第十章 静电场中的能量（高效培优·单元测试）物理人教版2019必修第三册

第十章 静电场中的能量 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）： 必修第三册第10章。 2．考试时间：75分钟 试卷满分：100分。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1．目前许多国产手机都有指纹解锁功能，用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示。传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器。这样在指纹凸起处和凹下处形成的电容器的电容大小不同，此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后电容器放电，电容小的电容器放电较快。根据放电快慢的不同，就可以探测到指纹凸起部分和凹下部分的位置，从而形成指纹图像数据。根据以上信息，下列说法正确的是（　　） A．在指纹凸起处形成的电容器电容较大 B．充电后在指纹凹下处形成的电容器的电荷量大 C．在指纹凸起处形成的电容器放电较快 D．潮湿的手指头对指纹识别没有影响 【答案】A 【详解】A．根据电容的决定式可知极板与指纹凸起距离d小，构成的电容器电容大，A正确； BC根据可知充电后在指纹凸起处形成的电容器的电荷量大，则放电时间长，放电慢，故BC错误； D．潮湿的手与传感器之间有水填充，改变了原来匹配成平行板电容器的电容，所以会影响指纹解锁和指纹识别，D错误。 故选A。 2．某同学利用图示电路观察电容器的充、放电现象。初始电容器不带电，他把单刀双掷开关S先接1，待电表示数稳定后再接2。则（　　） A．S接1，电压表示数先增大后不变 B．S接1，电流表示数先增大后不变 C．S接2，电阻中的电流方向向上 D．S接2，电容器所带电荷量保持不变 【答案】A 【详解】AB．S接1，电容器充电，电压表测量电容器的电压，则电压表示数先增大后不变，充电过程电流表示数变小，充电后电路为断路，电流表示数为0，故A正确，B错误； CD．S接2，电容器放电，电容器上极板为正极板，电阻中的电流方向向下，电荷量减少，故CD错误； 故选A。 3．如图所示是真空中静止正点电荷的电场线和等势面。已知两个相邻的等势面间的距离相等，下列说法正确的是（　　） A．两点的电势相等 B．两点的电场强度相同 C．两点间的电势差等于两点间的电势差 D．将带正电的试探电荷从点移动到点，静电力做负功 【答案】D 【详解】A．沿着电场线方向电势降低，由图可知Q点电势小于N点电势，故A错误； B．M、N两点的电场强度大小相等，方向不同，故B错误； C．根据电场线的疏密程度可知，越远离电荷电场强度越小，两个相邻的等势面间的距离相等，根据 可定性的得出，M、P两点间的电势差大于P、Q两点间的电势差，故C错误； D．M、N两点在同一等势面上，则M点电势大于Q点电势，根据 可知，将带正电的试探电荷从Q点移动到M点，静电力做负功，故D正确。 故选D。 4．如图所示，在真空中有两个带等量负电的点电荷，分别置于、两点，是他们连线的中点，A、、C为、连线的中垂线上的三点，且，下列说法正确的是（　　） A．A、、、四点中，点电势最低 B．同一点电荷在A、两点所受静电力相同 C．A点的电场强度一定大于点的电场强度 D．点的电势一定低于点的电势 【答案】A 【详解】A．根据等量负点电荷电场线分布的对称性可知，A、C两点电势 由于沿电场线电势降低，根据等量负点电荷电场线的分布规律可知 即A、、、四点中，点电势最低，故A正确； B．根据量负点电荷电场线分布的对称性可知，A、两点电场强度大小相等，方向相反，则同一点电荷在A、两点所受静电力大小相等，方向相反，则同一点电荷在A、两点所受静电力不相同，故B错误； C．根据电场的叠加可知，O点的电场强度为0，而在中垂线上无穷远处的电场强度也为0，可知，从O点沿中垂线至无穷远处电场强度大小一定先增大后减小，即之间某一位置电场强度存在有最大值，由于该位置与A、B位置的关系不确定，则A点的电场强度与点的电场强度大小关系也不能够确定，故C错误； D．结合上述可知点的电势一定高于点的电势，故D错误。 故选A。 5．某静电场中，一带负电粒子仅在电场力的作用下沿x轴正向运动，其电势能随位置x变化如图所示。下列说法正确的是（　　） A．x1处电场强度最大 B．x2处电势最高 C．粒子在x1处动能最大 D．粒子从x1到x2电场力做正功 【答案】C 【详解】A．根据 可知，图像的切线斜率表示电场力大小，则x1处粒子受到的电场力为0，场强为0，故A错误； B．根据，由于粒子带负电，所以电势越高，电势能越小，则x1处电势最高，故B错误； C．由于粒子只受电场力作用，所以动能与电势能之和保持不变，由于x1处电势能最小，所以粒子在x1处动能最大，故C正确； D．由题图可知，粒子从x1到x2电势能增大，所以电场力做负功，故D错误。 故选C。 6．细胞电转染的原理简化如图所示，两带电的平行金属板间，由于细胞的存在形成如图所示的电场。其中实线为电场线，关于y轴对称分布。虚线为带电的外源DNA进入细胞膜的轨迹，M、N为轨迹上的两点，P点与N点关于y轴对称，DNA分子可看成点电荷，只受电场力。下列说法正确的是（　　） A．DNA分子带正电 B．N、P两点的电场强度相同 C．DNA分子在M点的加速度比在N点大 D．DNA分子在M点的动能比在N点小 【答案】D 【详解】A．由DNA分子的运动轨迹可知DNA分子带负电，故A错误； B．N、P两点的电场强度方向沿该点处电场线的切线方向，方向不相同，故B错误； C．由电场线的疏密表示电场强度的大小可知，N点的电场强度大于M点的电场强度，由牛顿第二定律可知DNA分子在M点的加速度比在N点小，故C错误； D．DNA分子由M点到N点过程中，根据轨迹可知，电场力做正功，动能增加，即DNA分子在M点的动能比在N点小，故D正确。 故选D。 7．负点电荷Q固定在正方形的一个顶点上，带电粒子P仅在该电荷的电场力作用下运动时，恰好能经过正方形的另外三个顶点a、b、c，如图所示，则（　　） A．粒子P带负电 B．粒子P在a、b、c三点时的加速度大小关系是 C．点电荷电场中a、b、c三点的电势高低关系是 D．粒子P在a、b、c三点时的电势能大小关系是 【答案】D 【详解】A．根据轨迹弯曲方向判断出粒子P与Q之间存在引力，它与固定的负点电荷是异种电荷，故P粒子带正电荷，故A错误； B．由几何关系可知Q到a、b、c三点的距离关系为 根据库仑定律，可知粒子P在a、b、c三点所受电场力大小关系是 粒子P在a、b、c三点时的加速度大小关系是，故B错误； C．根据点电荷的电场线的特点，Q与a、c距离相等，a、c两点的电势相等，都小于b点的电势，即有，故C错误； D．带正电粒子P在a、b、c三点时的电势能大小关系是，故D正确。 故选D。 8．如图所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是电子只在静电力作用下的运动轨迹。设电子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB，电势能分别为EpA、EpB。下列说法正确的是（　　） A．电子一定从A向B运动 B．若aA>aB，则Q靠近M端且为负电荷 C．无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpA>EpB D．B点电势一定小于A点电势 【答案】D 【详解】A．根据图示可知，电子做曲线运动，合力方向，即静电力方向指向轨迹内侧，电子有可能从A向B运动，也有可能从B向A运动，故A错误； B．由于图中是点电荷Q产生的电场中，若aA>aB，即电子在A位置的静电力大于在B位置的静电力，则A位置的电场线分布比B位置的密集，根据点电荷电场线分布规律可知，Q靠近M端，由于合力方向，即静电力方向指向轨迹内侧，可知，点电荷一定为正电荷，故B错误； C．结合上述，若Q为正电荷，则Q靠近M端，当电子从A向B运动，逐渐远离正电荷，静电力做负功，电势能增大。若Q为负电荷，则Q靠近N端，当电子从A向B运动，逐渐靠近负电荷，静电力仍然做负功，电势能仍然增大，即无论Q为正电荷还是负电荷一定有EPa<EpB，故C错误； D．结合上述有EPa<EpB 则有 解得 即B点电势一定小于A点电势，故D正确。 故选D。 9．（多选）如图为静电透镜内部静电场中等差等势面的分布示意图，其中对称轴和互相垂直，点为它们的交点。一电子由点以某一初速度射入电场，曲线为其仅在电场力作用下的运动轨迹。、为上两点，它们的场强大小和电势分别为、、、；电子在、两点的电势能和动能分别为、、、。下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】BC 【详解】A．根据轨迹可知D点电子所受电场力沿M'N'向右，由于电子带负电，电场力方向与电场方向相反，即在M′N′线上电场方向向左，随着电场线方向电势降低，所以C点的电势高于D点的电势，即，故A错误； B．根据题图中等差等势面的疏密程度可知C点处的场强大于D点处的场强，即，故B正确； CD．由于电子受到的电场力偏右，可知电子从C点到D点过程，电场力做负功，则电子动能减小，电势能增大，即有，，故C正确，D错误。 故选BC。 10．（多选）静电场中某一电场线与x轴重合，电场线上各点的电势φ在x轴上的分布如图所示，图中曲线关于坐标原点O对称。在x轴上取A、B、C、D四点，A和D、B和C分别关于O点对称。下列说法正确的是（　　） A．C、D两点的电场强度 B．C点的电场强度方向与x轴正方向相反 C．试探电荷＋q从A点移到B点，静电力做正功 D．同一试探电荷在B点和C点具有的电势能相等 【答案】AC 【详解】A．根据 可知，图像斜率的绝对值表示电场强度的大小，根据图像可知，故A正确； B．沿电场线方向电势降低，可知，电场线方向沿x轴正方向，即C点的电场强度方向与x轴正方向相同，故B错误； C．结合上述，电场方向沿x轴正方向，则试探电荷＋q从A点移到B点，静电力做正功，故C正确； D．根据图示可知 电荷的电势能 可知，同一试探电荷在B点和C点具有的电势能不相等，故D错误。 故选AC。 11．（多选）如图所示，AB是位于竖直平面内的四分之一圆弧形的光滑绝缘轨道，半径，OA水平，轨道下端点B与水平粗糙绝缘轨道平滑连接，整个空间分布有水平向左的匀强电场，电场强度。有一质量、电荷量的小滑块（可视为质点）从水平轨道上某点P由静止释放，恰好能运动到A点。若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数，取，则下列说法正确的是（　　） A．释放点P与B的水平距离为 B．滑块第一次经过B点时，对轨道的压力大小为 C．滑块最终停在B处 D．滑块在粗糙段轨道上的总路程为 【答案】ABD 【详解】A．设释放点P与B的水平距离为x，对滑块从P到A的过程，根据动能定理可得 代入数据解得，故A正确； B．对滑块从B到A的过程，根据动能定理可得 在B点，根据牛顿第二定律可得 联立解得 根据牛顿第三定律可知滑块对轨道的压力大小为，故B正确； C．因为， 则有，所以滑块不会最终停在B处，故C错误； D．滑块最终会在B点上方的圆弧轨道上来回运动，且在B点时速度为0，设滑块在粗糙段轨道上的总路程为，对滑块从P到最终状态的过程，根据动能定理可得 解得，故D正确。 故选ABD。 12．（多选）如图所示，在匀强电场中有一个圆心为O的虚线圆，电场方向与圆所在的平面平行，A、B、C、D分别为圆上的四个点，其中AC过圆心，。现将一个电子从A点移动到B点，电场力做的功为若将该电子从A点移到C点，电场力做的功为100eV。下列说法正确的是（　　） A．取A点电势为零，则O点的电势为15V B．D点处的电势比B点处的电势高 C．电场强度大小为，方向由A点指向C点 D．若将电子从A点移到D点，则其电势能减小64eV 【答案】BD 【详解】A．由结合题意可知，A、C两点的电势差为 A点的电势为0，则C点的电势为，则圆心O点的电势为，故A错误； B．同理可得A、B两点的电势差为，若仍取A点的电势为0，则 根据几何关系可知AB与CD平行且相等，在匀强电场中有，则，即，故B正确； C．过B点作AC的垂线交于P点，如图所示 根据几何关系可知，在中， 则A、P两点的电势差为，而说明B、P两点等势，且电势高于A点的电势 根据“电场线与等势面处处垂直、沿着电场线方向电势逐渐降低”可知，该电场的电场强度方向由C点指向A点，大小为，故C错误； D．根据，说明电子的电势能减小64eV，故D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题（本题共2小题，每题6分，共12分） 13．电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示。K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d，在两极之间加上高压U，就会有电子在K极由静止被加速。电子带电荷量的值为e，不考虑电子重力，则电子由K沿直线运动到A，电场强度越来越 （选填“大”或“小”）；电子由K运动到A，其电势能减小了 ；由K沿直线运动到A，电势 （选填“升高”“不变”或“降低”）。    【答案】 大 eU 升高 【详解】[1]由K沿直线到A，电场线越来越密，场强越来越大； [2]在两极之间加上高压U，则电子从K到A的过程电场力做功为 可知其电势能减小了； [3]根据沿着电场线方向电势逐渐降低，可知由K沿直线运动到A，电势升高。 14．如图为手机中自动计步器的简化工作原理，图中R为定值电阻，电容器的一个极板M固定在手机上，另一个极板N两端与固定在手机上的轻质弹簧相连。当人带手机走路时，N上下振动，改变电容器的电容，可将运动信号转化为电信号。当N向上运动时，电容器 （填“放电”或“充电"），通过R的电流方向 （填“由b向a”或“由a向b”）。 【答案】 充电 由b向a 【详解】当N向上运动时，板间距离d减小，根据知，电容器电容C增大，而电源电压U不变，根据可知Q变大，即电源对电容器充电，通过R的电流方向为由b向a。 三．实验题（本题共1小题，共8分） 15．某实验小组探究电容器充、放电过程。器材如下：电容器，电源E（电动势6V，内阻不计），电阻箱R，电阻，电阻，电流表G，电流传感器，单刀双掷开关S、单刀单掷开关、，导线若干。 (1)一位同学设计了如图甲所示的电路，请用笔画线代替导线将图乙实物图连接完整 。 (2)另一名同学设计了如图丙所示的电路。 实验步骤如下： ①闭合，电容器开始充电，直至充电结束，得到充电过程的曲线如图丁，由图丁可知开关闭合瞬间流经电阻的电流为 mA（结果保留3位有效数字）； ②保持闭合，再闭合，电容器开始放电，直至放电结束，则放电结束后电容器两极板间电压为 V； ③实验得到放电过程的曲线如图戊，曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为0.0180C，则电容器的电容C为 。（结果保留2位有效数字） 【答案】(1) (2) 15.0 2 【详解】（1）图乙实物图连接完整，如图 （2）①[1]由图丁可知开关闭合瞬间流经电阻的电流为15.0mA ②[2]放电结束后,电容器两极板之间的电压等于电阻R2两端的电压，根据闭合电路的欧姆定律得 电容器两极板之间的电压 ③[3]充电结束后，电容器两极板之间的电压 根据电容器的定义式 五．计算题（本题共3小题，共32分） 16．如图所示，长为l的绝缘细线一端悬于O点，另一端系一质量为m、电量为的小球（可视为质点）。现将此装置放在水平的匀强电场中，小球静止在A点，此时细线与竖直方向成37°角。已知电场的范围足够大，空气阻力可忽略不计，重力加速度为g，。 (1)请判断电场强度的方向，并求电场强度E的大小； (2)求AO两点间的电势差； (3)若在A点对小球施加一个拉力，将小球从A点沿圆弧缓慢向左拉起至与O点处于同一水平高度且该过程中细线始终张紧，则所施拉力至少要做多少功。 【答案】(1)方向水平向右，大小为 (2) (3) 【详解】（1）由图可知，小球所受电场力水平向左，由于小球带负电，所以电场强度方向水平向右。对小球受力分析如图所示 根据受力平衡知识可知 求得 （2）AO两点间的电势差为 （3）所施拉力做功的最小值设为W，该过程中根据动能定理有 求得 17．如图所示，A点为一平台右边缘一点，平台右侧存在一半径为R=0.5 m的固定绝缘光滑圆弧轨道。其中Q点为轨道最高点且与点A等高。圆弧左边缘P点与圆心O的连线与竖直直径QM的夹角为53°。过P点的竖直面右侧存在水平方向的匀强电场（图中未画出）。一质量为m=0.8 kg，电荷量为q=+2×10-6 C的小球（可视作质点且电荷量不变）从A点水平向右抛出，恰好于P点与轨道相切进入轨道。小球的运动轨迹与圆弧轨道在同一竖直面内，不计空气阻力，sin53°=0.8，cos53°=0.6，则： (1)求小球从平台上的A点射出时的速度大小v0； (2)若匀强电场方向水平向右且电场强度E=3×106 N/C，求小球对圆弧轨道的最大压力大小。 【答案】(1)3m/s (2)70N 【详解】（1）小球从A到P的过程做平抛运动，设小球在P点时竖直方向上的速度为vPy，则 ， 得v0=3m/s （2）设F为重力与电场力的合力，则 方向与OP垂直指向右下方，又由 而 根据牛顿第二定律 联立解得FN=70N 由牛顿第三定律知F压=70N 18．如图所示，平面直角坐标系xOy的第一象限和第二象限内分别有平行于坐标平面的匀强电场，第一象限内的匀强电场方向与x轴的负方向成的角，第二象限内的匀强电场方向与x轴的正方向成的角。在第一象限的点（未知）由静止释放一个带正电的粒子（不计重力），粒子经历一段时间后从x轴上的点垂直x轴离开第二象限内的匀强电场。求： (1)P点的纵坐标； (2)第一象限和第二象限内电场强度的大小之比。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）画出带正电粒子的运动轨迹如图所示，图中为粒子由第一象限内的匀强电场进入第二象限内匀强电场的入射点。设粒子的电荷量和质量分别为，由于粒子在第二象限内做类平抛运动，依题意并结合图示有， 由几何关系可知 联立以上各式解得 易知 （2）粒子在第一象限内运动，由动能定理有 其中 由于粒子由点到点的运动是类平抛运动，则 其中 联立以上各式解得 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十章 静电场中的能量 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）： 必修第三册第10章。 2．考试时间：75分钟 试卷满分：100分。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1．目前许多国产手机都有指纹解锁功能，用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示。传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器。这样在指纹凸起处和凹下处形成的电容器的电容大小不同，此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后电容器放电，电容小的电容器放电较快。根据放电快慢的不同，就可以探测到指纹凸起部分和凹下部分的位置，从而形成指纹图像数据。根据以上信息，下列说法正确的是（　　） A．在指纹凸起处形成的电容器电容较大 B．充电后在指纹凹下处形成的电容器的电荷量大 C．在指纹凸起处形成的电容器放电较快 D．潮湿的手指头对指纹识别没有影响 2．某同学利用图示电路观察电容器的充、放电现象。初始电容器不带电，他把单刀双掷开关S先接1，待电表示数稳定后再接2。则（　　） A．S接1，电压表示数先增大后不变 B．S接1，电流表示数先增大后不变 C．S接2，电阻中的电流方向向上 D．S接2，电容器所带电荷量保持不变 3．如图所示是真空中静止正点电荷的电场线和等势面。已知两个相邻的等势面间的距离相等，下列说法正确的是（　　） A．两点的电势相等 B．两点的电场强度相同 C．两点间的电势差等于两点间的电势差 D．将带正电的试探电荷从点移动到点，静电力做负功 4．如图所示，在真空中有两个带等量负电的点电荷，分别置于、两点，是他们连线的中点，A、、C为、连线的中垂线上的三点，且，下列说法正确的是（　　） A．A、、、四点中，点电势最低 B．同一点电荷在A、两点所受静电力相同 C．A点的电场强度一定大于点的电场强度 D．点的电势一定低于点的电势 5．某静电场中，一带负电粒子仅在电场力的作用下沿x轴正向运动，其电势能随位置x变化如图所示。下列说法正确的是（　　） A．x1处电场强度最大 B．x2处电势最高 C．粒子在x1处动能最大 D．粒子从x1到x2电场力做正功 6．细胞电转染的原理简化如图所示，两带电的平行金属板间，由于细胞的存在形成如图所示的电场。其中实线为电场线，关于y轴对称分布。虚线为带电的外源DNA进入细胞膜的轨迹，M、N为轨迹上的两点，P点与N点关于y轴对称，DNA分子可看成点电荷，只受电场力。下列说法正确的是（　　） A．DNA分子带正电 B．N、P两点的电场强度相同 C．DNA分子在M点的加速度比在N点大 D．DNA分子在M点的动能比在N点小 7．负点电荷Q固定在正方形的一个顶点上，带电粒子P仅在该电荷的电场力作用下运动时，恰好能经过正方形的另外三个顶点a、b、c，如图所示，则（　　） A．粒子P带负电 B．粒子P在a、b、c三点时的加速度大小关系是 C．点电荷电场中a、b、c三点的电势高低关系是 D．粒子P在a、b、c三点时的电势能大小关系是 8．如图所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是电子只在静电力作用下的运动轨迹。设电子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB，电势能分别为EpA、EpB。下列说法正确的是（　　） A．电子一定从A向B运动 B．若aA>aB，则Q靠近M端且为负电荷 C．无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpA>EpB D．B点电势一定小于A点电势 9．（多选）如图为静电透镜内部静电场中等差等势面的分布示意图，其中对称轴和互相垂直，点为它们的交点。一电子由点以某一初速度射入电场，曲线为其仅在电场力作用下的运动轨迹。、为上两点，它们的场强大小和电势分别为、、、；电子在、两点的电势能和动能分别为、、、。下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 10．（多选）静电场中某一电场线与x轴重合，电场线上各点的电势φ在x轴上的分布如图所示，图中曲线关于坐标原点O对称。在x轴上取A、B、C、D四点，A和D、B和C分别关于O点对称。下列说法正确的是（　　） A．C、D两点的电场强度 B．C点的电场强度方向与x轴正方向相反 C．试探电荷＋q从A点移到B点，静电力做正功 D．同一试探电荷在B点和C点具有的电势能相等 11．（多选）如图所示，AB是位于竖直平面内的四分之一圆弧形的光滑绝缘轨道，半径，OA水平，轨道下端点B与水平粗糙绝缘轨道平滑连接，整个空间分布有水平向左的匀强电场，电场强度。有一质量、电荷量的小滑块（可视为质点）从水平轨道上某点P由静止释放，恰好能运动到A点。若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数，取，则下列说法正确的是（　　） A．释放点P与B的水平距离为 B．滑块第一次经过B点时，对轨道的压力大小为 C．滑块最终停在B处 D．滑块在粗糙段轨道上的总路程为 12．（多选）如图所示，在匀强电场中有一个圆心为O的虚线圆，电场方向与圆所在的平面平行，A、B、C、D分别为圆上的四个点，其中AC过圆心，。现将一个电子从A点移动到B点，电场力做的功为若将该电子从A点移到C点，电场力做的功为100eV。下列说法正确的是（　　） A．取A点电势为零，则O点的电势为15V B．D点处的电势比B点处的电势高 C．电场强度大小为，方向由A点指向C点 D．若将电子从A点移到D点，则其电势能减小64eV 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题（本题共2小题，每题6分，共12分） 13．电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示。K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d，在两极之间加上高压U，就会有电子在K极由静止被加速。电子带电荷量的值为e，不考虑电子重力，则电子由K沿直线运动到A，电场强度越来越 （选填“大”或“小”）；电子由K运动到A，其电势能减小了 ；由K沿直线运动到A，电势 （选填“升高”“不变”或“降低”）。    14．如图为手机中自动计步器的简化工作原理，图中R为定值电阻，电容器的一个极板M固定在手机上，另一个极板N两端与固定在手机上的轻质弹簧相连。当人带手机走路时，N上下振动，改变电容器的电容，可将运动信号转化为电信号。当N向上运动时，电容器 （填“放电”或“充电"），通过R的电流方向 （填“由b向a”或“由a向b”）。 三．实验题（本题共1小题，共8分） 15．某实验小组探究电容器充、放电过程。器材如下：电容器，电源E（电动势6V，内阻不计），电阻箱R，电阻，电阻，电流表G，电流传感器，单刀双掷开关S、单刀单掷开关、，导线若干。 (1)一位同学设计了如图甲所示的电路，请用笔画线代替导线将图乙实物图连接完整 。 (2)另一名同学设计了如图丙所示的电路。 实验步骤如下： ①闭合，电容器开始充电，直至充电结束，得到充电过程的曲线如图丁，由图丁可知开关闭合瞬间流经电阻的电流为 mA（结果保留3位有效数字）； ②保持闭合，再闭合，电容器开始放电，直至放电结束，则放电结束后电容器两极板间电压为 V； ③实验得到放电过程的曲线如图戊，曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为0.0180C，则电容器的电容C为 。（结果保留2位有效数字） 五．计算题（本题共3小题，共32分） 16．如图所示，长为l的绝缘细线一端悬于O点，另一端系一质量为m、电量为的小球（可视为质点）。现将此装置放在水平的匀强电场中，小球静止在A点，此时细线与竖直方向成37°角。已知电场的范围足够大，空气阻力可忽略不计，重力加速度为g，。 (1)请判断电场强度的方向，并求电场强度E的大小； (2)求AO两点间的电势差； (3)若在A点对小球施加一个拉力，将小球从A点沿圆弧缓慢向左拉起至与O点处于同一水平高度且该过程中细线始终张紧，则所施拉力至少要做多少功。 17．如图所示，A点为一平台右边缘一点，平台右侧存在一半径为R=0.5 m的固定绝缘光滑圆弧轨道。其中Q点为轨道最高点且与点A等高。圆弧左边缘P点与圆心O的连线与竖直直径QM的夹角为53°。过P点的竖直面右侧存在水平方向的匀强电场（图中未画出）。一质量为m=0.8 kg，电荷量为q=+2×10-6 C的小球（可视作质点且电荷量不变）从A点水平向右抛出，恰好于P点与轨道相切进入轨道。小球的运动轨迹与圆弧轨道在同一竖直面内，不计空气阻力，sin53°=0.8，cos53°=0.6，则： (1)求小球从平台上的A点射出时的速度大小v0； (2)若匀强电场方向水平向右且电场强度E=3×106 N/C，求小球对圆弧轨道的最大压力大小。 18．如图所示，平面直角坐标系xOy的第一象限和第二象限内分别有平行于坐标平面的匀强电场，第一象限内的匀强电场方向与x轴的负方向成的角，第二象限内的匀强电场方向与x轴的正方向成的角。在第一象限的点（未知）由静止释放一个带正电的粒子（不计重力），粒子经历一段时间后从x轴上的点垂直x轴离开第二象限内的匀强电场。求： (1)P点的纵坐标； (2)第一象限和第二象限内电场强度的大小之比。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$