(新教材)人教版高中物理必修第三册《第二章 静电场中的能量》章末综合检测试卷(含答案)
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1、章末综合检测(二)静电场中的能量章末综合检测(二)静电场中的能量 A 级学考达标 1下列说法正确的是( ) A电荷放在电势高的地方,电势能就大 B正电荷在电场中某点的电势能一定大于负电荷在该点具有的电势能 C电场强度为 0 的点,电势一定为 0 D无论移动正电荷还是负电荷,若克服电场力做功它的电势能都增大 解析:选 D 正电荷放在电势高的地方,电势能就大,而负电荷放在电势高的地方,电 势能就小,故 A 错误。电荷的电势能与电荷的电性和电势的正负有关,正电荷在电场中电 势为负值的某点的电势能,小于负电荷在该点具有的电势能,故 B 错误。电场强度与电势 无关,电场强度为 0 的点,电势不一定为 0
2、,故 C 错误。只要电荷克服电场力做功,根据功 能关系可知,它的电势能都增大,故 D 正确。 2.如图所示,实线表示某静电场的电场线,虚线表示该电场的等势面。下列判断正确的 是( ) A1、2 两点的电场强度相等 B1、3 两点的电场强度相等 C1、2 两点的电势相等 D2、3 两点的电势相等 解析:选 D 根据电场线的疏密表示电场强度的大小知,1 点的电场强度大于 2 点、3 点的电场强度,选项 A、B 错误;根据沿着电场线方向电势逐渐降低,在同一等势面上各点 的电势相等知,1 点的电势高于 2 点电势,2 点、3 点处于同一等势面上,电势相等,选项 C 错误,D 正确。 3.如图所示,虚线
3、为静电场中的等势面 1、2、3、4,相邻的等势面 之间的电势差相等,其中等势面 3 的电势为 0。一带正电的点电荷在静 电力的作用下运动,经过 a、b 点时的动能分别为 26 eV 和 5 eV。当这一 点电荷运动到某一位置,其电势能变为8 eV 时,它的动能应为( ) A8 eV B13 eV C20 eV D34 eV 解析:选 C 经过 a、b 点时的动能分别为 26 eV 和 5eV,题图中虚线所示为静电场中 的等势面 1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,故电荷经过相邻两个等势面时的 动能减小量为:Ek265 3 eV7 eV,故经过等势面 3 时的动能为 12 eV,总能量
4、为 12 eV 012 eV,由于只有电场力做功,所以电势能和动能之和守恒,当其电势能变为8 eV 时,有:012 eV8 eVEk;解得动能应为:Ek20 eV。故 C 正确。 4.如图所示,带正电的导体球 A 置于原来不带电的空腔导体球 B 内,a、c 分别为导体 A、B 内的点,b 为导体 A 和 B 之间的一点,下 列说法正确的是( ) Aa、b、c 三点的电势都相等 Ba 点的电场强度为 0,但电势最高 Cb 点的电场强度为 0,但电势大于 0 Da、b、c 三点的电场强度均为 0 解析:选 B 导体 A、B 各为一个等势体,其内的各点电场强度为 0,即 EaEc0,B 的内、外表面
5、各感应出负电荷、正电荷,A 外 B 内的空间电场线方向由 A 指向 B,Eb0, 故电势 abc0,A、C、D 错误,B 正确。 5在维护和检修高压供电线路时,为了不影响城市用电,电工经常要在高压线上带电 作业。为了保障电工的安全,电工全身要穿上用金属丝线编织的衣服(如图所示)。图乙中电 工站在高压直流输电线的 A 供电线上作业, 其头顶上方有 B 供电线, B 供电线的电势高于 A 供电线的电势。虚线表示电工周围某一截面上的等差等势面,c、d、e、f 是不同等势面上的 四个点,以下说法正确的是( ) A在 c、d、e、f 四点中,c 点的电场强度最大 B在 c、d、e、f 四点中,f 点的电
6、势最高 C若将某电子由 c 移到 f,其电势能将增大 D将某电子在 d 点由静止释放,它会向 e 点所在等势面运动 解析:选 C 根据等差等势线的疏密,可知在 c、d、e、f 四点中,f 点的电场强度最大, 故 A 错误; 沿着电场线方向电势降低, 因 B 供电线的电势高于 A 供电线的电势, 则在 c、 d、 e、f 四点中,c 点的电势最高,故 B 错误;若将某电子由 c 移到 f,即从高电势处移到低电 势处,其电势能将增大,故 C 正确;将某电子在 d 点由静止释放,在电场力作用下,它会 向 c 点所在等势面运动,故 D 错误。 6.如图所示,MN、PQ 是圆的两条相互垂直的直径,O 为
7、圆心。两个 等量正电荷分别固定在 M、N 两点。现一带电粒子(不计重力及粒子对电场 的影响)从 P 点由静止释放,粒子恰能在 P、Q 之间做直线运动,则以下判 断正确的是( ) AO 点的电势一定为 0 BP 点的电势一定比 O 点的电势高 C粒子一定带正电 D粒子在 P 点的电势能一定等于在 Q 点的电势能 解析:选 D 沿电场线方向电势逐渐降低,根据等量同种正电荷电场分布,MN 上 O 点 电势最低,PQ 上 O 点电势最高,电势是相对的,零电势点是人为规定的,所以 O 点的电势 不一定为 0,选项 A 错误。P 点电势低于 O 点电势,选项 B 错误。粒子从 P 点释放后向 Q 点运动,
8、故粒子带负电,选项 C 错误。根据电场对称性知 P、Q 两点电势相等,所以粒子在 P 点的电势能一定等于在 Q 点的电势能,选项 D 正确。 7.如图所示, 一带电粒子在电场中沿曲线 AB 运动, 从 B 点穿出电场, a、 b、c、d 为该电场中的等势面,这些等势面都是互相平行的竖直平面,不计 粒子所受重力,则( ) A该粒子一定带负电 B此电场不一定是匀强电场 C该电场的电场线方向一定水平向左 D粒子在电场中运动过程动能不断减少 解析:选 D 由于不能确定电场线方向,故不能确定粒子的电性,A、C 错误;等势面 互相平行,故一定是匀强电场,B 错误;粒子受电场力一定沿电场线指向轨迹凹侧,而电
9、场 线和等势面垂直,由此可确定电场力一定做负功,故动能不断减少,D 正确。 8.如图所示, A、 B 两带正电粒子质量相等, 电荷量之比为 14。 两粒子在 O 上方同一位置沿垂直电场方向射入平行板电容器中,分 别打在 C、D 两点,OCCD。忽略粒子重力及等长子间的相互作 用,下列说法正确的是( ) AA 和 B 在电场中运动的时间之比为 12 BA 和 B 运动的加速度大小之比为 41 CA 和 B 的初速度大小之比为 14 DA 和 B 的位移大小之比为 12 解析:选 C 粒子电荷量之比为 14,粒子在竖直方向上做匀加速运动,由 h1 2at 21 2 qE m t2,可知 A 和 B
10、 在电场中运动的时间之比为 21,故 A 错误;A、B 两带正电粒子质量相 等,电荷量之比为 14,根据 qEma,所以 A 和 B 运动的加速度大小之比为 14,故 B 错误;根据题意 OCCD,两粒子水平方向上做匀速运动,根据 xv0t,可知 A 和 B 的初 速度大小之比为 14, 故 C 正确; A 和 B 的水平位移大小之比为 12, 竖直方向也有位移, 那么合位移之比不等于 12,故 D 错误。 9.如图所示的匀强电场中, 有 a、 b、 c 三点, ab5 cm, bc12 cm, 其中 ab 沿电场方向, bc 与电场方向成 60 角。 一电荷量为 q410 8 C 的正电荷从
11、 a 点移到 b 点电场力做的功为 W11.210 7 J。求: (1)匀强电场的电场强度 E 的大小; (2)电荷从 b 点移到 c 点,电场力做的功 W2; (3)a、c 两点间的电势差 Uac。 解析:(1)根据题设条件有 W1qEdab 所以 E W1 qdab 1.210 7 410 85102 N/C60 N/C。 (2)b、c 两点沿电场方向的距离为 dbccos 60 ,则 W2qEdbccos 60 410 8600.121 2 J1.4410 7 J。 (3)电荷从 a 点移到 c 点电场力做的功 WW1W2 又 WqUac 故 UacW1W2 q 1.210 71.441
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