高中物理单元测试——第一章静电场（较易版02）

高中物理单元测试 —— 第一章 静电场（较易版01）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）有关公式E=和的含义理解不正确的是（　　） A．前者是电场强度的定义式，其中的E是任意电场中某点的场强 B．后者是真空中点电荷Q在距离Q为r处的场强 C．根据，减小q，则q所在处的场强变大 D．根据减小Q，则Q在r处的场强变小 2．（本题4分）关于电势和电势能，下列说法正确的是（     ） A．静电力做正功，电势能增加 B．沿着电场线的方向，电势越来越高 C．电势只有大小，没有方向，是个标量 D．同一试探电荷在电势越高的点具有的电势能越大 3．（本题4分）下列关于等势面的说法中，正确的是（     ） A．同一电场中的两个等势面可能相交 B．等势面与电场线一定垂直，电场线由低电势指向高电势 C．电荷在等势面上移动时，电场力不做功 D．匀强电场中的等势面是一系列不平行的平面 4．（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． 5．（本题4分）如图所示为等量异种点电荷的电场，、两点处于两电荷连线的中垂线上且关于连线对称，下列说法正确的是（     ） A．两点的电场强度相同、电势也相同 B．、两点的电场强度相同、电势不相同 C．、两点的电场强度不同、电势相同 D．、两点的电场强度、电势均不同 6．（本题4分）心脏除颤器通过一个充电的电容器对人的心脏放电，以恢复正常心跳。若电容为，放电的电量为，则放电前后电容器电压变化的大小为（    ） A． B． C． D． 7．（本题4分）如图甲所示，某同学在做静电实验时，使一个球形电极均匀带上电荷，该金属球形成的电场中有、两点，如图乙所示，其中点的电场方向指向球心，、两点到球心的距离相等，关于该金属球产生的电场，下列说法正确的是（　　） A．点的电场强度大小小于点的电场强度大小 B．点的电场强度大小大于点的电场强度大小 C．点的电场强度和点的电场强度相同 D．该金属球带负电 8．（本题4分）如图所示，用长为的细线将质量为m的带电小球P悬挂在O点，小球带电量为q，匀强电场水平向右，小球处于静止状态时细线与竖直方向的夹角为θ。以下判断正确的是（重力加速度为g）（　　） A．小球带负电 B．绳子拉力大小为 C．小球所受电场力大小为 D．匀强电场的电场强度大小为 二、多选题 9．（本题5分）如图所示，用绝缘柱支持的不带电枕形导体A和B彼此接触。现把带正电的带电体C靠近导体A ，下列说法正确的是（　　） A．导体A的电荷量大于导体B的电荷量 B．若将导体B接地，导体B下部的金属箔闭合 C．移走 C，然后手持绝缘柱把导体A和B分开，则导体A和B下部的金属箔依旧张开 D．手持绝缘柱把导体A和B分开，然后移走C ，则导体A和B下部的金属箔依旧张开 10．（本题5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5分）如图所示，绝缘的斜面体ABC静止于水平面上，，，两个可视为质点的带电物体P和Q分别在AB和AC面上静止不动，且PQ连线水平。AB面和AC面光滑，设斜面体和P、Q的质量分别为M、、，重力加速度为g，．下列判断正确的是（    ） A．P、Q的质量之比是 B．水平面对斜面底部没有静摩擦力 C．水平面对斜面的支持力等于 D．P、Q一定带异种电荷，且Q的电荷量一定等于P的电荷量 12．（本题5分）如图甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势φ随x变化的情况如图乙所示。若在O点由静止释放一电子，电子仅受静电力的作用，则下列判断正确的是（     ） A．电子的电势能将增加 B．该电场方向沿Ox轴负方向 C．该电场可能是单个点电荷形成的电场 D．电子运动过程中受到的静电力先减小后增大 三、实验题 13．（本题6分）某物理兴趣小组在“探究影响电荷之间静电力大小的因素”实验中，设计了如图所示的实验装置。该小组选用完全相同的均带正电荷的小球A和B，且小球A的电荷量大于小球B的电荷量，小球A固定在可移动的绝缘座上，小球B用绝缘丝线悬挂于C点。 (1)在实验中发现小球B悬线的偏角减小，可能进行的实验操作是______。 A．小球A的电荷量增大 B．小球A的电荷量减小 C．小球A与小球B的距离增大 D．小球A与小球B的距离减小 (2)如果将小球A与小球B接触后放回原处，则小球B悬线的偏角将______选填“增大”“减小”或“不变”。 (3)如果A、B两小球的球心在同一水平线上，小球A、B的质量分别为和，小球B静止时悬线的偏角为，当地重力加速度大小为g，则两小球之间的静电力______。用题中所给的物理量符号表示 14．（本题9分）某同学用如图甲所示的装置来观察电容器充、放电现象。装置中的电流传感器与计算机（图中未画出）相连，能描绘出电流随时间变化的图线。开始时，电容器不带电。 (1)当开关拨至时，电容器进行的是________（填“充电”或“放电”）过程，通过电流传感器的电流方向为________（填“从到”或“从到”）。 (2)电容器充电完成后，保持开关位置不变，仅减小电容器两极板间的距离，则电容器会进行________（填“充电”或“放电”）。 (3)时刻电容器开始充电，测得电容器充电过程中通过电流传感器的电流随时间变化的图像如图乙所示。待电容器充电完成后，时刻将开关拨至，电容器放电，则通过电流传感器的电流随时间变化的图像可能正确的是________。 A． B． C． D． 四、解答题 15．（本题8分）如图所示，A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点，。现在A、B两点放置两个点电荷，A点放置的点电荷电荷量绝对值为q。AC两点间距离为L，静电力常量为k，测得C点场强方向与AB平行且水平向左。求：    (1)A、B两点放置的两个点电荷电性； (2)B点放置的点电荷的电荷量。 16．（本题11分）如图，在电场强度为的匀强电场中有三个点，的长度为的长度为，其中沿着电场线方向，和电场线方向的夹角为。将电荷量为的正电荷从A点移动到B点，再从B点移到C点。求 (1)将电荷从A点移动到B点，静电力做了多少功； (2)若选取B点为电势零点，该电荷在C点的电势能为多少。 17．（本题14分）某种离子分析装置的简化原理如图所示，由离子源发出的离子经加速电场加速后进入静电分析器，静电分析器中有沿半径方向的电场，使离子沿通道中心线做匀速圆周运动，而后沿两平行板中线由点进入电压为的偏转电场，最后通过偏转电场打在荧光屏上。已知离子的电荷量为，质量为，静电分析器中心线处的电场强度大小为，半径为，平行板间距为，板长为，板右侧到荧光屏的距离也为，离子重力不计，两平行板间电场可视为匀强电场。 (1)求离子的电性和离子通过静电分析器的速度大小； (2)求离子打到荧光屏上的位置到中央位置的距离。 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（较易版01）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）有关公式E=和的含义理解不正确的是（　　） A．前者是电场强度的定义式，其中的E是任意电场中某点的场强 B．后者是真空中点电荷Q在距离Q为r处的场强 C．根据，减小q，则q所在处的场强变大 D．根据减小Q，则Q在r处的场强变小 【答案】C 【详解】A．电场强度的定义式，适用所有电场，A正确，不符题意； B．是真空中点电荷形成的电场，其中r为距离场源电荷的距离，B正确，不符题意； C．电场强度的定义式，可以计算某点的电场强度，但电场强度是由电场本身的性质决定的，与试探电荷q的大小无关，C错误，符合题意； D．根据减小Q，则Q在r处的场强变小，D正确，不符题意。 故选C。 2．（本题4分）关于电势和电势能，下列说法正确的是（     ） A．静电力做正功，电势能增加 B．沿着电场线的方向，电势越来越高 C．电势只有大小，没有方向，是个标量 D．同一试探电荷在电势越高的点具有的电势能越大 【答案】C 【详解】A．静电力做正功，电势能减少，故A错误； B．沿电场线方向电势逐渐降低，故B错误； C．电势只有大小，没有方向，是标量，故C正确； D．同一试探电荷的电荷量不变，由 可知，若试探电荷带负电，电势越高，电势能越小，故D错误。 故选C。 3．（本题4分）下列关于等势面的说法中，正确的是（     ） A．同一电场中的两个等势面可能相交 B．等势面与电场线一定垂直，电场线由低电势指向高电势 C．电荷在等势面上移动时，电场力不做功 D．匀强电场中的等势面是一系列不平行的平面 【答案】C 【详解】A．等势面是电势相等的点构成的面，同一电场中不同等势面若相交，则交点处将同时具有两个不同电势，这与电势的唯一性矛盾，故A错误； B．等势面与电场线一定垂直，但沿电场线方向电势降低，所以电场线由高电势指向低电势，故B错误； C．电荷在等势面上移动时，初末位置电势相等，根据电场力做功与电势差的关系有 由于，解得，故C正确； D．匀强电场中电场线为一组平行直线，等势面与电场线垂直，所以等势面是一系列相互平行的平面，故D错误。 故选C。 4．（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。 5．（本题4分）如图所示为等量异种点电荷的电场，、两点处于两电荷连线的中垂线上且关于连线对称，下列说法正确的是（     ） A．两点的电场强度相同、电势也相同 B．、两点的电场强度相同、电势不相同 C．、两点的电场强度不同、电势相同 D．、两点的电场强度、电势均不同 【答案】A 【详解】根据等量异种点电荷电场分布的对称性可知，、两点关于两电荷连线对称，两点处的电场线疏密程度相同，切线方向均水平向右，故、两点的电场强度大小相等、方向相同，即电场强度相同；等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线，其上各点电势相等，故、两点电势相同。 故选A。 6．（本题4分）心脏除颤器通过一个充电的电容器对人的心脏放电，以恢复正常心跳。若电容为，放电的电量为，则放电前后电容器电压变化的大小为（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据电容的定义式，电容是电容器本身的属性，不随带电量、极板电压变化，因此电量变化量与电压变化量满足，变形可得电压变化量 代入已知量：， 计算得 故选B。 7．（本题4分）如图甲所示，某同学在做静电实验时，使一个球形电极均匀带上电荷，该金属球形成的电场中有、两点，如图乙所示，其中点的电场方向指向球心，、两点到球心的距离相等，关于该金属球产生的电场，下列说法正确的是（　　） A．点的电场强度大小小于点的电场强度大小 B．点的电场强度大小大于点的电场强度大小 C．点的电场强度和点的电场强度相同 D．该金属球带负电 【答案】D 【详解】ABC．、两点到球心的距离相等，可知、两点电场强度大小相等、但方向不同，故ABC错误； D．因点场强指向金属球，故金属球带负电，故D正确。 故选D。 8．（本题4分）如图所示，用长为的细线将质量为m的带电小球P悬挂在O点，小球带电量为q，匀强电场水平向右，小球处于静止状态时细线与竖直方向的夹角为θ。以下判断正确的是（重力加速度为g）（　　） A．小球带负电 B．绳子拉力大小为 C．小球所受电场力大小为 D．匀强电场的电场强度大小为 【答案】D 【详解】A．小球受向右的电场力，则带正电，选项A错误； B．绳子拉力大小为 选项B错误； C．小球所受电场力大小为 选项C错误； D．根据 匀强电场的电场强度大小为 选项D正确。 故选D。 二、多选题 9．（本题5分）如图所示，用绝缘柱支持的不带电枕形导体A和B彼此接触。现把带正电的带电体C靠近导体A ，下列说法正确的是（　　） A．导体A的电荷量大于导体B的电荷量 B．若将导体B接地，导体B下部的金属箔闭合 C．移走 C，然后手持绝缘柱把导体A和B分开，则导体A和B下部的金属箔依旧张开 D．手持绝缘柱把导体A和B分开，然后移走C ，则导体A和B下部的金属箔依旧张开 【答案】BD 【详解】A．静电感应使A端带负电，B端带正电，导体A和B是一个整体，电荷总量守恒，A的电荷量等于B的电荷量，故A错误； B．若将B端接地，B所带的正电荷会被来自大地的电子中和，B端金属箔无净电荷而闭合，故B正确； C．移走C后，A、B上的感应电荷会中和，分开后A、B不再带电，金属箔闭合，故C错误； D．先分开A、B，再移走C，A带负电，B带正电，金属箔因带电依旧张开，故D正确。 故选BD。 10．（本题5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5分）如图所示，绝缘的斜面体ABC静止于水平面上，，，两个可视为质点的带电物体P和Q分别在AB和AC面上静止不动，且PQ连线水平。AB面和AC面光滑，设斜面体和P、Q的质量分别为M、、，重力加速度为g，．下列判断正确的是（    ） A．P、Q的质量之比是 B．水平面对斜面底部没有静摩擦力 C．水平面对斜面的支持力等于 D．P、Q一定带异种电荷，且Q的电荷量一定等于P的电荷量 【答案】BC 【详解】A．对P受力分析，可得 对Q受力分析，可得 求得 A错误； B．对斜面体和带电物体P和Q整体分析，水平面对斜面底部没有静摩擦力，B正确； C．对斜面体和带电物体P和Q整体分析，水平面对斜面的支持力等于，C正确； D．P、Q一定带异种电荷，但Q的电荷量不一定等于P的电荷量，P、Q间作用力与反作用力总是等大反向，D错误。 故选BC。 12．（本题5分）如图甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势φ随x变化的情况如图乙所示。若在O点由静止释放一电子，电子仅受静电力的作用，则下列判断正确的是（     ） A．电子的电势能将增加 B．该电场方向沿Ox轴负方向 C．该电场可能是单个点电荷形成的电场 D．电子运动过程中受到的静电力先减小后增大 【答案】BD 【详解】B．沿电场线电势逐渐降低，由图乙可知，电场强度方向向左，B正确， A．电场力做正功，电势能减少，即电子的电势能将减小，A错误； C．由电势分布可知，该电场不可能是单个点电荷形成的电场，C错误； D．图像切线的斜率等于电场强度，则由图乙可知，电场强度是先减小再增加，D正确。 故选BD。 三、实验题 13．（本题6分）某物理兴趣小组在“探究影响电荷之间静电力大小的因素”实验中，设计了如图所示的实验装置。该小组选用完全相同的均带正电荷的小球A和B，且小球A的电荷量大于小球B的电荷量，小球A固定在可移动的绝缘座上，小球B用绝缘丝线悬挂于C点。 (1)在实验中发现小球B悬线的偏角减小，可能进行的实验操作是______。 A．小球A的电荷量增大 B．小球A的电荷量减小 C．小球A与小球B的距离增大 D．小球A与小球B的距离减小 (2)如果将小球A与小球B接触后放回原处，则小球B悬线的偏角将______选填“增大”“减小”或“不变”。 (3)如果A、B两小球的球心在同一水平线上，小球A、B的质量分别为和，小球B静止时悬线的偏角为，当地重力加速度大小为g，则两小球之间的静电力______。用题中所给的物理量符号表示 【答案】(1)BC (2)增大 (3) 【详解】（1）实验中发现小球B悬线的偏角减小，说明两个小球之间的库仑力减小，可能是小球所带电荷量减小或两小球间距增大导致的。 故选BC。 （2）由于A、B两小球均带正电荷且大于，则小球A与小球B接触后，两小球所带电荷量相等为 由数学知识知（大于，不能取等号） 接触前库仑力大小为 接触后放回原处库仑力大小为 故，则小球B悬线的偏角将增大。 （3）根据题意，对小球B受力分析，由力的平衡条件可得静电力 14．（本题9分）某同学用如图甲所示的装置来观察电容器充、放电现象。装置中的电流传感器与计算机（图中未画出）相连，能描绘出电流随时间变化的图线。开始时，电容器不带电。 (1)当开关拨至时，电容器进行的是________（填“充电”或“放电”）过程，通过电流传感器的电流方向为________（填“从到”或“从到”）。 (2)电容器充电完成后，保持开关位置不变，仅减小电容器两极板间的距离，则电容器会进行________（填“充电”或“放电”）。 (3)时刻电容器开始充电，测得电容器充电过程中通过电流传感器的电流随时间变化的图像如图乙所示。待电容器充电完成后，时刻将开关拨至，电容器放电，则通过电流传感器的电流随时间变化的图像可能正确的是________。 A． B． C． D． 【答案】(1) 充电 从到 (2)充电 (3)B 【详解】（1）[1]当开关拨至1时，电容器、电流传感器、电阻与直流电源构成闭合回路，电源向电容器极板不断输送电荷，因此电容器进行的是充电过程。 [2]充电时，电流由电源正极流出，经过电流传感器时，是从a到b流向电容器的极板。 （2）电容器充电完成后，保持开关位置不变，说明电容器始终与电源直接相连，其两端电压保持不变。根据平行板电容器的决定式 其他条件不变，仅减小极板间的距离，电容器的电容变大。 根据电容的定义式，由于电压不变、电容变大，电容器所能容纳的电荷量必须增加。为了补充这部分增加的电荷量，电路中会再次产生充电电流，故电容器会进行充电。 （3）图乙中充电电流（a到b）为正方向。在时刻将开关拨至2，电容器脱离电源开始放电。正电荷从原极板流出，经过传感器时方向变为从b到a（与充电相反），故放电电流在图像中必须为负值。 AC．图示放电电流仍为正值，方向未变，故A、C错误； BD．放电瞬间电路接通，电流瞬间达到负向最大值，随后随极板电荷量减少而指数级衰减至零，故B正确，D错误； 故选B。 四、解答题 15．（本题8分）如图所示，A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点，。现在A、B两点放置两个点电荷，A点放置的点电荷电荷量绝对值为q。AC两点间距离为L，静电力常量为k，测得C点场强方向与AB平行且水平向左。求：    (1)A、B两点放置的两个点电荷电性； (2)B点放置的点电荷的电荷量。 【答案】(1)A点放置的点电荷带负电，B点放置的点电荷带正电； (2) 【详解】（1）放在A点和B点的点电荷在C处产生的场强方向在AC和BC的连线上，因C点场强方向与AB方向平行，故放在A点的点电荷和放在B点的点电荷产生的场强方向只能由C→A和由B→C，故A点放置的点电荷带负电，B点放置的点电荷带正电。 （2）B点放置的点电荷在C点场强大小 A点放置的点电荷在C点场强大小 且 解得 16．（本题11分）如图，在电场强度为的匀强电场中有三个点，的长度为的长度为，其中沿着电场线方向，和电场线方向的夹角为。将电荷量为的正电荷从A点移动到B点，再从B点移到C点。求 (1)将电荷从A点移动到B点，静电力做了多少功； (2)若选取B点为电势零点，该电荷在C点的电势能为多少。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）将电荷从A点移动到B点，静电力做的功为 （2）若选取B点为电势零点，则该电荷在B点的电势能为 电荷从B点移到C点，静电力做的功为 根据 可得该电荷在C点的电势能 17．（本题14分）某种离子分析装置的简化原理如图所示，由离子源发出的离子经加速电场加速后进入静电分析器，静电分析器中有沿半径方向的电场，使离子沿通道中心线做匀速圆周运动，而后沿两平行板中线由点进入电压为的偏转电场，最后通过偏转电场打在荧光屏上。已知离子的电荷量为，质量为，静电分析器中心线处的电场强度大小为，半径为，平行板间距为，板长为，板右侧到荧光屏的距离也为，离子重力不计，两平行板间电场可视为匀强电场。 (1)求离子的电性和离子通过静电分析器的速度大小； (2)求离子打到荧光屏上的位置到中央位置的距离。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由静电分析器电场方向可知，离子带正电，由 解得初速度 （2）粒子在偏转电场中有，， 解得 离子离开匀强电场后，竖直方向位移为，有，， 解得 另解：离子射出偏转电场后做匀速直线运动，由速度反向延长过水平位移中点，则由相似三角形关系得 解得 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 $