高中物理必修第3册第十章 静电场中的能量测试卷专题练习（word版
一、第十章 静电场中的能量选择题易错题培优（难）
1．在真空中有水平放置的两个平行、正对金属平板，板长为l，两板间距离为d，在两极板间加一交变电压如图乙，质量为m，电荷量为e的电子以速度v0 （v0接近光速的1/20）从两极板左端中点沿水平方向连续不断地射入两平行板之间．若电子经过两极板间的时间相比交变电流的周期可忽略不计，不考虑电子间的相互作用和相对论效应，则（ ）
md2v2A．当Um＜时，所有电子都能从极板的右端射出 2elmd2v2B．当Um＞时，将没有电子能从极板的右端射出
el22md2v2C．当Um?时，有电子从极板右端射出的时间与无电子从极板右端射出的时间之
el2比为1：2
D．当Um?2md2v2时，有电子从极板右端射出的时间与无电子从极板右端射出的时间2el之比为1：2 【答案】A 【解析】
A、B、当由电子恰好飞出极板时有：l=v0t，
eUmd12?at，a?由此求出：22mdmd2v2，当电压大于该最大值时电子不能飞出，故A正确，B错误；C、当Um?el212md2v2md2v2，一个周期内有的时间电压低于临界电压，因此有电子从极板右Um?2el2el2端射出的时间与无电子从极板右端射出的时间之比为1：1，故C错误,D、若
Um?2md2v2，有电子从极板右端射出的时间与无电子从极板右端射出的时间之比为2el12?1，则D选项错误．故选A． ?12?1【点睛】该题考查了带电粒子的类平抛运动，和平抛运动具有相同规律，因此熟练掌握平抛运动规律是解决这类问题的关键．
2．如图所示，两个可视为点电荷的带正电小球A和B，A球系在一根不可伸长的绝缘细线
一端，绕过定滑轮，在细绳的另一端施加拉力F，B球固定在绝缘座上，位于定滑轮的正下方。现缓慢拉动细绳，使A球缓慢移动到定滑轮处，此过程中，B球始终静止，忽略定滑轮大小和摩擦，下列判断正确的是（ ）
A．B球受到的库仑力先增大后减小 B．拉力F一直增大
C．地面对绝缘座的支持力一直减少 D．A球的电势能先不变后减少 【答案】D 【解析】 【详解】
设球所受库仑力大小为FC，AB两球间距离为r，B球距定滑轮为h，A球与定滑轮间距离为l，对开始位置处的A球受力分析，将F和FC合成如图，由相似三角形可得
QQmgFC??kA3B hrr所以A球缓慢移动过程中，r先不变，等A球运动到滑轮正下方后，r再变大；整个过程中l一直减小。
A．r先不变再变大，B球受到的库仑力大小先不变再减小，故A项错误； B．A球未到滑轮正下方时，由相似三角形可得
Fmg? lh所以F先减小，当A球到达滑轮正下方后，由平衡条件可得
F?kQAQB?mg r2
所以F再增大，故B项错误；
C．A球未到滑轮正下方时，库仑力大小不变，方向趋近竖直，则B球受到库仑力的竖直分量变大，地面对绝缘座的支持力先变大；A球到达滑轮正下方后，B球受到库仑力大小减小、方向竖直向下，地面对绝缘座的支持力减小；故C项错误；
D．r先不变再变大，两者间的库仑斥力对A球先不做功后做正功，则A球的电势能先不变后减少，故D项正确。
3．如图甲所示，a、b是一条竖直电场线上的两点，一带正电的粒子从a运动到b的速度—时间图象如图乙所示，则下列判断正确的是
A．b点的电场方向为竖直向下 B．a点的电场强度比b点的大
C．粒子从a到b的过程中电势能先减小后增大 D．粒子从a到b的过程中机械能先增大后减小 【答案】B 【解析】 【详解】
A.粒子在a点时受到的电场力方向向上，大小大于重力，所以电场的方向为竖直向上，故A错误；
B.粒子在b点时受到的电场力小于重力，所以a点的电场强度比b点的大，故B正确； C.粒子从a到b的过程中电场力一直做正功，所以电势能一直减小，故C错误； D.粒子从a到b的过程中，除重力做负功外，只有电场力做正功，则机械能一直增大，故D错误。
4．如图所示，在方向水平向右的匀强电场中，细线一端固定，另一端拴一带正电小球，使球在竖直面内绕固定端O做圆周运动。不计空气阻力，静电力和重力的大小刚好相等，细线长为r。当小球运动到图中位置A时，细线在水平位置，拉力FT=3mg。重力加速度大小为g，则小球速度的最小值为 ( )
高中物理必修第3册第十章 静电场中的能量测试卷专题练习(word版
