第第頁2023-2024學年高二物理人教版（2023）必修第三冊第十二章電能能量守恒定律測試卷（含解析）第十二章電能能量守恒定律測試卷

一、選擇題

1.對公式和的理解，下列說法正確的是()

A.公式適用于計算任何電場中兩點間的電勢差

B.由知，A點和B點間距離越大，則這兩點間的電勢差越大

C.由知，勻強電場中兩點沿電場線的距離越大，則電場強度越小

D.公式中的d是勻強電場中所在的兩等勢面之間的距離

2.如圖所示，矩形ABCD的AD邊長為16cm，AB邊長為12cm，勻強電場的方向與矩形平面平行，頂點A的電勢為10V，C點電勢比A點電勢高7V，D點電勢比C點電勢高9V，由此可知勻強電場的電場強度E的大小為()

A.1.25V/cmB.2.5V/cmC.3.75V/cmD.5.0V/cm

3.如圖所示，水平面內有六個點，它們均勻分布在半徑為的同一圓周上，空間有一方向與圓平面平行的勻強電場.已知三點的電勢分別為，下列判斷不正確的是()

A.圓心O的電勢為2VB.CF連線為等勢線

C.該圓周上電勢最高為4VD.電場強度的大小為100V/m

4.如圖所示的傳感器，甲、乙為平行板電容器的上、下兩個固定極板，分別接在恒壓直流電源的兩極上，當紙張從平行板間穿過時，可監(jiān)控紙張的厚度.若電流計指針偏向a端，電容器放電；若電流計指針偏向b端，電容器充電.某次紙張從平行板間穿過時，發(fā)現電流計指針偏向b端，則()

A.平行板電容器的電容不變B.平行板電容器的電容變小

C.甲、乙兩板間紙張厚度變小D.甲、乙兩板間紙張厚度變大

5.如圖所示是一個常用的電容器（，工作電壓），下列關于它的說法中正確的是()

A.電容器可以儲存電荷，且電荷量越多電容越大

B.這個電容器兩端電壓變化10V，它的電荷量變化了

C.加在這個電容器兩端的電壓為250V時，它的電容是

D.加在這個電容器兩端的電壓低于500V時它就不能工作

6.如圖所示，平行板電容器與電源連接，上極板A接地，一帶負電的油滴靜止于電容器中的P點，現將平行板電容器的下極板B豎直向下移動一小段距離，則()

A.帶電油滴所受靜電力不變B.P點的電勢將升高

C.帶電油滴在P點時的電勢能增大D.電容器的電容減小，極板帶電荷量增大

7.如圖所示，從熾熱的金屬絲飄出的電子（速度可視為零），經加速電場加速后從兩極板中間垂直射入偏轉電場。在滿足電子能射出偏轉電場的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉角變大的是()

A.僅增大加速電場的電壓B.僅減小偏轉電場兩極板間的距離

C.僅減小偏轉電場的電壓D.僅減小偏轉電場極板的長度

8.如圖所示，在場強大小為E、方向豎直向上的勻強電場中，將質量為m、帶電荷量為的粒子以速度從連線上的C點水平向左射出.已知AB連線與水平方向的夾角為θ，粒子的重力忽略不計，當粒子落至連線上的D點（圖中未畫出）時，下列說法中正確的是()

A.粒子從C點出發(fā)后經落到D點

B.粒子在D點處的速度大小為

C.粒子在D點處的電勢能大于在C點處的電勢能

D.兩點間的距離為

9.如圖所示，質量為m、帶電荷量為q的粒子，以初速度從A點豎直向上射入真空中的沿水平方向的勻強電場中，粒子通過電場中B點時，速率，方向與電場的方向一致，則A、B兩點的電勢差為()

A.B.C.D.

10.如圖所示，一質量為m、電荷量為的粒子以速度從連線上的P點水平向右射入大小為E、方向豎直向下的勻強電場中。已知與水平方向成45°角，粒子的重力可以忽略，則粒子到達連線上的某點時()

A.所用時間為B.速度大小為

C.與P點的距離為D.速度方向與豎直方向的夾角為30°

二、非選擇題

11.某實驗小組利用如圖所示的電路“觀察電容器的充、放電現象”。將開關S打到1，電容器將_______（填“充電”或“放電”），此過程中自由電子_______（填“能”或“不能”）穿過電容器間的電介質；再將開關S打到2，電容器將________（填“充電”或“放電”），通過電流表的電流方向_________（填“向左”或“向右”）。

12.如圖，在豎直向下的勻強電場（）中，一質量為m、帶電荷量為的小球，用長為R的輕繩懸掛于O點，讓小球在豎直平面內做圓周運動，其中分別是圓周上的最高點和最低點，若要完成完整的圓周運動，到達B點的速度至少為___，小球由A運動到B的過程中，繩子拉力逐漸____（選填“增大”“不變”或“減小”）。

13.如圖所示，在勻強電場中有兩點，它們相距2cm，兩點的連線與場強方向成60°角。將一個不知道電荷性質、電荷量為的電荷由A移到B，其電勢能增加了0.2J。

（1）電荷帶正電還是負電？由A到B靜電力做的功為多少？

（2）兩點的電勢差為多少？

（3）求勻強電場的場強的大小。

14.一質量為m的帶電小球以速度沿豎直方向從A點垂直進入勻強電場中，場強為E，如圖所示，經過一段時間后到達B點，其速度變?yōu)樗椒较?，大小仍為，重力加速度為g，不計空氣阻力，求：

（1）小球帶電情況；

（2）小球由A到B的位移；

（3）小球速度的最小值。

15.如圖所示，靜止于A處的離子，經電壓為U的加速電場加速后沿圖中圓弧虛線通過靜電分析器，從P點垂直CN進入矩形區(qū)域的有界勻強電場，電場方向水平向左.靜電分析器通道內有均勻輻向分布的電場，已知圓弧所在處場強為，方向如圖所示.離子質量為m、電荷量為，離子重力不計.

（1）求圓弧虛線對應的半徑R的大小.

（2）若離子恰好能打在Q點上，求矩形區(qū)域QNCD內勻強電場場強E的大小.

（3）在（2）問中E不變的情況下，要使離子能打在NQ上各處，需在豎直方向上再加一個在什么范圍內變化的電場？

答案以及解析

1.答案：D

解析：公式只適用于計算勻強電場中兩點間的電勢差，故A錯誤.由知，當E一定時，A點和B點間沿電場線方向距離越大，則這兩點間的電勢差越大，故B錯誤.勻強電場場強處處相同，與距離無關，故C錯誤，公式中的d是勻強電場中所在的兩等勢面之間的距離，即沿電場線方向的距離，故D正確.

2.答案：A

解析：設之間的P點電勢與C點電勢相同，則，又，解得，過D點作等勢線CP的垂線DF，DF就是勻強電場的一條電場線，如圖所示，由幾何關系可知，DF的長度為，電場強度的大小，B、C、D錯誤，A正確.

3.答案：D

解析：設連線的中點為G，如圖所示，根據勻強電場的性質可解得G點的電勢，則連線為等勢線，圓心O的電勢，A、B正確，不符合題意.兩點間的電勢差為兩點間的距離，根據勻強電場的電場強度的計算公式可得，沿著電場線方向電勢逐漸降低，因此H點電勢最高，有，又，解得，C正確，不符合題意，D錯誤，符合題意.

4.答案：D

解析：根據題干條件可知，電流計指針偏向b端，電容器充電，則電容器的電荷量Q增加，而兩極板接在恒壓直流電源的兩極，則U不變，根據電容器電容定義式知，電容C增大，故A、B錯誤；根據電容器電容決定式知，只有甲、乙兩板間紙張厚度變大導致增加，電容器的電容才能增大，故C錯誤，D正確.

5.答案：B

解析：電容器可以儲存電荷，電容器的電容是由其本身決定的，與電荷量無關，選項A錯誤；這個電容器的電容為，兩端電壓變化10V，它的電荷量變化量，選項B正確；電容器的電容與加在它兩端的電壓無關，選項C錯誤；加在這個電容器兩端的電壓低于500V時它仍能工作，選項D錯誤.

6.答案：B

解析：將平行板電容器的下極板豎直向下移動一小段距離，由于電容器兩板間電壓不變，根據得知板間場強減小，油滴所受的靜電力減小，則油滴將向下運動，故選項A錯誤；板間場強E減小，而P點與上極板間的距離不變，則由公式分析可知，P點與上極板間電勢差將減小，而P點的電勢低于上極板的電勢，則知P點的電勢將升高，由帶電油滴原來處于平衡狀態(tài)可知油滴帶負電，P點的電勢升高，則油滴在P點時的電勢能將減小，故選項B正確，C錯誤；根據電容的定義式知，電容器與電源相連，則U不變，當C減小時，則極板帶電荷量Q也減小，故選項D錯誤。

7.答案：B

解析：設電子經加速電場加速后的速度為，加速電壓為，偏轉電壓為U，偏轉電場兩極板間的距離為d，極板的長度為l，則電子經加速電場加速的過程中，根據動能定理可得，電子在偏轉電場中的加速度，運動時間，離開偏轉電場時速度方向與水平方向夾角的正切值為。經分析可知B正確，ACD錯誤。

8.答案：D

解析：粒子做類平拋運動，在豎直方向的加速度大小為，根據類平拋運動規(guī)律有，又，聯(lián)立解得，A錯誤；粒子在D點處的豎直分速度大小為，速度大小為，聯(lián)立解得，B錯誤；粒子從C點到D點的過程中電場力做正功，電勢能減小，所以粒子在D點處的電勢能小于在C點處的電勢能，C錯誤；兩點間的距離為，聯(lián)立解得，D正確.

9.答案：C

解析：粒子在豎直方向做勻減速直線運動，則有，電場力做正功，重力做負功，使粒子的動能由變?yōu)?，則根據動能定理，有，解得，A、B兩點電勢差應為,故選C。

10.答案：C

解析：粒子在電場中做類平拋運動，從P點到再次落到連線上，水平位移等于豎直位移，即，解得，故A選項錯誤；豎直速度，合速度，故B選項錯誤；水平位移，豎直位移，故合位移大小，故C選項正確；設速度方向與豎直方向的夾角為θ，則，即，故D選項錯誤。

11.答案：充電；不能；放電；向左

解析：將開關S打到1，電容器將充電，上極板帶正電；充電過程中，自由電子不會穿過介質，而是在電場力的作用下沿導線定向移動，使極板帶電。再將開關S打到2，電容器放電，通過電流表的電流方向向左。

12.答案：；減小

解析：重力與電場力合力的大小為

方向是豎直向上的，所以A點相當于圓周運動中的等效最低點，B點相當于圓周運動中的等效最高點。若恰好做完整的圓周運動，在B點，根據圓周運動規(guī)律可得

解得

在A點繩子受到的拉力最大，B點繩子受到的拉力最小，所以小球由A運動到B的過程中，繩子拉力逐漸減小。

13.答案：（1）負電；

（2）

（3）

解析：（1）將電荷由A移到B，其電勢能增加0.2J，則靜電力做功，則電荷帶負電。

（2），根據靜電力做的功與電勢差的關系，兩點的電勢差

（3）由幾何關系可知兩點沿電場方向的距離

該勻強電場的場強大小

14、

（1）答案：小球帶正電，電荷量為

解析：從A到B過程中，在豎直方向小球做勻減速運動，加速度點是最高點，豎直分速度為0，有。

水平方向小球在電場力作用下做勻加速運動，可知小球帶正電，初速度為0，加速度，水平方向有，解得，可得。

（2）答案：，與水平方向的夾角為45°斜向右上方

解析：兩個方向上的分運動互為逆運動，故小球運動的水平位移大小等于豎直位移大小在豎直方向有，可得，

所以位移大小為，

方向與水平方向的夾角為45°斜向右上方。

（3）答案：

解析：設重力與電場力的合力為F，其與水平方向的夾角為θ，則，如圖所示。開始一段時間內，F與速度方向的夾角大于90°，合力做負功，動能減小，后來F與速度的夾角小于90°，合力做正功，動能增加，因此，當F與速度v的方向垂直時，小球的動能最小，速度也最小，設為，有，則，

解得。

15.答案：(1)

(2)