第一章 静电场的描述 章末检测试卷(Word教参)-【步步高】2024-2025学年高一物理必修第三册学习笔记（粤教版）

色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 章末检测试卷（第一章） (满分：100分) 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28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.(2024深圳市高二期末)下列说法正确的是() A.元电荷是电荷量的基本单位，其大小为1C B.点电荷是自然界中客观存在的最小带电体 C.物体起电的实质是电荷的转移 D.摩擦起电使原本没有电子和质子的物体中产生了电子和质子 答案C 解析元电荷是最小的电荷量，其大小为1.6×10一19C,A错误： 点电荷是理想模型，不是真实存在的，B错误： 物体起电的实质是电荷的转移，C正确： 摩擦起电是电荷发生了转移，不是使物体产生了电子和质子，D错误。 2.(2024阳江市高二期中)下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是 () A.根据电场强度的定义式E=Fq可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成 反比 B.由U4B=WABq可知，电势差与检验电荷电量g成反比、与电场力做功成正比 C.根据真空中点电荷的电场强度公式E=Q2可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所 带的电荷量无关 D.根据电势差的定义式U4B=WABq可知，电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服 电场力做功为1J,则A、B两点间的电势差为一1V 答案D 解析E=Fq为场强的定义式，电场中某点的电场强度由电场本身决定，跟试探电荷所带的 电荷量无关，故A错误： 电势差由电场本身决定，跟检验电荷电量9及电场力做功无关，故B错误： 根据真空中点电荷的电场强度公式E=Q2可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的 电荷量有关，这里的Q就是场源电荷所带的电荷量，故C错误： 根据电势差的定义式U4B=WABq可知，电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场 力做功为1J,则A、B两点间的电势差为一1V,故D正确。 3.(2024梅州市高二月考)如图所示是物理实验一“静电章鱼”，把塑料膜一头打结，另一 ·独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 6.ZxXk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 头剪成小条，双手带上绝缘手套。先用毛皮分别摩擦塑料条和塑料管使二者带电，然后将塑 料条抛向空中，塑料条会张开，就像一只张牙舞爪的“章鱼”，再用带电的塑料管靠近“章 鱼”，它就会在空中游来游去。关于“静电章鱼”以下说法正确的是() A.“章鱼”带正电，塑料管带负电 B.“章鱼”在空中张牙舞爪是因为同种电荷相互排斥 C.空气越潮湿，实验现象越明显 D.“章鱼”远离塑料管的过程中，二者组成的系统电势能增大 答案B 解析经毛皮摩擦后，“章鱼”、塑料管均得到电子而带负电，故A错误： “章鱼”在空中张牙舞爪是因为同种电荷相互排斥，故B正确： 空气越潮湿，越不容易发生静电现象，实验现象越不明显，故C错误： “章鱼”远离塑料管的过程中，电场力做正功，二者组成的系统电势能减小，故D错误。 4.(2023·湖北卷)在正点电荷Q产生的电场中有M、N两点，其电势分别为0M、w,电场强 度大小分别为EME。下列说法正确的是() A.若Ow>Ow,则M点到电荷Q的距离比N点的远 B.若EE,则M点到电荷Q的距离比N点的近 C.若把带负电的试探电荷从M点移到N点，电场力做正功，则pOw D.若把带正电的试探电荷从M点移到N点，电场力做负功，则E心EN 答案C 解析沿着电场线的方向电势降低，根据正点电荷产生的电场特点可知若PM,则M点到 电荷Q的距离比N点的近，故A错误：电场线的疏密程度表示电场强度的大小，根据正点 电荷产生的电场特点可知若EMEw,则M点到电荷Q的距离比N点的远，故B错误；若把 带负电的试探电荷从M点移到N点，电场力做正功，则是逆着电场线运动，电势增加，故有 P一p,故C正确：若把带正电的试探电荷从M点移到N点，电场力做负功，则是逆着电场 线运动：根据正点电荷产生的电场特点可知EEw,故D错误。 5.两个点电荷电场的部分电场线如图所示，一带电粒子仅在电场力的作用下由α点运动到c 点的轨迹如图中虚线所示，则下列说法正确的是( A.粒子带负电 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 B.正电荷的电荷量小于负电荷的电荷量 C.粒子在b点的电势能大于在a点的电势能 D.粒子在a点的加速度大于在b点的加速度 答案C 解析带电粒子做曲线运动，受力方向指向轨迹凹侧，则粒子在b点受到的电场力水平向右， 受力方向与电场线方向相同，粒子带正电，故A错误：正电荷附近电场线比负电荷附近电场 线密集，即正电荷附近场强更大，正电荷的电荷量大于负电荷的电荷量，故B错误：粒子从 点到b点，电场力的方向与运动方向夹角为钝角，电场力做负功，电势能增加，即粒子在b 点的电势能大于在α点的电势能，故C正确；b点电场线更密集，场强更大，粒子所受电场 力更大，由牛顿第二定律可知加速度更大，故D错误。 6.(2023天津市崇化中学高二期中)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两点各固定一等量负点电荷，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 点处电场强度为() t H0,a) M ON 1G(0,-a) A.3kQ4a2,沿y轴正方向 B.3kQ4a2,沿y轴负方向 C.5kQ4a2,沿y轴正方向 D.5kQ4a2,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 E=kQa2,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 =E=kQa2,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=kQ4a2,方向沿y轴正方向。所以H,点处电场强度的大小E=E2一E3=3kQ4a2, 方向沿y轴负方向，故选项B正确。 7.(2023·广州市高二期末)图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间 的电势差相等，其中等势面3的电势为0。一带正电的点电荷在电场力的作用下运动，经过α、 b点时的动能分别为26eV和5eV。当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为一8eV时， 它的动能应为( ) a' 12 A.8eV B.13eV 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxXk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 C.20eV D.34eV 答案C 解析由题意，点电荷经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV,动能减小21eV,根据能 量守恒定律，电势能增加2lV,而相邻的等势面之间的电势差相等，点电荷在相邻等势面 间运动时电场力做功相等，电势能变化量相等，动能变化量也相等，则点电荷从等势面3到 等势面4时，动能减小7V,电势能增大，等势面3的电势为0，点电荷经过b时电势能为 7eV,又由题，点电荷经b点时的动能为5eV,所以，点电荷的总能量为E=E,十Ek=7eV十5 eV=l2eV,其电势能变为一8eV时，动能应为20eV,故选C。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，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。) 8.(2024东莞市高二学业考试)如图所示，空间有一圆锥OBB′，点A、A'分别是两母线的中 点。现在顶点O处固定一带正电的点电荷，下列说法中正确的是() A.A、A'两点的电场强度相同 B.将一带负电的试探电荷从B点沿底面直径移到B'点，其电势能先减小后增大 C.平行于底面且圆心为O1的截面为等势面 D.若B′点的电势为pB'，A'点的电势为O4',则BA连线中点C处的电势pc小于ΦB' +ΦA′2 答案BD 解析根据点电荷电场的分布特点，可知A、A'两点的电场强度大小相等，方向不同，A错 误： 场源电荷为正点电荷，将一带负电的试探电荷从B,点沿底面直径移到B'点，试探电荷先靠 近场源电荷，后远离场源电荷，则电场力先做正功，后做负功，则电势能先减小后增大，B 正确： 点电荷的等势面是以场源电荷为圆心的一系列同心球面，因此平行于底面且圆心为O1的截 面不是等势面，C错误： 令B'A'连线中点为C，根据，点电荷电场线分布特征，可知B'C间任一点的电场强度 均比A'C间任一点的电场强度小，根据U=Ed,可知U4c,>Uc 又由于UAc=04'-pc,UcB=pc'-pB,解得pc'<ΦB'十φA'2 根据点电荷电场线分布特征有0c'=0c,则有pc<ΦB'十中A'2,D正确。 9.(2023广东省高二联考)空间存在某静电场，在x轴上各点的场强E与坐标x的分布规律如 ·独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 6.ZxXk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 图所示，规定x轴的正方向为电场强度E的正方向。一个带电粒子在x轴上以坐标原点O点 为对称中心做往复运动。已知粒子仅受电场力作用，运动中电势能和动能的总和为A,且坐 标原点O处电势为零。则() A.该粒子带负电 B.该粒子在坐标原点O两侧分别做匀变速直线运动 C.x=x处的电势为一12Eox0 D.若该粒子带电荷量的绝对值为q,则粒子运动区间为（一Ax0qEO),AxOqE0) 答案AC 解析由题图可知在O点右侧的电场线水平向右，在O点左侧的电场线水平向左，假设粒子 带正电，则粒子在O点右侧向右运动时一直做加速运动因此不会做往复运动，因此粒子不可 能带正电，当粒子带负电时向右侧运动时做减速运动，减速到零反向加速过O点后继续减速 运动，做的是往复运动，因此粒子带负电，故A正确： 由题图可知该电场不是匀强电场，粒子的受力会发生变化，因此不做匀变速直线运动，故B 错误： E一x图像与x轴所围成的面积表示电势差，沿着电场线方向电势降低，因此根据0=0一 12Eoxo,得x=x处电势为0=一12Eoo,故C正确： 粒子的总能量为A,且O点的电势能为零，则O点的动能为A,粒子向x轴正向运动的最远 距离时速度为零，能量转化为该点的电势能，由能量守恒可知A=12gE0xOxx,得x= 2 AxOgE0),，故D错误。 10.(2024广州市高二期中)如图所示，在匀强电场中有边长为5cm的等边三角形ABC,三角 形所在平面与匀强电场的电场线平行。O点为该三角形的中心，D、E、F分别为AB、BC和 AC边的中点。三角形各顶点的电势分别为04=2V、9B=4V、pc=6V,下列说法正确的是 () A.O点电势为4V B.匀强电场的场强大小为80Vm,方向由A指向C C.将电子由E点移到F点，电子的电势能增加了1eV D.在三角形ABC内切圆的圆周上，D点电势最低 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 6.zxXk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 答案AC 解析三角形所在平面与匀强电场的电场线平行，F为AC边的中，点，则有p=中A十ΦC2= 4V,可知B、F两点的电势相等，则BF线为等势线，O点在BF线上，则O点电势为4V, A正确： BF线为等势线，可知电场强度方向垂直于BF斜向上，由电场强度与电势差的关系公式，可 得电场强度大小为E=UCAd=6-25×10-2Vm=80V/m,方向由C指向A,B错误： 因为Pe=中B十中C2=4十62V=5V,因此将电子由E点移到F点，电场力做功为Wr=qUE =q(Pz一p)=一leV,由电场力做功与电势能的关系△E。=一Wr,可得电场力做负功，电子 的电势能增加，则有将电子由E点移到F点，电子的电势能增加了1eV,C正确： 由题意可知，过圆心O,作平行于AC的电场线，内切圆上相交的两点分别为电势最高点和 最低点，最低点交点不是D点，因此在三角形ABC内切圆的圆周上，D点电势不是最低，D 错误。 三、非选择题（本题共5小题，共54分） 11.(8分)(2023·肇庆市高二月考)某物理兴趣小组探究影响电荷间静电力的因素，实验装置如 图所示。 ()2分)带正电的小球A固定不动，带正电的小球B通过绝缘丝线系在铁架台上，小球B会 在静电力的作用下发生偏离。把系在丝线上的带电小球B先后挂在图中横杆上的P1、P2、P 等位置，实验时通过调节丝线长度，始终使A、B两球球心在同一水平线上，待小球B平衡 后，测得丝线偏离竖直方向的角度为O,A、B两球球心间的距离为r,小球B的质量为m, 当地重力加速度大小为g,则A、B两球之间的静电力大小为 。(用题中涉及的物理 量符号表示) (2)(2分)通过分析A、B两球之间的静电力大小与A、B两球球心间的距离r的关系可知：两 小球所带电荷量不变时，两小球间的静电力 d (3)(2分)以上实验采用的方法是 A.微小量放大法 B.控制变量法 C.等效替代法 D.理想实验法 (4)2分)若实验中小球A、B的电荷量分别为91和92，则静电力常量可表示为k= (用题中涉及的物理量符号表示) 答案(I)mgtan0(2)随A、B两球球心间的距离的增大而减小(3)B(4)mgr2tan6q1q2 解析(I)对小球B受力分析，小球B受力平衡，则有tan0=Fmg,即A、B两球之间的静电 ·独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxXk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 力大小 F=mgtan 0 (②)结合实验可知，两小球所带电荷量不变时，两小球间的静电力随A、B两球球心间的距离 的增大而减小。 (③)实验中应用的研究方法是控制变量法，故选B。 (4)根据题意，结合库仑定律有kqlq2r2=mgtan0,解得静电力常量k=mgr2tan0q1q2。 12.(6分)如图所示，在绝缘水平面上的O点固定一电量为十Q的电荷，在O点正上方高为 的A处由静止释放某带电量为十9的小液珠，开始运动的瞬间小液珠的加速度大小恰好等于 重力加速度g。己知静电力常量为k,两电荷均可看成点电荷，不计空气阻力。则： OA amm (1)(4分)小液珠开始运动瞬间所受库仑力的大小F= 和方向 (2)(2分)运动过程中小液珠速度最大时其离O点的距离h= 答案(1)kQqr02竖直向上(2)20 解析(1)根据库仑定律有F库=kQq02,方向竖直向上。若方向竖直向下，则开始运动瞬间 的加速度大于g,与题意不符。 (②)开始运动瞬间根据牛顿第二定律有F库一mg=mg,解得F库=2mg;速度最大时，加速度 为零，则有F库'=mg,即F库'=12F库=kQqh2,解得h=2ro。 13.(12分)2023西南大学附中高二期中)如图所示，虚线为某电场的5个等势面，相邻等势面 间电势差相等。一电子只在电场力作用下在电场中运动（轨迹未画出），己知电子经过等势面1 时动能为5eV,经过等势面4时动能为20eV,等势面2的电势为+3V,求： +3V (1)(4分)电子从等势面1运动至等势面4过程电场力做的功： (2(4分)等势面1的电势： (3)(4分)电子经过等势面5时具有的电势能。 答案(1)15eV(2)-2V(3)-18eV 解析（①）由动能定理得电子从等势面1运动至等势面4的过程电场力做的功为W14=Ek4一E1 =20eV-5eV=15eV (2)等势面1、4间的电势差为U14=W14-e=一15V 由题意U12=01-p2=13U14 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 6.zxXk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 解得1=-2V (3)由题意U25=p2-5=U14=-15V 解得p5=18V 电子在等势面5具有的电势能为 Ep=q05=-18eV. 14.(12分)如图所示，水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗 糙绝缘轨道BC平滑连接，圆弧的半径R=0.4m。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场， 电场强度E=1.0×104N/C。现有质量m=0.1kg的带电体（可视为质点）放在水平轨道上A点 处，A、B两点距离x=1.0,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动，当运动到圆弧 形轨道的C端时，速度恰好为零，已知带电体所带电荷量q=8.0×10一5C,取g=10m/s2, 求 0- E (I)(4分)带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度的大小： (2)(4分)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小： (3)(4分A、C两点之间的电势差和A到C过程中产生的热量。 答案(1)8ms24m/s(2)5N(3)1.4×104V0.72J 解析(I)设带电体在水平轨道上运动的加速度大小为a,根据牛顿第二定律有qE=ma 解得a=8ms2 设带电体运动到B端的速度大小为0B,根据匀变速直线的规律有2=02 解得0g=4ms (2)当带电体运动到圆轨道B端时，根据牛顿第二定律有FN一mg=mvB2R 解得FN=5N 再根据牛顿第三定律可知，带电体运动到圆孤形轨道的B端时对圆孤轨道的压力大小5。 (3)A、C两点的电势差UAc=E(x+R) 解得U4c=1.4×104V 带电体A到C过程，根据动能定理qE(x十R)十W摩一gR=0 解得W摩=-0.72J A到C过程中产生的热量Q=0.72J。 15.(16分)2024广州市高二期末)为研究一均匀带正电球体A周围静电场的性质，某同学在 干燥的环境中先将球A放在一灵敏电子秤的绝缘托盘上，如图()所示，此时电子秤的示数为 M；再将另一小球B用绝缘细线悬挂在一绝缘支架上，使其位于球A的正上方点P,电子秤 稳定时的示数减小为N2。缓慢拉动绝缘细线，使质量为m的小球B从点P沿竖直方向逐步 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 6.ZxXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 上升到点Q,用刻度尺测出点P正上方不同位置到点P的距离x,并采取上述方法确定该位 置对应的场强E,然后作出E一x图像，如图b)所示，x轴上每小格代表的距离均为o,已知 绝缘细线上点M和点Q到点P的距离分别为5o和1Oxo,小球B所带电量为一q,且q远小 于球A所带的电量，球A与球B之间的距离远大于两球的半径，忽略空气阻力的影响，已 知重力加速度为g。 绝缘夹 E 10E 绝缘支架 5E B 5x6 10,x (a) (b) (I)(5分)求图b)中E的值及点M处由球A所激发的电场的场强大小。 (2)5分)小球B位于点M时，电子秤的示数应为多大？ (3(6分)实验过程中，当小球B位于点Q时，剪掉细线，小球B将由静止开始运动，估算小 球B落回到点P时动能的大小。 答案(1)N1-N210qN1-N25q(2)0.8W1+0.2W(3)29 N1-N2 10xo+10mgxo 解析(I)小球B位于P点时，所受电场力为F=N1一N2 故小球A在P点激发的电场场强大小为10Eo=N1一N2q,则Eo=N1-N210q 由题图(b)可知球A在M点所激发的电场的场强大小约为2Eo,故M点的场强大小为EM=2Eo =N1-N25g (2)小球B在M在所受电场力为FM=qEM=N1一N25 故此时电子秤的示数应为Nw=N1一FM=0.8N+0.2N2 (3)由题图b)可知，每一个小正方形的面积所代表的电势差为U。=E心o,在0~100之间这一 段E一x图线与x轴所围成的面积等于P、Q两点的电势差，上述图形中，小正方形数约29 (28~30)个，故P、Q间电势差为Ue=29U。=29N1-N210qxo 设小球运动到P点时的动能为Ek,对于小球B从Q点运动到P点的过程，根据动能定理有 qUpo+mgh=Ek 解得E=29N1-N210xo+10mgo。 ·独家授权侵权必究