第十章 静电场中的能量 单元检测试卷（拔高卷）-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

2025- -2026学年物理人教版必修第三册 第十章静电场中的能量单元检测试卷（拔高卷） 满分：100 分 考试时间：75 分钟 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，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10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．某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤，杀死其中的恶性细胞，如图所示。若质子的加速长度为x，质量为m，电荷量大小为e，质子由静止被加速到v，则加速匀强电场的电场强度大小为（　　） A． B． C． D． 2．如图所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有、两点，用、表示、两点的场强，、表示、两点的电势，则：（　　） A．、在一条电场线上，且电场线是直线， B．、在一条电场线上，且电场线是直线， C．电荷在点的电势能一定大于点的电势能 D．不知、附近电场线的分布情况，、的大小不能确定 3．如图甲所示，在粗糙绝缘的水平地面上，一质量为的带正电小滑块（可视为质点）在处以的初速度沿轴正方向运动，滑块与地面间的动摩擦因数为。在及处分别放有电荷量为和的两个点电荷，其电性均未知。滑块在不同位置具有的电势能如图乙所示，点是图线最低点；虚线是图像在处的切线，。下列说法正确的是（　　） A．滑块在处所受合外力为0 B．两个点电荷均带正电，且 C．滑块向右一定可以经过处的位置 D．滑块向右运动过程中，速度始终减小 4．一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔（小孔对电场的影响可忽略不计）．小孔正上方d处的P点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处（未与极板接触）返回。若将下极板向上平移，则从P点开始下落的相同粒子将（　　） A．打到下极板上 B．在下极板处返回 C．在距上极板处返回 D．在距上极板处返回 5．一种半导体材料内部电场N点到P点连线上的电势随位置x变化的图像如图所示。已知N、P间各点的电场强度方向均平行于x轴，以x轴的正方向为电场强度的正方向，则N、P连线上各点的电场强度E与位置x的图像可能为（　　） A．B．C．D． 6．如图，匀强电场中有一假想长方体；，，长度分别为，，；，，及四点的电势分别为，，，，则该匀强电场的电场强度大小为（　　） A． B． C． D． 7．在竖直面内有一水平向右的匀强电场，电场强度为，电场内有一半径为R的绝缘光滑圆形导轨，一质量为m，带电量为的圆环套在轨道上，在A点以的速度运动时，恰好能做一个完整的圆周运动，下列说法正确的是（　　） A．运动到C点的速度为 B．圆环在B点时机械能最小 C． D．若将圆环放在圆环和圆心连线与竖直方向成53°角的位置，该圆环可以静止在此处 8．某静电场电势在x轴上的分布如图所示，由图可知，下列说法中正确的是（　　） A．和处电场强度相同 B．处电场强度比处大 C．到有两处场强为零 D．电子从移至，电势能增大 9．某条电场线是一条直线，沿电场线方向依次有O、A、B、C四个点，相邻两点间距离均为d＝0.1m，以O点为坐标原点，沿电场线方向建立x轴，该电场线上各点电场强度E随x的变化规律如图所示，E0＝2V/m。一个带电量为1C的正电粒子，从O点由静止释放，仅受电场力作用。则下列说法正确的是（　　） A．粒子从O到A做匀加速直线运动 B．若O点的电势为零，则A点的电势为-0.1V C．粒子运动到B点时动能为0.3J D．粒子在OA段电势能减少量等于BC段电势能减少量 10．如图甲所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔，右极板电势随时间变化的规律如图乙所示。电子原来静止在左极板小孔处（不计重力作用）。下列说法中正确的是（　　）    A．从t=0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上 B．从t=时刻释放电子，电子可能在两极板间振动 C．从t=时刻释放电子，电子可能在两极板间振动，也可能打到右极板上 D．从t=时刻释放电子，电子必将打到左极板上 二、实验题 11．某同学为了探究电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系，设计了如图所示的实验电路。实验操作如下： A．随后再断开开关，闭合，电压表示数再次减少一半。 B．把开关接1，用几节干电池串联后给A充电，可以看到A充电后两极板具有一定的电压。 C．断开开关，闭合开关，让B的两极板完全放电。 D．把开关接2，使另一个相同的但不带电的电容器B跟A并联，可以看到电压表示数变为原来的一半。 该同学的操作顺序应为______。为了得到更多组实验数据，可以重复______。 12．探究“电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系”实验中，某同学采用图1所示电路。是两个完全相同的电容器，电压表是数字电压表（内阻无穷大），电流传感器接计算机。初始时开关都断开，两个电容器都不带电。 （1）保持开关断开，把开关接1，数字电压表的示数逐渐增加，稳定时的读数是。电流传感器显示通过的电流如图2所示，数出图线与横轴围成的小格子数约为44个，则电容器充电结束后存储的电荷量约为___。 （2）保持开关断开，把开关接2，稳定后，数字电压表的示数为，电容器所带电荷量约为____________C。 （3）断开，闭合。稳定后，断开，把接2。 （4）重复操作（3），记录每次操作后电容器的电压分别为……则本实验得出的结论是：电容器两极板间电势差跟所带电荷量成_____（填“正比”或“反比”）。 （5）根据以上数据可计算出电容器的电容约为_____F。 三、解答题 13．一个平行板电容器，当其电荷量增加时，两板间的电压升高，则此电容器的电容C为多大？若将两极板之间的距离增大一倍，当两板间电压为20V时，则电容器的所带电荷量Q为多少？ 14．如图所示，极板A、B长度为L、间距为d的平行板电容器与的定值电阻、内阻不计的电源、电阻箱组成闭合回路。当电阻箱的阻值时开关闭合，带负电粒子连续不断地以平行于极板的初速度沿中轴线射入偏转电场，恰好打在下极板B的中点M处。粒子重力不计。 (1)求带负电粒子在偏转电场中的运动时间； (2)现欲通过调整电阻箱的阻值使带负电粒子可从偏转电场中飞出，求调整后电阻箱的阻值范围； (3)现将电容器从电路中断开，两极板间接入如图乙所示的电压，其中，若某带电粒子恰好从中轴线的右端点射出偏转电场，则该粒子应在内的哪个时刻射入偏转电场。 15．如图所示，BCDG是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，CG为水平直径，BD为竖直直径，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左，大小的匀强电场中，现有一质量为m、带电量为的小滑块（可视为质点）置于水平轨道上，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.4，重力加速度为g。 (1)若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放，求滑块到达轨道D点时对轨道的作用力。 (2)若滑块从水平轨道上距离B点的A点开始运动； ①求滑块到达轨道C点时轨道对它的作用力大小。 ②为使滑块再圆形轨道上恰好能从B点运动到G点，在A点至少要给滑块多大的初速度？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2026年6月17日高中物理作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A D C C A D C BD BC AC 1．A 【详解】加速质子过程中，由动能定理可得 解得加速匀强电场的电场强度大小为 故选A。 2．D 【详解】AD．由于只有一条电场线，无法确定电场线的疏密程度，所以无法确定、两点的电场强度大小，故A错误，D正确。 B．由于沿电场线方向电势逐渐降低，所以，故B错误。 C．由于不知道电荷带正电还是带负电，故无法确定电势能大小，故C错误。 故选D。 3．C 【详解】A．图像斜率的绝对值表示滑块所受电场力的大小，滑块在处所受电场力为0，所受合外力 故A错误； B．滑块在处所受电场力为0，电场强度为0，则 由于，所以 滑块在处电势能最低，因为滑块带正电，所以该处电势最低，易得两场源电荷均带正电，故B错误； C．由图可知，滑块在处和处电势能相等，根据能量守恒定律可知，若滑块能够经过处，则应满足 由于初始动能 摩擦力做功为 所以滑块一定可以经过处的位置，故C正确； D．由图像斜率可知滑块在处所受电场力大小为1N，大于其所受滑动摩擦力，合力方向与运动方向相同，所以刚开始物块做加速运动，故D错误。 故选C。 4．C 【详解】对下极板未移动前，从静止释放到速度为零的过程，由动能定理得 mg•2d﹣qU=0 将下极板向上平移时，设运动到距离上极板x处返回，根据动能定理得 联立，解得 故C正确；ABD错误。 故选C。 5．A 【详解】由图像可知，从N到O点电势逐渐降低，因此电场方向沿x正方向，在图像中，其斜率为电场强度的大小，结合图像可知，从N到O点，电场强度沿正方向逐渐增大；同理，从O到P点，电势逐渐升高，则电场方向沿x负方向，且图像的斜率逐渐减小，说明电场强度沿负方向逐渐减小。 故选A。 6．D 【详解】根据题意可知沿方向的分场强大小为 沿方向的分场强大小为 沿方向的分场强大小为 则该匀强电场的电场强度大小为 故选D。 7．C 【详解】ACD．圆环受到的电场力，重力与电场力的合力大小，方向沿ON，，，若将圆环放在图中M、N点位置时，所受合力为0，能处于静止状态， D错误； “圆环套在轨道上”属于有支撑的模型，当圆环从A点以的速度运动时，恰好能做一个完整的圆周运动，即圆环到达等效最高点M时， 从A运动到M的过程中，根据动能定理可得 从A运动到C的过程中，根据动能定理可得 解得 ，，A错误，C正确； B．圆环运动到D点时，电场力做负功最多，机械能最小，B错误。 故选C。 8．BD 【详解】AB．图像的切线斜率，处比处切线斜率大，故处场强比处大，A错误，B正确； C．到之间有三处切线斜率为零，所以到之间有三处场强为零，C错误； D．根据电势能公式，电子在电势低的地方电势能大，所以电子从移动到，电势降低，电势能增大，D正确。 故选BD。 9．BC 【详解】B．图象与坐标轴围成的面积代表电势的变化，沿着电场线，电势逐渐降低，若O点的电势为零，则A点的电势为 故B正确； A．粒子从O到A运动时，电场强度不断增大，所受电场力也不短增大，所以加速度增大，做变加速直线运动，故A错误； D．根据 及图象与坐标轴围成的面积可知粒子在OA段电势能减少量大于BC段电势能减少量，故D错误； C．根据动能定理可知 解得 故C正确。 故选BC。 10．AC 【详解】A．从t=0时刻释放电子，在0-T内，电子先向右做匀加速运动，再向右匀减速运动，t=T时速度为零，接着周而复始，电子运动的方向始终向右，直到打在右极板上，故A正确； B．从t=时刻释放电子，在内电子因受电场力的作用下在左极板上静止，在内电子先向右做匀加速运动，再向右匀减速运动，时速度为零，接着周而复始，电子运动的方向始终向右，直到打在右极板上，故B错误； C．从时刻释放电子，在内向右做匀加速运动，在向右做匀减速运动，有可能打到右极板上；若没有打到右极板上，则时速度为零，内向左做匀加速运动，向左做匀减速运动，时速度为零，接着周而复始，电子可能在两板间振动，故C正确； D．从时刻释放电子，内电子在电场力的作用下向右做匀加速运动，内向右做匀减速运动，可能打到右极板上，故D错误。 故选AC。 11． BDCA CA 【详解】[1]根据实验操作及原理可知，同学的操作顺序应为BDCA； [2] 为了得到更多组实验数据，应重复CA。 12． 正比 【详解】（1）[1]根据图像所围的面积等于电容器存储的电荷量，由图2可知，图像围成的面积约44个小格，则电容器存储的电荷量为 （2）[2]两个完全相同的电容器连接后，电量均分，故电容器所带电荷量约为。 （4）[3]电容器两极板间电势差跟所带电荷量成正比。 （5）[4]由电容的定义式 解得。 13．， 【详解】由题意可得电容器的电容为 若将两极板之间的距离增大一倍，根据 可知，电容变小原来一半，即 故电容器的所带电荷量为 14．(1) (2)0~2.5Ω (3) 【详解】（1）对粒子平行于极板方向的运动分析有 （2）对粒子在电场方向的运动有 若粒子恰好从极板右端飞出，则水平方向有 粒子在电场方向的运动有 联立解得 由牛顿第二定律有 可知两极板间电压 由闭合电路欧姆定律有 即， 解得 故若带负电粒子可以从偏转电场中飞出，则调整后电阻箱的阻值范围为 （3）若某带电粒子恰好从中轴线的右端点射出偏转电场，则其运动时间仍为 设粒子在前半个周期的加速度大小为，后半个周期加速度大小为，根据 由图乙可知 设粒子在t时刻射入偏转电场，则有 解得 15．(1)，方向竖直向上 (2)①，② 【详解】（1）设滑块到达D点时的速度为，由动能定理有： 解得 设滑块到达D点时受到轨道的作用力大小为F，则有 解得 由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力大小为 方向竖直向上。 （2）①设滑块到达C点时的速度为，由动能定理有： 解得 滑块到达D点时受到轨道的作用力大小由 解得 ②如图所示，可以将电场力与重力的合力视为等效重力，图中H点为等效最高点 要使滑块恰好始终沿轨道滑行，则滑至圆轨道H点，恰好由电场力和重力的合力提供向心力，此时的速度最小，弹力为零，此时速度设为，则有： 解得 设滑块的初速度至少为，由动能定理有 解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $