高中物理必修第3册第十章 静电场中的能量试卷综合测试（Word版 含答案）
一、第十章 静电场中的能量选择题易错题培优（难）
1．空间存在一静电场，电场中的电势φ随x (x轴上的位置坐标)的变化规律如图所示，下列说法正确的是( )
A．x = 4 m处的电场强度可能为零 B．x = 4 m处电场方向一定沿x轴正方向 C．沿x轴正方向，电场强度先增大后减小
D．电荷量为e的负电荷沿x轴从0点移动到6 m处，电势能增大8 eV 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A、由φ?x图象的斜率等于电场强度，知x=4 m处的电场强度不为零，选项A错误；B、
从0到x=4 m处电势不断降低，但x=4 m点的电场方向不一定沿x轴正方向，选项B错误；C、由斜率看出，沿x轴正方向，图象的斜率先减小后增大，则电场强度先减小后增大，选项C错误；D、沿x轴正方向电势降低，某负电荷沿x轴正方向移动，电场力做负功，从O点移动到6m的过程电势能增大8 eV，选项D正确．故选D． 【点睛】
本题首先要读懂图象，知道φ-x图象切线的斜率等于电场强度，场强的正负反映场强的方向，大小反映出电场的强弱．
2．在电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从A 点竖直向上抛出，其运动的轨迹如图所示，小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上，M为轨迹的最高点，小球抛出时的动能为8.0J，在M点的动能为6.0J，不计空气的阻力，则（ ）
A．从A点运动到M点电势能增加 2J B．小球水平位移 x1与 x2 的比值 1：4 C．小球落到B点时的动能 24J
D．小球从A点运动到B点的过程中动能有可能小于 6J 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
将小球的运动沿水平和竖直方向正交分解，水平分运动为初速度为零的匀加速直线运动，竖直分运动为匀变速直线运动；
A．从A点运动到M点过程中，电场力做正功，电势能减小，故A错误；
B．对于初速度为零的匀加速直线运动，在连续相等的时间间隔内位移之比为1：3，故B错误；
C．设物体在B动能为EkB，水平分速度为VBx，竖直分速度为VBy。 由竖直方向运动对称性知
1mVBy2=8J 2对于水平分运动
Fx1=
11mVMx2-mVAX2 2211mVBx2-mVAX2 22F（x1+x2）=
x1：x2=1：3
解得：
Fx1=6J； F（x1+x2）=24J
故
EkB=
故C错误；
D．由于合运动与分运动具有等时性，设小球所受的电场力为F，重力为G，则有：
Fx1=6J
1m（VBy2+VBx2）=32J 21F22 ??t?6J 2mGh=8J 1G22 ??t?8J 2m所以：
F3 ?G2由右图可得：
tan??F G
所以
sin??3 7则小球从 A运动到B的过程中速度最小时速度一定与等效G’垂直，即图中的 P点，故
Ekmin?故D正确。 故选D。
121242mvmin?m（v0sin?）?J＜6J 227
3．位于正方形四角上的四个等量点电荷的电场线分布如右图所示，ab、cd分别是正方形两条边的中垂线，O点为中垂线的交点，P、Q分别为cd、ab上的点，且OP＜OQ. 则下列说法正确的是
A．P、O两点的电势关系为?p??o B．P、Q两点电场强度的大小关系为EQ C．若在O点放一正点电荷，则该正点电荷受到的电场力不为零 D．若将某一负电荷由P点沿着图中曲线PQ移到Q点，电场力做负功 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A．根据电场叠加，由图像可以知道ab、cd两中垂线上各点的电势都为零，所以P、O两点的电势相等，故A错； B．电场线的疏密表示场强的大小，根据图像知EQ C．四个点电荷在O点产生的电场相互抵消，场强为零，故在O点放一正点电荷,则该正点电荷受到的电场力为零，故C错误. D．P、Q电势相等，若将某一负电荷由P点沿着图中曲线PQ移到Q点，电场力做功为 零，故D错误； 故选B. 点睛：根据电场线的方向确定场源电荷的正负.电势的高低看电场线的指向,沿着电场线电势一定降低.电场线的疏密表示场强的大小,;根据电势高低判断功的正负. 4．如图甲所示，平行金属板A、B正对竖直放置，C、D为两板中线上的两点。A、B板间不加电压时，一带电小球从C点无初速释放，经时间T到达D点，此时速度为v0；在A、B两板间加上如图乙所示的交变电压，t=0带电小球仍从C点无初速释放，小球运动过程中未接触极板，则t=T时，小球（ ） A．在D点上方 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 B．恰好到达D点 C．速度大于v D．速度小于v 小球仅受重力作用时从C到D做自由落体运动，由速度公式得v0?gT，现加水平方向的周期性变化的电场，由运动的独立性知竖直方向还是做匀加速直线运动，水平方向0~沿电场力方向做匀加速直线运动， T4 TT~做匀减速直线运动刚好水平速度减为零，42T3T3T~T做反向的匀减速直线运动水平速度由对称性减~做反向的匀加速直线运动，424为零，故t=T时合速度为v0，水平位移为零，则刚好到达D点，故选B。 【点睛】 平行板电容器两极板带电后形成匀强电场，带电离子在电场中受到电场力和重力的作用，根据牛顿第二定律求出加速度，根据分运动和合运动的关系分析即可求解。 5．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 ( ) A．2gr 【答案】C 【解析】 【详解】 由题意可知： B．2gr C．(6-22)gr D．(6+22)gr qE=mg， tanθ= 解得： θ=45°， qE=1， mg 在A位置，由牛顿第二定律得： 2vAFT+qE=m， r解得： vA=2gr， 小球在图示B位置速度最小，从A到B过程，由动能定理得： -mgrcosθ+qEr（1-sinθ）= 解得，小球的最小速度： vB=(6?22)gr； 故ABD错误，C正确额。 故选C。 【点睛】 本题考查了求小球的最小速度，分析清楚小球运动过程、知道小球在何处速度最小是解题的前提与关键，应用动能定理与牛顿第二定律可以解题． 11mvB2-mvA2， 22 6．如图所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管(正向电阻为零可以视为短路，反向电阻无穷大可以视为断路)连接，电源负极接地。初始电容器不带电，闭合开关稳定后，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态。下列说法正确的是( )
高中物理必修第3册第十章 静电场中的能量试卷综合测试(Word版 含答案)
