第十章 静电场中的能量 章末测试题-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理必修第三册练习手册（人教版）

第十章章 (时间：75分钟 一、选择题（本题共10小题，共46分。第 1~7小题只有一项符合题目要求，每小 题4分。第8~10小题有多项符合题目 要求，每小题6分，全部选对的得6 分，选对但不全的得3分，有选错的得 0分) 1.关于电容器的电容C、电压U和所带电 荷量Q之间的关系，以下说法正确的是 A.C由U确定 B.C由Q确定 C.C一定时，Q与U成正比 D.C一定时，Q与U成反比 2.关于静电场的电场强度和电势，下列说法 正确的是（) A.电场强度的方向处处与等电势面垂直 B.电场强度为0的地方，电势也为0 C.随着电场强度的大小逐渐减小，电势 也逐渐降低 D.任一点的电场强度总是指向该点电势 降落最慢的方向 3.如图所示，两个不带电 的导体A和B,用一对 A 绝缘柱支持使它们彼此 接触。把一带正电荷的 第3题图 物体C置于A附近，贴 在A、B下部的金属箔都张开，则() A.此时A带正电，B带负电 B.此时A电势低，B电势高 第十章章末测试题。 末测试题 总分：100分) C.移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合 D.先把A和B分开，然后移去C,贴在 A、B下部的金属箔都闭合 4.某静电场的电场线分布如图所示，图中 P、Q两点的电场强度 的大小分别为Ep和 Eo,电势分别为pp和 90,则() A.Ep>Eo, 第4题图 B.Ep>Eo,P<po C.E<Eo,po D.Ep<Eo,Poo 5如图所示，等量异种点；。下。 电荷P、Q连线中点处 第5题图 有一电子，在外力F作用下处于静止状 态。现让电荷P沿连线向右移动一小段距 离，此过程中电子一直处于静止状态。下 列说法正确的是() A.外力F逐渐减小，电子的电势能逐渐 增大 B.外力F逐渐增大，电子的电势能逐渐 增大 C.外力F逐渐增大，电子的电势能逐渐 减小 D.外力F逐渐减小，电 子的电势能逐渐减小 6.如图所示，在正方体abcd- 'd a'b'c'd'空间内的b点和 5+ d'点分别放置等量异种点 第6题图 5 N 高中物理必修第三册（人教版） 电荷+Q和-Q,已知a点、c点、b'点电势 为20V,a'点、c'点、d点电势为-20V, 则以下说法正确的是() A.平面abb'a'对角线ab'上各点电势都是 20V B.a点和c'点的电场强度相同 C.a粒子从a点沿不同路径到达c'点，电 场力做功相同，其大小为40eV D.a粒子在a点的电势能为20eV 7.如图，两平行的带电金属 板水平放置。若在两板中 间a点从静止释放一带电 第7题图 微粒，微粒恰好保持静止状态。现将两板 绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转 45°，再由a点从静止释放一个同样的微 粒，该微粒将（) A.保持静止状态 B.向左上方做匀加速运动 C.向正下方做匀加速运动 D.向左下方做匀加速运动 8.如图所示，电容式位移传感器能够把力学 量—物体的位移转换为电学量—电 容。当被测物体在左右方向发生微小的位 移时，灵敏电流计的指针也会左右发生偏 转。已知电流从a流向b时，电流计的指 针向右偏，则() 电介质板 被测物体 第8题图 A.当电流计的指针向左偏时，电容器的 电容减小 6 B.当电流计的指针向左偏时，被测物体 向右移动 C.当电流计的指针向右偏时，电容器的 电容减小 D.当电流计的指针向右偏时，电容器的 电量减小 9.如图为某一处于静电平衡状态下导体周围 的电场分布示意图，a和b是导体表面上 的两点，下列判断正确的 是（) A.图中的“线”为一系 列的等势线 第9题图 B.a点处的电荷密度大于b点 C.电荷从a移动到b,电场力可能做正功 D.a点周围的电场强度大于b点周围的电 场强度 10.位于A、B处的两个带有不等量负电的点 电荷在平面内电势分布如图所示，图中 实线表示等势线，则( 第10题图 A.a点和b点的电场强度相同 B.正电荷从c点移到d点，电场力做正功 C.负电荷从a点移到c点，电场力做正功 D.正电荷从e点沿图中虚线移到∫点， 电势能先减小后增大 二、非选择题（本题共5小题，共54分） 11.(6分)如图所示为探究平行板电容器电 容大小决定因素的实验。给电容器充电 后与电源断开，即保持 (填“电 压”或“电荷量”)不变。若将B板上 移，则静电计指针偏角 (填“变 小”“变大”或“不变”)；若将B板左移， 则静电计指针偏角变大，电容器的电容 (填“变小”“变大”或“不变”)。 第11题图 12.(8分)如图甲所示是观察电容器的充、 放电现象的实验装置。电源输出电压恒 为8V,S是单刀双掷开关，G为灵敏 电流计，C为平行板电容器，已知电流 t i/mA 第12题图 (1)当开关S接 (填“1”或“2”) 时，平行板电容器充电，在充电开 始时电路中的电流比较 (填 “大”或“小”)。电容器放电，流 经G表的电流方向与充电时 (填“相同”或“相反”)。 (2)在电容器放电实验中，接不同的电 阻放电，图乙中放电电流的1-t图 线的a、b、c三条曲线中对应电阻 最大的一条是 (填“a” “b”或“c”)。 第十章章末测试题。 13.(10分)如图，一质量为m、电荷量为g (g>0)的粒子在匀强电场中运动，A、B 为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在 A点的速度大小为，方向与电场方向 的夹角为60°；它运动到B点时速度方 向与电场方向的夹角为30°。不计重力。 求A、B两点间的电势差。 B 电场 A 第13题图 (7 高中物理必修第三册（人教版） 14.(11分)一束电子流在经U=5000V的加 速电压加速后，在距两极板等距离处垂 直进入平行板间的匀强电场，如图所 示。若两极板间距离d=1.0cm,极板长 l=5.0cm,那么，要使电子能从平行板 间飞出，两个极板上最大能加多大电压？ U 第14题图 (8 15.(19分)如图所示，一绝缘细圆环半径 为r,其环面固定在水平面上，场强为E 的匀强电场与圆环平面平行，环上穿有 一电荷量+g,质量为m的小球，可沿圆 环做无摩擦的圆周运动，若小球经A点 时速度v4的方向恰与电场垂直，且圆环 与小球间沿水平方向无力的作用。 (I)求小环运动到A点的速度vA是多少。 (2)当小球运动到与A点对称的B点 时，小球对圆环在水平方向的作用 力FB是多少？ 第15题图高中物理必修第三册（人教版） 完全相同的金属小球是为了使小球N与带电小球M接 触时将M所带的电荷量平分。 13.R品，F。【解析】小滑块受重力、电 场力和支持力作用，小滑块处于平衡状态，根据力的合 。 成与分解，有Fmg 14.Y3【解析】如图甲所示，对B处小球受力分 析，受重力、OB绳的拉力F、AB绳的拉力F、AB间 的库仑力F,根据平衡条件，有F=mg=2 cos 30-V3mg: 如图乙所示，先对A处小球受力分析，受重力、AO绳 的拉力，AB间的库仑力以及AB绳的拉力，由于球处于 平衡状态，则AB绳的拉力与库仑力大小相等，方向相 反。再对B处小球受力分析，受拉力、重力、OB绳的 拉力、AB间的库仑力以及AB绳的拉力，而AB间的库 仑力与AB绳的拉力的合力为0，图中可以不画，如答 图乙所示。根据平衡条件，有乐co然0=2mg,可见是 =V3 3 分 第14题答图 15.ma mc=BC:AB 【解析】利用相似三角形知识可得，A点小球所受 三个力F、F、mg构成的矢量三角形与△OBA相似， 脂E品：C点小球所受三个力F、Fg构 成的失量三角形与△0BC相似，器-石-：因 OA=OC,所以mA:m=F:Fc;mAm=BC:AB。 "第十章章末测试题 1.C【解析】电容器的电容C由电容器本身决定， 与电压U和所带电荷量Q无关，根据C=9可知，C U 正确。 2.A【解析】由静电场的电场线与等势面垂直可知 A正确；电势大小是由参考点和电场共同决定的，与场 强的大小无关，B、C错误；沿电场线电势降低，且电 86 势降落最快的方向为电场方向，D错误。 3.C【解析】由静电感应可知，A左端带负电，B 右端带正电，A、B的电势相等，故A、B错误；若移 去C,则两端的感应电荷消失，则贴在A、B下部的金 属箔都闭合，故C正确。 4.A【解析】从题图可以看出P点的电场线的密集 程度大于Q点的密集程度，故P点的场强大于Q点的 场强，因电场线的方向由P指向Q,而沿电场线的方向 电势逐渐降低，P点的电势高于O点的电势，故A 正确。 5.C【解析】让电荷P沿连线向右移动一小段距离， 电子所在的位置场强增大，电子所受的电场力增大，由 平衡条件可知，外力F逐渐增大；由题图可知，电子所 在的位置场强方向向右，则P带正电，P向右移动时， 电子所在的位置电势逐渐升高，电子的电势能逐渐减小。 6.B【解析】根据等量异种电荷电场的特点可知， 电势为20V的点构成的是一个曲面，曲面与平面abb'a 的交线不是直线，即平面abb'a'对角线ab'上各点的电势 不都等于20V,A错误；根据电场强度矢量合成法则可 知，正、负电荷分别在α点、c‘点产生的电场强度大小 相等，为E=架，方向相同，正、负电荷分别在c'点、 a点产生的电场强度大小相等，为E=祭，方向相同， 则a点、c'点场强大小相等，为E=V+E,方向相 同，B正确；根据电场力做功特点可知，电场力做功多 少与运动路径无关，α粒子从a点沿不同路径到达c'点， 电场力做功相同，其大小为W=U.q=(p.-pe)q=80eV, C错误；a粒子在a点的电势能E,=p9=40eV,D错误。 7.D【解析】现将两板绕过a点的轴（垂直于纸面） 逆时针旋转时，两板间的电场强度不变，电场力也不 变，所以现将两板绕过α点的轴（垂直于纸面）逆时针 旋转后，带电微粒受两个大小相等的力的作用，合力方 向向左下方，故微粒将向左下方做匀加速运动，故D正 确，A、B、C错误。 8.AB【解析】由于电流从a流向b时，电流计的指 针向右偏，当电流计的指针向左偏时，则电流从b流向 α，因此电容器处于放电状态，其电量Q减小，因极板 电压U不变，根据电容的定义式C=,得电容C减小， 故A正确；由上分析可知，电容C减小，根据电容的决 定式C品，可知，电介质在减小，即被测物休婴向 右移动，故B正确：当电流计的指针向右偏时，则电流 从α流向b,因此电容器处于充电状态，其电量Q增大， 因极板电压U不变，根据电容的定义式C=号，得电容 C增大，故C、D错误。 9.BD【解析】由图线的分布可知，图中的“线” 为一系列的电场线，故A错误；电场线的疏密可以表示 电场的强弱，由图可知a点处的电场线更密，则a点处 的电荷密度大于b点，a点周围的电场强度大于b点周 围的电场强度，故B、D正确；处于静电平衡状态下的 导体是等势体，所以电荷从a移动到b,电场力不做正 功，故C错误。 10.CD【解析】电场线的疏密可以表示电场的强弱， 可见A错误；正电荷从c点移到d点，电场力做负功， 负电荷从a点移到c点，电场力做正功，所以B错误，C 正确：正电荷从点沿图中虚线移到f点，电场力先做正 功，后做负功，但整个过程电场力做正功，D正确。 11.电荷量变大变小 【解析】给电容器充电后与电源断开，即保持电荷 量不变。若将B极板上移，则极板正对面积减小，根据 4,则电容减小，根据Q=CU,则电势差增大， C=-&S 静电计指针偏角变大；若将B极板左移，静电计指针偏 角变大，则两极板电势差变大，电容器的电容变小。 12.(1)1大相反(2)c 【解析】(1)充电要与电源相连，故开关要接1， 由于极板上无电荷，刚开始充电时电流较大；充电时电 源正极接电容器上极板，放电时正电荷从上极板流出， 所以流经G表的电流方向与充电时相反。 (2)刚开始放电时，电容器极板上的电压与电源电 压相同为8V,则放电的最大电流I=是，所以最大电 流较小，对应的电阻较大，故c曲线符合要求。 13.mvi 【解析】设带电粒子在B点的速度大小为，粒子 在垂直于电场方向的速度分量不变，即vsin30°= vosin60°，由此得v=V3o。设A、B两点间的电势差为 U,由动能定理有g心子mi-子mi,解得 1 0 14.400V 【解析】在加速电压一定时，偏转电压”越大，电 子在极板间偏移的距离就越大，当偏转电压大到使电子 刚好擦着极板的边缘飞出时，两板间的偏转电压即为题 目要求的最大电压。 参考答案与解析⊙ 加速过程中，由动能定理得eU之m。 ① 进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做匀速 直线运动：l=vto ② 在垂直于板面的方向做匀加速直线运动，加速度： F-el ③ m dm 偏移的距离：了 ④ 能飞出的条件：)≤号。 ⑤ 解①⑤式得 U≤2UWE-2x5000x1.0x102V=4.0x10V, (5.0x10-2)2 即要使电子能飞出，两极板间所加电压最大为400V。 I5.(V-2)6qE 【解析】(1)小球在A点时所受的静电力充当向心 力，由牛顿第二定律得9严，解得=√纸 (2)在B点小球受力如右图所示， 小球由A点运动到B点的过程中，根 据动能定理gE:2=号mi-号m,在 mg B点，FB、qE的合力充当向心力：F 第15题答图 qE=m正，得F=6gE。 >“第十一章章未测试题 1.A【解析】由于自由电子落在B板上，则A板上 落上阳离子，因此R中的电流方向为自上而下，电流大 小=g=心，A正确。 t 2.D【解析】设自由电子定向移动的速率为v和导 线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为，求 出导线中自由电子的数目，根据电流的定义式推导出电 流的微观表达式，计算得出自由电子定向移动的速率。 3.B【解析】若R断路，U≠0，A错误；若R2断 路，Uw=U=0,U≠0，且电流表的示数为0，B正确； 若R断路，U≠O,C错误；若R、R2、R断路，U= 0,D错误。 4.D【解析】两电流表并联，表头两端的电压相同， 电流相同，指针偏转角度相同，电流表A的量程大于 A2的量程，则电流表A的读数大于电流表A2的读数， 故①正确，②错误：两电压表串联，两表头的电流相 同，指针偏转角度相同，量程大的读数大，电压表V 87