(1)静电场及其应用-【衡水金卷·先享题】2024-2025学年高一物理必修3同步周测卷（人教版）

高中同步周测卷/物理必修第三册 (一)静电场及其应用 (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.如图所示，在四种电场中，分别标记有a、b两点。B、C选项中a、b两点关于场源电荷 连线的中点对称分布，其中α、b两点电场强度大小相等、方向相反的是 2.如图所示，将带正电的绝缘棒甲的左端靠近原来不带电的验电器乙的金属球，乙的金 箔片张开，则下列说法正确的是 +甲 A.金属球带负电 B.金属球带正电 C.金属球和金箔片均带正电 D.金属球和金箔片均不带电 3.下列有关物理概念、物理公式的说法正确的是 A.元电荷是除正、负电荷外的一种电荷类型，所有带电体的电荷量都是元电荷的整 数倍 B.点电荷是一种电荷量极小、体积极小的带电体，是一种现实存在的模型 C,理论上，应用F=和静电力的叠加原理可求出任意两种带电体间的作用力 2 D.电场强度公式E=F说明E与F成正比、与q成反比，E与F的方向相同 4.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 物理（人教版）必修第三册第1页（共4页） 衡水金卷·先享题 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 5.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、电荷量为十g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.小球一定受到四个力的作用 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 309 D.轻绳对小球的拉力大小可能为mg 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，g=2Q△L 元R B.带正电，q= 9Q△L 2πR C.带负电，q= 2Q△L πR 9Q△L D.带负电9=2元R 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，两小球A、B(均可看作质点)分别用长为13c的绝缘细线悬挂于同一点， 由于静电力F的作用，处于静止状态时两小球在同一水平线上且间距为10c,已知 小球A的质量为6g,静电力常量k=9×10°N·m2/C,重力加速度g=10m/s2。下 列说法正确的是 F BO 10cm 高中同步周测卷一 物理（人教版）必修第三册第2页（共4页) A.两小球一定带同种电荷 B.两小球的电荷量大小一定相同 C.两小球的质量一定相同 D.两小球所带电荷量之和的最小值为号×106C 8.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示，不计检验电荷间的相互作用，下列 说法正确的是 a 0.10.20.30.40.5g/0 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轴正方向 C.场源电荷Q带正电 D.场源电荷Q位于x=1.75m处 班级 姓名 分数 题号 1 2 3 4 5 6 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（人教版）必修第三册第3页（共4页） 衡水金卷·先享题 10.(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 M E OA OB 甲 11.(18分)如图所示，在倾角为a的固定光滑斜面上放置两个质量分别为1和2的 带电小球A、B(均可视为质点)，此时两小球相距L,1=22。开始释放时，小球B 刚好静止。斜面足够长，重力加速度为g。 (1)求开始释放时小球A的加速度大小； (2)经过一段时间后，小球A、B的加速度大小之比a1:a2=3:2,求此时两小球之间 的距离L与L的比值。 a ·高中同步周测卷一 物理（人教版）必修第三册第4页（共4页）高中周测卷 ·物理（人教版）必修第三册· 高中同步周测卷/物理必修第三册（一） 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) ① ②③④ 档次 系数 单项选择题 6 电场线 易 0.85 2 单项选择题 6 静电感应 易 0.80 单项选择题 6 物理概念、公式理解 0.80 4 单项选择题 6 静电现象的应用 中 0.75 5 单项选择题 6 共点力平衡 0.70 6 单项选择题 6 场强矢量合成 中 0.65 7 多项选择题 8 静电力作用下的平衡 中 0.65 8 多项选择题 8 F-q图像 难 0.55 9 非选择题 12 电场力、电场强度 易 0.80 10 非选择题 18 库仑定律、电场力作用下的平衡 中 0.65 11 非选择题 18 库仑定律、牛顿第二定律 难 0.55 叁考答案及解析 一、单项选择题 3.C【解析】元电荷是最小电荷量，不是电荷的种类， 1.C【解析】A选项为正点电荷的电场线分布，a、b两 所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，A项错 点电场强度大小相等、方向不相反，A项错误；B选项 误；带电体是否可以看成点电荷，取决于带电体的形 为等量异种电荷的电场线分布，a、b两点电场强度大 状、大小在研究的问题中是否可以忽略不计，点电荷 小相等、方向相同，B项错误；C选项为等量同种正电 不一定是电荷量极小、体积极小的带电体，点电荷是 荷的电场线分布，a、b两点电场强度大小相等、方向 种理想模型，实际不存在，B项错误；理论上，应用 相反，C项正确；D选项中的非匀强电场中的a、b两 下=坐和静电力的叠加原理可求出任意两种带电 点电场强度大小不相等、方向不相反，D项错误。 2.A【解析】用带正电的绝缘棒甲去靠近原来不带电 体间的作用力，C项正确；E三是电场强度的定义 的验电器乙，由于静电感应，验电器（导体）两端出现 式，电场强度E只由电场自身决定，与试探电荷所受 等量正、负感应电荷，近端金属球的电性与甲相反，带 的电场力F和电荷量q均无关，D项错误。 负电，远端金箔片的电性与甲相同，带正电荷，即金属 4.B【解析】图甲中工作人员在超高压带电作业时，身 球带负电，金箔片带正电，A项正确。 1 ·物理（人教版）必修第三册· 参考答案及解析 穿用金属丝编制的工作服是应用了静电屏蔽的原理， 10?C,则二者所带电荷量之和的最小值为号× A项正确；图乙中的避雷针是应用尖端放电吸引雷 击，从而避免附近的建筑物遭受雷击的一种设施，B 106C,C、D项正确。 项错误；图丙为给汽车加油前要触摸一下的静电释放 8.BCD【解析】由图可得A点电场强度的大小EA= 器，是属于静电的防止，C项正确；图丁为静电喷漆的 E=19N/C,因A点的电荷带负电，而电场力指向x 93 示意图，静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带异 轴正方向，故A点场强方向沿x轴负方向，同理可得 种电荷，从而产生引力，D项正确。 EB=30N/C,因B点的电荷带正电，而电场力指向x 5.B【解析】对小球受力分析，小球受到电场力、重力、 轴正方向，故B点场强方向沿x轴正方向，A项错 支持力和轻绳的拉力，如果重力和电场力等大反向， 误，B项正确；因A点的负电荷所受电场力和B点的 则没有支持力和轻绳的拉力，A、C项错误；对小球、 正电荷所受电场力均指向x轴正方向，故点电荷Q 木块整体受力分析，如果重力大于电场力时，轻绳的 应位于A、B两点之间，带正电，设点电荷Q的坐标为 拉力水平向右的分力与地面对木块的摩擦力等大反 Q 向，则木块对地面的摩擦力水平向右，B项正确：对小 、xo则E入=k（Q1D,EB=k2)解得z。= 球受力分析，如果电场力小于重力时，由平衡知识可 1.75m,C、D项正确。 知，沿斜面方向有Tcos30°=(mg-qE)sin30°，则轻 三、非选择题 绳对小球的拉力大小不可能为 3mg,D项错误。 9.【解析】(1)根据电场强度的定义式有E=E (1分) 6.D【解析】取走A、B处两段弧长均为△L的小圆弧 故E=E」 (3分) 上的电荷，根据对称性可知，圆环在O点产生的电场 A、B、C三点的场强大小之比Ea:EB:Ec=nn:1 强度为与A在同一直径上的A!和与B在同一直径 (2分) 上的B,产生的电场强度的矢量和，如图所示： (2)点电荷在空间中产生的场强E=k号 (1分) 故E=k是，EB=k是，E=kg (3分) 广B AB、C三点与点电荷的间距之比rrB心三V Q△L 1 (2分) 则有E=2k2π c0s60=kQ△L 2R,根据0点的合场 10.【解析】(1)由图乙可知，小球A所受电场力与电场 方向相同，故小球A带正电，小球B所受电场力与 强为0，则放在D点的点电荷带负电，在O点产生的 电场方向相反，故小球B带负电 (2分) 场强大小E'=E=k品兰根据E= (3R),联立解 (2)未加匀强电场时，对小球A受力分析，由几何关 (2分) 得g=99△一，D项正确。 系可得，小球A、B间的库仑力F=mg 2元R 小球A、B间的距离x=3L-2×√2L·sin45°=L 二、多项选择题 (2分) 7.ACD【解析】根据两小球相互排斥可知两小球带同 kQ 由库仑定律有F=mg=产 (2分) 种电荷，电荷量大小不能确定，A项正确，B项错误； 设细线与竖直方向的夹角为g,根据几何关系有tanB mg 解得Q=L (2分) =及，则F=mgtan9=2.5X102N,若两小球所带 (3)外加匀强电场后，由几何关系可知，小球A、B间 电荷量相同，则二者总的电荷量最小，由库仑定律可 的距离x'=3L+2X√2L·sin45°=5L (2分) 知静电力F=答，解得电荷量的绝对值g=号× 两球间的库仑力F=bQ 1 (5L)产=25mg (2分) ·2· 高中周测卷 ·物理（人教版）必修第三册· 对小球A受力分析，由平衡条件有EQ一F'= 得m1 gsin a十F=m1a1 (2分) mgtan 45 (2分) 对小球B由牛顿第二定律可得m2 gsin a-F=m2a 解得E=26Vmg (2分) 25L (2分) 又a1:ag=3:2 11.【解析】(1)对小球B由平衡条件可知FB= 解得F=0.25 gsin a (2分) mzgsin a (2分) (1分) 对小球A由牛顿第二定律可得m1 gsin a十F= 又F-婴 m a (2分) Fxn=koige (1分) 由牛顿第三定律可知FB=F (2分) 解得a=受gsin a 3 (2分) 解彩上2 (2分) (2)经过一段时间后，对小球A由牛顿第二定律可 ·3