(2)点电荷的电场、匀强电场、静电的利用与防护-【衡水金卷·先享题】2024-2025学年高一物理必修3同步周测卷（鲁教版）

高中同步周测卷/物理必修第三册 (二)点电荷的电场、匀强电场、静电的利用与防护 (考试时间40分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共6小题，每小题6分，共36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.从生活走向物理，从物理走向生活，物理和生活息息相关。下列有关电学知识的说法 错误的是 甲 乙 丙 A.图甲中工作人员在超高压带电作业时，身穿用金属丝编制的工作服是应用了静电 屏蔽的原理 B.图乙中的避雷针是应用静电屏蔽避免雷击的一种设施 C.图丙为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器，是属于静电的防止 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异种电荷 2.关于点电荷形成的电场，下列说法正确的是 A.由E=E知，若g减半，则该处电场强度变为原来的2倍 g B由E=是知，E与Q成正比，与广成反比 C.由E=号知，在以Q为球心、以r为半径的球面上，各处场强均相同 D.电场中某点的场强方向就是检验电荷在该点受到的静电力的方向 3.如图所示，一负电荷仅在电场力作用下从a点运动到b点，在a点的速度大小为vo、 方向与电场方向相同。下列关于该电荷从点运动到b点的v-t图像正确的是 0 4.在点电荷Q的电场中，沿其中一条电场线所在直线建立坐标轴Ox,坐标轴上A、B两 点的坐标分别为x=1m和x=2m。现将电荷量不同的负、正检验电荷分别放在A、 B点，以x轴正方向作为电场力的正方向，发现负、正检验电荷所受电场力与其所带 电荷量大小的关系图像分别如图中直线α、b所示，不计检验电荷间的相互作用，下列 物理（鲁科版）必修第三册第1页（共4页）】 衡水金卷·先享题 说法正确的是 A.A点的电场强度大小为0.3N/C,方向沿x轴正方向 B.B点的电场强度大小为30N/C,方向沿x轴负方向 C.场源电荷Q带正电 D.场源电荷Q位于x=1.5m处 0.10.20.30.40.5g/ 5.如图所示，a、b为两个固定的带等量电荷的正点电荷，点电荷a、b的连线与线段cd互 相垂直平分，一带负电的试探电荷从c点由静止释放，若试探电荷仅受电场力作用， 则下列说法正确的是 A.该电荷从c点运动到d点的过程中，速率一直增大 B.该电荷经过关于O点对称的两点处的速度和加速度都相同 C.该电荷从c点运动到d点的过程中，加速度先减小后增大 D.若在c点给该电荷一个初速度，它有可能做匀速圆周运动 6.半径为R的绝缘细圆环固定在如图所示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电荷 量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分，从A、B处各取走一段弧长为△L的小 圆弧上的电荷（可视为点电荷）。将一电荷量为q的点电荷置于OC延长线上距C点 为2R的D点，O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变，则D点处的点 电荷 A.带正电，q= 2Q△L πR B.带正电，q= 9Q△L 0 2πR C.带负电，q= 2Q△L πR D.带负电，q=2R 9Q△L 二、多项选择题（本题共2小题，每小题8分，共16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8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 7.如图所示，真空中有两个电荷量分别为十4×108C、一1×108C的点电荷Q1、Q2, 分别固定在x坐标轴上，其中Q1位于x=0处，Q2位于x=10cm处。下列说法正确 的是 A.x坐标轴上（不计无穷远处）电场强度为零的点只 有1个 02 x/cm B.x坐标轴上（不计无穷远处）电场强度为零的点有2个 C.x坐标轴上x>10cm的区域电场强度方向沿x轴负方向 D.x坐标轴上x<0的区域电场强度方向沿x轴负方向 高中同步周测卷二 物理（鲁科版）必修第三册第2页（共4页) 8.如图所示，空间中存在竖直向上的匀强电场E,质量为M的劈形木块静止在粗糙水 平面上，在劈形木块上有一质量为m、电荷量为十q的光滑小球被轻绳拴住悬挂在天 花板上，轻绳处于伸直状态，已知轻绳与竖直方向的夹角为30°，木块斜面的倾角为 30°，重力加速度为g,整个装置处于平衡状态，下列说法正确的是 A.小球可能受到四个力的作用 B.木块对地面的摩擦力可能水平向右 C.木块对小球的支持力大小一定为3mg D.轻维对小球的拉力大小可能为g 班级 姓名 分数 题号 2 3 4 5 7 8 答案 三、非选择题（本题共3小题，共48分。请按要求完成下列各题） 9.(12分)真空中的点电荷周围存在A、B、C三点，把电荷量为q的试探电荷放在电场 中的A点，测得它所受的电场力为F;再把它放到B点，测得它所受的电场力为F。 撤去该试探电荷，再把另一电荷量为g的试探电荷放到C点，测得它所受的电场力 也为F,求： (1)A、B、C三点的场强大小之比； (2)A、B、C三点与点电荷的间距之比 物理（鲁科版）必修第三册第3页（共4页) 衡水金卷·先享题 10.(18分)如图所示，两块带等量异种电荷的平行金属板AB、CD水平放置，两金属板 之间形成匀强电场，金属板AB的中央用绝缘细线悬挂一质量为、电荷量为q的 带正电小球（可视为点电荷），小球静止时细线对小球的拉力恰好为零，重力加速度 为g。 (1)求两金属板间匀强电场的电场强度的大小和方向； (2)若将金属板绕C点整体缓慢顺时针旋转90°到竖直，求小球重新静止时细线对 小球拉力的大小和方向。 C D 11.(18分)除带等量异种电荷外，其余完全相同的小球A、B的质量均为m,小球A、B 分别用长为√2L的绝缘细线悬挂在同一水平面上相距为3L的M、N两点上，平衡 时小球A、B的位置如图甲所示，此时细线与竖直方向的夹角α=45°。当外加水平 向左的匀强电场时，两小球重新平衡后的位置如图乙所示，此时细线与竖直方向的 夹角也为α=45°，静电力常量为k,重力加速度为g。 (1)判断小球A、B的电性； (2)求小球A、B所带电荷量的大小Q; (3)求外加匀强电场的电场强度的大小E。 M N ∠∠∠∠∠∠∠∠∠∠ a OB 乙 高中同步周测卷二 物理（鲁科版）必修第三册第4页（共4页)高中周测卷 ·物理（鲁科版）必修第三册· 高中同步周测卷/物理必修第三册（二） 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： I.理解能力 Ⅱ，推理能力Ⅲ.分析综合能力Ⅳ.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究①科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) ⅢV ① ②③ ④ 档次 系数 1 单项选择题 6 静电现象的应用 易 0.80 单项选择题 6 概念、公式理解 易 0.80 带电粒子在电场力作用下的 3单项选择题 6 易 0.80 运动 4 单项选择题 6 F-q图像 0.75 5 单项选择题 6 等量点电荷形成的电场 中 0.65 6 单项选择题 6 场强矢量合成 中 0.65 7 多项选择题 8 点电荷形成的电场 中 0.70 8 多项选择题 8 共点力平衡 难 0.55 9 非选择题 12 电场力、电场强度 中 0.70 10 非选择题 18 匀强电场中的平衡 0.70 非选择题 18 库仑定律、电场力作用下的平衡 0.55 香考答案及解析 一、单项选择题 架知在点电荷Q的电场中，某点的场强E与场源电 1.B【解析】图甲中工作人员在超高压带电作业时，身 穿用金属丝编制的工作服是应用了静电屏蔽的原理， 荷Q成正比，与r成反比，B项正确：由E-架知在 A项正确；图乙中的避雷针是应用尖端放电吸引雷 以Q为球心、以为半径的球面上，各处场强大小均 击，从而避免附近的建筑物遭受雷击的一种设施，B 项错误：图丙为给汽车加油前要触摸一下的静电释放 相等，但是方向不同，C项错误：电场中某点的场强方 器，是属于静电的防止，C项正确：图丁为静电喷漆的 向就是该点所放正电荷受到的静电力的方向，D项 错误。 示意图，静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带异 种电荷，从而产生引力，D项正确。 3.A【解析】由图可知a点到b点，电场线分布越来越 2.B【解析】电场中某点的电场强度是由电场本身决 密，则电场强度增大，所以负电荷所受电场力增大，根 定的，与试探电荷的电荷量无关，A项错误：由E 据牛顿第二定律可知电荷的加速度增大，负电荷受到 的电场力方向和场强方向相反，因为仅在电场力作用 ·5 ·物理（鲁科版）必修第三册· 参考答案及解析 下运动，则电荷做加速度不断增大的减速运动，-t 图像的斜率表示加速度，A项正确。 得g-9兴，D项正确。 二、多项选择题 4.C【解析】由图可得A点电场强度的大小E= 7.AD【解析】根据点电荷的场强公式E=k号，要使 =号N/C.因A点的电荷带负电，而电场力指向r轴 电场强度为零，则正电荷Q和负电荷Q在该处产 正方向，故A点场强方向沿x轴负方向，同理可得E 生的场强必须大小相等、方向相反，该点只能在Q2右 =30N/C,因B点的电荷带正电，而电场力指向x轴 边，即在x坐标轴上（不计无穷远处）电场强度为零的 正方向，故B点场强方向沿x轴正方向，A、B项错 点只有1个，A项正确，B项错误：根据 误；因A点的负电荷所受电场力和B点的正电荷所 (,解得=20cm,即r=20cm处电场强度为 kQ2 受电场力均指向x轴正方向，故点电荷Q应位于A、 B两点之间，带正电，设点电荷Q的坐标为x0,则E 零，其右侧电场线是向右的，则在0<x<10cm的区 =0=29解得五=1.75m,C Q 域和x>20cm的区域，场强沿x轴正方向，而在x< 0的区域和10cm<x<20cm的区域，场强沿x轴负 项正确，D项错误。 方向，C项错误，D项正确。 5.D【解析】根据矢量的合成法则可知，在点电荷a、b 8.AB【解析】对小球受力分析，小球受到电场力、重 连线的中垂线上的点(O点除外)，其电场强度的方向 力、支持力和轻绳的拉力，如果重力和电场力等大反 都是沿着中垂线背离O点，负点电荷从c点运动到d 向，则没有支持力和轻绳的拉力，A项正确，C项错 点的过程中，速率先增大后减小，A项错误；由运动的 误；对小球、木块整体受力分析，如果重力大于电场力 对称性可知，负点电荷在关于O点对称的两点处速 时，轻绳的拉力水平向右的分力与地面对木块的摩擦 度相同，加速度大小相等、方向不同，B项错误：由题 力等大反向，则木块对地面的摩擦力水平向右，B项 意可知，从c点到O点的电场强度可能越来越小，也 正确；对小球受力分析，如果电场力小于重力时，由平 可能先增大后减小，则加速度可能越来越小，也可能 衡知识可知，沿斜面方向有Tcos30°=(mg一 先增大后减小，根据对称性，从O点到d点的加速度 qE)sin30°，则轻绳对小球的拉力大小不可能为 可能越来越大，也可能先增大后减小，C项错误；若在 c点给负点电荷一个垂直纸面方向的大小合适的初 3ng,D项错误。 速度，由于所受的电场力指向O点，可以提供向心 三、非选择题 力，则它可以做匀速圆周运动，D项正确。 9,【解析】(1)根据电场强度的定义式有E=F (1分) 6.D【解析】取走A、B处两段弧长均为△L的小圆弧 上的电荷，根据对称性可知，圆环在O点产生的电场 故E=E,Ea=E,E=E 9 (3分) ng 强度为与A在同一直径上的A:和与B在同一直径 A、B、C三点的场强大小之比EA:EB:Ec=n:n:1 上的B1产生的电场强度的矢量和，如图所示： (2分) B (2)点电荷在空间中产生的场强E=k号 (1分) 故EA=k是，EB=k是，E=k (3分) D rB rc A,B,C三点与点电荷的间距之比rnrs:e=√ Q△L 1a (2分) 2πR 则有E=2k R2 0s60°二k,根据O点的合场 10.【解析】(1)小球静止时细线对小球的拉力恰好为 强为0，则放在D点的点电荷带负电，在。点产生的 零，根据平衡条件有Eq=g (3分) 场强大小E=E=号崇，根据E=联立解 解得E=s (3分) ·6 高中周测卷 ·物理（鲁科版）必修第三册· 带正电小球所受电场力竖直向上，场强方向竖直向 系可得，小球A、B间的库仑力F=g (2分) 上 (3分) 小球A、B间的距离x=3L-2×√2L·sin45°=L (2)若将金属板绕C点整体缓慢顺时针旋转90°到 (2分) 竖直，小球受竖直向下的重力、水平向右的电场力， (2分) 小球重新静止时，根据平衡条件有T= 由库仑定律有F=mg=k L √/(mg)2十(Eq)2=√2ng (3分) 解得Q=L√R /mg (2分) 设细线对小球的拉力与水平方向的夹角为，则有 (3)外加匀强电场后，由几何关系可知，小球A、B间 am0-器=-1 (3分) 的距离x'=3L+2X√2L·sin45°=5L (2分) 所以细线对小球的拉力与水平方向的夹角为45°斜 两球间的库仑力F=品一完 kQ (2分) 向左上方 (3分) 11.【解析】(1)由图乙可知，小球A所受电场力与电场 对小球A受力分析，由平衡条件有EQ一F'= 方向相同，故小球A带正电，小球B所受电场力与 mgtan 45 (2分) 电场方向相反，故小球B带负电 (2分) 解得E-26√mgk (2分) 25L (2)未加匀强电场时，对小球A受力分析，由几何关 7