第第頁(yè)2023-2024學(xué)年高二物理人教版（2023）必修第三冊(cè)第十一章電路及其應(yīng)用單元卷（含解析）第十一章電路及其應(yīng)用單元卷

一、選擇題

1.如圖（a），在一塊很大的接地金屬平板的上方固定一負(fù)電荷.由于靜電感應(yīng)，在金屬平板上表面產(chǎn)生感應(yīng)電荷，金屬板上方電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖（b）中虛線所示，相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差都相等.若將一正試探電荷先后放于M和N處，該試探電荷受到的電場(chǎng)力大小分別為和，相應(yīng)的電勢(shì)能分別為和，則()

A.B.

C.D.

2.如圖所示為一勻強(qiáng)電場(chǎng)，某帶電粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，在這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服重力做的功為2.0J，電場(chǎng)力做的功為1.5J，則下列說(shuō)法正確的是()

A.粒子帶負(fù)電B.粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在B點(diǎn)少1.5J

C.粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能比在B點(diǎn)少0.5JD.粒子在A點(diǎn)的機(jī)械能比在B點(diǎn)少1.5J

3.平行x軸方向的靜電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E隨x的變化關(guān)系如圖所示，規(guī)定x軸正方向?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)正方向，帶負(fù)電的點(diǎn)電荷沿x軸運(yùn)動(dòng)，則點(diǎn)電荷()

A.由運(yùn)動(dòng)到的過(guò)程中，電勢(shì)能增大

B.由運(yùn)動(dòng)到的過(guò)程中，電勢(shì)能減小

C.由運(yùn)動(dòng)到的過(guò)程中，電勢(shì)先減小后增大

D.由運(yùn)動(dòng)到的過(guò)程中，所受電場(chǎng)力先減小后增大

4.如圖所示為兩個(gè)不等量的異種點(diǎn)電荷所形成的電場(chǎng)，曲線PQR是一帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下通過(guò)該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，由此可判斷()

A.該帶電粒子一定帶正電

B.帶電粒子在P點(diǎn)的動(dòng)能小于在Q點(diǎn)的動(dòng)能

C.帶電粒子在P點(diǎn)的加速度大于在R點(diǎn)的加速度

D.帶電粒子在P點(diǎn)的電勢(shì)能小于在R點(diǎn)的電勢(shì)能

5.如圖所示，將帶負(fù)電的試探電荷沿著等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，再沿連線從B點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)，在此過(guò)程中()

A.試探電荷所受的靜電力先減小再增大B.電場(chǎng)力先不做功然后做正功

C.所經(jīng)過(guò)各處的電勢(shì)先降低再升高D.試探電荷的電勢(shì)能先不變?cè)僭龃?/p>

6.某中學(xué)生在研究心臟電性質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)興奮在心肌中傳播時(shí)，在人體的體表可以測(cè)出與之對(duì)應(yīng)的電勢(shì)變化。如圖所示為人體表面的瞬時(shí)電勢(shì)分布圖，該電勢(shì)分布可等效為兩等量點(diǎn)電荷周圍的電勢(shì)分布，圖中實(shí)線為等差等勢(shì)面，標(biāo)注的數(shù)值分別表示不同等勢(shì)面的電勢(shì)，為等勢(shì)面上的點(diǎn)，為兩點(diǎn)電荷連線上對(duì)稱的兩點(diǎn)，為兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上對(duì)稱的兩點(diǎn)，則()

A.兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不同

B.兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不同

C.兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差

D.從c點(diǎn)沿直線到d點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度先變大后變小

7.如圖所示的電場(chǎng)中，實(shí)線和虛線分別表示該電場(chǎng)的電場(chǎng)線和等勢(shì)線，若a、b兩點(diǎn)處的電勢(shì)為零，相鄰等勢(shì)線間的電勢(shì)差為2V，則()

A.a點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度等于b點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度

B.c、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于c、a兩點(diǎn)間的電勢(shì)差

C.電子在c點(diǎn)處具有的電勢(shì)能為20eV

D.若將一電子在d點(diǎn)處由靜止釋放，則運(yùn)動(dòng)至c點(diǎn)對(duì)應(yīng)等勢(shì)線時(shí)，具有的動(dòng)能為2eV

8.關(guān)于靜電場(chǎng)的等勢(shì)面，下列說(shuō)法正確的是()

A.兩個(gè)電勢(shì)不同的等勢(shì)面可能相交

B.電場(chǎng)線與等勢(shì)面處處相互垂直

C.同一等勢(shì)面上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一定相等

D.將一負(fù)的試探電荷從電勢(shì)較高的等勢(shì)面移至電勢(shì)較低的等勢(shì)面，電場(chǎng)力做正功

9.如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)有四個(gè)平行等間距的等勢(shì)面，其中c等勢(shì)面的電勢(shì)為零.一個(gè)不計(jì)重力的電子從a等勢(shì)面以8J的初動(dòng)能沿與a等勢(shì)面成一定夾角的方向射入，電子到達(dá)d等勢(shì)面時(shí)速度方向與等勢(shì)面平行，動(dòng)能大小為2J，則下列說(shuō)法正確的是()

A.電子到達(dá)d等勢(shì)面時(shí)的電勢(shì)能為

B.電子到達(dá)c等勢(shì)面時(shí)的動(dòng)能為4J

C.電子射入方向與電場(chǎng)線的夾角為60°

D.電子從a等勢(shì)面射入到再次回到a等勢(shì)面的過(guò)程中速度方向偏轉(zhuǎn)了150°

10.如圖所示，在O點(diǎn)處放置一點(diǎn)電荷是以O(shè)點(diǎn)為球心的球面上的點(diǎn)，平面與平面垂直，則下列說(shuō)法中正確的是()

A.兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同

B.兩點(diǎn)的電勢(shì)相等

C.點(diǎn)電荷在球面上任意兩點(diǎn)之間移動(dòng)時(shí)，靜電力要做功

D.圖中兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差與兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差不同

二、非選擇題

11.將電荷量為的正電荷，從無(wú)限遠(yuǎn)處（電勢(shì)為零）移到電場(chǎng)中的A點(diǎn)，要克服靜電力做功，求：

（1）移動(dòng)過(guò)程中，電荷的電勢(shì)能__________（選填“增加”或“減小”），電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能為________，A點(diǎn)電勢(shì)為________。

（2）在A點(diǎn)有一個(gè)帶電荷量為的電荷，該電荷具有的電勢(shì)能為________。

12.如圖所示，三條虛線為電場(chǎng)中的等勢(shì)面，等勢(shì)面b的電勢(shì)為0，且相鄰兩個(gè)等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等，一個(gè)帶正電的粒子在A時(shí)的動(dòng)能為10J，在靜電力作用下從A運(yùn)動(dòng)到B，在B時(shí)速度為0，當(dāng)這個(gè)粒子的動(dòng)能為6J時(shí)，其電勢(shì)能大小為__________。

13.一個(gè)電場(chǎng)中有兩點(diǎn)，電荷量為的試探電荷放在電場(chǎng)中的A點(diǎn)，具有的電勢(shì)能；為的試探電荷放在電場(chǎng)中的B點(diǎn)，具有的電勢(shì)能。現(xiàn)把為的試探電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力做正功還是負(fù)功數(shù)值是多少？

14.如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷q在恒力F作用下，從A點(diǎn)沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)。已知的帶電荷量為之間的距離點(diǎn)電勢(shì)，不計(jì)點(diǎn)電荷重力。求：

（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小和方向；

（2）q在從A到B的過(guò)程中電勢(shì)能的變化量；

（3）間的電勢(shì)差及B點(diǎn)電勢(shì)。

答案以及解析

1.答案：A

解析：在電場(chǎng)中，等差等勢(shì)面越密，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，由此可知，由可知，，由于固定電荷為負(fù)電荷，電場(chǎng)方向由金屬板指向負(fù)電荷，沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)越來(lái)越低，可知M點(diǎn)所在等勢(shì)面的電勢(shì)大于N點(diǎn)所在等勢(shì)面的電勢(shì)，即，正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能大，可知，A正確，B、C、D錯(cuò)誤.

2.答案：D

解析：粒子在電場(chǎng)力的作用下向右偏轉(zhuǎn)，電場(chǎng)力方向向右，與電場(chǎng)方向相同，可知粒子帶正電，故A錯(cuò)誤；粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，則粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在B點(diǎn)多1.5J，故B錯(cuò)誤；從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過(guò)程中，克服重力做的功為2.0J，電場(chǎng)力做的功為1.5J，故粒子所受合力做負(fù)功，在A點(diǎn)的動(dòng)能比在B點(diǎn)多0.5J，故C錯(cuò)誤；從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，機(jī)械能的增加量等于電場(chǎng)力做功的多少，所以機(jī)械能增加了1.5J，D正確.

3.答案：B

解析：點(diǎn)電荷由運(yùn)動(dòng)到的過(guò)程中，場(chǎng)強(qiáng)沿x軸負(fù)方向，則帶負(fù)電的點(diǎn)電荷逆著電場(chǎng)線方向由運(yùn)動(dòng)到，電勢(shì)升高，電勢(shì)能減小，故A、C錯(cuò)誤，B正確；點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到的過(guò)程中，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小先增大后減小，由知，點(diǎn)電荷所受的電場(chǎng)力先增大后減小，故D錯(cuò)誤.

4.答案：B

解析：電場(chǎng)力沿著電場(chǎng)線的切線且指向運(yùn)動(dòng)軌跡彎曲的內(nèi)側(cè)，故該帶電粒子一定帶負(fù)電，A錯(cuò)誤；電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，從P到Q再到R，粒子受到的兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場(chǎng)的作用力都做正功，動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小，則帶電粒子在P點(diǎn)的動(dòng)能小于在Q點(diǎn)的動(dòng)能，在P點(diǎn)的電勢(shì)能大于在R點(diǎn)的電勢(shì)能，B正確，D錯(cuò)誤；R點(diǎn)處的電場(chǎng)線比P點(diǎn)處密集，則帶電粒子在R點(diǎn)受到的電場(chǎng)力較大，帶電粒子在P點(diǎn)的加速度小于在R點(diǎn)的加速度，C錯(cuò)誤.

5.答案：B

解析：根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷周圍電場(chǎng)分布規(guī)律可知，從A到B電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸增大，從B到C電場(chǎng)強(qiáng)度也逐漸增大，由可知，從A經(jīng)過(guò)B到C過(guò)程中，試探電荷所受的靜電力一直增大，A錯(cuò)誤；從A到B電場(chǎng)力與位移垂直，電場(chǎng)力不做功，試探電荷電勢(shì)能不變，所以從A到B所經(jīng)過(guò)各處電勢(shì)不變，Q和連線上電場(chǎng)強(qiáng)度方向由Q指向，可知從B到C，試探電荷所經(jīng)過(guò)各處的電勢(shì)逐漸升高，電場(chǎng)力做正功，試探電荷電勢(shì)能減小，B正確，C、D錯(cuò)誤.

6.答案：D

解析：該瞬時(shí)電勢(shì)分布可等效為等量異種點(diǎn)電荷周圍的電勢(shì)分布，等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布如圖所示，又為兩點(diǎn)電荷連線上對(duì)稱的兩點(diǎn)，為兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上對(duì)稱的兩點(diǎn)，所以兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同，兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同，AB錯(cuò)誤；兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差，C錯(cuò)誤；在同一電場(chǎng)中，等差等勢(shì)面越密集的地方，電場(chǎng)越強(qiáng)，結(jié)合題圖中等差等勢(shì)面的密集程度可判斷出從c點(diǎn)沿直線到d點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度先變大后變小，D正確。

7.答案：D

解析：本題考查通過(guò)電場(chǎng)線判斷電勢(shì)及能量關(guān)系。a點(diǎn)處的電場(chǎng)線更密集，則a點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度，故A錯(cuò)誤；a、b兩點(diǎn)處的電勢(shì)為零，則c、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于c、a兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，故B錯(cuò)誤；由題圖可得c點(diǎn)處的電勢(shì)為20V，則電子在c點(diǎn)處具有的電勢(shì)能為，故C錯(cuò)誤；電子從d點(diǎn)處由靜止運(yùn)動(dòng)至c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的等勢(shì)線時(shí)，電場(chǎng)力做功2eV，電勢(shì)能減少2eV，動(dòng)能增加2eV，故D正確。

8.答案：B

解析：在靜電場(chǎng)中，兩個(gè)電勢(shì)不同的等勢(shì)面不會(huì)相交，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電場(chǎng)線與等勢(shì)面一定處處相互垂直，選項(xiàng)B正確；同一等勢(shì)面上的電場(chǎng)強(qiáng)度可能相等，也可能不相等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電場(chǎng)線總是由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面，按D項(xiàng)移動(dòng)負(fù)的試探電荷時(shí)，電場(chǎng)力做負(fù)功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

9.答案：B

解析：勻強(qiáng)電場(chǎng)中四個(gè)等勢(shì)面平行且等間距，由相鄰等勢(shì)面間電勢(shì)差相等并結(jié)合動(dòng)能定理得，由以上各式解得電子到達(dá)c等勢(shì)面時(shí)的動(dòng)能等勢(shì)面的電勢(shì)為零，電勢(shì)能為零，根據(jù)能量守恒定律可知，解得電子到達(dá)d等勢(shì)面時(shí)的電勢(shì)能A錯(cuò)誤，B正確；勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直，因此電子的運(yùn)動(dòng)可分解為垂直于等勢(shì)面方向上的勻變速直線運(yùn)動(dòng)和平行于等勢(shì)面方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)電子射入方向與電場(chǎng)線的夾角為θ，平行于等勢(shì)面方向的速度大小為，由幾何知識(shí)得，解得C錯(cuò)誤；根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知，電子從a等勢(shì)面射入到再次回到a等勢(shì)面的過(guò)程中速度方向偏轉(zhuǎn)了120°，D錯(cuò)誤.

10.答案：B

解析：兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，故A錯(cuò)誤；是以O(shè)點(diǎn)為球心的球面上的點(diǎn)，這些點(diǎn)都在同一個(gè)等勢(shì)面上，所以兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，故B正確；整個(gè)球面是等勢(shì)面，所以點(diǎn)電荷在球面上任意兩點(diǎn)之間移動(dòng)時(shí)，靜電力不做功，故C錯(cuò)誤；點(diǎn)在同一個(gè)等勢(shì)面上，所以兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差與兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差相同，故D錯(cuò)誤。故選B。

11.答案：（1）增加；；5V

（2）

解析：（1）電荷從無(wú)限遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中的A點(diǎn)，要克服靜電力做功，電荷的電勢(shì)能增加；無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)能為零，則電荷在A點(diǎn)具有的電勢(shì)能。

A點(diǎn)的電勢(shì)為。

（2）在A點(diǎn)放上一個(gè)帶電荷量為的負(fù)電荷，該電荷具有的電勢(shì)能。

12.答案：-1J

解析：設(shè)等差等勢(shì)面間的電勢(shì)差絕對(duì)值為U，帶正電的粒子只受靜電力作用，則粒子的能量守恒，即動(dòng)能與電勢(shì)能的和為定值。粒子從A到