1、第十章单元达标检测卷一、选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是()A根据电场强度的定义式E可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比B根据电容的定义式C可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间电压成反比C根据真空中点电荷的电场强度公式Ek可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关D根据电势差的定义式UAB可知，带电荷量为1 C的正电荷，从A点移动到B点克服静电力做功为1 J，则A、B两点间的电势差为1 V【答案】D【解析】电场强度取决于电场本身，与有无
2、试探电荷无关，A错误；电容取决于电容器本身，与电容器所带电荷量和两极板间电压无关，B错误；Ek中，Q是场源电荷，所以电场中某点的电场强度与Q成正比，C错误；由UAB知，D正确2如图所示，在直线l上A、B两点各固定电荷量均为Q的正电荷，O为AB的中点，C、D两点关于A点对称，C、D两点的场强大小分别为EC、ED，电势分别为C、D则下列说法正确的是()AECED，CDBECDC在直线l上与D点电势相同的点除D点外可能还有2个D将一负电荷从C点移到D点其电势能减小【答案】B【解析】A在C点产生的场强方向水平向右，B在C点产生的场强方向水平向左，并且小于A在C点的电场强度大小，故C点的电场强度大小为两
3、电荷在C点产生电场强度之差，同理在D点产生的电场强度为两点电场强度之和，故ECD，A错误，B正确；根据电场强度的叠加可知在直线l上，与D点电势相等的点可能有3个，分别处于CO间、OB间和B的右侧，C错误；因为AD间的电势差大于AC间的电势差，可知C点的电势高于D点，根据Epq知，负电荷在C点的电势能小于D点的电势能，即将一负电荷从C点移到D点其电势能增大，D错误3下列四个电场中，a、b两点电场强度与电势均相同的是()【答案】C【解析】A中a、b是同一等势面上的两点，电势相同，场强大小相等，但方向不同，故A错误；B中a处电场线比b处电场线密，则a处场强较大，顺着电场线方向，电势降低，则b点的电势
4、较高，故B错误；C中a、b是匀强电场中的两点，电场强度相同，a、b连线与电场线垂直，在同一等势面上，电势相等，故C正确；D中等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线，则a、b的电势相同根据电场线的分布可知，a处场强较大，故D错误4一带正电粒子仅在电场力作用下从A点经B、C运动到D点，其vt图像如图所示，则下列说法中正确的是()AA处的电场强度一定小于B处的电场强度BA处的电势一定大于在B处的电势CCD间各点电场强度和电势都为零DAB两点间的电势差不等于CB两点间的电势差【答案】B【解析】由vt图像斜率可看出，带正电的粒子的加速度在A点时较大，由牛顿第二定律得知在A点的电场力大，故A点的电场强度一定
5、大于B点的电场强度，故A错误；B点速度比A点的速度大，说明从A到B电场力做正功，电势能减小，由于是正电荷，根据，电势也减小，A点电势大于B点电势，B正确；CD间各点电荷的加速度为零，故不受电场力，故电场强度为零，电场强度为零，说明各点之间的电势差为零，但电势不一定为零，C错误；A、C两点的速度相等，故粒子的动能相同，因此从A到B和从B到C电场力做功的绝对值相同，AB两点间的电势差等于CB两点间的电势差，故D错误5如图所示，一质量为m、带电荷量为q的粒子，以初速度v0从a点竖直向上射入匀强电场中，匀强电场方向水平向右粒子通过电场中的b点时，速率为2v0，方向与电场方向一致，则a、b两点间的电势差
6、为()ABCD【答案】C【解析】由题意可知，粒子受重力和水平方向的静电力作用，由加速度定义a，可得加速度的大小ax2ay2g，由牛顿第二定律可知，qE2mg，水平位移xt，竖直位移yt，即x2y，因此静电力做功W1qExqUab，重力做功W2mgy，由动能定理得W1W2m(2v0)2mv，解得Uab6如图所示，PQ为等量异种点电荷A、B连线的中垂线，C为中垂线上的一点，M、N分别为AC、BC的中点，若取无穷远处的电势为零，则下列判断正确的是()AM、N两点的电场强度相同BM、N两点的电势相等C若将一负试探电荷由M点移到C点，电场力做正功D若将一负试探电荷由无穷远处移到N点时，电势能一定增加【答
7、案】C【解析】M、N两点场强大小相等，但方向不同，A错误；PQ线上各点的电势均为零，PQ左侧电势为负，右侧电势为正，则M点电势低于N点电势，B错误；负电荷由M点移到C处，电势能减小，故电场力做正功，C正确；无穷远处电势为零，N点电势大于零，故负电荷由无穷远处移到N点时，电势能一定减小，D错误7下列关于静电场的说法正确的是()A沿电场线的方向，电场强度越来越小B正电荷逆着电场线方向移动时，电势能减少C同一等势面上，各点电场强度的大小一定相等D电场线与等势面处处相互垂直【答案】D【解析】沿电场线方向电势降低，而场强不一定变化，故A错误正电荷逆着电场线运动时，电场力做负功，根据功能关系知电势能增大，
8、故B错误同一等势面上的电势相等，而电场能强度的大小关系无法确定，故C错误沿着等势面移动电荷，电场力不做功，则电场力与等势面垂直，即电场线与等势面垂直，故D正确8如图所示的电路中，AB是两金属板构成的平行板电容器先将开关S闭合，等电路稳定后再将S断开，然后将B板向下平移一小段距离，并且保持两板间的某点P与A板的距离不变下列说法不正确的是()A电容器的电容变小B电容器内部电场强度变大C电容器内部电场强度不变DP点电势升高【答案】B二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分9如图所示平行板电容器两
9、个极板为A、B，B板接地，A板带有电荷量Q板间电场有一固定点P若将B板固定，A板下移一些，或者将A板固定，B板上移一些在这两种情况下，以下说法正确的是()AA板下移时，P点的电场强度不变，P点电势不变BA板下移时，P点的电场强度不变，P点电势升高CB板上移时，P点的电场强度不变，P点电势降低DB板上移时，P点的电场强度减小，P点电势降低【答案】AC【解析】电容器两板所带电量不变，正对面积不变，A板下移时，根据C、U 和E可推出，E，可知P点的电场强度E不变P点与下板的距离不变，根据公式UEd，P点与下板的电势差不变，则P点的电势不变，故A正确，B错误B板上移时，同理得知，P点的电场强度不变，根
10、据公式UEd，P点与下板的电势差减小，而P点的电势高于下板的电势，下板的电势为零，所以P点电势降低，故C正确，D错误10如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a点和c点关于MN对称、b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上以下判断正确的是()Ab点电场强度大于d点电场强度Bb点电场强度小于d点电场强度Ca、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差D试探电荷q在a点的电势能小于在c点的电势能【答案】BC【解析】如图所示，两电荷连线的中点位置用O表示，在中垂线MN上，O点电场强度最大，在两电荷之间连线上，O点电场强度最小，即EbE
11、O，EOEd，故EbEd，A错误，B正确；等量异种电荷的电场中，电场线、等势线均具有对称性，a、c两点关于MN对称，UabUbc，C正确；试探电荷q从a移到c，远离正电荷，靠近负电荷，静电力做正功，电势能减小，D错误11测定电子的电荷量的实验装置示意图如图所示，置于真空中的油滴室内有两块水平放置的平行金属板M、N，并分别与电压为U的恒定电源两极相连，板的间距为d现有一质量为m的带电油滴在极板间匀速下落，已知元电荷为e、重力加速度为g，则()A油滴中电子的数目为B油滴从小孔运动至N板过程中，电势能增加mgdC油滴从小孔运动至N板过程中，机械能增加eUD若将极板M向下缓慢移动一小段距离，油滴将加速
12、下降【答案】AB【解析】带电油滴在极板间匀速下落，故受力平衡，则有mgq，所以油滴带电荷量q，所以电子的数目为n，故A正确油滴下降过程中，静电力方向向上，静电力做的功为mgd，电势能增加mgd，故B正确机械能减少，故C错误若将极板M向下缓慢移动一小段距离，d减小，静电力Fq增大，合外力竖直向上，油滴将减速下降，故D错误12如图所示虚线为某电场中间距相等且平行的等势面，实线是垂直等势面的一条直线，其中A的电势为2 V，一电子仅在静电力的作用下运动，经过O、C等势面时的动能分别为10 eV和4 eV，已知每个间距大小为2 cm，则下列说中正确的是()A此电场的电场强度的大小为100 V/m，向从O
13、点指向D点B等势面B点的电势为零C电子不可能到达D等势面D电子运动到某一位置， 其电势能变为2 eV时，它的动能应为8 eV【答案】ABD【解析】根据题述，匀强电场中等势面间距相等，相邻等势面之间的电势差相等设相邻等势面之间的电势差为U，经过O、C等势面时的动能分别为10 eV和4 eV，根据动能定理可得e(OC)(410) eV，变形得(OC)3U6 V，解得U2 V, 因A的电势为2 V，故等势面B的电势为零，所以B正确；从O到C动能减小，电势能增大，而电子带负电，所以C点电势小，沿电场线方向电势减小，所以电场线方向由O指向C，根据E100 V/m，A正确；因只有电场力做功，动能与电势能之
14、和保持不变当电子的速度为零时，由能量守恒可得eB6 eVe，因B点的电势为零，解得6 V，而D点的电势为4 V，所以C错误；同理由能量守恒可得eB6 eV2 eVEk，Ek8 eV，所以D正确三、非选择题：本题共6小题，共60分13(6分)定性研究平行板电容器的电容与结构之间的关系的装置如图所示，平行板电容器的A板与静电计相连，B板和静电计金属壳都接地若充电后保持电容器所带电荷量不变，试指出下列三种情况下，静电计指针的偏转角度变化情况(均选填“变大”“变小”或“不变”)(1)图甲中正对面积减小时，静电计指针的偏转角度将 (2)图乙中板间距离增大时，静电计指针的偏转角度将 (3)图丙中插入电介质
15、时，静电计指针的偏转角度将 【答案】(1)变大(2)变大(3)变小【解析】(1)电容器所带电荷量一定，正对面积减小时，由C知，电容C减小，由C知，电势差U变大，故指针的偏转角度变大(2)板间距离增大时，由C知，电容C减小，由C知，电势差U变大，故指针的偏转角度变大(3)插入电介质时，由C知，电容C变大，由C知，电势差U变小，故指针的偏转角度变小14(6分)如图甲是观察用干电池对电容器充电过程中电容器两端电压随时间变化的图像，图乙是其对应的充电电流随时间变化的图像在充电的开始阶段，充电电流较大，电容器两端电压U增加(填“较快”或“较慢”)，随着电容器两端电压的增加，充电电流(填“逐渐减小”或“逐
16、渐增加”)，且电容器两端电压U的上升速度变缓，而向着趋近在充电过程中电容器的电能充电开始的瞬间电容器两端电压(填“能突变”或“不能突变”)通过图像看出在第2 s时电容器增加的电荷量Q约为C(已知QIt) 【答案】较快逐渐减小10 V增加不能突变0.710315(10分)在电场中将2.0109 C的正电荷从A点移到B点，静电力做功1.5107 J，再把这个电荷从B点移到C点静电力做功4107 J求：(1)AB间、BC间、AC间电势差各是多少？(2)将1.5109 C的电荷从A点移到C点静电力做功多少？【答案】(1)75 V200 V125 V(2)1.875107 J【解析】(1) AB间电势差
17、UAB V75 VBC间电势差UBC V200 VAC间电势差UACUABUBC75 V(200) V125 V(2)将1.5109 C的电荷从A点移到C点静电力做功WACUACq1251.5109 J1.875107 J16(12分)如图所示，某空间有一竖直向下的匀强电场，电场强度E1.0102 V/m，一块足够大的接地金属板水平放置在匀强电场中，在金属板的正上方高度h0.80 m的a处有一粒子源，盒内粒子以v02.0102 m/s的初速度向水平面以下的各个方向均匀放出质量为m2.01015 kg、电荷量为q1012 C的带电粒子，粒子最终落在金属板b上，若不计粒子重力，求：(结果保留2位有
18、效数字)(1)带电粒子打在金属板上时的动能；(2)从粒子源射出的粒子打在金属板上的范围(所形成的面积)；若使带电粒子打在金属板上的范围减小，可以通过改变哪些物理量来实现？【答案】(1)1.21010 J(2)面积为4.0 m2可以通过减小h或增大E来实现【解析】(1)不计粒子重力，只有静电力做功，对粒子由动能定理得qUabEkmv可得带电粒子打在金属板上时的动能为EkqUabmv1.21010 J(2)粒子源射出的粒子打在金属板上的范围以粒子水平抛出的落点为边界设水平抛出后t时刻落在板上xv0t，hat2，a，Sx2联立以上各式得所形成的面积S4.0 m2，可以通过减小h或增大E来实现17(1
19、3分)如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O，用一根长度为l0.20 m的绝缘轻线把质量m0.10 kg、带有正电荷的金属小球悬挂在O点，小球静止在B点时轻线与竖直方向的夹角37现将小球拉至位置A，使轻线水平张紧后由静止释放g取10 m/s2，sin 370.60，cos 370.80求：(1)小球所受静电力的大小；(2)小球通过最低点C时的速度大小；(3)小球通过最低点C时轻线对小球的拉力大小【答案】(1)0.75 N(2)1.0 m/s(3)1.5 N【解析】(1)小球受重力mg、静电力F和拉力FT，其静止时受力如图所示根据共点力平衡条件有Fmgtan 370.75 N(2)设小球
20、到达最低点时的速度为v，小球从水平位置运动到最低点的过程中，根据动能定理有mglFlmv2解得v1.0 m/s(3)设小球通过最低点C时细线对小球的拉力大小为FT根据牛顿第二定律有FTmgm解得FT1.5 N18(13分)A、B两带电平行板间电场强度E6103 N/C，两板间距离为5 cm，电场中P1点距A板0.5 cm，B板接地，如图所示求：(1)A、B两板电压为多大？(2)P1点电势为多大？(3)现将一个带电荷量为2103 C的带电粒子由P1点移到P2点，此过程电场力做功9.6102 J，则P2点距离B板多远？【答案】(1)300 V(2)270 V(3)3.7 cm【解析】(1)由公式UEd得UAB61035102 V300 V那么AB的电压为300 V(2)两板间距离为5 cm，电场中P1点距A板0.5 cm，则P1点距B板的距离为4.5 cm，由公式UEd得UP1B61034.5102 V270 V由于B板接地且B极带正电，则P1点电势为270 V(3)带电荷量为2103C的带电粒子由P1点移到P2点，此过程电场力做功9.6102J，则这两点的电势差为UP1P2 V48 V所以P2点电势为222 V又UP2BEd所以d m3.7 cm负号表示逆着电场线方向
