高中物理第十章静电场中的能量综合评估含解析第三册

1 第十章 《静电场中的能量》综合评估 一、单项选择题（本题共8小题，在每小题给出的四个选

项中，只有一个选项正确，每小题3分，共24分） 1．一正电荷在电场中仅受电场力作用,从A点运动到B点,速度随时间变化的图象如图所示，tA、tB分别对应电荷在A、B两点的时刻，则下列说法中正确的是( B )

A．A处的场强一定小于B处的场强 B．A处的电势一定低于B处的电势 C．电荷在A处的电势能一定大于在B处的电势能 D．从A到B的过程中，电场力对电荷做正功 解析：由图象知A处的加速度大于B处的加速度,A处的场强一定大于B处的场强，A错．由功能关系及动能和电势能之和守恒知B正确,C、D错． 2．据国外某媒体报道,一种新型超级电容器，能让手机几分钟内充满电，某同学在登山时就用这种超级电容器给手机充电，下列说法正确的是（ C ） 2

A．电容器的电容大小取决于电容器的带电量 B．电容器的电容大小取决于两极板间的电势差 C．电容器给手机充电时,电容器存储的电能变小 D．电容器给手机充电结束后，电容器不带电,电容器的电容为零 解析：电容器的电容是由电容器自身的因素决定的,给手机充电时，电容器所带的电荷量减小,存储的电能变小，电容器的电容是由电容器自身的因素决定的，故充电结束后,电容器的电容不可能为零，C正确． 3．如图所示,在一个粗糙水平面上，彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块．由静止释放后，两个物块向相反方向运动，并最终停止．在物块的运动过程中,下列表述正确的是( A ）

A．两个物块的电势能逐渐减少 B．物块受到的库仑力不做功 C．两个物块的机械能守恒 D．物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力 解析：由静止释放后，两带电小物块带同种电荷，所以库仑力对它们均做正功，故电势能都减小，A正确、B错误；两小 3

物块运动过程中,因摩擦力和电场力分别做功,发生机械能和其他能量的相互转化，故机械能不守恒，C错;因最终停止，故D错． 4。如图所示,两极板与电源相连接,电子从负极板边沿垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边沿飞出，现在使电子入射速度变为原来的两倍,而电子仍从原位置射入，且仍从正极板边沿飞出,则两极板的间距应变为原来的（ C )

A．2倍 B．4倍 C.错误! D.错误!

解析:电子在两极板间做类平抛运动，水平方向：l＝v0t，t

＝错误!；竖直方向：d＝错误!at2＝错误!t2＝错误!，故d2＝错误!,即d∝错误!,故C正确． 5。目前许多国产手机都有指纹解锁功能，常用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示．指纹的凸起部分叫做“嵴”，凹下部分叫做“峪”，传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和与之正对的皮肤表面就形成了大量的小电容器，由于距离不同，所以这些小电容器的电容 4

不同．此时传感器给所有的小电容器充电达到某一电压值,然后开始放电,其中电容值较小的小电容器放电较快，于是根据放电快慢的不同,就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹的图象数据．根据以上信息，下列说法中正确的是( C )

A．在峪处形成的小电容器电容较大 B．在峪处形成的小电容器放电较慢 C．在嵴处形成的小电容器充电后带电量较大 D．潮湿的手指对指纹识别没有任何影响 解析：在峪处小极板和正对的皮肤表面的距离变大，根据C＝错误!可知形成的电容器电容较小，故A错误；峪处形成的电容器较小，根据Q＝CU可知电容器的电荷量小,因为电容值小的电容器放电较快，峪处形成的电容器放电较快，故B错误;充电后在嵴处形成的电容器电容较大，根据Q＝CU可知电容器的电荷量大，故C正确；潮湿的手指头与传感器之间有水填充，改变了原来匹配成平行板电容器的电容,所以会影响指纹解锁，故D错误． 5

6.如图所示,虚线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时,其电势能变为－8 eV，它的动能应为( C )

A．8 eV B．13 eV C．20 eV D．34 eV 解析：等势面3的电势为零,则电荷在该处的电势能也是零．由于两相邻等势面的电势差相等，又知Eka＞Ekb,则a点的电势能可表示为－2qU（U为相邻两等势面间的电势差)，b点的电势能可表示为qU.由于总的能量守恒，则有: Eka＋（－2qU)＝Ekb

＋qU，即26－2qU＝5＋qU，解得qU＝7 eV，则总能量为7 eV

＋5 eV＝12 eV，当电势能为－8 eV时，动能Ek＝12 eV－(－8 eV)＝20 eV。 7.如图所示，在水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面，斜面上有一带电金属块沿斜面滑下,已知在金属块滑下的过程中动能 6

增加了12 J，金属块克服摩擦力做功8.0 J，重力做功24 J ，则以下判断正确的是（ D ）

A．金属块带负电荷 B．金属块克服电场力做功8。0 J C．金属块的电势能减少4.0 J D．金属块的机械能减少12 J 解析：根据动能定理可得:WG＋W电＋Wf＝ΔEk，代入数据即可求得W电＝－4 J，即金属块克服电场力做功4 J,金属块的电势能增加4 J，电场力做负功，金属受到的电场力向右，金属块带正电，故A、B、C错误;在该过程中金属块动能增加12 J,重力势能减少24 J，因此金属块的机械能减少12 J，故D正确． 8。静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置．如图所示为该透镜工作原理示意图，虚线表示这个静电场在xOy平面内的一簇等势线，等势线形状相对于x轴、y轴对称，且相邻两等势线的电势差相等．图中实线为某个电子通过电场区域时的轨迹示意图，关于此电子从a点运动到b点过程中， 7

下列说法正确的是（ C ) A．a点的电势高于b点的电势 B．电子在a点的加速度大于在b点的加速度 C．电子在a点的动能小于在b点的动能 D．电子在a点的电势能小于在b点的电势能 解析：根据等势线与电场线垂直,可作出电场线，电子所受的电场力与场强方向相反,故电子在y轴左侧受到一个斜向右下方的电场力，在y轴右侧受到一个斜向右上方的电场力，故电子沿x轴方向一直加速，所以电子在a点的动能小于在b点的动能，对负电荷是从低电势向高电势运动，所以a点的电势低于b点的电势，故A错误，C正确；根据等势线的疏密知道b处的电场线密,场强大，电子的加速度大，故B错误;根据负电荷在电势低处电势能大，可知电子的电势能一直减小,则电子在a处的电势能大于在b处的电势能,D错误． 二、多项选择题(本题共4小题．在每小题给出的四个选项中，有的有两个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的 8

得4分,选对但不全的得2分，选错的得0分，共16分) 9．如图所示，实线表示一簇关于x轴对称的等势面,在x轴上有A、B两点，则( AD ）

A．A点场强小于B点场强 B．A点场强方向指向x轴负方向 C．A点场强大于B点场强 D．A点电势高于B点电势

解析：由电场线与等势面的关系可知，电场线一定与等势面垂直，且从电势高的等势面指向电势较低的等势面,作出相对应的电场线分布,如图所示,则可知A、B两点处的场强方向应与x轴同向，由电场线的疏密可知，A点处的场强EA小于B点处的场强EB，故正确选项为A、D. 9

10．如图所示为一空腔导体周围的电场线分布，电场方向如图中箭头所示，M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆周上的四点，其中M、N在一条直线电场线上，P、Q在一条曲线电场线上，下列说法正确的有（ AC )

A．M点的电场强度比N点的电场强度小 B．P点的电势比Q点的电势低 C．负电荷在P点的电势能小于其在Q点的电势能 D．M、O间的电势差等于O、N间的电势差 解析：用电场线的疏密程度表示电场的强弱，故N点的场强比M点的场强大，故A正确．沿着电场线的方向电势越来越低，所以Q点的电势比P点的电势低，故B错误．P点电势高于Q点，根据Ep＝φq可知，负电荷在P点的电势能小于在Q点的电势能，故C正确．根据电场分布可知，MO间的平均电场强度比ON之间的平均电场强度小,故由公式U＝Ed可知，MO间的电势差小于ON间的电势差，故D错误． 10

11．两个等量负点电荷位于垂直于x轴的连线上，相对原点对称分布,选无穷远处电势为零．正确描述x轴上电场强度E、电势φ随位置变化规律的是图( AC )

解析:两个等量负点电荷的连线的中垂线上，连线中点的电场强度为零，无穷远电场强度也为零,故从连线中点到无穷远，电场强度先增加后减小；由于＋x方向场强向左,－x方向场强向右,故A正确，B错误;两个等量负点电荷的连线的中垂线上，从连线中点到无穷远是逆着电场线,故电势逐渐增加，故C正确，D错误． 12。某同学设计了一种静电除尘装置，如图甲所示，其中有一长为l、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后面板为绝缘材料，上、下面板为金属材料．图乙是装置的截面图,上、下两板与电压恒定为U的高压直流电源相连．带负电的尘埃被吸入矩形通道的水平速度为v0，当碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集．将被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值，称为除尘率．不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用．要增大除尘率,则下列措施可行的是（ AB )