第十章 静电场中的能量 单元检测（提升卷）-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

第十章静电场中的能量单元检测同步练习（提升卷） 2025-2026学年高一下学期人教版必修三 一、单选题 1．如图所示为一带正电导体周围的电场线及等势线分布。N、P、Q为电场中的三个点。则下列说法正确的是（　　） A．电场强度大小 B．电势 C．电子从P到N和从P到Q，其电势能的变化量相等 D．若N点的电子获得一个合适的沿等势线切向的速度，则可一直沿该等势线运动 2．裸臀鱼是生活在尼日尔河的一种鱼类，它能在其周围产生电场用于探测周围环境。如图所示为裸臀鱼周围的电场线分布示意图（可等效为等量异种电荷的电场），A、B是裸臀鱼的头部和尾部连线上的点，O为连线的中点，Q、S为连线中垂线上的点，下列说法正确的是（　　） A．M、N、P三点中，P点的电场强度最强 B．Q点的电势比S点的电势高 C．带负电的粒子不可能只在电场力作用下从N点虚线运动到M点 D．若将一个带负电的粒子分别放在N点和P点，在P点时粒子的电势能更大 3．如图，某匀强电场平行于正六边形所在平面（图中未画出），、、、点的电势分别为8V、6V、2V、0V。现有一电荷量大小为的带电粒子（不计重力）从点以初动能12eV沿方向射入电场，恰好经过的中点。下列说法正确的是（　　） A．该粒子一定带正电 B．电场方向从点指向点 C．该粒子达到点时的动能为20eV D．该粒子达到点时的电势能为8eV 4．指纹密码锁（甲图）是防盗门的核心配件，其内部电路如图乙所示。当手指的指纹与锁表面接触时，指纹上凸处和凹处分别与锁基板上的小极板形成正对面积相同的电容器。现使电容器与电源相连，手指挤压锁表面，指纹与小极板之间的距离变小，有关该过程下列说法正确的是（　　） A．电容器电容变小 B．电容器极板间的电场强度变小 C．电容器处于放电状态 D．电流从流向 5．如图，实线为某电场的电场线，虚线为一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点。则（　　） A．粒子带负电 B．P点的电势低于Q点的电势 C．粒子在P点的加速度大小小于在Q点的加速度大小 D．粒子在P点的动能小于在Q点的动能 6．如图所示，一半径为R的圆处在平行于圆面的匀强电场中，直径AB与直径CD间的夹角为60°，在A、C两点放置-2q的试探电荷或在B点放置+q的试探电荷，三种情况试探电荷的电势能均为Ep（Ep>0）。下列说法正确的是（　　） A．O点的电势为 B．圆周上AC弧的中点电势最高 C．匀强电场的电场强度的大小为 D．将+q的试探电荷从O点移动到D点，电荷克服电场力做的功为 7．如图为x轴上的图，已知电场线沿x轴方向，图像关于纵轴对称，将一个电子从处静止释放，下列说法正确的是（　　） A．释放后电子将向左运动至 B．释放后电子将向右运动，最远运动到处 C．的电场强度小于处的电场强度 D．电子运动到或处，速度有最大值 二、多选题 8．如图所示，水平放置的平行板电容器上、下极板中心各有一个小孔A、B，一带电油滴从P点由静止释放穿过A孔恰好能到达B孔。下列说法正确的是（　　） A．油滴带负电 B．油滴带正电 C．若仅将下极板竖直向下平移一些，带电油滴从P点由静止释放，则油滴不能到达下极板的B孔 D．若仅将下极板竖直向下平移一些，带电油滴从P点由静止释放，则油滴能到达下极板的B孔 9．如图甲所示，在光滑绝缘水平面上的O点、P点分别固定两个不等量异种点电荷和，沿方向建立一维坐标系，O为原点。电荷、在x轴正半轴产生的电场强度E随位置坐标x的变化如图乙所示，规定沿x轴正方向的电场为正，取无穷远处电势为零。将一带正电的试探电荷从A点由静止释放，水平方向仅受静电力作用。下列说法正确的是（    ） A．为负电荷，为正电荷，且 B．M点的电势为零 C．运动过程中，试探电荷在N点时速度最大 D．试探电荷将做往复运动 10．如图三个点电荷分别固定在边长为a的等边三角形的三个顶点上，电荷量分别为、、，O为三角形的中心，此时系统的电势能为，已知两个带电荷量分别为、的点电荷组成的系统的电势能为，k为静电力常量，r为点电荷之间的距离。以下说法正确的是（　　） A．O点的场强大小为 B．O点的场强大小为 C．若取走一个的点电荷，系统的电势能将减小为 D．若取走一个的点电荷，系统的电势能将减小为 三、实验题 11．如图所示是观察电容器的充、放电现象的实验电路。电源E，S是单刀双掷开关，G为灵敏电流计，C为平行板电容器，R为电阻箱。    （1）当开关S接______时（选填“1”或“2”），平行板电容器充电； （2）电容器充电完毕，断开开关，此时如图电路图中电容器上极板______（填“带正电”、“带负电”或“不带电”）； （3）然后将开关S接2时，电容器放电，流经G表的电流方向为______（填“向左”或“向右”）； （4）开关S接2，电容器放电过程中，电路中的电流大小为i，电容器所带电荷量大小为Q，电容器两极板电势差大小为U，电容器的电容为C。下面关于i、Q、U、C随时间t的变化的图像，正确的是______。 A．      B．   C．      D．   （5）充电完成后，将开关S接2，电容器放电。若想延长放电过程的时间，请至少写出一种可行的操作方案。______ 12．甲同学利用电流表和电压表来观察电容器充、放电现象，如图（a）所示，所选用电流表的零刻度在表盘的正中央，指针可向左、右偏转，已知电流从该电流表的“+”接线柱流入时，指针向右偏转，反之向左偏转。 (1)当开关S接到“1”时，电容器处于_____过程；（填“充电”或者“放电”）电容器所带的电荷量逐渐_____；（填“增加”或“减少”） (2)在利用图（a）电路进行实验时，下列操作或现象正确的是_____。 A．连接电路时，电压表的下端为“+”接线柱 B．电容器在充电时，电流表指针向左偏转 C．电容器在放电时，电流表指针忽左忽右偏转 D．电容器充电结束后，电压表示数稳定在某一数值。乙同学用图（b）所示电路来观察电容器放电现象：他利用电流传感器采集放电过程电路中的电流，并输入计算机，得到了图（c）所示的电流与时间的关系图像。 (3)通过图像可以发现：电容器放电时，电路中的电流减小得越来越_____（选填“快”或“慢”）； (4)乙同学改变电源，重复多次上述实验，得到电容器在不同电压下所带的电荷量，并作出图像，则图像应是_____； A． B． C． D． 丙同学采用如图所示的实验装置探究影响平行板电容器电容的因素。实验前首先用干电池对两极板充电，并保持两极板电量不变，然后将极板接地，平行板电容器的极板与一个静电计的金属球相接，静电计外壳接地。 (5)如果保持两极板间距离不变，仅将极板向下移动，将会发现静电计指针偏角_____（选填“变大”“变小”或“不变”）；如果保持两极板间正对面积不变，仅将极板向右移动，减小电容器两极板间的距离，发现静电计指针偏角_____（选填“变大”“变小”或“不变”）。 四、解答题 13．科学研究发现，昆虫在飞行过程中因与空气摩擦而带电，进一步通过静电感应，在昆虫与植物之间构建起特殊的“静电通道”，从而有助于花粉的吸附与传播。某物理兴趣小组建立如图所示的简化模型：空间中存在一水平向右的匀强电场（模拟昆虫与花朵间的电场）。某花粉颗粒（可视为质点）质量m=2×10-12kg，电量q=+1×10-12C，从电场左边界以初速度v0=0.2m/s竖直向下进入电场。若颗粒从电场右边界射出时速度v1=1m/s，方向与右边界的夹角为53°，重力加速度取g=10m/s2，忽略空气阻力，求： (1)花粉颗粒在电场中的运动时间； (2)电场强度E的大小； (3)花粉颗粒穿过电场过程中电势能的变化量。 14．如图所示，有两个相同的平行金属极板水平正对放置，OO'为平行于极板的中线。两极板间的距离为d，极板长度为L，极板间电压为U。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速度v从O点沿OO'射入电场，并从两极板右侧射出电场。两极板间的电场可看作匀强电场，不计粒子所受重力。求： (1)粒子在电场中运动的加速度大小a。 (2)粒子在电场中偏离OO′的距离y。 (3)粒子穿出电场时的动能Ek。 15．如图所示空间有平行于纸面的匀强电场。一电荷量为的质点，在恒定拉力的作用下沿虚线由匀速运动到，已知力和虚线MN间夹角为，M、N间距离为，质点重力不计。求： (1)匀强电场的电场强度大小和方向； (2)M、N两点的电势差； (3)带电质点由M运动到N的过程中，电场力做的功。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C B D B C D AC AD AD 11． 1 带正电 向左 B 增大电阻箱接入的电阻 12．(1) 充电 增加 (2)D (3)慢 (4)B (5) 变大 变小 13．(1)0.04s (2)40V/m (3)-6.4×10-13J 【详解】（1）花粉颗粒在竖直方向做匀加速直线运动，则 解得 （2）花粉颗粒在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，则， 联立解得 （3）花粉颗粒在水平方向的位移为 所以花粉颗粒穿过电场过程中电势能的变化量为 14．(1) (2) (3) 【详解】（1）根据牛顿第二定律有粒子在电场中的加速度大小为 匀强电场的电势差与电场强度的关系为 又 联立解得。 （2）粒子做类平抛运动，水平方向上有 竖直方向上有 联立解得。 （3）根据动能定理有 其中 联立解得 15．(1)  电场强度方向与恒力方向相同 (2) (3) 【详解】（1）设匀强电场的电场强度为，质点在恒力作用下沿匀速运动，所以质点所受合力为0，质点受到电场力和恒力作用，所以电场力方向与恒力方向相反，大小相等，即 解得电场强度大小为 由于电荷为负电荷，所以电场强度方向与恒力方向相同。 （2）由题意可知，沿电场强度方向的距离为 根据电场强度与电势差的关系有。 （3）由电场力做功公式得。 学科网（北京）股份有限公司 $