电场视为匀强电场，对于阴极释放的某个电子（初速度为零），从阴极运动到阳极所用时间t的平方（　　） A．与成正比，与U成反比 B．与U成正比，与成反比 C．与d成正比，与成反比 D．与成正比，与d成反比 6．如图为一正六角星图形，ABCDEF为其六个顶点。空间内存在一平行于纸面的匀强电场，将一质量为m、带电荷量为＋q的粒子，从A点移到B点电场力做功为W（W＞0），从A点移到D点电场力做功也为W。已知AC边长为L，下列说法正确的是（　　） A．A、B两点间的电势差为 B．匀强电场的电场强度为 C．将带电粒子从A点移到E点，电场力做功为 D．将带电粒子从A点移到F点，电场力做功为 7．如图为某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变。若材料温度降低时，极板上所带电荷量变少，则（　　） A．电容器电容变大 B．材料竖直方向尺度减小 C．极板间电场强度变大 D．极板间电场强度不变 8．两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O，M两点，规定无穷远处为电势能零点，一带正电的试探电荷在x轴上各点具有的电势能随x变化的关系如图所示，其中试探电荷在A、N两点的电势能为零，在ND段中的C点电势能最大，下列说法正确的是（　　） A．q1为正电荷，q2为负电荷 B．在ND段中，C点的电势最低 C．A点和N点的电场强度相同 D．带负电的试探电荷从C点沿x轴到D点的过程中电势能增加 9．在生产和科学实验的许多领域，常常需要通过控制电极的形状和电势来调整控制电场。如图所示，两平行金属极板K、G正对放置，在极板G中央挖一圆孔，两极板间加电压，K极电势较高，等势面分布如图所示。从K极中心处发射有一定宽度的平行于中心轴（x轴）的电子束，不考虑电子的重力及电子间的相互作用力。下列说法正确的是（　　） A．极板G上圆孔右侧的电场线由中心轴向外发散 B．电子通过圆孔前后的一小段时间内加速度不断减小 C．对会聚到F点的电子，从发射到会聚，电场力做功相同 D．沿着中轴线运动的电子一直做匀变速直线运动 10．如图甲所示，圆形区域存在与圆平面平行的匀强电场E（图中未画出），圆的两条直径AB与CD间的夹角为60°，从A点向圆内不同方向发射速率相同的带正电粒子，发现从圆边界射出的粒子中D点射出的粒子速度最大。以A为坐标原点。沿AB方向建立x坐标轴，B点的坐标为2m，x轴上从A到B的电势变化如图乙所示，则（    ） A．CD间电势差V B．把一电子从D移到C电场力做功16eV C．C点的电势为12V D．电场强度V/m 第Ⅱ卷 非选择题 2、 实验题：本题共2小题，共16分。 11．在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图甲所示连接电路。电源电动势为8.0V，内阻可以忽略。单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2，实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。 (1)开关S改接2后，电容器进行的是 （选填“充电”或“放电”）过程。此过程得到的I—t图像如图乙所示，图中用阴影标记的狭长矩形的面积的物理意义是 。如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则此过程的I—t曲线与坐标轴所围成的面积将 （选填“减小”“不变”或“增大”）。 (2)若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则该电容器的电容为 μF。 12．如图甲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，使电容器带电后与电源断开，将电容器左侧极板和静电计外壳均接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连。 (1)使用静电计的目的是观察电容器两极板间的 （选填“电容”“电势差”或“电荷量”）变化情况。 (2)在实验中观察到的现象是_________。（填正确答案前的标号） A．将左极板向上移动一段距离，静电计指针的张角变小 B．向两板间插入陶瓷片时，静电计指针的张角变大 C．将左极板右移，静电计指针的张角变小 D．将左极板拿走，静电计指针的张角变为零 (3)某兴趣小组用两片锡箔纸做电极，用三张电容纸（某种绝缘介质）依次间隔夹着两层锡箔纸，一起卷成圆柱形，然后接出引线，如图乙所示，最后密封在塑料瓶中，电容器便制成了。为增大该电容器的电容，下列方法可行的有__________。（填正确答案前的标号） A．增大电容纸的厚度 B．同时减小锡箔纸和电容纸的面积 C．增大锡箔纸的厚度 D．减小电容纸的厚度 (4)同学们用同一电路分别给两个不同的电容器充电，充电时通过传感器的电流I随时间t变化的图像如图丙中①、②所示，其中①对应电容器C1的充电过程，②对应电容器C2的充电过程，则两电容器中电容较大的是 （选填“C1”或“C2”）。 三、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（13分）如图为示波管的结构示意图，低压电源给金属丝K供电，金属丝发出初速度可忽略的电子。金属丝与A板间的加速电压为U1，电子加速后，从A板中心孔沿中心线KO射出，M、N为平行于KO的带电金属板。且两板到KO的距离相等。电子自中心孔沿KO射入金属板形成的电场中发生偏转。已知两板间的距离为d，板长为L，电子的质量为m，电荷量为-e，不计电子所受的重力及它们之间的相互作用力。 (1)如果电子恰好从N板边缘射出偏转电极，求M、N两板之间的电压U2以及电子打到荧光屏上的动能； (2)若电子均能从偏转电极右侧打出，单位偏转电压引起的偏移量即，称为示波管的灵敏度。请推导出灵敏度的表达式。 14．（7分）如图所示，光滑斜倾角为37°，A、B两点距离。一质量m=1×10−2kg、带电荷量q=1×10−6C的小物块置于斜面上，当加上水平向右的匀强电场时，该物体恰能静止在斜面上，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2。求： (1)该电场的电场强度大小； (2)求B、A两点间的电势差UBA； (3)若电场强度变为原来的，当小物块由静止沿斜面从A下滑至B点时，求物块在B处速度的大小。 15．（18分）如图所示，竖直平面直角坐标系xOy，第Ⅲ象限内固定有半径为R的四分之一光滑绝缘圆弧轨道BC，轨道的圆心在坐标原点O，B端在x轴上，C端在y轴上，同时存在大小为、方向水平向右的匀强电场。第Ⅳ象限与之间有大小为、方向竖直向下的匀强电场。现将一质量为m、电荷量为q的带负电小球从B点正上方高2R处的A点由静止释放，并从B点进入圆弧轨道，重力加速度为g。 (1)求小球经过C点时的速度大小； (2)小球在第Ⅲ象限运动到D点（未标出）速度最大，求的大小； (3)求小球运动到y轴右侧后与x轴的交点坐标。 试题 第3页（共8页） 试题 第4页（共8页） 试题 第1页（共8页） 试题 第2页（共8页） 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025-2026学年高二年级必修三物理单元检测卷 第十章·基础通关 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．如图所示，正三角形的顶点固定三个等量电荷，其中A带正电，B、C带负电，O、M、N为AB边的四等分点，取无穷远处电势为零，下列说法正确的是（　　） A．O点的电势等于零 B．M点的电势大于N点的电势 C．M、N两点的电场强度相同 D．负电荷在M点的电势能比在N点大 2．三条等势线如图所示，其中A、B两点在不同等势线上，下列说法正确的是（　　） A．电子在A点的电势能为 B．电子在A点受到的电场力比B点大 C．电子从A点移动到B点，电场力所做的功为6eV D．电子从A点移动到B点，电势能减少4eV 3．如图所示，直角三角形abc中bc=4cm，∠acb=30°。匀强电场的电场线平行于三角形abc所在平面，且a、b、c点的电势分别为3V、-1V、3V。下列说法中正确的是（　　） A．电场强度的方向沿ac方向 B．电场强度的大小为200V/m C．质子从b点移动到c点，电场力做功为4eV D．质子从b点以6eV的初动能射出，必能到达ac所在直线 4．如图所示，带绝缘柄的两极板组成孤立的带电平行板电容器，极板正对面积为S。在图示位置静止不动时，两极板之间的场强为E，两板之间介质的介电常数为，静电力常量为。某时刻人手开始缓慢向左移动，逐渐拉开两极板之间的距离，当人手向左移动较小的距离时（　　） A．电容器的电容不变 B．电容器的电容变大 C．电场强度E变小 D．电场强度E不变 5．如图为阴极射线管的简化图，在阴极射线管的阴极和阳极两端连接电压为的高压电源，阴极、阳极间距离为d且两极间的电场视为匀强电场，对于阴极释放的某个电子（初速度为零），从阴极运动到阳极所用时间t的平方（　　） A．与成正比，与U成反比 B．与U成正比，与成反比 C．与d成正比，与成反比 D．与成正比，与d成反比 6．如图为一正六角星图形，ABCDEF为其六个顶点。空间内存在一平行于纸面的匀强电场，将一质量为m、带电荷量为＋q的粒子，从A点移到B点电场力做功为W（W＞0），从A点移到D点电场力做功也为W。已知AC边长为L，下列说法正确的是（　　） A．A、B两点间的电势差为 B．匀强电场的电场强度为 C．将带电粒子从A点移到E点，电场力做功为 D．将带电粒子从A点移到F点，电场力做功为 7．如图为某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变。若材料温度降低时，极板上所带电荷量变少，则（　　） A．电容器电容变大 B．材料竖直方向尺度减小 C．极板间电场强度变大 D．极板间电场强度不变 8．两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O，M两点，规定无穷远处为电势能零点，一带正电的试探电荷在x轴上各点具有的电势能随x变化的关系如图所示，其中试探电荷在A、N两点的电势能为零，在ND段中的C点电势能最大，下列说法正确的是（　　） A．q1为正电荷，q2为负电荷 B．在ND段中，C点的电势最低 C．A点和N点的电场强度相同 D．带负电的试探电荷从C点沿x轴到D点的过程中电势能增加 9．在生产和科学实验的许多领域，常常需要通过控制电极的形状和电势来调整控制电场。如图所示，两平行金属极板K、G正对放置，在极板G中央挖一圆孔，两极板间加电压，K极电势较高，等势面分布如图所示。从K极中心处发射有一定宽度的平行于中心轴（x轴）的电子束，不考虑电子的重力及电子间的相互作用力。下列说法正确的是（　　） A．极板G上圆孔右侧的电场线由中心轴向外发散 B．电子通过圆孔前后的一小段时间内加速度不断减小 C．对会聚到F点的电子，从发射到会聚，电场力做功相同 D．沿着中轴线运动的电子一直做匀变速直线运动 10．如图甲所示，圆形区域存在与圆平面平行的匀强电场E（图中未画出），圆的两条直径AB与CD间的夹角为60°，从A点向圆内不同方向发射速率相同的带正电粒子，发现从圆边界射出的粒子中D点射出的粒子速度最大。以A为坐标原点。沿AB方向建立x坐标轴，B点的坐标为2m，x轴上从A到B的电势变化如图乙所示，则（    ） A．CD间电势差V B．把一电子从D移到C电场力做功16eV C．C点的电势为12V D．电场强度V/m 第Ⅱ卷 非选择题 2、 实验题：本题共2小题，共16分。 11．在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图甲所示连接电路。电源电动势为8.0V，内阻可以忽略。单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2，实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。 (1)开关S改接2后，电容器进行的是__________（选填“充电”或“放电”）过程。此过程得到的I—t图像如图乙所示，图中用阴影标记的狭长矩形的面积的物理意义是______________________。如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则此过程的I—t曲线与坐标轴所围成的面积将___________（选填“减小”“不变”或“增大”）。 (2)若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则该电容器的电容为__________μF。 12．如图甲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，使电容器带电后与电源断开，将电容器左侧极板和静电计外壳均接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连。 (1)使用静电计的目的是观察电容器两极板间的_________（选填“电容”“电势差”或“电荷量”）变化情况。 (2)在实验中观察到的现象是_________。（填正确答案前的标号） A．将左极板向上移动一段距离，静电计指针的张角变小 B．向两板间插入陶瓷片时，静电计指针的张角变大 C．将左极板右移，静电计指针的张角变小 D．将左极板拿走，静电计指针的张角变为零 (3)某兴趣小组用两片锡箔纸做电极，用三张电容纸（某种绝缘介质）依次间隔夹着两层锡箔纸，一起卷成圆柱形，然后接出引线，如图乙所示，最后密封在塑料瓶中，电容器便制成了。为增大该电容器的电容，下列方法可行的有__________。（填正确答案前的标号） A．增大电容纸的厚度 B．同时减小锡箔纸和电容纸的面积 C．增大锡箔纸的厚度 D．减小电容纸的厚度 (4)同学们用同一电路分别给两个不同的电容器充电，充电时通过传感器的电流I随时间t变化的图像如图丙中①、②所示，其中①对应电容器C1的充电过程，②对应电容器C2的充电过程，则两电容器中电容较大的是__________（选填“C1”或“C2”）。 三、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（13分）如图为示波管的结构示意图，低压电源给金属丝K供电，金属丝发出初速度可忽略的电子。金属丝与A板间的加速电压为U1，电子加速后，从A板中心孔沿中心线KO射出，M、N为平行于KO的带电金属板。且两板到KO的距离相等。电子自中心孔沿KO射入金属板形成的电场中发生偏转。已知两板间的距离为d，板长为L，电子的质量为m，电荷量为-e，不计电子所受的重力及它们之间的相互作用力。 (1)如果电子恰好从N板边缘射出偏转电极，求M、N两板之间的电压U2以及电子打到荧光屏上的动能； (2)若电子均能从偏转电极右侧打出，单位偏转电压引起的偏移量即，称为示波管的灵敏度。请推导出灵敏度的表达式。 14．（7分）如图所示，光滑斜倾角为37°，A、B两点距离。一质量m=1×10−2kg、带电荷量q=1×10−6C的小物块置于斜面上，当加上水平向右的匀强电场时，该物体恰能静止在斜面上，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2。求： (1)该电场的电场强度大小； (2)求B、A两点间的电势差UBA； (3)若电场强度变为原来的，当小物块由静止沿斜面从A下滑至B点时，求物块在B处速度的大小。 15．（18分）如图所示，竖直平面直角坐标系xOy，第Ⅲ象限内固定有半径为R的四分之一光滑绝缘圆弧轨道BC，轨道的圆心在坐标原点O，B端在x轴上，C端在y轴上，同时存在大小为、方向水平向右的匀强电场。第Ⅳ象限与之间有大小为、方向竖直向下的匀强电场。现将一质量为m、电荷量为q的带负电小球从B点正上方高2R处的A点由静止释放，并从B点进入圆弧轨道，重力加速度为g。 (1)求小球经过C点时的速度大小； (2)小球在第Ⅲ象限运动到D点（未标出）速度最大，求的大小； (3)求小球运动到y轴右侧后与x轴的交点坐标。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025-2026学年高二年级必修三物理单元检测卷 第十章·基础通关 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．如图所示，正三角形的顶点固定三个等量电荷，其中A带正电，B、C带负电，O、M、N为AB边的四等分点，取无穷远处电势为零，下列说法正确的是（　　） A．O点的电势等于零 B．M点的电势大于N点的电势 C．M、N两点的电场强度相同 D．负电荷在M点的电势能比在N点大 【答案】B 【详解】ABD．由等量异种电荷电势分布可知，点电荷A、B在M、O、N三点的电势关系为 由于等量异种电荷连线的中垂线为等势线，且无穷远处电势为零，则点电荷A、B在O点的电势为0，由对称性可知，点电荷C在M、N两点的电势相等，在O点的电势小于零，综上所述，可知M点的电势大于N点的电势，O点的电势小于零；根据 可知负电荷在M点的电势能比在N点小，故AD错误，B正确； C．根据等量异种电荷电场分布可知，点电荷A、B在M、N两点的电场强度大小相等，方向相同；由对称性可知，点电荷C在M、N两点的电场大小相等，方向不同，则M、N两点的电场强度不同，故C错误。 故选B。 2．三条等势线如图所示，其中A、B两点在不同等势线上，下列说法正确的是（　　） A．电子在A点的电势能为 B．电子在A点受到的电场力比B点大 C．电子从A点移动到B点，电场力所做的功为6eV D．电子从A点移动到B点，电势能减少4eV 【答案】B 【详解】A．根据可知，电子在点的电势能 选项A错误； B．根据可知，等差等势面越密的位置，电场强度越大，则点电场强度大于点，所以电子在点受到的电场力大于点，选项B正确； CD．电子从点移动到点，电场力所做的功 电势能增加，选项CD错误。 故选B。 3．如图所示，直角三角形abc中bc=4cm，∠acb=30°。匀强电场的电场线平行于三角形abc所在平面，且a、b、c点的电势分别为3V、-1V、3V。下列说法中正确的是（　　） A．电场强度的方向沿ac方向 B．电场强度的大小为200V/m C．质子从b点移动到c点，电场力做功为4eV D．质子从b点以6eV的初动能射出，必能到达ac所在直线 【答案】B 【详解】A．已知在匀强电场中，a、c两点的电势相等，则ac连线即为等势面，所以电场线的方向为垂直ac连线向上，故A错误； B．过b点作ac的连线，交ac于d点，如图 所以电场强度的大小为 故B正确； C．质子从b点移动到c点，电势升高，电势能增大，电场力做功为 故C错误； D．质子从b点以6eV的初动能射出，可能做匀变速直线运动，质子能到达ac所在直线，也可能做匀变速曲线运动，不一定能到达ac所在直线，故D错误。 故选B。 4．如图所示，带绝缘柄的两极板组成孤立的带电平行板电容器，极板正对面积为S。在图示位置静止不动时，两极板之间的场强为E，两板之间介质的介电常数为，静电力常量为。某时刻人手开始缓慢向左移动，逐渐拉开两极板之间的距离，当人手向左移动较小的距离时（　　） A．电容器的电容不变 B．电容器的电容变大 C．电场强度E变小 D．电场强度E不变 【答案】D 【详解】AB．设两极板之间的距离为d，根据电容器的电容可知，当某时刻人手开始缓慢向左移动，逐渐拉开两极板之间的距离，d 增大时，电容器的电容减小，AB错误； CD．根据，，结合电容器的电容 联立解得 可见当d增大时，E不变，C错误，D正确。 故选D。 5．如图为阴极射线管的简化图，在阴极射线管的阴极和阳极两端连接电压为的高压电源，阴极、阳极间距离为d且两极间的电场视为匀强电场，对于阴极释放的某个电子（初速度为零），从阴极运动到阳极所用时间t的平方（　　） A．与成正比，与U成反比 B．与U成正比，与成反比 C．与d成正比，与成反比 D．与成正比，与d成反比 【答案】A 【详解】根据牛顿第二定律有 由运动学公式有 解得 可得 与成正比，与U成反比。 故选A。 6．如图为一正六角星图形，ABCDEF为其六个顶点。空间内存在一平行于纸面的匀强电场，将一质量为m、带电荷量为＋q的粒子，从A点移到B点电场力做功为W（W＞0），从A点移到D点电场力做功也为W。已知AC边长为L，下列说法正确的是（　　） A．A、B两点间的电势差为 B．匀强电场的电场强度为 C．将带电粒子从A点移到E点，电场力做功为 D．将带电粒子从A点移到F点，电场力做功为 【答案】B 【详解】A．根据可知，A、B两点间的电势差为 故A错误； B．根据题意可知BD为等势线，则有 其中 解得 故B正确； C．AE也为等势线，将带电粒子从A点移到E点，电场力做功为0，故C错误； D．将带电粒子从A点移到F点，电场力做功为 故D错误。 故选B。 7．如图为某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变。若材料温度降低时，极板上所带电荷量变少，则（　　） A．电容器电容变大 B．材料竖直方向尺度减小 C．极板间电场强度变大 D．极板间电场强度不变 【答案】B 【详解】AB．由于极板上所带电荷量变少，且两极板间电压不变，根据 可知，电容器电容变小，根据 可知d增大，即材料竖直方向尺度减小，故A错误，B正确； CD．因U不变，d增大，根据 可知，极板间电场强度变小，故CD错误。 故选B。 8．两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O，M两点，规定无穷远处为电势能零点，一带正电的试探电荷在x轴上各点具有的电势能随x变化的关系如图所示，其中试探电荷在A、N两点的电势能为零，在ND段中的C点电势能最大，下列说法正确的是（　　） A．q1为正电荷，q2为负电荷 B．在ND段中，C点的电势最低 C．A点和N点的电场强度相同 D．带负电的试探电荷从C点沿x轴到D点的过程中电势能增加 【答案】AD 【详解】A．由图知无穷远处的电势为能0，A点的电势能也为0，由于正电荷沿着x轴运动，电势能先为正值，后为负值，说明沿x轴电势降低，所以O点的电荷带正电，M点电荷带负电，由于A点距离O比较远而距离M比较近，所以电荷量大于的电荷量，故A正确； B．由题知，正电荷在ND段中的C点电势能最大，所以在ND段中，C点的电势最高，故B错误； C．图线斜率表示运动电荷所受的电场力，由图可见A点和N点的斜率不相同，而电场力为 所以A点和N点的电场强度不相同，故C错误； D．由图可知正电荷由C到D电势能减少，说明由C到D电势减小，所以带负电的试探电荷从C点沿x轴到D点的过程中电势能增加，故D正确。 故选AD。 9．在生产和科学实验的许多领域，常常需要通过控制电极的形状和电势来调整控制电场。如图所示，两平行金属极板K、G正对放置，在极板G中央挖一圆孔，两极板间加电压，K极电势较高，等势面分布如图所示。从K极中心处发射有一定宽度的平行于中心轴（x轴）的电子束，不考虑电子的重力及电子间的相互作用力。下列说法正确的是（　　） A．极板G上圆孔右侧的电场线由中心轴向外发散 B．电子通过圆孔前后的一小段时间内加速度不断减小 C．对会聚到F点的电子，从发射到会聚，电场力做功相同 D．沿着中轴线运动的电子一直做匀变速直线运动 【答案】ABC 【详解】A．电场线与等势面垂直，可知极板G上圆孔右侧的电场线向两侧发散，A正确； B．根据电场线与等势面的关系可知，等势面密集的地方，电场线也密集，所以电子通过圆孔前后的一小段时间内电场线变稀疏，电场强度减小，电子所受电场力减小，加速度减小，B正确； C．电场力做功与路径无关只与初末位置的电势差有关，由于电子均从K板射出，汇聚到F点，则电势差相同，电场力做功相同，C正确； D．沿着中轴线等势面先等间距后变稀疏，所以电场强度先不变后变小，电子所受电场力先不变后变小，加速度先不变后变小，电子先做匀变速直线运动，后加速度改变，做变加速直线运动，D错误。 故选ABC。 10．如图甲所示，圆形区域存在与圆平面平行的匀强电场E（图中未画出），圆的两条直径AB与CD间的夹角为60°，从A点向圆内不同方向发射速率相同的带正电粒子，发现从圆边界射出的粒子中D点射出的粒子速度最大。以A为坐标原点。沿AB方向建立x坐标轴，B点的坐标为2m，x轴上从A到B的电势变化如图乙所示，则（    ） A．CD间电势差V B．把一电子从D移到C电场力做功16eV C．C点的电势为12V D．电场强度V/m 【答案】BC 【详解】D．从D点射出的粒子速度最大，说明电场力做功最多，粒子沿电场线方向的位移最大，可知电场强度沿着CD方向；已知圆半径，则有 解得 故D错误； AB．C、D间的电势差为 把一电子从D移到C电场力做功为 故A错误、B正确； C．因B点电势为零，则 则C点电势为 故C正确。 故选BC。 第Ⅱ卷 非选择题 2、 实验题：本题共2小题，共16分。 11．在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图甲所示连接电路。电源电动势为8.0V，内阻可以忽略。单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2，实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。 (1)开关S改接2后，电容器进行的是__________（选填“充电”或“放电”）过程。此过程得到的I—t图像如图乙所示，图中用阴影标记的狭长矩形的面积的物理意义是______________________。如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则此过程的I—t曲线与坐标轴所围成的面积将___________（选填“减小”“不变”或“增大”）。 (2)若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则该电容器的电容为__________μF。 【答案】(1) 放电 0.2秒内电容器释放的电荷量 不变 (2)430（每空2分） 【详解】（1）[1] 开关S接1时，电源在给电容器充电，开关S改接2后，电源断开，电容器放电，在电路中充当电源； [2]曲线与坐标轴所围成的面积表示初始时刻电容器所带电荷量的多少，也表示在该段时间内，电容器所放出电荷量的总和，则阴影面积表示0.2s内电容器放出的电荷量； [3] 只减小电阻的阻值，对电容器所带电荷的量没有影响，所以初始时刻电容器所带电荷量不变，即曲线与坐标轴所围成的面积将不变； （2）[1]由 可得该电容器的电容为 12．如图甲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，使电容器带电后与电源断开，将电容器左侧极板和静电计外壳均接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连。 (1)使用静电计的目的是观察电容器两极板间的_________（选填“电容”“电势差”或“电荷量”）变化情况。 (2)在实验中观察到的现象是_________。（填正确答案前的标号） A．将左极板向上移动一段距离，静电计指针的张角变小 B．向两板间插入陶瓷片时，静电计指针的张角变大 C．将左极板右移，静电计指针的张角变小 D．将左极板拿走，静电计指针的张角变为零 (3)某兴趣小组用两片锡箔纸做电极，用三张电容纸（某种绝缘介质）依次间隔夹着两层锡箔纸，一起卷成圆柱形，然后接出引线，如图乙所示，最后密封在塑料瓶中，电容器便制成了。为增大该电容器的电容，下列方法可行的有__________。（填正确答案前的标号） A．增大电容纸的厚度 B．同时减小锡箔纸和电容纸的面积 C．增大锡箔纸的厚度 D．减小电容纸的厚度 (4)同学们用同一电路分别给两个不同的电容器充电，充电时通过传感器的电流I随时间t变化的图像如图丙中①、②所示，其中①对应电容器C1的充电过程，②对应电容器C2的充电过程，则两电容器中电容较大的是__________（选填“C1”或“C2”）。 【答案】(1)电势差(2)C(3)D(4)C2 （每空2分） 【详解】（1）使用静电计的目的是观察电容器两极板间的电势差变化情况。 （2）A．将左极板向上移动一段距离，则两板正对面积减小，根据可知，电容器的电容C减小，根据，可认为电容器所带电荷量Q一定，则U变大，即静电计指针的张角变大，故A错误； B．向两板间插入陶瓷片时，根据可知，C变大，根据可知，Q一定，则U变小，静电计指针的张角变小，故B错误； C．将左极板右移，根据可知，C变大，根据可知，Q一定，则U变小，静电计指针的张角变小，故C正确； D．把左极板拿走，相当于增大d，根据可知，则C变小，根据可知，U变大，所以静电计指针的张角变大，故D错误。 故选C。 （3）由平行板电容器电容决定式 A．增大电容纸的厚度，d增大，故电容减小，故A错误； B．同时减小锡箔纸和电容纸的面积，S减小，故电容减小，故B错误； C．增大锡箔纸的厚度，对电容无影响，故C错误； D．减小电容纸的厚度，d减小，故电容增大，故D正确。 故选D。 （4）用同一电路分别给两个不同的电容器充电，则充电完成后，两电容器两端电压相同，由于图像与横轴围成的面积表示带电量，由图可知图线②对应的电荷量较大，根据可知，两电容器中电容较大的是C2。 三、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（13分）如图为示波管的结构示意图，低压电源给金属丝K供电，金属丝发出初速度可忽略的电子。金属丝与A板间的加速电压为U1，电子加速后，从A板中心孔沿中心线KO射出，M、N为平行于KO的带电金属板。且两板到KO的距离相等。电子自中心孔沿KO射入金属板形成的电场中发生偏转。已知两板间的距离为d，板长为L，电子的质量为m，电荷量为-e，不计电子所受的重力及它们之间的相互作用力。 (1)如果电子恰好从N板边缘射出偏转电极，求M、N两板之间的电压U2以及电子打到荧光屏上的动能； (2)若电子均能从偏转电极右侧打出，单位偏转电压引起的偏移量即，称为示波管的灵敏度。请推导出灵敏度的表达式。 【答案】(1)， (2) 【详解】（1）在加速电场中有（1分） 解得（1分） 在偏转电场中，水平方向有（1分） 竖直方向有，（2分） 联立解得（1分） 由动能定理（1分） 解得电子离开偏转电场的动能为（1分） 离开偏转电场到打到荧光屏的过程中，电子匀速直线运动，没有外力做功，因此打到荧光屏上的动能为（1分） （2）在加速电场中有（1分） 在偏转电场中，水平方向有（1分） 竖直方向有，（2分） 联立解得 则示波管的灵敏度为（1分） 14．（7分）如图所示，光滑斜倾角为37°，A、B两点距离。一质量m=1×10−2kg、带电荷量q=1×10−6C的小物块置于斜面上，当加上水平向右的匀强电场时，该物体恰能静止在斜面上，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2。求： (1)该电场的电场强度大小； (2)求B、A两点间的电势差UBA； (3)若电场强度变为原来的，当小物块由静止沿斜面从A下滑至B点时，求物块在B处速度的大小。 【答案】(1)7.5×104N/C (2)4×104V (3)2m/s 【详解】（1）对小球分析可知（2分） 解得（1分） （2）B、A两点间的电势差（1分） （3）小球从A到B由动能定理（2分） 解得vB=2m/s（1分） 15．（18分）如图所示，竖直平面直角坐标系xOy，第Ⅲ象限内固定有半径为R的四分之一光滑绝缘圆弧轨道BC，轨道的圆心在坐标原点O，B端在x轴上，C端在y轴上，同时存在大小为、方向水平向右的匀强电场。第Ⅳ象限与之间有大小为、方向竖直向下的匀强电场。现将一质量为m、电荷量为q的带负电小球从B点正上方高2R处的A点由静止释放，并从B点进入圆弧轨道，重力加速度为g。 (1)求小球经过C点时的速度大小； (2)小球在第Ⅲ象限运动到D点（未标出）速度最大，求的大小； (3)求小球运动到y轴右侧后与x轴的交点坐标。 【答案】(1) (2) (3)和 【详解】（1）带负电小球从A点由静止释放到C点过程，根据动能定理可得（2分） 解得（1分） （2）在电场中，带负电小球受到的重力和电场力的合力大小为（2分） 解得（1分） 设重力和电场力的合力与竖直方向的夹角为θ，则有（1分） 解得（1分） 则当小球在第Ⅲ象限圆弧轨道BC上运动到D点与圆心连线沿重力和电场力的合力方向时，小球的速度最大，从A点由静止释放到D点过程，根据动能定理可得（2分） 解得（1分） （3）在第四象限电场中，小球受到的电场力竖直向上、大小为（1分） 小球从C点以的速度进入第四象限内的电场中做类平抛运动，加速度大小为（1分） 解得，方向竖直向上，设小球在电场中经过x轴，则有，（2分） 解得， 可知小球刚好从电场的右边界经过x轴，此时小球竖直向上的分速度为（1分） 小球进入第一象限后做斜抛运动，之后再次经过x轴，根据斜抛运动规律有， 解得（1分） 则小球运动到y轴右侧后与x轴的交点坐标为和（1分） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 / 学科网（北京）股份有限公司 $$