周测评(17)静电场及其应用-【衡水真题密卷】2024-2025全学年高一物理学科素养周测评（人教版）

2024一2025学年度学科素养周测评（十七） 物理·静电场及其应用 (考试时间40分钟，总分100分) 一、选择题：本题共6小题，每小题8分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~4题 只有一项符合题目要求，第5、6题有多项符合题目要求。全部选对的得8分，选对但不 全的得4分，有选错的得0分。 题号 1 2 3 5 答案 1.下列三幅图反映了三种起电的方式，其中说法正确的是 甲 丙 A.图甲是橡胶棒与毛皮摩擦后，把正电荷传给了毛皮，使橡胶棒带上了负电 B.图乙无论小球D带正电还是负电，与A接触时都把电荷传给C、C',使箔片张开 C.图丙中先把靠近的带电小球C移开，再分开A、B,则A、B带上了等量异种电荷 D.三种起电方式的实质都是电子的转移 2.如图所示，在竖直平面内，将一个电荷量为Q的正点电荷固定在四分 B 之一圆弧AB的圆心，一个带电荷量为十q的小球（小球的重力大于两 球之间的库仑力)，在外力F作用下沿圆弧AB从A缓慢移动到B,在 O+9 移动过程中 ( A A.外力F与竖直方向的夹角先增大后减小 +Q B.外力F与竖直方向的夹角逐渐减小 C.外力F逐渐增大 D.外力F先增大后减小 3.如图所示，小球A、C均带正电，B球带负电，A球在绝缘的粗糙水“ 609 B C 平地面上，B球由绝缘的细线拉着，C球处在与B球等高的位置， A、B、C三球均静止且三者所在位置构成一个等边三角形。若细线 与竖直方向的夹角为60°，mc=6mB,则A、B、C三球所带电荷量大 ⊙A 7777777 小之比为 A.2:1:4 B.1:2:4 C.2:1:2 D.1:√2：2 高一学科素养周测评（十七）物理第1页（共4页） 衡水真 4.电场线能直观、方便地反映电场的分布情况。如图甲是等量异号点电荷形成电场的电 班级 场线，图乙是电场中的一些点；O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称 的两点，B、C和A、D是两电荷连线上关于O对称的两点。则 ( 姓名 tE -q ------------ A D 得分 ：F A.A、D两点电场强度不相同 B.E、F两点电场强度不相同 C.B、O、C三点中，O点电场强度最大 D.从E点向O点运动的电子加速度逐渐增大 5.如图是滚筒式静电分选器，由料斗A,导板B,导体滚筒C,刮板D,料槽E、F和放电针 G等部件组成。C和G分别接于直流高压电源的正、负极，并令C接地。电源电压很 高，足以使放电针G附近的空气发生电离而产生大量离子，现有导电性能不同的两种物 质粉粒α、b的混合物从料斗A下落，下落时经过电离空气都会带上负电荷，沿导板B 到达转动着的滚筒C,粉粒α具有良好的导电性，粉粒b具有良好的绝缘合\ 性。则下列说法正确的是 ( A.粉粒a与导体滚筒C接触后会先中和再带上正电 B.粉粒b会落入料槽F中 C.粉粒a会落入料槽E中 D.刮板D的作用是把吸附在导体滚筒C上的粉粒刮下来 6.如图为一竖直面内半径为R的光滑绝缘圆弧轨道，两带电小球A、B(小球半径远小于 R)在轨道上保持静止，所带电荷量分别为g和3g,电性未知，两小球和圆心的连线与竖 直方向分别成37°和53°，静电力常量为k,则 A.A、B两小球带异种电荷 37° B.A、B两小球质量之比为4：3 BO C.A小球质量为5,2g 4gR2 D.仅把A、B的电荷量互换，两小球将不会在原位置静止 二、非选择题：本题共3小题，共52分。 7.(12分)如图所示，真空中点电荷A、B、C位于边长r=30cm的正三角形的三个顶点， 其中A、B固定在水平光滑的绝缘地面上。开始时C处于静止状态，现使C带上等量异 题密卷 高一学科素养周测评（十七）物理第2页（共4页） 1 种电荷，然后用绝缘棒将C先后与A、B接触后移除，最后移除A、B的固定装置并放一 新点电荷D,使A、B、D均处于平衡状态，且A、B之间的距离不变。A、B、C的电荷量 分别为QA=QB=1.7×106C,Qc=3.5×10-6C。已知A、B、C三个点电荷均在同一 竖直平面内，重力加速度g取10m/s2,静电力常量k为9.0×10°N·m2/C,求： (1)C的质量m(结果保留一位小数)。 (2)D的电荷量QD及所放位置。 777 高一学科素养周测评（十七）物理第3页（共4页） 衡水真题密卷 8.(20分)如图所示，电荷量为Q的正点电荷固定于O点，倾角0=30°的绝缘斜面体固定 在水平面上，质量为的光滑带电小球（可视为点电荷）放在斜面上的A点时处于静止 状态。OA连线水平，长度为L,B、C为斜面上两点，OA=OC,OB垂直于斜面。已知 静电力常量为k,重力加速度为g,sin53°=0.8，cos53°=0.6。 (1)求小球所带电荷量的大小q。 (2)若在A点给小球一个沿斜面向下的初速度o。 ①求小球运动到C点时的动能EkC; ②已知在电荷量为Q的正点电荷电场中，一个电荷量为q的正点电荷从无穷远移到 距离Q为r处克服电场力做功为Q,求小球经过B点的动能EB。 +Q® B 9.(20分)如图所示，质量均为m、带同种正电荷的小球A、B用长均为L的a、b绝缘细线 悬挂，两球处于静止状态，已知细线b的拉力与细线a的拉力大小相等，小球A、B的电 荷量也相等，重力加速度为g,静电力常量为，不计小球大小。 (1)求小球A所带的电荷量。 (2)求O点处的电场强度。 (3)若给小球A施加一个水平向左的拉力，同时给小球B一个水平向右的拉力，两力始 终等大反向，让两力同时从0开始缓慢增大，当细线b与竖直方向的夹角为53°时， 求作用于小球B上的拉力大小。 LL∠/ B○ 高一学科素养周测评（十七）物理第4页（共4页）衡水真题密卷 学科素养周测评 massin30-m8k=弓m4o暖十7m影略 1 解得FNB=4640N 由牛顿第三定律知 对C,点的铁环B的速度进行分解，则有 FNB=FNB=4640N。 UA=UBCOS 53 (2)设滑板和人到达C点的速度大小为c,从B 55 联立解得ug=√4m/s。 ,点到C,点的过程中，由机械能守恒定律知 1 1 nU mgR (1-cos 53)-2 mvi-2mvc M 解得vc=10m/s 滑板和人从C点斜抛落到平台上的过程中，水平 37 位移为x,竖直位移为 y=h-R(1-cos 53) , 777 水平方向上有 9.(1)4640N(2)2m x=vcc0s53°t 【解析】(1)设到达B,点的速度为Y,滑板和人 竖直方向有 从P点到B点过程由动能定理得 mngxAp sin37°+mgR(1-cos37)-mgxAP COS37°= yvesin 53' 1 vg 解得x=6m或x=3.6m(舍) 故平台上的落点到D点距离为 在最低点B,由向心力公式知 L=x-4m=2m。 FxB-mg-m R 2024一2025学年度学科素养周测评（十七）物理·静电场及其应用 一、选择题 错误；根据图像可知，外力F逐渐减小，C、D错 1.D【解析】橡胶棒与毛皮摩擦后，橡胶棒带负 误。 电，是因为电子从毛皮转移到橡胶棒，A错误；小 3.A【解析】对C球，由力的平衡条件可得FC= 球D带正电时，A与箔片上的电子转移到小球 1 D,使箔片带正电；小球D带负电时，电子从小球 3mcg,对B球，由力的平衡条件有FT· D转移到箔片使之带负电，两种情况均使箔片带 同种电荷相斥，使箔片张开，B错误；小球C感应 sin60°=Faa·sin30°+Fam=FAa·sin30°+V3 3 A、B,发生静电感应现象，A、B带上等量异种电 mcg,FT·cos60°=FAB·cos30°+mBg,由题 荷，移开小球C后，静电感应消失，分开后A、B 均不带电，C错误；三种起电方式的本质都是电子 设条件有mB= 6mc,联立各式解得Fa= 6 的转移，不带电的物体因失去电子显正电性，得 mcg2Fnc Foc-Fc,F 1 1 到电子显负电性，电子在转移的过程中，电荷的 Fc,以 总量保持不变，D正确。 2.A【解析】根据题意可知， 及库仑定律F=9)9,可得q·9。·g0=2:1: 两电荷之间的库仑力大小 4,A正确。 始终不变，又因为重力为恒 4.D【解析】电场线的疏密程度表示电场强度的 力，且库仑力与重力的合力 大小，电场线的切线方向表示该，点电场强度方 始终与外力大小相等，方向 向，所以A、D两，点电场线疏密程度和切线方向 相反，则根据平行四边形定 mg 都相同，E、F两，点电场线疏密程度和切线方向均 则画出力的示意图如图所示。根据图像可知，外 相同，所以A、D两点电场强度相同，E、F两点 力F与竖直方向的夹角先增大后减小，A正确，B 电场强度也相同，A、B错误；B、O、C三点中，O ·32· ·物理· 参考答案及解析 点处电场线最稀疏，电场强度最小，C错误；O点 Q%=Qe=-Qc,+Q4-=-9x101c 处电场强度大于E点处电场强度，电子在O点时 2 加速度大于在E点时加速度，D正确。 C再与B接触后B的电荷量为 5.AD【解析】电极G电离空气产生大量离子，使 Q4=e+0s=4x10'c 得粉粒a、b都带负电，粉粒a具有良好的导电 2 性，粉粒α上的负电与滚筒C上的正电相互吸 因为此时A带负电、B带正电，且A的电荷量比 引，与导体滚筒C接触后会先中和再带上正电， B的电荷量大，所以为使A、B、D均处于平衡状 与滚筒C上电荷相排斥，从而粉粒a落到料槽F 态，D一定在B的右侧，且D带负电，设B、D之 中，A正确，C错误；粉粒b具有良好的绝缘性，下 间的距离为d,根据库仑定律和平衡条件可得 落时经过电离空气会带上负电荷，与导体滚筒C 61QQal=kQQ。=klQQ。 =k- 相互吸引直到粉粒b被刮板D刮入料槽E中，B r2 (r+d)2 d2 错误，D正确。 解得QD=-3.6X10-6C 6.BC【解析】对两小球受力分析，如图所示，A、B d=0.6m。 两小球带同种电荷，A错误；对A小球受力分析 &.(1)3mgL2 (2)0 2 mgl+ 1 尚正孩定型可得茶一对B小浆安力 3kQ 分析由正弦定理可得m:g。=,F sin45°sin53°，故A、B 【解析】(1)小球在斜面上的A点静止，根据平衡 两小球质量之比为院=，B正确根据床仑定 条件，有 9·3g3kg2 k 律可得F=R十R)一2R,故A小球质量 Li=mgtan 0 解得q= 3mgL2 为m1 Fsin45°_5V2kg2 3kQ gsin37°4gR2 ,C正确；仅把A、B两 (2)①由几何关系得 小球的电荷量互换，F的大小不变，不影响两小 球的位置，故两小球仍在原位置静止，D错误。 LAc=2Lcos0=√3L 由题意知OA=OC N 37g 53 可得小球从A点运动到C点过程，电场力做功为 45o 零，根据动能定理有 F 45o 539 1 37 mgL Acsin 0-Ekc- 2mvg 1m28 -m1g 解作Re-eL+号mi 二、非选择题 ②取无穷远处的力点为零电势能参考点，根据已 7.(1)0.1kg(2)-3.6×106C,在B的右侧 知条件可得，将小球从无穷远处分别移动到A 0.6m处 点、B点，克服电场力做的功分别为 【解析】(1)开始时C处于静止状 态，对C受力分析，如图所示，由 E=k92-k2,Em=k9阳=22 TA 平衡条件有 F 小球从A点运动到B点，电场力做的功 mg=FBccos30°+FAccos30° 30°309 根据库仑定律有 Qq WAB=EA-EpB=一k QAQC FBC=FAc=k 由动能定理有 1 解得m≈0.1kg。 mgL cos @sin 0+WAn-En2m (2)使C带上等量异种电荷后， mg 联立并代入(1)中的q,得 C与A接触后A的电荷量为 Fuvngl. 1 ·33· 1 衡水真题密卷 学科素养周测评 mgLa 品m8,方向竖直向上 (2)根据电场的叠加可知，O,点处电场强度为 9.(1)k (2) (3)g E=-e是+2品-品Am8 方向竖直向上。 【解析】(1)设小球A的电荷量为q,则小球B的 (3)对A、B施加等大反向的水平拉力后，A、B组 电荷量为q,对A、B整体研究，细线a的拉力 成的系统始终处于平衡状态，因此细线a始终竖 T。=2mg 直，当细线b与竖直方向的夹角为53°时，对小球 对小球B研究，根据力的平衡有 B受力分析如图所示， T。=mg+6 根据力的平衡有 L2 Fcos53°=mg cos37° 由题意知 To=To 解得F= 3ng。 53 mg mgLa 解得q=√· 2024一2025学年度学科素养周测评（十八）物理·电势能和电势 电势差电势差与电场强度的关系 一、选择题 3.A【解析】根据同种等量电荷中垂线的电场特 1.B【解析】过粒子的运动轨迹与电场线的交点作 点可知，从A点到O,点，电场强度可能先增大后 沿电场线方向的切线和沿轨迹 减小，则电场力可能先增大后减小，根据牛顿第 方向的切线，如图所示，F为粒 M 二定律可知，加速度可能先增大后减小，速度可 子在该，点所受的电场力，由此可 能一直增大，A正确；根据p=Ed,可知p-x图线 知，从M点到N点，电场力对 的斜率代表电场强度，O点的电场强度为0，B错 粒子做正功，电势能减小，动能 误；从A点到O点，电场力做正功，电势能逐渐减 增大，速度增大，A错误；沿电场线方向电势逐渐 小，C错误；电场力做功代表机械能的变化，可知 降低，正电荷在电势高的地方电势能大，故M点 靠近O点的电场力逐渐减小，根据W=Fx,机械 的电势大于N点的电势，M点的电势能大于N 能变化趋势逐渐平缓，D错误。 点的电势能，B正确，C错误；N点的电场线较密 4.B【解析】已知p。=6V、p6=4V、9a=2V,则 集，所以M点的电场强度小于N点的电场强度， ad中点f0,L)的电势为，=P9=4V D错误。 2 2.B【解析】根据p=Ed,可知px图线的斜率等于 P6,可知b、∫连线为等势线，电场强度与等势线 垂直，即沿着aO方向斜向下，如图所示。电子以 电场强度，在x=0处的电场强度为零，则友 (2)2 某一初速度从O,点沿Od方向射入图中abcd区 域内，电子的初速度方向与电场力方向垂直，加 、Q 4),可得Q'=4Q,A正确；物体在运动过程 速度方向与电场力方向相反，电子做类平抛运 动，则能大致反映电子运动轨迹的是②，B正确。 3 中，电势能变化量为△E。=69一7g a(-L,L) d(L,L) 二3，B错误；物体在运动过程中，由动能定理 得W2-mg·3=0,W。一△E。=$90,解系 b(-L.0) 0 c(L.0) x “一107mgC正确；物体动能最大时，电场力等于 qPo E 5.BD【解析】根据电势差之间的关系Uo=Uo一 摩擦力，因在坐标原点处电场力为零，可知在0~2 UoP,解得UQ=-9V,A错误；取OA的中，点 之间物体的动能存在最大值，D正确。本小题选 择不正确一项，故选B。 B,根据电势差之间的关系Ua=2Um,Uom ·34.