第PAGE"pagenumber"pagenumber頁，共NUMPAGES"numberofpages"numberofpages頁第PAGE"pagenumber"pagenumber頁，共NUMPAGES"numberofpages"numberofpages頁2025-2026年湖南省邵陽市人教版高中物理必修第三冊第十單元靜電場中的能量培優(yōu)測試試卷學(xué)校:___________姓名:___________班級:___________考號:___________一、單選題（本大題共8小題，共32分）1．[4分]某電場的電場線分布如圖中實線所示，虛線為某一點電荷只在電場力作用下的運動軌跡.以下說法正確的是 ()A．該點電荷帶負(fù)電B．該點電荷在a點的加速度大于在d點的加速度C．該點電荷在a點的動能小于在d點的動能D．若把該點電荷從b點移動到c點，靜電力做負(fù)功2．[4分]如圖，矩形ABCD位于勻強電場中，電場方向平行于矩形平面。已知，P是CD的中點。A、B、C的電勢分別為8V、6V、4V。用外力將一個電子從A點移動到P點，已知元電荷電量為e，下列說法正確的是（）A．該過程中，電子的電勢能增加5eVB．該過程中，電子的電勢能減少3eVC．該過程中，電場力對電子做正功5eVD．該勻強電場的場強大小為，方向垂直BD斜向右上方3．[4分]?11H、?12H、?13H三個原子核，電荷量均為+q(q>0)，質(zhì)量之比為1:2:3.如圖所示，A.三個原子核剛到達(dá)下極板時的動能相等B.落在C點的原子核是?C.?11H、?1D.若將上極板向上移動較小的距離，原子核在電場中的運動不受影響4．[4分]手機觸摸屏多數(shù)采用的是電容式觸摸屏，其原理可簡化為如圖所示的電路。平行板電容器的上、下兩極板A、B分別接在一恒壓直流電源的兩端，上極板A為兩端固定的可動電極，下極板B為固定電極。當(dāng)用手指觸壓屏幕上某個部位時，可動電極的極板會發(fā)生形變，從而改變電容器的電容。當(dāng)壓力F增大時（）A．電容器所帶電荷量不變B．電容器放電C．極板間的電場強度減小D．靈敏電流計中有從b到a的電流5．[4分]兩個固定的點電荷P、Q所形成電場的等勢線如圖中的虛線所示，一帶電粒子以某一初速度從圖中的d點進(jìn)入電場，僅在靜電力的作用下運動，運動軌跡如圖中的實線所示。下列說法正確的是（）A．點電荷P、Q帶有等量同種電荷，粒子帶負(fù)電B．點電荷P、Q帶有等量同種電荷，粒子帶正電C．粒子從d點到a點運動的過程中，電勢能先減小后增大D．粒子經(jīng)過a點時的速度大于經(jīng)過d點時的速度6．[4分]如圖所示為示波管內(nèi)的聚焦電場，圖中實線為電場線，虛線為等勢線，a、b、c為靜電場中的三點，b、c在同一條直線電場線上，則下列說法正確的是 ()A．a(chǎn)、b、c三點中，c點電勢最高B．a(chǎn)、b、c三點中，a點場強最大C．正電荷在b點的電勢能大于在c點的電勢能D．負(fù)電荷在b點由靜止釋放，僅在電場力的作用下能沿直線由b點運動到c點7．[4分]勻強電場中有a、b、c三點，在以它們?yōu)轫旤c的三角形中，∠a=30°、∠c=90°，電場方向與三角形所在平面平行.已知a、b和c點的電勢分別為（2-3）V、（2+3）V和2V.則該三角形的外接圓上最低、最高電勢分別為 （）A．（2-3）V、（2+3）V B．0V、4VC．（2-433）V、（2+438．[4分]如圖甲所示，兩平行金屬板MN、PQ的板長和板間距均為d，板間存在隨時間周期性變化的勻強電場（如圖乙），電場方向與兩板垂直，不計重力的帶電粒子沿板間中線且垂直于電場方向源源不斷地射入電場，z粒子射入電場時的初速度大小均為v0，已知t＝0時刻射入電場的粒子剛好沿上板右邊緣垂直電場方向射出電場。不計粒子間的相互作用，則（）A．t＝0之后射入電場的粒子可能會打到極板上B．eq\f(T,8)時刻進(jìn)入電場的粒子最終一定垂直電場方向射出電場C．eq\f(T,4)時刻進(jìn)入電場的粒子在兩板間的最大偏移量為eq\f(d,4)D．若粒子的入射速度變?yōu)?v0，則無論哪個時刻進(jìn)入電場的粒子，其從電場射出時的側(cè)向位移都為零二、多選題（本大題共3小題，共15分）9．[5分]如圖所示，絕緣輕桿的兩端固定帶有等量異號電荷的小球（不計重力）。開始時，兩小球分別靜止在A、B位置。現(xiàn)外加一勻強電場E，在靜電力作用下，小球繞輕桿中點O轉(zhuǎn)到水平位置。取O點的電勢為0。下列說法正確的有（）A．電場E中A點電勢低于B點B．轉(zhuǎn)動中兩小球的電勢能始終相等C．該過程靜電力對兩小球均做負(fù)功D．該過程兩小球的總電勢能增加10．[5分]在如圖所示的電場中有A、B兩點，下列判斷正確的是()A．電勢φA>φB，電場強度EA>EBB．電勢φA>φB，電場強度EA<EBC．將電荷量為q的正電荷從A點移到B點，靜電力做正功，電勢能減少D．將電荷量為q的負(fù)電荷從A點移到B點，電荷具有的電勢能EpA>EpB11．[5分]（多選）如圖所示，空間中存在水平向右的勻強電場，用長為l的絕緣輕繩系住一帶電小球，輕繩的另一端固定在O點，現(xiàn)將小球拉到O點右側(cè)，使輕繩處于水平狀態(tài)，已知小球的電荷量為?q(q>0)，質(zhì)量為m，電場強度大小為mgq，A.釋放后小球做圓周運動B.小球先做勻加速直線運動，然后做圓周運動回到初始位置C.繩子伸直后，小球做圓周運動的過程中，在小球擺到O點左下方與豎直方向夾角為45°時，D.若釋放后小球能做完整的圓周運動且回到出發(fā)點，則釋放時小球的初速度大小至少為(三、非選擇題（本大題共5小題，共53分）12．[8分]在“用傳感器觀察電容器的充、放電過程”實驗中，按圖甲所示連接電路.電源電動勢為8.0V，單刀雙擲開關(guān)S先跟2相接，某時刻開關(guān)改接1，一段時間后，把開關(guān)再改接2.實驗中使用了電流傳感器來采集電流隨時間的變化情況甲（1）電容器充電后，開關(guān)S改接2使電容器進(jìn)行放電，此過程得到的圖像如圖乙所示，如果不改變電路其他參數(shù)，只減小電阻R的阻值，則此過程的曲線與坐標(biāo)軸所圍成的面積將____（填“減小”“不變”或“增大”）.乙（2）若實驗中測得該電容器在整個放電過程中釋放的電荷量Q=3.44×10?3C，則該電容器的電容為（3）關(guān)于電容器在整個充、放電過程中的q-t圖像和UAB?t圖像的大致形狀，可能正確的是____.（q為電容器極板所帶的電荷量，UAB為A、BA.B.C.D.13．[8分]在測定電容器電容的實驗中，將電容器、電壓傳感器、阻值為3kΩ的電阻R、電源、單刀雙擲開關(guān)S按圖甲所示電路圖進(jìn)行連接．先使開關(guān)S與1相連，電源給電容器充電，充電完畢后把開關(guān)S擲向2，電容器放電，直至放電完畢，實驗得到了與電壓傳感器相連接的計算機所記錄的電壓隨時間變化的圖線，并由計算機進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后記錄了“峰值”及圖線與時間軸所圍圖像的“面積”，如圖乙所示．(1)根據(jù)圖甲所示的電路，觀察圖乙可知：充電電流與放電電流方向________(填“相同”或“相反”)，大小都隨時間________(填“增大”或“減小”)．(2)該電容器的電容為________F(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．(3)某同學(xué)認(rèn)為：仍利用上述裝置，將電壓傳感器從電阻兩端改接在電容器的兩端，也可以測出電容器的電容值，請你分析并說明該同學(xué)的說法是否正確？________________________________________________________________________________________________________________________________________________14．[9分]如圖所示，一質(zhì)量為m=2kg帶正電的小球，用幾乎不可伸長的長為L=2m的絕緣細(xì)線懸掛于O點，處于一水平向右的勻強電場中，靜止時細(xì)線右偏與豎直方向成45°角，位于圖中的P點（g=10m/s2）。(1)求靜止在P點時線的拉力是多大？(2)如將小球向左拉緊至與O點等高的B點由靜止釋放，求小球剛運動到C點時的速度大?。?3)如將小球向左拉緊至與O點等高的B點由靜止釋放，求小球到達(dá)A點時繩的拉力是多大？15．[12分]如圖，在豎直平面內(nèi)，一半徑為R的光滑絕緣圓弧軌道ABC和水平絕緣軌道PA在A點相切，BC為圓弧軌道的直徑，O為圓心，OA和OB之間的夾角為，，整個裝置處于水平向右的勻強電場中．一質(zhì)量為m、電荷量為q（q＞0）的帶電小球在電場力的作用下沿水平軌道向右運動，經(jīng)A點沿圓弧軌道通過C點，落至水平軌道；已知小球在C點所受合力的方向指向圓心，且此時小球?qū)壍赖膲毫η『脼榱?，重力加速度大小為g．求(1)勻強電場的場強大小；(2)小球到達(dá)A點時速度的大小；(3)小球從C點落至水平軌道上的位置與A點的距離．16．[16分]如圖所示，在以O(shè)為圓心、半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強電場，AB為圓的直徑。一質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的帶電粒子在紙面內(nèi)自A點飄入電場（速度很小，可以認(rèn)為粒子速度為0），從圓周上的C點以速率v0穿出，運動過程中粒子僅受電場力作用，且AC與AB的夾角θ=60°。（1）求電場強度的大小；（2）若粒子從A點以不同速度射入電場，求穿出電場時動能增量的最大值；（3）若粒子進(jìn)入電場的速度方向與電場方向垂直，為使粒子穿過電場前后速度變化量的大小為，求該粒子進(jìn)入電場時的速度應(yīng)為多大。

參考答案1．【答案】C【解析】做曲線運動的物體受到的合外力指向運動軌跡的凹側(cè)，結(jié)合題圖可知該點電荷帶正電，A錯誤；電場線越密集，電場強度越大，由題圖知，d處電場強度大于a處電場強度，則該點電荷在a點所受的電場力小于在d點所受的電場力，該點電荷在a點的加速度小于在d點的加速度，B錯誤；由a到d過程中，電場力做正功，動能增大，則該點電荷在a點的動能小于在d點的動能，C正確；點電荷帶正電，若把該點電荷從b點移動到c點，靜電力做正功，D錯誤.【方法總結(jié)】帶電粒子在電場中的運動軌跡(1)根據(jù)帶電粒子運動軌跡的彎曲方向判斷出帶電粒子所受電場力的方向；(2)力的分析：把電場線方向、電場力方向、電場線疏密和加速度大小聯(lián)系分析；(3)能的分析：把電場力做功與能量的變化聯(lián)系分析.2．【答案】D【詳解】C．根據(jù)勻強電場強度與電勢差的關(guān)系可得，解得D的電勢為，P是CD的中點，P點電勢為，一個電子從A點移動到P點電場力做功為，可知該過程中，電子的電場力做負(fù)功3eV，C錯誤；AB．根據(jù)功能關(guān)系可知該過程中，電子的電勢能增加3eV，AB錯誤；D．B點和D點電勢為6V，故BD為等勢線，等勢線與電場線垂直，故電場線方向與BD垂直，沿電場線方向電勢降低，故電場強度方向垂直BD斜向右上方，則電場強度大小為，D正確。選D。3．【答案】D【解析】根據(jù)動能定理,原子核到達(dá)下極板時的動能為Ek=12mv2=12mv02+qU1,其中U1為射入點與下極板的電勢差,原子核到達(dá)下極板時,靜電力做功相同,因三個原子核的質(zhì)量不同,故三個原子核的初動能不同,則三個原子核剛到達(dá)下極板時的動能不相等,A錯誤；根據(jù)?=12×qEmt2,x=v0t,可得x=v02?mqE,可知質(zhì)量越大,x越大,則落在A點的原子核是?13H【關(guān)鍵點撥】解決此類問題的關(guān)鍵是要掌握類平拋運動的處理方法.垂直于電場方向,帶電粒子做勻速直線運動,沿電場方向,帶電粒子做勻變速直線運動.4．【答案】D【詳解】AB．根據(jù)，當(dāng)壓力F增大時，減小，電容器的電容增大，電容器與電源相連，電容器兩極板間的電勢差不變，根據(jù)，可知電容器所帶電荷量增加，電容器充電，AB錯誤；C．當(dāng)壓力F增大時，減小，電容器兩極板間的電勢差不變，根據(jù)，可知極板間的電場強度增大，C錯誤；D．電容器充電，靈敏電流計中有從b到a的電流，D正確。選D。5．【答案】A【詳解】AB．圖中關(guān)于兩點電荷連線左右對稱，由于電場線垂直于等勢線，由高電勢點指向低電勢點，可知，點電荷P、Q帶有等量同種正電荷，由于粒子所受電場力為其合力，則電場力指向軌跡內(nèi)側(cè)，根據(jù)圖像可知，粒子所受電場力方向與電場方向相反，則粒子帶負(fù)電，A正確，B錯誤；C．結(jié)合上述可知，粒子從d點到a點運動的過程中，電場力先做負(fù)功，后做正功，則電勢能先增大后減小，C錯誤；D．根據(jù)圖像可知，粒子從d點到a點運動的過程中，根據(jù)動能定理有，解得，D錯誤。選A?！娟P(guān)鍵點撥】電場方向：電場線從高電勢指向低電勢，根據(jù)等勢線分布判斷電荷類型。電勢能與動能的轉(zhuǎn)換：電場力做功引起電勢能和動能的變化，通過動能與電勢能變化的關(guān)系分析粒子運動情況。電場力作用方向：根據(jù)粒子運動軌跡判斷電場力方向，從而確定粒子的電荷性質(zhì)。6．【答案】C【解析】沿著電場線方向電勢逐漸降低，所以a、b、c三點中，c點電勢最低，b點電勢最高，A錯誤；電場線的疏密程度反映場強的大小，c點電場線最密，所以c點場強最大，B錯誤；電勢能Ep=qφ，b點的電勢高于c點的電勢，所以正電荷在b點的電勢能大于在c點的電勢能，C正確；負(fù)電荷在b點由靜止釋放，所受電場力方向水平向右，僅在電場力的作用下向右運動，不可能沿直線由b點運動到c點，D錯誤.7．【答案】B【詳解】如圖所示，取ab的中點O，即為三角形的外接圓的圓心，且該點電勢為2V，故Oc為等勢線，其垂線MN為電場線，方向為M→N.外接圓上電勢最低點為N點，電勢最高點為M點.設(shè)外接圓的半徑為R，則UOP=UOa=3V，UON=E·R，UOP=E·Rcos30°，則UON∶UOP=2∶3，故UON=2V，N點電勢為零，為最低電勢點，同理M點電勢為4V，為最高電勢點，故選B．8．【答案】B【詳解】粒子在平行極板方向不受靜電力，做勻速直線運動，故所有粒子的運動時間相同；t＝0時刻射入電場的帶電粒子沿板間中線垂直電場方向射入電場，沿上板右邊緣垂直電場方向射出電場，說明豎直方向分速度變化量為零，運動時間為周期的整數(shù)倍，故所有粒子最終都垂直電場方向射出電場，故B正確，A錯誤；當(dāng)t＝0時，射入電場的粒子，運動時間為電場變化周期的整數(shù)倍，則有水平方向d＝v0t＝v0nT（n＝1,2,3…）豎直方向每eq\f(T,2)移動的位移都相同設(shè)為Δy，則有Δy＝eq\f(1,2)a（eq\f(T,2)）2＝eq\f(1,8)aT2，eq\f(d,2)＝2nΔy（n＝1,2,3…），則Δy＝eq\f(d,4n)（n＝1,2,3…），當(dāng)該粒子在eq\f(T,4)時刻以速度v0進(jìn)入電場，則此時粒子豎直方向上在靜電力的作用下，先做勻加速，再做勻減速，接著再反向做勻加速和勻減速后回到中線位置，由運動的對稱性可知，豎直方向先勻加速后勻減速的位移為y1＝2×eq\f(1,2)a（eq\f(T,4)）2＝eq\f(1,16)aT2＝eq\f(1,2)Δy＝eq\f(d,8n)（n＝1,2,3…），當(dāng)n＝1時，y1取最大值，為y1＝eq\f(d,8)，故C錯誤；在入射速度為v0時，eq\f(T,4)時刻進(jìn)入的粒子從中線位置射出，從電場射出時的側(cè)向位移為零，若粒子的入射速度變?yōu)?v0，則時間t＝eq\f(nT,2)（n＝1,2,3…），若n＝1，則該粒子在eq\f(3T,4)時刻射出電場，此過程中沿著電場方向，粒子先做勻加速運動，再做勻減速運動到沿著電場方向速度為零時射出電場，側(cè)向位移不為零，故D錯誤。9．【答案】AB【詳解】A．沿著電場線方向，電勢降低，所以A點電勢低于B點，A正確；B．由于O點的電勢為0，根據(jù)勻強電場的對稱性，電勢，又，，所以電勢能，B正確；CD．A、B位置的小球受到的靜電力分別水平向右、水平向左，絕緣輕桿順時針旋轉(zhuǎn)，兩小球受到的靜電力對兩小球均做正功，電場力做正功，電勢能減少，CD錯誤。選AB。10．【答案】BC【詳解】沿著電場線方向電勢逐漸降低，則φA>φB，電場線密處電場強度大，則EA<EB，選項A錯誤，B正確；正電荷從A點移到B點，靜電力做正功，電勢能減少，選項C正確；負(fù)電荷從A點移到B點，靜電力做負(fù)功，電勢能增大，故EpA<EpB，選項D錯誤。11．【答案】CD【解析】小球受到的電場力大小為F電=Eq=mg,根據(jù)平行四邊形定則可得,小球受到的合力大小為2mg,方向沿左下方與豎直方向夾角為45°,靜止釋放后,小球先做勻加速直線運動,小球運動到O點正下方時,繩子伸直,之后小球做圓周運動,A錯誤；繩子伸直的瞬間,小球沿繩方向的速度減為0,只剩垂直于繩方向的速度,動能有損失,故小球不會回到初始位置,B錯誤；小球運動到O點正下方繩子伸直,小球做圓周運動,小球運動到等效最低點時,繩子拉力最大,由A中分析可知,合力方向沿左下方與豎直方向夾角為45°時，小球位于等效最低點繩子拉力最大,C正確；若釋放后小球能做完整的圓周運動,如圖所示,臨界情況為在等效最高點時,繩子拉力為0,對小球有2mg=mv2l,設(shè)這種情況下小球釋放時的初速度為v0,則有?12．【答案】（1）不變（2）430（3）AD【詳解】（1）因題圖乙中圖線與坐標(biāo)軸所圍成的面積等于電容器帶的電荷量,則如果不改變電路其他參數(shù),只減小電阻的阻值,則此過程的曲線與坐標(biāo)軸所圍成的面積將不變；（2）該電容器的電容為C=Q（3）電源給電容器充電時,剛開始電荷量的變化率較大,后來變化率減小,放電時,電荷量變化率剛開始比較大,后來變化率減小,A正確,B錯誤；根據(jù)C=QU,且C不變可知,Q與U的變化情況相同,C錯誤,D【關(guān)鍵點撥】電容器充電和放電過程中,電壓和電流隨時間變化的圖像如圖所示.其中,由微元法可得I?t圖線與時間軸圍成的面積代表電荷量.13．【答案】(1)相反減小(2)1.0×10－2(3)正確，見解析【解析】(1)根據(jù)題圖甲所示的電路，觀察題圖乙可知充電電流與放電電流方向相反，大小都隨時間減?。?2)根據(jù)充電時電壓—時間圖線可知，電容器的電荷量為Q＝It＝eq\f(U,R)t，而電壓峰值為Um＝6V，則該電容器的電容為C＝eq\f(Q,Um)，設(shè)電壓—時間圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積S＝Ut，聯(lián)立解得C＝eq\f(Q,Um)＝eq\f(S,RUm)＝eq\f(182.7,3000×6)F＝1.0×10－2F.(3)正確，電容器放電的過程中，電容器C與電阻R兩端的電壓大小相等，因此通過對放電曲線進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后記錄的“峰值Um”及圖線與時間軸所圍“面積”，仍可應(yīng)用C＝eq\f(Q,Um)＝eq\f(S,RUm)計算電容值．【注意說明】充電時電容器所帶電荷量增加，