高中物理单元测试——第一章静电场的描述（较易版02）

高中物理单元测试 —— 第一章 静电场的描述（较易版02）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）关于电荷、电场和电场线，下列说法正确的是（　　） A．足够小的电荷就是点电荷 B．电荷在电场中某点所受电场力很大，则该点电场一定很大 C．由知，电场中某点的电场强度E与检验电荷在电场中该点所受的电场力成正比 D．电场线上某点的切线方向与电荷在该点受力方向可以相同 【答案】D 【详解】A．点电荷是理想化模型，其判断依据是带电体的形状和大小对所研究问题的影响可忽略，而非实际体积大小。即使电荷体积足够小，若距离足够近仍不能够视为点电荷，故A错误； B．电场力公式为 可知，电场力大小由电荷量和场强共同决定。若很大，即使较小，也可能很大，故B错误； C．电场强度由电场本身决定，与检验电荷无关，公式是比值定义，不随或变化，故C错误； D．电场线切线方向表示场强方向，正电荷受力方向与场强方向相同，负电荷相反，若电荷为正，则受力方向与切线方向相同，故D正确。 故选D。 2．（本题4分）关于元电荷的理解，下列说法正确的是（　　） A．元电荷就是电子 B．物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍 C．元电荷的电荷量大小是1.6C D．只有质子的带电荷量等于元电荷 【答案】B 【详解】A．元电荷是基本电荷量，不是指电子，A错误； BC．任何带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍，目前测定的元电荷的值 B正确，C错误； D．电子和质子的电荷量都等于元电荷，不是只有质子的带电荷量等于元电荷，D错误； 故选B。 3．（本题4分）两个静止的点电荷相距时，它们间的库仑力大小为。现保持两点电荷的电荷量不变，将两者间的距离变为，此时两电荷间的库仑力大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据库仑定律有 当电荷量不变、距离变为 时，新库仑力大小为 故选 D。 4．（本题4分）在同一电场中的A、B、C三点分别引入试探电荷时，测得的试探电荷的电荷量和它所受静电力的函数图像如图所示，则此三点的电场强度大小EA、EB、EC的关系是（　　） A．EA＞EB＞EC B．EB＞EA＞EC C．EC＞EA＞EB D．EA＞EC＞EB 【答案】C 【详解】根据F＝qE 可知F-q图像的斜率表示电场强度，可知C的斜率绝对值最大，B的斜率最小，此三点的电场强度大小EA、EB、EC的关系是EC＞EA＞EB。 故选C。 5．（本题4分）将一个空心导体置于一匀强电场中，其电场线分布如图。则电场中四个点的电场强度大小关系正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】电场线的疏密反映场强的大小，因B点电场线较A点密集，可知；C点电场线较D点密集，可知。 故选B。 6．（本题4分）两个等量异种点电荷关于原点对称放置，以两点电荷的连线为轴，其电场线分布如图所示。下列关于轴上的电场强度或电势随位置变化的规律图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB．根据两个等量异号电荷的电场线分布图，结合“沿电场线方向电势降低”的原理，可知从左侧无穷远处向右电势从零逐渐升高，正电荷所在位置处最高；然后电势减小，O点处电势为零，则O点右侧电势为负，同理到达负电荷时电势最小，且电势为负，从负电荷后向右，电势开始升高，直到无穷远处，电势为零，故AB错误； CD．根据电场线的疏密表示场强的大小，可知从左侧无穷远到正电荷，电场强度逐渐增大，方向向左，为负方向；从正电荷到负电荷，电场强度先减小后增大，但O点的电场强度不为零，方向向右，为正方向；从负电荷到右侧无穷远，电场强度逐渐减小到零，方向向左，为负方向，故C正确，D错误。 故选C。 7．（本题4分）两个电荷量为Q的正电荷固定在等高的A、B两个位置，距离为2d。另一个质量为m、电荷量为粒子，在AB连线的中垂面上绕中点O做匀速圆周运动，该粒子与两点电荷的连线和直线AB的夹角均为30°，不计粒子重力，已知静电力常量为，则粒子做匀速圆周运动的速度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】粒子绕O点做圆周运动半径为R，则几何关系可知 粒子与两点电荷的距离 两个点电荷对粒子的库仑力提供粒子做圆周运动的向心力，有 解得 故选A。 8．（本题4分）小萌同学在干燥的实验室中用如图所示的装置探究电荷间作用力的大小与距离、电荷量的关系。带电小球P固定在绝缘底座上，另一带电小球 Q用绝缘细线悬挂在木质支架上，小球 P、Q之间的距离远大于两球的直径，调节水平支架使小球Q稳定时两球的球心始终在同一水平线上，细线与竖直方向的夹角为，则（　　） A．小球P、Q间的作用力为恒力 B．该实验用到的主要研究方法是等效替代法 C．仅减小两球间的距离，小球 Q稳定时增大 D．仅增大小球P的电量，小球 Q稳定时减小 【答案】C 【详解】A．小球P、Q间的作用力会随两者之间距离改变而改变，故A错误； B．该实验可保持带电小球的电荷量不变，改变两球间的距离，比较小球Q稳定时；可保持两球间的距离不变，改变带电小球的电荷量，比较小球Q稳定时；所以该实验用到的主要研究方法是控制变量法，故B错误； CD．对小球Q受力分析，如图： 由平衡条件可得 由库仑定律可知，若仅减小两球间的距离，则Q所受库仑力F增大，则增大；若仅增大小球P的电量，则Q所受库仑力F增大，则增大，故D错误，C正确。 故选C。 二、多选题 9．（本题6分）如图所示，P、Q是电荷量相等的两个点电荷，O为P、Q连线的中点，c、d是P、Q连线延长线上的两点，a、b是P、Q中垂线上的两点，a与b关于O点对称，c与d 关于O点对称。则（　　） A．若P、Q为同种电荷，则a与b点电场强度相同，c与d点电场强度相同 B．若P、Q为同种电荷，则a与b点电场强度不同，c与d点电场强度不同 C．若P、Q为异种电荷，则a与b点电场强度相同，c与d点电场强度相同 D．若P、Q为异种电荷，则a与b点电场强度不同，c与d点电场强度不同 【答案】BC 【详解】AB．若P、Q为同种电荷，则由对称性可知，a与b点电场强度大小相同，方向相反，c与d点电场强度大小相同，方向相反，A错误，B正确； CD．若P、Q为异种电荷，根据等量异种电荷的电场分布可知，a与b点电场强度大小方向都相同，c与d点电场强度大小方向都相同，C正确，D错误。 故选BC。 10．（本题6分）如图所示，O是一固定的点电荷，虚线是该点电荷产生的电场中的三条等势线，正点电荷q仅受电场力的作用下沿实线所示的轨迹从a处运动到b处，然后又运动到c处。由此可知（　　） A．O为负电荷 B．在整个过程中，q的电势能先变小后变大 C．在整个过程中，q的加速度先变大后变小 D．在整个过程中，电场力做功为零 【答案】CD 【详解】A．由运动轨迹分析可知正点电荷受到库仑斥力的作用，则点的电荷应为正电荷，故A错误； BC．从到的过程受到逐渐变大的库仑斥力，速度逐渐减小，加速度逐渐增大，电势能逐渐增大；而从到的过程受到逐渐变小的库仑斥力，速度逐渐增大，加速度逐渐减小，电势能逐渐减小，故B错误，C正确； D．由于、两点在同一等势面上，故整个过程中，电场力做功为零，故D正确。 故选CD。 11．（本题6分）如图所示，一个电子在匀强电场中只受电场力而运动，经过一平面直角坐标系中的、（坐标原点）、三点时的动能分别为、、，下列说法正确的是（　　） A．该电场方向垂直于连线指向点 B．该电场强度大小为 C．若电子经过点的动能为，则该电子一定到不了点 D．若电子经过点的动能为，则该电子可能到达点 【答案】BC 【详解】A．设坐标原点的电势为0，则a点的电势为 b点的电势为 根据匀强电场规律可知，坐标为（3cm，0）的c点电势也为6V，所以ac为等势面，如图所示 即电场方向应垂直于ac连线指向O点，故A错误； B．由图可知 电场强度大小为 故B正确； C．若电子沿电场线运动，因为电场强度方向不沿aO方向，所以电子从a到O只能做曲线运动，到达O时必有动能，而电子从a到O电场力做功， 根据能量守恒可知电子一定到不了点，故C正确； D．因为电场强度方向不沿ba方向，所以电子从a到b只能做曲线运动，到达b时必有动能，而电子从b到a电场力做功 根据能量守恒可知电子一定到不了a点，故D错误。 故选BC。 12．（本题6分）塑料静电分选机能实现混合塑料的分离。大致流程如下：摩擦带电系统使PA（尼龙）微粒带正电、PE（聚乙烯）微粒带负电之后，通过漏斗进入高压电极系统实现分离，其中高压电极系统由高压电源、平行板组成，平行板之间电场可视为匀强电场。混合物经高压电极系统分离过程如图所示，关于微粒分离过程，下列说法正确的有（     ） A．高压电源a端为正极 B．PA、PE微粒所受电场力大小相等，方向相反 C．PE微粒靠近平板过程中电势能增大 D．PE微粒经过的A、B两点的电势 【答案】AD 【详解】A．由题意PA微粒带正电、PE微粒带负电，图中PA微粒向左极板运动，电场力向左，即电场强度方向也向左，故左极板带负电，故b端为负极、a端为正极，A正确； D．电场强度方向向左，沿着电场线方向电势降低，故，D正确； B．根据电场力公式 电场力大小除了与电场强度有关，还与电荷量有关，但PA、PE所带电荷量大小未知，故无法判断电场力大小，B错误； C．电场力对PA、PE均做正功，电势能减少，故C错误。 故选AD。 三、解答题 13．（本题12分）在匀强电场中，将电荷量为的点电荷从电场中的点移到点，克服静电力做了的功，再从点移到点，静电力做了的功。求： (1)求、两点间的电势差和、两点间的电势差； (2)如果规定点的电势为0，则点和点的电势分别为多少？ 【答案】(1)， (2)， 【详解】（1）根据电场力做功 解得， （2）规定，则有， 代入数据解得， 14．（本题14分）如图，真空中有一等边三角形ABC，边长d=0.30m。在A点固定一个电量为的正点电荷，在B点固定另一个电量为的负点电荷，静电力常量，求 (1)则C处合场强E的大小及方向； (2)电量为的负的试探电荷放在C处受到的电场力F大小及方向。 【答案】(1)，水平向左 (2)，水平向右 【详解】（1）A点的点电荷在C点的场强大小为 方向由A指向C，同理B点的点电荷在C点的场强大小为 根据矢量的合成作出C点的合场强如图所示 由几何知识可知，则C点的场强的大小为 方向水平向左。 （2）由题可知试探电荷在C点受到的电场力 由于负电荷的受力方向与电场方向相反，因此，试探电荷受到电场力的方向水平向右。 15．（本题18分）如图所示，倾角为37°的光滑绝缘斜面体固定在水平面上，带电量为q的正点电荷A固定在斜面底端，质量为m的带电小球B在斜面上离点电荷A距离为L的M点由静止释放，释放的瞬间，小球B的加速度大小为a=0.5g，小球B向下运动到N点时，速度达到最大值。已知重力加速度为g，静电力常量为k，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： (1)小球B所带电的电性及电量qB； (2)A、N之间的距离d； (3)若已知场源点电荷Q在离其距离为r的任意点P处电势，则小球B下滑的最低点离M多远？ 【答案】(1)带正电， (2) (3) 【详解】（1）由于小球B向下运动到N点时，速度达到最大值，说明此时电场力与重力沿斜面向下的分力平衡，A带正电，则小球B也带正电。释放的瞬间，小球B的加速度大小为a=0.5g，根据牛顿第二定律可得 解得 （2）小球B向下运动到N点时，速度达到最大值，根据平衡条件可得 解得 （3）设最低点离A的距离为r，从M到最低点，根据动能定理，有 其中， 联立解得 则最低点离M的距离为 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 2 / 2 $ 高中物理单元测试 —— 第一章 静电场的描述（较易版02）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）关于电荷、电场和电场线，下列说法正确的是（　　） A．足够小的电荷就是点电荷 B．电荷在电场中某点所受电场力很大，则该点电场一定很大 C．由知，电场中某点的电场强度E与检验电荷在电场中该点所受的电场力成正比 D．电场线上某点的切线方向与电荷在该点受力方向可以相同 2．（本题4分）关于元电荷的理解，下列说法正确的是（　　） A．元电荷就是电子 B．物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍 C．元电荷的电荷量大小是1.6C D．只有质子的带电荷量等于元电荷 3．（本题4分）两个静止的点电荷相距时，它们间的库仑力大小为。现保持两点电荷的电荷量不变，将两者间的距离变为，此时两电荷间的库仑力大小为（　　） A． B． C． D． 4．（本题4分）在同一电场中的A、B、C三点分别引入试探电荷时，测得的试探电荷的电荷量和它所受静电力的函数图像如图所示，则此三点的电场强度大小EA、EB、EC的关系是（　　） A．EA＞EB＞EC B．EB＞EA＞EC C．EC＞EA＞EB D．EA＞EC＞EB 5．（本题4分）将一个空心导体置于一匀强电场中，其电场线分布如图。则电场中四个点的电场强度大小关系正确的是（     ） A． B． C． D． 6．（本题4分）两个等量异种点电荷关于原点对称放置，以两点电荷的连线为轴，其电场线分布如图所示。下列关于轴上的电场强度或电势随位置变化的规律图像正确的是（　　） A． B． C． D． 7．（本题4分）两个电荷量为Q的正电荷固定在等高的A、B两个位置，距离为2d。另一个质量为m、电荷量为粒子，在AB连线的中垂面上绕中点O做匀速圆周运动，该粒子与两点电荷的连线和直线AB的夹角均为30°，不计粒子重力，已知静电力常量为，则粒子做匀速圆周运动的速度大小为（　　） A． B． C． D． 8．（本题4分）小萌同学在干燥的实验室中用如图所示的装置探究电荷间作用力的大小与距离、电荷量的关系。带电小球P固定在绝缘底座上，另一带电小球 Q用绝缘细线悬挂在木质支架上，小球 P、Q之间的距离远大于两球的直径，调节水平支架使小球Q稳定时两球的球心始终在同一水平线上，细线与竖直方向的夹角为，则（　　） A．小球P、Q间的作用力为恒力 B．该实验用到的主要研究方法是等效替代法 C．仅减小两球间的距离，小球 Q稳定时增大 D．仅增大小球P的电量，小球 Q稳定时减小 二、多选题 9．（本题6分）如图所示，P、Q是电荷量相等的两个点电荷，O为P、Q连线的中点，c、d是P、Q连线延长线上的两点，a、b是P、Q中垂线上的两点，a与b关于O点对称，c与d 关于O点对称。则（　　） A．若P、Q为同种电荷，则a与b点电场强度相同，c与d点电场强度相同 B．若P、Q为同种电荷，则a与b点电场强度不同，c与d点电场强度不同 C．若P、Q为异种电荷，则a与b点电场强度相同，c与d点电场强度相同 D．若P、Q为异种电荷，则a与b点电场强度不同，c与d点电场强度不同 10．（本题6分）如图所示，O是一固定的点电荷，虚线是该点电荷产生的电场中的三条等势线，正点电荷q仅受电场力的作用下沿实线所示的轨迹从a处运动到b处，然后又运动到c处。由此可知（　　） A．O为负电荷 B．在整个过程中，q的电势能先变小后变大 C．在整个过程中，q的加速度先变大后变小 D．在整个过程中，电场力做功为零 11．（本题6分）如图所示，一个电子在匀强电场中只受电场力而运动，经过一平面直角坐标系中的、（坐标原点）、三点时的动能分别为、、，下列说法正确的是（　　） A．该电场方向垂直于连线指向点 B．该电场强度大小为 C．若电子经过点的动能为，则该电子一定到不了点 D．若电子经过点的动能为，则该电子可能到达点 12．（本题6分）塑料静电分选机能实现混合塑料的分离。大致流程如下：摩擦带电系统使PA（尼龙）微粒带正电、PE（聚乙烯）微粒带负电之后，通过漏斗进入高压电极系统实现分离，其中高压电极系统由高压电源、平行板组成，平行板之间电场可视为匀强电场。混合物经高压电极系统分离过程如图所示，关于微粒分离过程，下列说法正确的有（     ） A．高压电源a端为正极 B．PA、PE微粒所受电场力大小相等，方向相反 C．PE微粒靠近平板过程中电势能增大 D．PE微粒经过的A、B两点的电势 三、解答题 13．（本题12分）在匀强电场中，将电荷量为的点电荷从电场中的点移到点，克服静电力做了的功，再从点移到点，静电力做了的功。求： (1)求、两点间的电势差和、两点间的电势差； (2)如果规定点的电势为0，则点和点的电势分别为多少？ 14．（本题14分）如图，真空中有一等边三角形ABC，边长d=0.30m。在A点固定一个电量为的正点电荷，在B点固定另一个电量为的负点电荷，静电力常量，求 (1)则C处合场强E的大小及方向； (2)电量为的负的试探电荷放在C处受到的电场力F大小及方向。 15．（本题18分）如图所示，倾角为37°的光滑绝缘斜面体固定在水平面上，带电量为q的正点电荷A固定在斜面底端，质量为m的带电小球B在斜面上离点电荷A距离为L的M点由静止释放，释放的瞬间，小球B的加速度大小为a=0.5g，小球B向下运动到N点时，速度达到最大值。已知重力加速度为g，静电力常量为k，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： (1)小球B所带电的电性及电量qB； (2)A、N之间的距离d； (3)若已知场源点电荷Q在离其距离为r的任意点P处电势，则小球B下滑的最低点离M多远？ 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 2 / 2 $