2025-2026年山西省人教版高二物理选修三第一章综合测试卷

2025-2026年山西省人教版高二物理选修三第一章综合测试卷一、单选题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在《2025-2026年山西省人教版高二物理选修三第一章》的学习中，关于静电场的基本性质，下列说法正确的是（）A.电场线是真实存在的曲线，其疏密程度表示电场强度的大小B.正电荷在电场中运动时，其电势能一定增加C.导体在静电平衡时，内部电场强度处处为零D.电场线总是从正电荷出发，到负电荷终止，且不能形成闭合回路2.某电场中A点的电场强度为E，B点的电场强度为2E，现有一个电荷量为+q的点电荷从A点移到B点，下列判断正确的是（）A.电场力做功一定为qE•ABB.电势能一定减少C.电势差U_AB一定等于E•ABD.电势差U_AB一定小于E•AB3.在《2025-2026年山西省人教版高二物理选修三第一章》中，关于电势的概念，下列说法正确的是（）A.电势是标量，其正负表示电场力做功的正负B.在电场中，电势高的地方电场强度一定大C.电势零点的选择是任意的，但一旦选定就不能改变D.电荷在等势面上移动时，电场力不做功4.如图所示，一个半径为R的绝缘球体均匀带电，电荷量为Q，现在其表面挖去一个半径为r的小球体（r<R），关于剩余部分球体的电场分布，下列说法正确的是（）A.球心O点的电场强度为零B.球心O点的电势不为零C.球体表面任意一点的电场强度方向均指向球心D.球体表面任意一点的电势均相等5.在《2025-2026年山西省人教版高二物理选修三第一章》中，关于电介质对电场的影响，下列说法正确的是（）A.电介质放入电场中时，其内部电场强度一定减小B.电介质在电场中会被极化，产生感应电荷C.电介质中的电场强度一定等于自由电荷产生的电场强度D.电介质中的电势分布与自由电荷分布无关6.如图所示，两个点电荷Q1和Q2分别位于x轴上的A（-a，0）和B（a，0）位置，它们的电荷量分别为+Q和-Q，现求x轴上C（0，d）点的电场强度大小，下列表达式正确的是（）A.E=kQ/a^2+kQ/(a^2+d^2)B.E=kQ/(a^2+d^2)-kQ/a^2C.E=kQ/(a^2+d^2)cosθD.E=kQa/(a^2+d^2)^3/27.在《2025-2026年山西省人教版高二物理选修三第一章》中，关于电容器的基本性质，下列说法正确的是（）A.电容器的电容与其所带电荷量成正比B.电容器的电容与其两极板间的电压成反比C.电容器的电容是由其自身结构决定的，与所带电荷量和电压无关D.平行板电容器的电容与其极板面积成正比，与极板间距离成反比8.如图所示，一个平行板电容器，两极板间距为d，极板面积为S，现将其接入电压为U的电源，下列说法正确的是（）A.电容器的电容为C=εS/dB.电容器所带电荷量为Q=CUC.电容器两极板间的电场强度为E=U/dD.若将电容器两极板间距增大，其电容将减小9.在《2025-2026年山西省人教版高二物理选修三第一章》中，关于电场中的导体，下列说法正确的是（）A.导体在静电平衡时，内部电场强度处处为零B.导体在静电平衡时，表面电场强度方向一定垂直于导体表面C.导体在静电平衡时，表面电势处处相等D.导体在静电平衡时，内部电荷量为零10.如图所示，一个带电金属球A放在一个绝缘空腔导体B内，下列说法正确的是（）A.金属球A的电场对导体B内表面有影响B.导体B内表面电荷分布会发生变化C.导体B外表面电荷分布会发生变化D.若将金属球A从导体B内移出，导体B外表面电荷分布不会发生变化二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在《2025-2026年山西省人教版高二物理选修三第一章》中，电场强度的定义式为________，其单位是________。2.一个电荷量为+2μC的点电荷，在电场中某点的电势能为5×10^-4J，若该点的电场强度为100N/C，则该点的电势为________V。3.在《2025-2026年山西省人教版高二物理选修三第一章》中，电势差的定义式为________，其单位是________。4.一个平行板电容器，两极板间距为0.1cm，极板面积为100cm^2，若其电容为1.44pF，则介电常数ε为________F/m。5.在《2025-2026年山西省人教版高二物理选修三第一章》中，电介质放入电场中时，其内部电场强度E与自由电荷产生的电场强度E_0的关系为________。6.一个半径为R的绝缘球体均匀带电，电荷量为Q，现在其表面挖去一个半径为r的小球体（r<R），剩余部分球体的电势在球心O点的值为________。7.在《2025-2026年山西省人教版高二物理选修三第一章》中，电容器的基本公式Q=CU中，C表示________，U表示________。8.一个平行板电容器，两极板间距为d，极板面积为S，现将其接入电压为U的电源，电容器两极板间的电场强度为________。9.在《2025-2026年山西省人教版高二物理选修三第一章》中，导体在静电平衡时，表面电场强度方向________导体表面。10.如图所示，一个带电金属球A放在一个绝缘空腔导体B内，导体B外表面电荷分布________（选填“会”或“不会”）发生变化。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在《2025-2026年山西省人教版高二物理选修三第一章》中，电场线是真实存在的曲线，其疏密程度表示电场强度的大小。（）2.正电荷在电场中运动时，其电势能一定增加。（）3.导体在静电平衡时，内部电场强度处处为零。（）4.电场线总是从正电荷出发，到负电荷终止，且不能形成闭合回路。（）5.在电场中，电势高的地方电场强度一定大。（）6.电荷在等势面上移动时，电场力不做功。（）7.电介质放入电场中时，其内部电场强度一定减小。（）8.电介质在电场中会被极化，产生感应电荷。（）9.电介质中的电场强度一定等于自由电荷产生的电场强度。（）10.电介质中的电势分布与自由电荷分布无关。（）四、简答题（本大题共4小题，每小题4分，共16分）1.在《2025-2026年山西省人教版高二物理选修三第一章》中，简述电场强度的定义及其物理意义。2.在《2025-2026年山西省人教版高二物理选修三第一章》中，简述电势的定义及其物理意义。3.在《2025-2026年山西省人教版高二物理选修三第一章》中，简述电容器的定义及其物理意义。4.在《2025-2026年山西省人教版高二物理选修三第一章》中，简述导体在静电平衡时的基本性质。五、应用题（本大题共4小题，每小题6分，共24分）1.在《2025-2026年山西省人教版高二物理选修三第一章》中，一个电荷量为+3μC的点电荷，位于x轴上的A（0，0）位置，另一个电荷量为-2μC的点电荷，位于B（3，0）位置，求x轴上C（0，2）点的电场强度大小和方向。2.在《2025-2026年山西省人教版高二物理选修三第一章》中，一个平行板电容器，两极板间距为0.2cm，极板面积为200cm^2，现将其接入电压为200V的电源，求该电容器的电容和所带电荷量。3.在《2025-2026年山西省人教版高二物理选修三第一章》中，一个半径为R的绝缘球体均匀带电，电荷量为Q，现在其表面挖去一个半径为r的小球体（r<R），求剩余部分球体的电势在球心O点的值。4.在《2025-2026年山西省人教版高二物理选修三第一章》中，一个带电金属球A放在一个绝缘空腔导体B内，金属球A的电荷量为+Q，导体B外表面电荷分布会发生变化吗？为什么？【标准答案及解析】一、单选题1.C解析：电场线是虚拟的曲线，其疏密程度表示电场强度的大小，故A错误；正电荷在电场中运动时，若电场力做正功，其电势能减少，故B错误；导体在静电平衡时，内部电场强度处处为零，故C正确；电场线总是从正电荷出发，到负电荷终止，或从正电荷出发到无穷远，或从无穷远到负电荷终止，且不能形成闭合回路，故D错误。2.D解析：电场力做功与路径有关，不一定等于qE•AB，故A错误；正电荷在电场中运动时，若电场力做正功，其电势能减少，故B错误；电势差U_AB等于电场力移动电荷时做的功除以电荷量，与路径无关，故C错误；电势差U_AB等于电场力移动电荷时做的功除以电荷量，与电场强度和位移的夹角有关，故D正确。3.C解析：电势是标量，其正负表示电势能的正负，故A错误；在电场中，电势高的地方电场强度不一定大，故B错误；电势零点的选择是任意的，但一旦选定就不能改变，故C正确；电荷在等势面上移动时，电场力不做功，但电势能不变，故D错误。4.B解析：剩余部分球体的电场在球心O点不为零，因为挖去的小球体会在球心O点产生一个与剩余部分球体电场相反的电场，但剩余部分球体的电场强度大小仍不为零，故A错误；剩余部分球体的电势在球心O点不为零，因为挖去的小球体会影响球心O点的电势，故B正确；球体表面任意一点的电场强度方向不一定指向球心，取决于剩余部分球体的电荷分布，故C错误；球体表面任意一点的电势不一定相等，因为挖去的小球体会影响球体表面的电势分布，故D错误。5.B解析：电介质放入电场中时，其内部电场强度不一定减小，取决于电介质的介电常数，故A错误；电介质在电场中会被极化，产生感应电荷，故B正确；电介质中的电场强度等于自由电荷产生的电场强度与极化电荷产生的电场强度的矢量和，故C错误；电介质中的电势分布与自由电荷分布有关，因为电介质会影响电场的分布，故D错误。6.C解析：根据电场强度的叠加原理，C点的电场强度为两个点电荷产生的电场强度的矢量和，大小为E=kQ/(a^2+d^2)cosθ，故C正确；A、B、D选项的表达式均不正确，故排除。7.C解析：电容器的电容是由其自身结构决定的，与所带电荷量和电压无关，故C正确；A、B、D选项的说法均不正确，故排除。8.C解析：平行板电容器的电容为C=εS/d，电容器所带电荷量为Q=CU，电容器两极板间的电场强度为E=U/d，故C正确；A、B、D选项的说法均不正确，故排除。9.B解析：导体在静电平衡时，表面电场强度方向一定垂直于导体表面，故B正确；A、C、D选项的说法均不正确，故排除。10.C解析：金属球A的电场对导体B内表面有影响，导体B内表面电荷分布会发生变化，导体B外表面电荷分布会发生变化，因为导体B是绝缘的，金属球A的电场会诱导导体B内外表面电荷分布发生变化，故C正确；A、B、D选项的说法均不正确，故排除。二、填空题1.E=F/q，N/C解析：电场强度的定义式为E=F/q，其单位是N/C。2.250解析：根据电势能的定义式W=qφ，可得φ=W/q=5×10^-4J/(2×10^-6C)=250V。3.U_AB=W_AB/q，V解析：电势差的定义式为U_AB=W_AB/q，其单位是V。4.8.85×10^-12解析：根据电容器的电容公式C=εS/(4πkd)，可得ε=C•4πkd/S=1.44×10^-12F×4π×0.001m/100×10^-4m^2=8.85×10^-12F/m。5.E=E_0/ε解析：电介质放入电场中时，其内部电场强度E与自由电荷产生的电场强度E_0的关系为E=E_0/ε。6.kQ(1-r^3/(R^3))解析：剩余部分球体的电势在球心O点的值为φ=kQ(1-r^3/(R^3))。7.电容，电压解析：电容器的基本公式Q=CU中，C表示电容，U表示电压。8.E=U/d解析：平行板电容器两极板间的电场强度为E=U/d。9.垂直解析：导体在静电平衡时，表面电场强度方向垂直于导体表面。10.会解析：带电金属球A放在绝缘空腔导体B内，金属球A的电场会诱导导体B内外表面电荷分布发生变化，导体B外表面电荷分布会发生变化。三、判断题1.×解析：电场线是虚拟的曲线，其疏密程度表示电场强度的大小，故错误。2.×解析：正电荷在电场中运动时，若电场力做正功，其电势能减少，故错误。3.√解析：导体在静电平衡时，内部电场强度处处为零，故正确。4.√解析：电场线总是从正电荷出发，到负电荷终止，或从正电荷出发到无穷远，或从无穷远到负电荷终止，且不能形成闭合回路，故正确。5.×解析：在电场中，电势高的地方电场强度不一定大，故错误。6.√解析：电荷在等势面上移动时，电场力不做功，故正确。7.×解析：电介质放入电场中时，其内部电场强度不一定减小，取决于电介质的介电常数，故错误。8.√解析：电介质在电场中会被极化，产生感应电荷，故正确。9.×解析：电介质中的电场强度等于自由电荷产生的电场强度与极化电荷产生的电场强度的矢量和，故错误。10.×解析：电介质中的电势分布与自由电荷分布有关，因为电介质会影响电场的分布，故错误。四、简答题1.电场强度的定义及其物理意义解析：电场强度是描述电场性质的物理量，其定义式为E=F/q，其中F是电荷在电场中受到的电场力，q是电荷量。电场强度的物理意义是表示电场中某点的电场力强弱和方向，其方向规定为正电荷在该点受到的电场力的方向。2.电势的定义及其物理意义解析：电势是描述电场性质的物理量，其定义式为φ=W/q，其中W是电荷在电场中从某点移动到无穷远时电场力做的功，q是电荷量。电势的物理意义是表示电场中某点的电势能大小，其正负表示电势能的正负。3.电容器的定义及其物理意义解析：电容器是储存电荷的装置，其电容定义为C=Q/U，其中Q是电容器所带的电荷量，U是电容器两极板间的电压。电容器的物理意义是表示电容器储存电荷的能力，其单位是法拉（F）。4.导体在静电平衡时的基本性质解析：导体在静电平衡时具有以下基本性质：①导体内部电场强度处处为零；②导体表面电场强度方向垂直于导体表面；③导体表面电势处处相等；④导体内部电荷量为零。五、应用题1.一个电荷量为+3μC的点电荷，位于x轴上的A（0，0）位置，另一个电荷量为-2μC的点电荷，位于B（3，0）位置，求x轴上C（0，2）点的电场强度大小和方向。解析：根据电场强度的叠加原理，C点的电场强度为两个点电荷产生的电场强度的矢量和。+3μC点电荷在C点产生的电场强度大小为E1=kQ1/(r1^2)=9×10^9N•m^2/C^2×3×10^-6C/(2^2)=6.75×10^3N/C，方向沿x轴正方向。-2μC点电荷在C点产生的电场强度大小为E2=kQ2/(r2^2)=9×10^9N•m^2/C