2024-2025学年新教材高中物理第一章静电场的描述测评含解析粤教版必修第三册

PAGEPAGE9第一章测评(时间:75分钟满分: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,只有一个选项符合题目要求)1.取一个铜质小球置于圆形玻璃器皿中心,将蓖麻油和头发碎屑置于玻璃器皿内拌匀.用起电机使铜球带电时,铜球四周的头发碎屑会呈现如图所示的发散状图样.下列说法正确的是()A.电场线是真实存在的B.发散状的黑线是电场线C.带电铜球四周存在着电场D.只在发散状的黑线处存在着电场解析电场可以用电场线来描述,电场线是人为设想出来的,其实并不存在,故A、B错误.电场是电荷四周空间里存在的一种特别物质,只要有电荷,就肯定有电场,故C正确.发散状的黑线,能描述出电场的分布,没有黑线处,也存在电场,故D错误.答案C2.真空中保持肯定距离的两个点电荷,若其中一个点电荷的电荷量增加了原来的,但仍旧保持它们之间的相互作用力不变,则另一点电荷的电荷量肯定削减了原来的()A. B. C. D.解析一个点电荷的电荷量增加了原来的,即q1'=q1,依据库仑定律的公式F=k知,若库仑力不变,则q2'=q2,即另一点电荷的电荷量减小了原来的,故B正确,A、C、D错误.答案B3.如图所示是某验电器的结构图.下列说法正确的是()A.当带电体靠近金属盘时,金属箔张开肯定角度B.金属箔张开过程,电场力肯定做负功C.两金属箔张开,说明金属盘带正电D.两金属箔张开时,可能带异种电荷解析当带电体靠近金属盘时,由于发生静电感应,金属箔带上了同种电荷,这两片金属箔张开肯定角度,在张开的过程中电场力做正功;两金属箔张开说明物体带电,不能说明是带哪种电荷,故A正确,B、C、D错误.答案A4.在一个匀强电场中有a、b两点,相距为d,电场强度为E,把一个电荷量为q的正电荷由a点移到b点时,克服电场力做功为W,下列说法正确的是()A.该电荷在a点的电势能比在b点大B.a点电势比b点电势低C.a、b两点电势差大小肯定为Uab=EdD.a、b两点电势差Uab=解析正电荷由a点移到b点,电场力对电荷做负功,电势能增加,该电荷在a点的电势能比在b点小,选项A错误;a点电势比b点电势低,故选项B正确;当a、b两点在同一电场线上时,U=Ed,本题a、b是否在同一电场线上不确定,则Uab不肯定等于Ed,故选项C错误;电荷从a移动到b,克服电场力做功W,依据电势差的定义得Uab=,选项D错误.答案B5.(2024广东中山检测)真空中有两个等量异种点电荷,以连线中点O为坐标原点,以它们的中垂线为x轴,选项图中能正确表示轴上场强状况的是()解析对于两个等量异种点电荷形成的电场,在它们连线的中垂线上,从连线中点到无穷远处场强渐渐减小,所以选项A正确.答案A6.如图所示,粗细匀称的绝缘棒弯成始终径为L的圆形线框,线框上匀称地分布着正电荷,O是线框的圆心,现在线框上E处取下足够短的带电荷量为q的一小段,将其沿OE连线向左移动的距离到F点处,若线框的其他部分的带电荷量与电荷分布保持不变,则此时O点的电场强度大小为()A.k B.kC.k D.k解析线框上剩余的电荷在O点产生的电场强度等效为在E处电荷量为-q的电荷在O点产生的电场强度,故E1=,方向水平向左;将q移到F点时,q在O点产生的电场强度为E2=,方向向右;则由电场强度的叠加可知O点的电场强度E=E1-E2=,方向向左,故选B.答案B7.某区域的电场线分布如图所示,其中间一根电场线是直线,一带正电的粒子从直线上的O点由静止起先在电场力作用下运动到A点,取O点为坐标原点,沿直线向右为x轴正方向,粒子的重力忽视不计.在粒子由O到A运动的过程中,下列关于粒子的运动速度v和加速度a随时间t的变更、粒子的动能Ek和运动轨迹上电势φ随位移x的变更图像可能正确的是()解析带正电的粒子从O点向A点运动过程中,电场线先变疏再变密,电场强度先变小后变大,故电场力和粒子的加速度也是先变小后变大,B正确;粒子从O向A运动,始终加速,但加速度先变小后变大,其速度—时间图像的斜率也是先变小后变大,A错误;从O到A,电场强度先变小后变大,单位长度上的电势着陆也应是先变小后变大,C错误;依据Ek=mv2=Fx,知Ek-x图像的斜率为F,从O到A,粒子所受的电场力先变小后变大,故Ek-x图像的斜率也应是先变小后变大,D错误.答案B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,有多个选项符合题目要求,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.如图所示,水平固定的圆盘a带正电Q,电势为零,从盘心O处释放质量为m、带电荷量为+q的小球.小球最高可上升到竖直高度为H的N点,且过P点时速度最大,已知重力加速度为g.由此可求得Q所形成的电场中()A.P点的电势B.N点的电势C.P点的电场强度D.N点的电场强度解析小球由O到N的过程,依据动能定理得W电-mgH=0,得电场力做功为W电=mgH,可知小球的电势能减小mgH,O点电势能为0,所以N点电势能为EpN=-mgH,N点的电势为φN==-,即可求出N点的电势.由于小球通过P点的速度不知道,不能求出O到P电场力做的功,不能求出P点的电势.故A错误,B正确.在P点所受的电场力和重力二力平衡,有qE=mg,解得P点的电场强度为E=;不能求出N点的电场力,也就不能求出N点的电场强度.故C正确,D错误.故选B、C.答案BC9.如图所示,竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘,两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面上,且处于同一竖直平面内,若用图示方向的水平推力F作用于小球B,则两球静止于图示位置.假如将小球B向左推动少许,两个小球重新达到平衡,则两个小球的受力状况与原来相比()A.推力F将增大B.竖直墙面对小球A的弹力变小C.地面对小球B的弹力肯定增大D.两个小球之间的距离增大解析对球A受力分析,A受三个力的作用,即重力GA,墙壁对A的弹力FA和B对A的静电力FBA,FA与FBA的合力与其重力大小相等,它是不变的.当将小球B向左推动少许时,FBA与竖直方向的夹角渐渐变小,则可以推断出FA减小,FBA也减小,B正确;对A和B整体受力分析可知,FA=F,故推力F也将减小,A错误;对小球A和B整体受力分析可知,地面对小球B的支持力与小球A和B的重力平衡,因此地面对B的弹力保持不变,C错误;由于两球之间的静电力在减小,故两小球之间的距离在增大,D正确.答案BD10.(2024全国卷Ⅲ)如图所示,∠M是锐角三角形PMN最大的内角,电荷量为q(q>0)的点电荷固定在P点.下列说法正确的是()A.沿MN边,从M点到N点,电场强度的大小渐渐增大B.沿MN边,从M点到N点,电势先增大后减小C.正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大D.将正电荷从M点移动到N点,电场力所做的总功为负解析本题以点电荷的电场为背景,意在考查静电场的电场强度分布规律和电势、电势能、电场力做功的关系.沿MN边,从M点到N点,距P点的距离先变小后变大,P点的点电荷带正电,电场强度E=k,越靠近P点,电场强度越大,电势越大,所以电场强度先变大后变小,电势先变大后变小,选项A错误,选项B正确;正电荷在电势高的位置电势能也大,所以正电荷在M点的电势能大于其在N点的电势能,选项C正确;将正电荷由电势能大的M点移到电势能小的N点,电场力做正功,选项D错误.答案BC三、非选择题(本题共5小题,共54分)11.(7分)在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的试验中,一同学猜想可能与两电荷的距离和电荷量有关.他选用带正电的小球A和B,A球放在可移动的绝缘座上,B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点,如图所示.试验时,先保持两球电荷量不变,使A球从远处渐渐向B球靠近,视察到两球距离越小,B球悬线的偏角越大;再保持两球的距离不变,变更小球所带的电荷量,视察到电荷量越大,B球悬线的偏角越大.(1)试验表明:两电荷之间的相互作用力,随其距离的(选填“增大”或“减小”)而增大,随其所带电荷量的(选填“增大”或“减小”)而增大.

(2)此同学在探究中应用的科学方法是(选填“累积法”“等效替代法”“限制变量法”或“演绎法”).

解析(1)由题意知,悬线夹角越大,说明受力越大,故两电荷之间的相互作用力,随其距离的减小而增大,随其所带电荷量的增大而增大.(2)此同学在探究中应用的科学方法是限制变量法.答案(1)减小增大(2)限制变量法12.(9分)视察静电感应现象的操作如下.(1)带正电的C移近导体A,金属箔片(选填“张开”或“闭合”),移走C之后金属箔片(选填“张开”或“闭合”).

(2)带正电的C移近导体A,先把AB分开,再移走C,金属箔片(选填“张开”或“闭合”),A带(选填“正”或“负”)电,B带(选填“正”或“负”)电,再让AB接触,金属箔片(选填“张开”或“闭合”).

(3)带正电的C移近导体A,用手摸一下A或者B,移走C,再分开AB,金属箔片(选填“张开”或“闭合”),AB带(选填“正”或“负”)电.

(4)把C碰一下A或者B,移走C,分开AB,AB带(选填“正”或“负”)电.

解析(1)C靠近A,A端感应出负电荷,B端感应出正电荷,电子从B端移到A端,金属箔片张开,移走C之后金属箔片闭合.(2)C靠近A,金属箔片张开,先分开AB再移走C,金属箔片张开,A带负电,B带正电,再让AB接触,金属箔片闭合.(3)C靠近A,用手摸一下A或者B,AB相当于近端,移走C分开AB,金属箔片张开,AB带负电.(4)C碰一下A或者B,电子转移到C上,移走C再分开AB,AB带正电.答案(1)张开闭合(2)张开负正闭合(3)张开负(4)正13.(10分)如图所示,一质量为m、电荷量为q的带正电微粒(重力不计),在匀强电场(电场线方向未标出)中A点的速度大小为v、方向与电场线垂直,在B点的速度大小为3v,已知A、B两点在平行电场线方向上的距离为d,求:(1)A、B两点的电压;(2)电场强度的大小和方向.解析(1)由动能定理有Uq=m(3v)2-mv2解得U=.(2)由于微粒带正电,故电场强度的方向向右由U=Ed解得E=.答案(1)(2),方向向右14.(12分)如图所示,匀强电场的电场强度E=2.0×104N/C,沿电场线方向有A、B两点,A、B两点间的距离s=0.10m.将电荷量q=+2.0×10-8C的点电荷从A点移至B点.问:(1)电荷从A点移至B点的过程中,电势能变更了多少?(2)若将A点的电势规定为0,则B点的电势是多少?解析(1)电荷所受电场力F的大小F=qE=2.0×10-8×2.0×104N=4.0×10-4N方向水平向右电荷从A点移至B点的过程中,电场力所做的功W=Fs=4.0×10-4×0.10J=4.0×10-5J电荷从A点移至B点的过程中,电势能减小了4.0×10-5J.(2)A、B两点间的电势差UAB=Es=2.0×104×0.10V=2.0×103V而UAB=φA-φB,φA=0解得φB=-2.0×103V.答案(1)减小了4.0×10-5J(2)-2.0×103V15.(16分)如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直面内,管口B、C的连线是水平直径.现有一质量为m带正电的小球(可视为质点)从B点正上方的A点自由下落,A、B两点间距离为4R.从小球进入管口起先,整个空间突然加一匀强电场,电场力竖直向上的分力大小与重力大小相等,结果小球从管口C处脱离圆管后,其运动轨迹经过A点.重力加速度为g,求:(1)小球到达B点的速度