章末过关检测卷(二)(第十章 静电场中的能量)（课件PPT）-【满分思维】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）配套课件

该高中物理单元复习课件系统梳理了静电场的核心知识，涵盖电容、电场强度、电势、电势能及带电粒子在电场中的运动规律，通过典型题串联概念公式与实际应用，帮助学生构建完整的静电场知识网络。 其亮点在于采用“基础辨析-综合应用-实验探究”的分层设计，如电容动态分析题培养科学推理能力，带电粒子类平抛运动题强化模型建构，实验题（放电法测电容）提升科学探究素养。这种设计兼顾不同学生需求，助力教师精准复习，有效巩固知识。

章末过关检测卷(二)(第十章) (75分钟　100分) 一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中, 只有一项符合题目要求。 1.(2025·重庆高二检测)电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄 膜制成的,其工作原理如图所示,振动膜与基板构成电容器,并与电阻、电池构成 闭合回路,两极板间电压不变。振动膜向右振动,两极板间的距离减小,则(　　) A.振动膜带正电 B.电容器电容减小 C.电容器带的电荷量增加 D.电容器两极板间的电场强度减小 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 【解析】选C。由图可知,电源给电容器充电,电流从基板流入,振动膜流出,故振动膜带负电,故A错误;振动膜向右振动的过程中,电容器两极板间的距离d减小,根据C=可知,电容增大,故B错误;电容器两极板间的电压U不变,根据Q=CU可知,电容器带的电荷量增加,故C正确;U不变,d减小,根据E=可知,电容器两极板间的电场强度增大,故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 2.(2025·青岛高二检测)如图所示,带电粒子b仅在静电力的作用下绕固定的带电粒子a沿椭圆轨道按逆时针方向运动,O为椭圆的中心,AB为椭圆的长轴,C、D关于O对称。则 (　　) A.在C、D两点,b的电势能相等 B.从D到A,静电力对b先做正功后做负功 C.从A到C与从B到D,b运动时间相等 D.从C到D,b的动能先减小后增大 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 【解析】选D。场源为带电粒子a,是点电荷,C、D两点离场源距离不相等,由φ=可知,两点的电势不相等,由Ep=qφ可知,粒子b在C、D两点的电势能不相等,故A错误;粒子b从D到A,静电力为吸引力且靠近场源,则静电力一直做正功,故B错误;粒子b做椭圆运动,类比卫星做椭圆运动可知,从A到C线速度较大,从B到D线速度较小,两运动的轨迹长度相等,由t=可知,从A到C的运动时间小于从B到D的时间,故C错误;粒子从C到D,静电力为吸引力,先远离场源后靠近场源,则静电力先做负功后做正功,则b的动能先减小后增大,故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 3.(2025·包头高二检测)如图所示,实线为两个点电荷Q1和Q2产生的电场中的电场线(方向未标出),一带正电的离子(不计重力)沿aOb运动,下列说法正确的是 (　　) A.Q1带正电,Q2带负电 B.Q1的电荷量小于Q2的电荷量 C.该离子从a到b的运动过程中,速度先增大后减小 D.该离子从a到b的运动过程中,O点的电势能最大 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 【解析】选C。 选项 选项剖析 对错 A 由图可知点电荷Q1和Q2带异种电荷,Q1对该离子的库仑力为吸引力,故Q1带负电,Q2带正电荷 × B 在点电荷Q1和Q2之间,Q1附近的电场线比Q2附近的电场线密集,故Q1的电荷量大于Q2的电荷量 × C 该离子从a到b的运动过程中,所受电场力先做正功后做负功,速度先增大后减小,电势能先减小后增大 √ D × 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 4.两个等量同种正点电荷固定于光滑水平面上,两点电荷连线的中垂线上有A、B、C三点如图所示(中垂线也在水平面内),一个带电小物块从C点由静止释放,沿路径C→B→A运动,小物块运动过程中的加速度a、速度v、电势能Ep以及C→A的电势φ随时间t变化的关系图像可能正确的是(　　) √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 【解析】选B。因等量同种点电荷连线的中垂线上各点的电场强度不相等,物块沿路径C→B→A运动时,所受的静电力可能一直增大,可能一直减小,也可能先增大后减小,且变化不是均匀增大的,则加速度随时间的变化不是直线,选项A错误;物块沿路径C→B→A运动时,加速度先增大后减小或一直增大(减小),则v-t图像的斜率先增大后减小或逐渐增大(减小),选项B正确;带电小物块从C点由静止释放,沿路径C→B→A运动,则静电力一定做正功,则电势能一直减小,选项C错误;距离正电荷越近,电势越高,则C→A的电势逐渐降低,选项D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 5.一带负电的粒子只在静电力作用下沿x轴正方向运动,其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示,其中0~x2段是关于直线x=x1对称的曲线,x2~x3段是直线,则下列说法正确的是 (　　) A.x1处电场强度最小,但不为零 B.粒子在0~x2段做匀变速运动,x2~x3段做匀速直线运动 C.若x1、x3处电势为φ1、φ3,则φ1<φ3 D.x2~x3段的电场强度大小、方向均不变 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 【解析】选D。Ep-x图像的斜率表示粒子所受的静电力F,根据F=qE可知x1处电场强度最小且为零,选项A错误;粒子在0~x2段切线的斜率发生变化,静电力发生变化,所以加速度也在变化,做变速运动,x2~x3段斜率不变,所以做匀变速直线运动,选项B错误;带负电的粒子从x1到x3的过程中电势能增加,说明电势降低,即φ1>φ3,选项C错误;x2~x3段斜率不变,所以这段电场强度大小、方向均不变,选项D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 6.(2025·酒泉高二检测)当今医学上对某些肿瘤采用质子疗法进行治疗,该疗法 用一定能量的质子束照射肿瘤杀死癌细胞。现用一直线加速器来加速质子,使 其从静止开始被加速到1.0×107 m/s。已知加速电场的电场强度为1.3×105 N/C, 质子的质量为1.67×10-27 kg,电荷量为1.6×10-19 C,则下列说法正确的是(　　) A.加速过程中质子电势能增加 B.质子所受到的电场力约为2×10-15 N C.质子加速需要的时间约为8×10-6 s D.加速器加速的直线长度约为4 m √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 【解析】选D。电场力对质子做正功,质子的电势能减少,A错误;质子受到的电场力大小F=qE≈ 2×10-14 N,B错误;质子的加速度a=≈1.2×1013 m/s2,加速时间t==8×10-7 s,C错误;加速器加速的直线长度x=≈4 m,D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 7.(2025·厦门高二检测)如图所示,半径为R的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,O是圆心,AB是水平方向的直径,CD是竖直方向的直径,整个圆环处在水平向右的匀强电场中。将质量为m、电荷量为+q(q>0)的小球套在圆环上并从A点由静止释放,小球运动到P点时的动能最大,∠DOP=30°,重力加速度大小为g,下列说法正确的是(　　) A.小球可以到达C点 B.匀强电场的电场强度大小E= C.小球运动到P点时对轨道的压力为 D.小球运动到B点时,其加速度大小为g √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 【解析】选B。小球运动到P点时的动能最大,可知在P点时受重力与电场力的合力沿OP向外,则tan30°=,可得匀强电场的电场强度大小为E=,故B正确;由上述分析可知,P为等效最低点,小球在A点时速度为零,则小球只能到达A点关于OP连线的对称点的位置,不能到达C点,故A错误;小球运动到P点时电场力和重力的合力F合==,根据FN-F合=m, mgRcos30°+qER(1+sin30°)=mv2,解得FN=,由牛顿第三定律得,小球对轨道的压力为F'N=FN=,故C错误;小球运动到B点时,竖直方向的加速度为g,水平方向加速度不为零,则其加速度大小大于g,故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求;全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。 8.(2025·许昌高二检测)如图所示,真空中一电子以某一速度沿着与电场强度垂直的方向,自O点进入两带等量异种电荷的平行金属板中。其运动轨迹上有M、N两点,O、M、N三点在金属板上的投影为O1、M1、N1且满足O1M1=M1N1。不计电子重力,下列说法正确的是(　　) A.电子经过M、N两点时,沿电场方向的速度之比为1∶2 B.电子经过M、N两点时,沿电场方向的速度之比为1∶3 C.电子在O→M和M→N过程中动能增量之比为1∶3 D.电子在O→M和M→N过程中动能增量之比为1∶4 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 【解析】选A、C。电子做类平抛运动,由于O1M1=M1N1,故两段时间相等,根据速度公式有vM=at,vN=a·2t,所以电子经过M、N两点时,沿电场方向的速度之比为1∶2,A正确,B错误;根据初速度为0的匀变速直线运动的比值规律可知,O→M段和M→N段沿电场方向的位移之比为1∶3,根据动能定理qEx=ΔEk可知,电子在O→M和M→N过程中动能增量之比为1∶3,C正确,D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 9.如图所示,长为L、倾角为θ=30°的光滑绝缘斜面处于电场中,一带电荷量为+q、质量为m的小球,以初速度v0由斜面底端的A点开始沿斜面上滑,到达斜面顶端的速度仍为v0,则(重力加速度为g) (　　) A.小球在B点的电势能一定大于小球在A点的电势能 B.A、B两点间的电势差UAB一定为 C.若电场是匀强电场,则电场强度的最大值一定是 D.若该电场是AC边中点处的点电荷Q产生的,则Q一定是正电荷 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 【解析】选B、D。小球从A运动到B的过程中,动能不变,重力势能增加,则电势能减少,则小球在B点的电势能一定小于小球在A点的电势能,B点的电势低于A点的电势,故A错误;根据动能定理得-mgLsinθ+qUAB=m-m=0,可得UAB==,故B正确;若静电力与重力、支持力的合力为零,小球做匀速直线运动,到达B点时小球速度仍为v0,小球的重力沿斜面向下的分力mgsinθ为定值,则当静电力沿斜面向上,且大小为F=mgsinθ时,静电力最小,电场强度最小。若电场强度与运动方向不共线,则静电力沿斜面向上的分力与重力沿斜面向下的分力相平衡。根据矢量的合成法则可知,静电力可能大于mg,电场强度可能大于,故C错误;若该电场是AC边中点处的点电荷Q产生的,Q到A点的距离小于到B点的距离,由于B点的电势低于A点的电势,则Q一定是正电荷,故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 10.如图甲所示,A、B两极板间加上如图乙所示的交流电压,A板的电势为0,一质量为m、电荷量大小为q的负电荷仅在静电力作用下,在t=时刻从A板的小孔处由静止释放进入两极板间运动,恰好到达B板,则(　　) A.电荷在时到达B板 B.电荷在两板间的最大速度为 C.A、B两板间的距离为 D.若电荷在t=时刻进入两极板,它将不能到达B板 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 【解析】选B、D。电荷恰好能到达B板,意味着电荷到达B板的速度为零,根据题意,电荷先向右加速T 后向右减速T,电荷应该在T时到达B板,故A错误。根据A选项的分析,电荷在T时达到最大速度,此时电荷刚好运动到两极板的中间,根据电势差与电场强度的关系,初始位置到极板中间的电势差为U0,有U0q=mv2,解得v=,故B正确;电荷进入极板间先做匀加速运动,后做匀减速运动,T时电荷的运动位移为两极板的间距,d=a()2 ×2, a==,解得d=,故C错误;若电荷在t=T时刻进入两极板,电荷先加速T,然后减速T,减速到零,根据上面的分析,电荷此时未到达B板,接下来,电荷向A板加速T后从小孔射出,故电荷到达不了B板,故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 三、非选择题:本题共5小题,共54分。 11.(7分)(2025·邢台高二检测)某同学用如图(a)所示电路 采用放电法测量某电容器的电容。 (1)按图(a)连接好实验器材后,本实验还需用电压表测量电容器两端的电压, 为使所求的电容结果更准确,电压表应接在_________(选填“c、d”或“m、n”) 之间。(1分)  【解析】(1)本实验用放电法测电容器的电容,电压表若接在m、n之间会对 电流传感器测得的放电电流产生影响,故电压表应接在c、d之间。 　c、d　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 (2)闭合开关S1,将S2接1,给电容器充电,电路稳定时,电压表示数为3.0 V;将S2 接2,电流传感器显示放电电流随时间的变化如图(b)所示,则电容器的电容 C=______________F(结果保留三位有效数字)。(2分)  【解析】(2)I-t图像中的图线和横轴所包围的面积 表示电容器释放的电荷量,则电荷量q=43×0.2×10-3 ×0.4 C=3.44×10-3 C,电容C== F≈1.15×10-3 F。 　1.15×10-3　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 (3)电流传感器的内阻对实验结果________(选填“有”或“无”)影响。(2分)  【解析】(3)电流传感器的内阻不同,放电电流不同,但电荷量不变,故电流传 感器的内阻影响I-t图像形状,但不影响图线与横轴所围面积,故对电容计算 结果无影响。 　无　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 (4)如果不改变电路其他参数,只减小定值电阻的阻值R并重复上述实验,实 线和虚线分别表示改变前后放电过程电流随时间变化的曲线,最符合实际 情况的图像为_______。(2分)    【解析】(4)根据欧姆定律I=可知,R变小,初始放电电压不变,则初始放电电流变大,又因为电荷量不变,则图线与横轴所围面积不变,故选D。 　D　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 12.(9分)在测定电容器电容值的实验中,将电容器、电压传感器、阻值为3 kΩ的电阻R、电源、单刀双掷开关按图甲所示电路图进行连接。先使开关S与1端相连,电源向电容器充电,充电完毕后把开关S掷向2端,电容器放电,直至放电完毕。实验得到的与电压传感器相连接的计算机所记录的电压随时间变化的曲线如图乙所示。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 (1)根据图甲所示的电路,观察图乙可知:充电电流与放电电流方向__________(选填 “相同”或“相反”),大小都随时间__________(选填“增大”或“减小”)(2分)。  【解析】(1)根据图甲所示的电路,观察图乙可知:充电电流与放电电流方向相反, 大小都随时间减小。 　相反　 　减小　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 (2)当开关接“1”时,是充电还是放电?__________,上极板带什么电?__________ (4分)。  【解析】(2)当开关接“1”时,与电源连接,是充电,且上极板带正电。 　充电　 　正电　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 (3)某同学认为:仍利用上述装置,将电压传感器从电阻两端改接在电容器的两端,也可以测出电容器的电容值。请你分析并说明该同学的说法是否正确: 　 　　。 　　　 (3分)  答案:(3)见解析 【解析】(3)正确。因为当开关S与2连接,电容器放电的过程中,电容器C与电阻R上的电压大小相等,因此通过对放电曲线进行数据处理后记录的“峰值Um”及曲线与时间轴所围“面积S”,可应用C==计算电容值。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 13.(11分)一束电子流经U1=5 000 V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,两极板间电压U2=400 V,两极板间距d=2.0 cm,板长L1=5.0 cm。 (1)求电子在两极板间穿过时的偏移量y;(5分) 答案:(1)0.25 cm　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 【解析】(1)加速过程,由动能定理得eU1=m(1分) 进入偏转电场,电子在平行于极板的方向上做匀速运动,L1=v0t(1分) 在垂直于极板的方向上做匀加速直线运动,加速度为a== 偏移距离y=at2(1分) 联立解得y=(1分) 联立解得y=0.25 cm。(1分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 (2)若平行板的右边缘与屏的距离L2=5.0 cm,求电子打在屏上的位置与中心O的距离Y(O点位于平行板水平中线的延长线上);(3分) 答案:(2)0.75 cm 【解析】(2)如图,由几何关系知= 得Y=()y(2分) 代入数据得Y=0.75 cm。(1分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 (3)若另一个质量为m(不计重力)的二价负离子经同一电压U1加速,再经同一偏转电场射出,偏转电场的偏移量y'和打在屏上的偏移量Y'各是多大?(3分) 答案:(3)0.25 cm　0.75 cm 【解析】(3)因为y=,Y=()y, 与负离子的质量m和电荷量q无关,(2分) 故二价负离子经同样装置后,y'=y=0.25 cm,Y'=Y=0.75 cm。(1分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 14.(12分)(2025·潍坊高二检测)在一柱形区域内有匀强电场,柱的横截面是以O为圆心,半径为R的圆,AB为圆的直径,如图所示。质量为m,电荷量为q(q>0)的带电粒子在纸面内自A点先后以不同的速度进入电场,速度方向与电场的方向垂直。已知刚进入电场时速度为零的粒子,自圆周上的C点以速率v0穿出电场,AC与AB的夹角θ=60°。运动中粒子仅受静电力作用。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 (1)求电场强度的大小;(4分) 答案:(1)　 【解析】(1)由题意知在A点速度为零的粒子会沿着电场线方向运动,由于q>0,故电场线由A指向C,根据几何关系可知xAC=R(1分) 根据动能定理有qExAC=m-0(2分) 解得E=(1分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 (2)为使粒子穿过电场后的动能增量最大,该粒子进入电场时的速度应为多大?(4分) 答案:(2) 【解析】(2)根据题意可知要使粒子动能增量最大,则沿电场线方向移动的距离最远。作与BC平行的直线与圆相切于D点,与AC的延长线交于P点,此时沿电场线方向移动的距离最远,如图所示。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 粒子在电场中做类平抛运动, 根据几何关系有xDP=Rsin60°=v1t(1分) xAP=R+Rcos60°=at2(1分) 由静电力提供加速度有qE=ma(1分) 解得粒子进入电场时的速度v1=(1分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 (3)为使粒子穿过电场前后速度变化量的大小为v0,该粒子进入电场时的速度应为多大?(4分) 答案:(3)0或 【解析】(3)因为粒子在电场中做类平抛运动,粒子穿过电场前后速度变化量大小为v0,即在电场方向上速度变化为v0,连接BC,有AC⊥BC,则BC为该匀强电场中的一条等势线,有φB=φC, 则EpB=EpC, 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 由动能定理得ΔEkB=ΔEkC,故由题意可知粒子会从C点或B点射出。 当从B点射出时,由几何关系有xBC=R=v2t2(1分) xAC=R=a(1分) 由静电力提供加速度有qE=ma 解得v2=(1分) 由(1)知当粒子从C点射出时进入电场的速度为0。(1分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 15.(15分)(2025·昆明高二检测)如图所示,倾角为α=37°的光滑斜面水平放置,半径为R=0.45 m的光滑绝缘半圆轨道竖直放置,两者在b点平滑连接(小球经过b点时无能量损失),O为半圆轨道的圆心,a、b为其竖直直径的两个端点,整个空间存在一个大小E=1.0×104 N/C、方向水平向右的匀强电场。现有一质量m=0.06 kg、电荷量为q=+8.0×10-5 C的小球(可视为质点),从c点由静止释放,小球沿斜面下滑依次通过b点、a点后,恰好垂直撞到斜面上的d点(图中未画出)。重力加速度g取10 m/s2,sin37°=0.6, cos37°=0.8,不计一切阻力。求: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 (1)小球在斜面上运动的加速度大小;(5分) 答案:(1) m/s2　 【解析】(1)小球由静止释放后,根据受力分析及牛顿第二定律得 mgsinα+qEcosα=ma(2分) 垂直于斜面方向有FN+qEsinα=mgcosα(2分) 解得FN=0,a= m/s2(1分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 (2)小球通过a点时的速度大小和小球从 a 点运动到d点的时间;(5分) 答案:(2)5 m/s　0.24 s 【解析】(2)设从a点到d点时间为t,由(1)可知,小球做类斜抛运动,沿斜面方向以加速度a做匀减速运动vacosα=at(2分) 垂直斜面方向做匀速直线运动2Rcosα=vasinα·t(2分) 解得va=5 m/s,t=0.24 s(1分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 (3)斜面上c、d两点之间的距离。(5分) 答案:(3)0.27 m 【解析】(3)小球从c点到a点,由动能定理有 mg(xcbsinα-2R)+qExcbcosα=m-0(2分) 根据几何关系有xbe=2Rsinα(1分) 根据匀变速直线运动规律有xed=vacosα·t(1分) 且xcd=xcb-xbe-xed 解得xcd=0.27 m(1分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选题清单 $