章末检测试卷(第1章 静电力与电场场强)-（配套word）2023-2024学年高一新教材物理必修第三册 【步步高】学习笔记（鲁科版）

章末检测试卷(第1章) (满分：100分) 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．(2022·江西九江一中高二期末)如图所示，A项中的a、b是以电荷量为Q的点电荷为圆心的圆周上的两点，B项中的a、b是等量异种电荷连线中垂线上相对于中点O对称的两点，C项中a、b为等量同种电荷连线中垂线上相对于中点O对称的两点；D项中a、b是等量同种电荷连线上相对于中点O对称的两点，则a、b两点电场强度相同的是(　　) 答案　B 解析　在点电荷产生的电场中，同心球面上a、b两点的电场强度大小相等、方向不同，故A错误；在等量异种电荷产生的电场中，中垂线上相对于O点对称的a、b两点的电场强度大小相等、方向相同，故B正确；在等量同种电荷产生的电场中，连线上和中垂线上相对于O点对称的两点的电场强度大小相等、方向相反，故C、D错误。 2.如图所示，两个点电荷的电荷量分别为q1＝4×10－9 C和q2＝－9×10－9 C，分别固定于光滑绝缘水平面上相距20 cm 的a、b两点，有一个点电荷c(不计重力)放在a、b所在直线上且静止不动，则该点电荷所处的位置是(　　) A．在a点左侧40 cm处 B．在a点右侧8 cm处 C．在b点右侧20 cm处 D．无法确定 答案　A 解析　根据平衡条件，该点电荷应在a点的左侧，设它所带电荷量为q，与a点间的距离为x，则有k＝k，代入数据解得x＝40 cm，故选项A正确。 3．(2023·广东广州六中高二期中)a、b两个带电小球的质量均为m，所带的电荷量分别为＋q和－q，两球间用一绝缘细线连接，用长度相同的另一绝缘细线将a悬挂在天花板上。在两球所在的空间有方向水平向左的匀强电场，电场强度大小为E，平衡时两细线都被拉紧，则平衡时两球的位置可能是图中的(　　) 答案　A 解析　a带正电，受到的电场力水平向左，b带负电，受到的电场力水平向右。以整体为研究对象，整体所受的电场力大小为0，则上面悬挂a的细线应竖直；以b球为研究对象，b带负电，受到的电场力水平向右，根据平衡条件，细线对b的拉力应有向左的分力，则b在a的右下方。故选A。 4.(2023·天津崇化中学高二期中)如图所示，直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图所示。M、N两点各固定一负点电荷，一电荷量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点，则H点处电场强度的大小和方向分别为(　　) A.，沿y轴正方向 B.，沿y轴负方向 C.，沿y轴正方向 D.，沿y轴负方向 答案　B 解析　正点电荷在O点时，G点电场强度为零，即两负点电荷在G点的合电场强度大小为E1＝，方向沿y轴正方向。由对称性知，两负点电荷在H点处的合电场强度大小为E2＝E1＝，方向沿y轴负方向。当把正点电荷放在G点时，正点电荷在H点处产生的电场强度大小为E3＝，方向沿y轴正方向。所以H点处电场强度的大小E＝E2－E3＝，方向沿y轴负方向，故选项B正确。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5．(2023·福建尤溪第一中学高二期中)物理和生活息息相关，联系生活实际对物理基本概念的认识和理解，是学好物理的基础。下列有关电学知识的相关说法，正确的是(　　) A．图甲中超高压带电作业的工作人员，为了保证他们的安全，他们必须穿上橡胶制成的绝缘衣服 B．图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理而制成的 C．图丙中避雷针的示意图，是在高大建筑物屋顶插入一根尖锐的导体棒且与接地装置连接，可防止建筑物被雷击 D．图丁为静电喷漆的示意图，静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相同的电荷，这样使油漆与金属表面在静电斥力作用下喷涂更均匀 答案　BC 解析　图甲中超高压带电作业的工作人员，为了保证他们的安全，他们必须穿上金属丝制成的衣服，以起到静电屏蔽的作用，选项A错误；图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理而制成的，选项B正确；图丙中避雷针的示意图，是在高大建筑物屋顶插入一根尖锐的导体棒且与接地装置连接，把静电导入大地，可防止建筑物被雷击，选项C正确；喷枪喷出的油漆微粒带负电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的金属件带正电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面可以使油漆与金属表面结合得更牢固，故D错误。 6.(2022·黑龙江哈尔滨市宾县第二中学高二开学考试)如图中实线是一簇未标明方向的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动过程中只受电场力的作用，根据此图可作出正确判断的是(　　) A．带电粒子所带电荷的符号 B．电场强度的方向 C．带电粒子在a、b两点的受力方向 D．带电粒子在a、b两点的加速度何处较大 答案　CD 解析　粒子所受电场力指向轨迹曲线凹侧，由粒子的轨迹可知，在a、b两点粒子所受的电场力都沿着电场线指向左侧，粒子的电性和电场强度的方向都无法判断，A、B错，C对；电场线的疏密表示电场的强弱，由题图知，a点电场强度大，则加速度大，D对。 7.(2023·福建福州市高二期中)A、B两带电小球，电荷量分别为＋q、＋9q，质量分别为m1和m2，如图所示，用两根不可伸长的绝缘细线悬挂于O点，静止时A、B两球处于同一水平线上，其中O点到A球的距离OA＝2L，∠AOB＝90°，∠OAB＝60°，C是AB连线上一点且在O点的正下方，带电小球均可视为点电荷，静电力常量为k，则下列说法正确的是(　　) A．A、B两球间的库仑力大小F＝ B．A、B两球的质量之比为m1∶m2＝1∶3 C．C点的电场强度为零 D．若仅互换A、B两球的带电荷量，则A、B两球将仍处于同一水平线上 答案　CD 解析　A、B间的距离为4L，则库仑力大小F＝k＝，选项A错误；对A球FA＝，对B球FB＝，FA＝FB，解得A、B两球的质量之比为m1∶m2＝3∶1，选项B错误；因AC＝L，CB＝3L，则C点的电场强度EC＝k－k＝0，选项C正确；根据库仑定律可知，仅互换A、B两球的带电荷量，A、B两球所受库仑力不变，则A、B两球仍将处于同一水平线上，故D正确。 8.(2023·上海市市西中学高二期中)如图所示，用细线将质量为m的带电小球P悬挂在O点，小球所带电荷量为q，放入匀强电场中，小球处于静止状态时细线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g。以下判断正确的是(　　) A．电场强度方向沿水平方向时，匀强电场的电场强度大小为 B．若电场强度取最小值，则其大小一定为 C．若电场强度大小为，则细线拉力一定最小 D．无论电场强度大小方向如何，剪断细线后，小球一定做直线运动 答案　AB 解析　当电场强度方向水平时，对P受力分析可得tan θ＝，解得E＝，故A正确；当所受电场力方向垂直细线时，电场力取最小值，则有Eq＝mgsin θ，可得E＝，故B正确；当所受电场力方向竖直向上，且mg＝Eq时，细线拉力为0，此时电场强度E＝，当所受电场力方向水平向右，且θ＝45°时，mg＝Eq，此时细线拉力大小为mg，并非最小值，故C错误；当所受电场力方向竖直向上，电场强度E＝时，细线拉力为0，剪断细线小球保持静止，故D错误。 三、非选择题：本题共7小题，共60分。 9.(4分)(2023·福建福州市罗源第一中学高二阶段练习)如图所示，半径为r的导体球A放置在绝缘支架上，带有正电荷，电荷量为Q。它的右侧有一个带正电的点电荷B，电荷量为q。已知B与A的球心O距离为l，OCB在同一水平直线上。A上的电荷形成的电场在距球心O点为处的C点的场强大小为________，方向为________(填“水平向左”或“水平向右”)。A上的电荷对B的作用力F________k。(填“>”“<”或“＝”) 答案　k(2分)　水平向右(1分)　<(1分) 解析　导体球A在点电荷B的电场中处于静电平衡状态，导体球A内部场强处处为零，所以A上的电荷形成的电场在距球心O点为的C点的场强与点电荷B在C点产生的场强等大反向，则有E＝k，方向与点电荷B在C点产生的场强方向相反即水平向右。 由于导体球A放入点电荷B的电场中电荷重新分布，根据同种电荷相互排斥可知，导体球等效电荷集中点将向左移动，如果导体球等效电荷集中在球心，A上的电荷对B的作用力为FAB＝k，由于导体球等效电荷集中点将向左移动，距离变大，所以力变小。 10.(4分)(2023·福建宁德柘荣县第一中学高二阶段练习)如图所示，一半径为r的圆环上均匀分布着电荷，在垂直于圆环且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷。已知d点处的电场强度为零，静电力常量为k，则圆环在d点产生的电场强度大小为________，c点的电场强度大小为________，b点的电场强度大小为________。 答案　(1分)　(1分)　(2分) 解析　电荷量为q的点电荷在d处产生的电场强度为Ed1＝＝，向右；d点处的场强为零，故圆环在d处产生的场强为E＝Ed1＝，向左，故圆环带负电荷； 结合对称性和矢量合成法则，圆环在c点产生的场强为零；电荷q在c点产生的场强为E＝，向右；故c点的场强为，向右； 结合对称性，圆环在b处产生的场强为Eb1＝，向右；点电荷q在b处产生的场强为Eb2＝，向右；故b点场强为E＝＋＝，向右。 11.(5分)(2023·河南周口市高二阶段练习)为探究静电对水流的影响，某同学进行了下列实验： ①观察水流，发现梳子一靠近水流，水流就弯向梳子 ②用塑料梳子梳头发，然后将梳子靠近水流 ③移开梳子，小水流又平稳地流了下来 ④调节水龙头，使它平稳地流出一细小水流 (1)以上实验步骤合理的顺序是________(填步骤前序号)； (2)为确保实验成功，应让头发和塑料梳子保持________(选填“干燥”“湿润”或“潮湿”)； (3)梳子一靠近水流。水流就弯向梳子。是因为________(填选项前字母)。 A．梳子带负电，水带正电，两者相互吸引 B．梳子带正电，水带负电，两者相互吸引 C．梳子带负电，水不带电，梳子靠近水时，梳子由于带电而吸引轻小物体 D．梳子带正电，水不带电，梳子靠近水时，梳子由于带电而吸引轻小物体 答案　(1)④②①③(1分)　(2)干燥(2分)　(3)C(2分) 解析　(1)由题意知实验步骤合理的顺序应为：④调节水龙头，使它平稳地流出一细小水流；②用塑料梳子梳头发，然后将梳子靠近水流；①观察水流，发现梳子一靠近水流，水流就弯向梳子；③移开梳子，小水流又平稳地流了下来。即顺序为④②①③。 (2)由题意知，应让梳子梳头时容易产生摩擦起电，所以应让头发和塑料梳子保持干燥。 (3)本身水流不带电，梳子一靠近水流，水流就弯向梳子。是因为梳子带负电，水不带电，梳子靠近水时，梳子由于带电而吸引轻小物体，故选C。 12．(7分)某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。 步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。 步骤二：使小球处于同一位置，增大(或减小)小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。 (1)图甲中实验采用的方法是________； A．理想实验法 B．等效替代法 C．微小量放大法 D．控制变量法 (2)图甲实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的减小而________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)接着该组同学使小球处于同一位置，增大(或减少)小球A所带的电荷量，比较小球所受作用力大小的变化。如图乙，悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球B，在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上，B处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为θ，若两次实验中A的电荷量分别为q1和q2，θ分别为30°和60°，则为________。 答案　(1)D(2分)　(2)增大(2分)　(3)(3分) 解析　(1)图甲中保持电荷量不变，只改变距离，研究力的变化情况，所以用的是控制变量法，故选D。 (2)本实验中，根据小球的摆角可以看出小球所受作用力的大小，由题图甲可知，电荷量越大、距离越小，细线偏离竖直方向的角度越大，根据对小球受力分析可知电荷之间的静电力随着电荷量的增大、距离的减小而增大； (3)对小球B受力分析，根据库仑定律结合平衡条件有mgtan θ＝，解得qA＝ 可得两次实验中A的电荷量之比为＝＝。 13．(12分)(2023·广东茂名市高二期中)空间中三点A、B和C是直角三角形的三个顶点，且AB＝4 cm，∠CAB＝37°，现将点电荷QA和QB分别放在A、B两点，测得C点的电场强度大小为EC＝8 N/C，方向如图所示，(静电力常量k＝9×109 N·m2/C2，sin 37°＝0.6)求： (1)QA产生的电场在C点的电场强度大小和方向； (2)QA电荷量大小； (3)若在C点放一个q＝－2×10－8 C的试探电荷，这个试探电荷受到的静电力大小和方向。 答案　(1)10 N/C　由C指向A　(2)2.8×10－12 C　(3)1.6×10－7 N　由A指向B 解析　(1)如图所示，根据矢量叠加法则可知QA在C点产生的电场强度方向一定由C指向A，而QB在C点产生的电场强度方向一定由B指向C，所以有EC＝EAcos 37° 解得EA＝10 N/C(2分) (2)根据前面分析可知QA带负电，根据几何关系可得AC＝＝5 cm(1分) 根据点电荷电场强度公式有EA＝k(2分) 解得QA≈2.8×10－12 C(1分) (3)试探电荷受到的静电力大小为F＝|q|EC＝1.6×10－7 N(3分) 由于试探电荷带负电，所以F的方向与EC的方向相反，为由A指向B。(3分) 14．(12分)质量均为m的两个可视为质点的小球A、B，分别被长为L的绝缘细线悬挂在同一点O，给A、B分别带上一定量的正电荷，并用水平向右的外力F0作用在A球上，平衡以后，悬挂A球的细线竖直，悬挂B球的细线向右偏60°角，如图所示。若A球的电荷量为q，重力加速度为g，静电力常量为k，求： (1)B球的电荷量为多少； (2)水平外力F0的大小。 答案　(1)　(2)mg 解析　(1)当系统平衡以后，B球受到如图所示的三个力：重力mg、细线的拉力F1、库仑斥力F， 合力为零，由平衡条件得 Fcos 30°－F1cos 30°＝0(2分) Fsin 30°＋F1sin 30°－mg＝0(2分) 由库仑定律得F＝k 联立上述三式，可得B球的电荷量 qB＝(1分) (2)A球受到如图所示的四个力作用，合力为零， 得F0＝F′·cos 30°(3分) 而F′＝F(3分) 所以A球受到的水平外力F0＝mg。(1分) 15.(16分)(2023·江西上饶市广信区高二综合中学期中)如图所示，固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量分别为＋Q和－Q，A、B相距为2d，MN是竖直放置的光滑绝缘细杆，MN与AB之间的距离为d。现有一个穿过细杆的带电小球P，质量为m、电荷量为＋q(可视为点电荷，不影响电场的分布)，现将小球P从C处由静止开始释放，小球P向下运动，已知静电力常量为k，重力加速度为g，求： (1)O点处的电场强度E的大小； (2)小球P经过O点时加速度的大小。 答案　(1)　(2)g＋ 解析　(1)小球P经过O点时受力如图：由库仑定律得 F1＝F2＝k(3分) 它们的合力为 F＝F1cos 45°＋F2cos 45°＝(3分) 所以O点处的电场强度E＝＝(1分) (2)小球P经过O点时，由牛顿第二定律得 mg＋qE＝ma(7分) 所以a＝g＋。(2分) 学科网（北京）股份有限公司 $$