高中物理必修第三册第十章静电场中的能量综合复习检测卷含答案(14)

解析

如图所示，在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b．不计空气阻力，则下列说法正确的是

A．小球带负电 B．电场力与重力平衡

C．小球在从a点运动到b点的过程中，电势能增大 D．小球在运动过程中机械能守恒 【答案】BC 【详解】

AB.由题可知，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，受到重力、电场力和细绳的拉力，电场力与重力平衡，则知小球带正电．故A错误，B正确．

C.小球在从a点运动到b点的过程中，电场力做负功，小球的电势能增大．故C正确．

D.由于电场力做功，所以小球在运动过程中机械能不守恒．故D错误．

62．如图所示，一匀强电场的电场线平行于xOy平面，电场强度大

小为E，xOy平面上有一椭圆，椭圆的长轴在x轴上，E、F两点为椭圆的两个焦点，AB是椭圆的短轴，椭圆的一端过O点，则下列说法正确的是( )

A．在椭圆上，O、C两点间电势差一定最大 B．在椭圆上，A、B两点间电势差可能最大

C．一个点电荷从E点运动到椭圆上任意一点再运动到F点，电场力做功可能为零

D．一个点电荷从O点运动到A点与从B点运动到C点，电场力做功一定相同 【答案】BCD 【详解】

由于匀强电场方向平行于坐标平面，当电场方向平行于y轴时，O、

C间的电势差为零，A、B间的电势差最大，B项正确，A项错误；

如果电场方向平行于y轴，则E、F两点电势相等，则一个点电荷从

E点运动到椭圆上任意一点再运动到F点，电场力做功为零，C项正

确；由于O、A连线平行于B、C连线，且长度相等，因此在匀强电场中，O、A间的电势差和B、C间的电势差相等，一个点电荷从O点运动到A点与从B点运动到C点，电场力做功一定相同，D项正

确．

63．如图，电荷量分别为q和–q（q>0）的点电荷固定在正方体的两个顶点上，a、b是正方体的另外两个顶点，则（ ）

A．a点和b点的电势相等 B．a点和b点的电场强度大小相等 C．a点和b点的电场强度方向相同 D．将负电荷从a点移到b点，电势能增加 【答案】BC 【详解】

由几何关系，可知b的电势大于a的电势，故A错误；把负电荷从a移到b，电势能减少，故D错误；由对称性和电场的叠加原理，可得出a、b的合电场强度大小、方向都相同，故B、C正确。

64．如图所示，在一个匀强电场（图中未画出）中有一个四边形ABCD，

其中，M为AD的中点，N为BC的中点。一个带正电的粒子从A点移动到B点，电场力做功为WAB2.010电场力做功为WDC4.01099J；将该粒子从D点移动到C点，

J。则以下分析正确的是（ ）

A．若将该粒子从M点移动到N点，电场力做功为WMN3.0109J

B．若将该粒子从M点移动到N点，电场力做功WMN有可能大于4.0109J C．若A、B之间的距离为1 cm，该粒子的电荷量为2107C，则该电场的场强一定是E1V/m

D．若该粒子的电荷量为2109C，则A、B之间的电势差为1 V 【答案】AD 【详解】

AB．在匀强电场中，由于M为AD的中点，N为BC的中点，故

MAD2，NBC2

则

WMNqUMVqMNqADBC221qAB2111qDCWABWDC3.0109J 222故A正确，B错误； C．由

WABqUABqEd

若电场方向恰好沿AB方向，则d等于A、B之间的距离，d1cm，得

EWAB1V/m qd若电场方向不沿AB方向，则d1cm，得到E1V/m，故C错误； D．由

WABqUAB

得

UABWAB1V q故D正确。 故选AD。

65．如图甲所示，真空中有一半径为R、电荷量为＋Q的均匀带电球体，以球心为坐标原点，沿半径方向建立x轴.理论分析表明，x轴上各点的场强随x变化的关系如图乙所示，则( )

A．c点处的场强和a点处的场强大小相等、方向相同 B．球内部的电场为匀强电场 C．a、c两点处的电势相等

D．假设将一个带正电的试探电荷沿x轴移动，则从a点处移动到c点处的过程中，电场力一直做正功 【答案】AD 【分析】

由题中“真空中有一半径为R、电荷量为＋Q的均匀带电球体”可知，

本题考查点电荷电场强度、电势和电场力做功情况，根据点电荷电场分布规律可分析本题． 【详解】

A．由乙图可得，a、c处场强大小是相等的，方向相同，故A正确； B．由乙图可知，球内部的电场是非匀强电场，故B错误； CD．因为电场线方向是从a到c，沿着电场线的方向电势降低，故C错误；正电荷受到的电场力方向是从a到c，电场力一直做正功，故D正确．

66．半径为r=0.5m带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面的平行金属板连接，两板间距离为d=5cm，如图甲所示，有变化的磁场垂直于纸面，其变化规律如图乙所示（规定向里为正方向），在t=0时刻平板间中心有一电荷量为+q的微粒由静止释放，运动中粒子不碰板，不计重力作用，则以下说法中正确的是（ ）

A．第2秒内电流方向为顺时针 B．第3秒内电流方向为逆时针 C．第3秒末微粒回到了原位置 D．两极板之间的电场强度大小恒为N/C 【答案】AD 【详解】

A．第2秒内磁感应强度逐渐减小，由楞次定律判断线圈中电流方向为顺时针方向，A正确；

B．第3秒内磁感应强度方向向外，且逐渐增加，由楞次定律判断线圈中电流方向为顺时针方向，B错误；

C．第1s内，线圈中电流方向方向为逆时针方向，带正电粒子受电场力方向向上，粒子向上运动；第2s内，线圈中电流方向方向为顺时针方向，带正电粒子受电场力方向向下，粒子向下运动，回到原来位置；第3s内，线圈中电流方向方向为顺时针方向，带正电粒子受电场力方向向下，粒子继续向下运动，则第3秒末微粒不在原来位置，C错误；

D．由法拉第电磁感应定律可得

EBS=V t20电容器两端的电压等于感应电动势

UE

再根据电场强度与电势差的关系

E场=Ud

求得

E场=N/C

D正确。 故选AD。

67．如图所示，质子、氘核和α粒子都沿平行板电容器两板中线OO方

向垂直于电场线射入板间的匀强电场，射出后都打在同一个与OO垂 直的荧光屏上，使荧光屏上出现亮点。下列说法中正确的是（ ）

A．若它们射入电场时的速度相等，在荧光屏上将出现3个亮点 B．若它们射入电场时的动能相等，在荧光屏上将只出现2个亮点 C．若它们是由同一个电场从静止加速后射入此偏转电场的，在荧光屏上将只出现1个亮点

D．若它们是由同一个电场从静止加速后射入此偏转电场的，要增大偏移量可以只增大U 【答案】BCD 【详解】

A．设粒子的质量为m，电量为q，初速度为v0，匀强电场场强为E，板长为L，则

水平方向：粒子做匀速直线运动，则有

L=v0t 竖直方向：做匀加速直线运动，偏转距离

12qEL2yat222mv0

相等，

q若它们射入电场时的初速度相等，氘核、氦核的比荷m相等，y这两个粒子打在屏上同一点，所以光屏上将出现2个亮点，故A错；

B．若它们射入电场时的动能相等，即它们的mv2相等，质子、氘核的电荷相同，由A选项可知y相等，这两个粒子打在屏上同一点，所以光屏上将出现2个亮点，故B对；

C．设加速电压为U1、偏转电压为U，根据动能定理得

12qU1mv0 2EUd

解得

UL2y4U1d

可见，y与粒子的电量、质量无关，所以质子、氘核、氦核在偏转电场中偏转距离相等，这三个粒子都打在屏上同一点，所以光屏上将出现1个亮点，故C正确；

D．由C选项可知，若它们是由同一个电场从静止加速后射入此偏转电场的，要增大偏移量可以只增大U，故D对。 故选BCD。

68．如图所示，一个电子沿AO方向垂直射入匀强磁场中，磁场只限于半径为R的圆内，若电子速度为v，质量为m，带电量为q，磁感应强度为B．电子在磁场中偏转后从C点射出，AOC1200，下面结论正确的是（ ）

A．电子经过磁场的时间为3qB C．磁场的半径为R【答案】BD 【解析】

v2试题分析：由BqvmrmvqB

2mB．电子经过磁场的时间为3qB D．AC

mv间的距离为qB

m可得：rmvqB，由图可知电子在磁场中转过的圆

心角为60，根据几何知识可知电子转动的时间trAC长等于半径rmv2r2mTqB，vqB；

601mTT36063Bq，故

3mv，故3qBA错误B正确；对AOC分析

可知，半径R2sin60C错误；由于粒子的偏转角是60，所

D正确．

mv AC与粒子的偏转半径是相等的，为以 qB，故

考点：带电粒子在磁场中的运动

【名师点睛】本题考查带电粒子在磁场的中运动，解题的关键在于找出圆心和半径，再根据几何关系及洛仑兹力充当向心力即可解出． 69．如图所示，在真空室中有一水平放置的不带电平行板电容器，板间距离为d，电容为C，上板B接地。现有大量质量均为m、带电量均为q的小油滴，以相同的初速度持续不断地从两板正中间沿图中虚线所示方向射入，第一滴油滴正好落到下板A的正中央P点。如果能落到A板的油滴仅有N滴，且第N+1滴油滴刚好能飞离电

场，假定落到A板的油滴的电量能被板全部吸收，不考虑油滴间的相互作用，重力加速度为g，则（ ）

Cdmgq2A．落到AB．落到A

板的油滴数N板的油滴数N

3Cdmg4q2

C．第N+1

mgd滴油滴通过电场的整个过程所增加的动能等于2

D．第N+1滴油滴通过电场的整个过程所减少的机械能等于【答案】BD 【详解】

3mgd8AB．由第一滴油滴做平抛运动，正好落到下板A的正中央P点，则

1Lvt1 211dgt12 22第N+1滴油滴刚好能飞离电场

Lvt2

11dgt22 22agqUdmqC

UN

联立解得

N3Cdmg4q2

故A错误，B正确；

C．第N+1滴油滴通过电场的整个过程所增加的动能等于

qUmgd7mgd 228故C错误；

D．第N+1滴油滴通过电场的整个过程所减少的机械能等于克服电场力做功

qU3mgd28

故D正确。 故选BD。

70．下列关于电容器的说法正确的是（ ） A．电容器由两个彼此绝缘的导体构成 B．电容器只能储存同种电荷 C．任何绝缘的物质都能作为电介质 D．莱顿瓶不是电容器 【答案】AC 【详解】

A．两个相互靠近的、彼此绝缘的导体可以构成一个电容器，故A正确；

B．电容器带电后两极板分别带上等量异种电荷，故B错误； C．任何绝缘的物质都可以作电容器的电介质，故C正确； D．莱顿瓶是电容器，故D错误。 故选AC。