（浙江專用）2022-2023學(xué)年高中物理 第一章 靜電場(chǎng)章末檢測(cè)卷 新人教版選修3-1一、選擇題(共13小題，每小題4分，共52分。在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一項(xiàng)是符合題目要求的。)1(2016·4月浙江選考，7)關(guān)于電容器，下列說(shuō)法正確的是()A在充電過(guò)程中電流恒定B在放電過(guò)程中電容減小C能儲(chǔ)存電荷，但不能儲(chǔ)存電能D兩個(gè)彼此絕緣又靠近的導(dǎo)體可視為電容器解析電容器的充放電曲線可知，充電過(guò)程中，電流不會(huì)恒定，A錯(cuò)；電容不隨充放電過(guò)程變化，B錯(cuò)；電容器中的電場(chǎng)具有能的性質(zhì)，所以C錯(cuò)；由電容器的定義知D正確。答案D2關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的關(guān)系，下面各種說(shuō)法中正確的是()A電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方，電勢(shì)一定高B電場(chǎng)強(qiáng)度不變，電勢(shì)也不變C電場(chǎng)強(qiáng)度為零時(shí)，電勢(shì)一定為零D電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是電勢(shì)降低最快的方向解析電場(chǎng)強(qiáng)度是描述靜電力的性質(zhì)的物理量，電勢(shì)是描述電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和電勢(shì)高低沒(méi)有必然關(guān)系；電場(chǎng)線的方向，即電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是電勢(shì)降低最快的方向，選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確。答案D3電子不計(jì)重力，只要給電子一個(gè)適當(dāng)?shù)某跛俣人湍苎匾恢本€運(yùn)動(dòng)，給電子另一個(gè)適當(dāng)?shù)某跛俣人湍茏鰣A周運(yùn)動(dòng)，滿足這兩個(gè)條件的電場(chǎng)為()A等量異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)B等量負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)C等量正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)D以上選項(xiàng)均錯(cuò)解析在正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，若電子初速度的方向與電場(chǎng)線共線，電子就能做直線運(yùn)動(dòng)；若電子初速度的方向與電場(chǎng)線垂直，電子就能以正點(diǎn)電荷為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確。答案C4點(diǎn)電荷在勻強(qiáng)電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用做直線運(yùn)動(dòng)，則()A做勻變速運(yùn)動(dòng) 電勢(shì)能減少C速度增加 速度可能不變解析在勻強(qiáng)電場(chǎng)中點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力恒定，加速度恒定，A正確；若點(diǎn)電荷初速度方向與電場(chǎng)力方向相反，電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功，電勢(shì)能先增后減，速度先減小后增大。B、C錯(cuò)誤；點(diǎn)電荷在勻強(qiáng)電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用并做直線運(yùn)動(dòng)，速度一定要變化，D錯(cuò)誤。答案A5(2017·磐安中學(xué)模擬)如圖1所示，均勻帶電圓盤(pán)所帶電荷量為Q，半徑為R、圓心為O，P為過(guò)O點(diǎn)且垂直圓盤(pán)面的直線上的一點(diǎn)，OP長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則OP線上各處場(chǎng)強(qiáng)隨L增大()圖1A一直增大 B一直減小C先增大后減小 D先減小后增大解析根據(jù)對(duì)稱性可知O點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)為0、OP延長(zhǎng)線上無(wú)限遠(yuǎn)處場(chǎng)強(qiáng)也為0，則從O點(diǎn)沿OP方向場(chǎng)強(qiáng)先增大后減小，C對(duì)。答案C6如圖2所示，開(kāi)關(guān)S由1擲向2，下列說(shuō)法正確的是()圖2A開(kāi)關(guān)接1時(shí)，平行板電容器充電，且上極板帶負(fù)電B開(kāi)關(guān)接2時(shí)，平行板電容器放電，且上極板帶正電C開(kāi)關(guān)由1擲向2的瞬間，電阻R中有從a到b的瞬時(shí)電流D開(kāi)關(guān)由1擲向2的瞬間，電阻R中有從b到a的瞬時(shí)電流解析開(kāi)關(guān)接1時(shí)，平行板電容器充電，上極板接電源正極，所以帶正電，故A錯(cuò)；開(kāi)關(guān)由1擲向2，電容器放電，瞬間極板上電荷中和，有從a到b的瞬時(shí)電流，放電完畢兩板均不帶電，故B、D錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確。答案C7如圖3，在光滑絕緣水平面上，三個(gè)帶電小球a、b和c分別位于邊長(zhǎng)為l的正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上；a、b帶正電，電荷量均為q，c帶負(fù)電。整個(gè)系統(tǒng)置于方向水平的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。已知靜電力常量為k。若三個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的大小為()圖3A. B.C. D.解析因?yàn)樾∏騛、b對(duì)小球c的靜電力的合力方向垂直于a、b連線向上，又因c帶負(fù)電，所以勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)榇怪庇赼、b連線向上。分析小球a受力情況：b對(duì)a的排斥力F1、c對(duì)a的吸引力F2和勻強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)a的電場(chǎng)力F3qE，如圖所示。根據(jù)a受力平衡可知，利用正交分解法：F2cos 60°F1kF2sin 60°qE。解得E。答案B8如圖4所示，在孤立的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中有a、b兩點(diǎn)，a點(diǎn)的電勢(shì)為a，場(chǎng)強(qiáng)大小為Ea，方向與連線ab垂直，b點(diǎn)的電勢(shì)為b，場(chǎng)強(qiáng)大小為Eb，方向與連線ab的夾角為30°。則a、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小及電勢(shì)高低的關(guān)系是()圖4Aa>b，EaBa<b，EaCa>b，Ea4Eb Da<b，Ea4Eb解析Ea、Eb的方向線相交，其交點(diǎn)為場(chǎng)源點(diǎn)電荷的位置，由點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式E，可得Ea4Eb；分別過(guò)a、b作等勢(shì)面，電場(chǎng)線由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面，則b>a。選項(xiàng)D正確。答案D9如圖5所示，平面直角坐標(biāo)系內(nèi)，勻強(qiáng)電場(chǎng)沿x軸正方向，以O(shè)為圓心的圓周與坐標(biāo)軸交于abcd四點(diǎn)，下列關(guān)于電勢(shì)關(guān)系的說(shuō)法正確的是()圖5A若在b和d兩點(diǎn)放置等量正電荷，則aOcB若在b和d兩點(diǎn)放置等量正電荷，則ac<OC若在a和c兩點(diǎn)放置等量正電荷，則d>O>bD若在a和c兩點(diǎn)放置等量正電荷，則d>b>O解析勻強(qiáng)電場(chǎng)沿x軸正方向，則勻強(qiáng)電場(chǎng)在a、c、O點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)相等。若在b和d兩點(diǎn)放置等量正電荷，根據(jù)對(duì)稱性可知由于等量正電荷在a和c兩點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)相等、且由O向a電勢(shì)降低，則A錯(cuò)，B對(duì)；若在a和c兩點(diǎn)放置等量正電荷，等量正電荷產(chǎn)生的電勢(shì)在O點(diǎn)高于d，但不能判斷出勻強(qiáng)電場(chǎng)和等量正電荷在O、d兩點(diǎn)的電勢(shì)的大小關(guān)系，C、D均錯(cuò)。答案B10(2018·溫州教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))用一條絕緣輕繩懸掛一個(gè)帶正電的小球，小球質(zhì)量為1.0×102 kg，所帶電荷量為7.5×108 C，現(xiàn)加一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，平衡時(shí)絕緣輕繩與豎直方向成37 °，sin 37°0.6，cos 37°0.8，取g10 m/s2。則()圖6A輕繩受到的拉力大小為8.0×102 NB電場(chǎng)強(qiáng)度大小為1.0×105 N/CC改變場(chǎng)強(qiáng)方向，仍使小球靜止在原位置，則電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值為8.0×105 N/CD剪斷輕繩，帶電小球?qū)⒆鲱惼綊佭\(yùn)動(dòng)解析對(duì)小球受力分析如圖所示，由平衡條件知，Tsin 37 °Eq，Tcos 37°mg，解得T0.125 N，E106 N/C，故A、B錯(cuò)誤；改變電場(chǎng)方向，當(dāng)小球所受的電場(chǎng)力方向與輕繩垂直且指向右上方時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度最小，其大小為E8×105 N/C，C正確；剪斷輕繩，小球所受重力和電場(chǎng)力的合力恒定，做勻加速度直線運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤。答案C11空間存在甲、乙兩相鄰的金屬球，甲球帶正電，乙球原來(lái)不帶電，由于靜電感應(yīng)，兩球在空間形成了如圖7所示穩(wěn)定的靜電場(chǎng)。實(shí)線為其電場(chǎng)線，虛線為其等勢(shì)線，A、B兩點(diǎn)與兩球球心連線位于同一直線上，C、D兩點(diǎn)關(guān)于直線AB對(duì)稱，則()圖7AA點(diǎn)和B點(diǎn)的電勢(shì)相同BC點(diǎn)和D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同C正電荷從A點(diǎn)移至B點(diǎn)，靜電力做負(fù)功D負(fù)電荷從C點(diǎn)沿直線CD移至D點(diǎn)，電勢(shì)能先減小后增加解析由題圖可知A>B，所以正電荷從A移至B，電勢(shì)減小，靜電力做正功，故A、C錯(cuò)誤；C、D兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向不同，故B錯(cuò)誤；負(fù)電荷從C點(diǎn)沿直線CD移至D點(diǎn)，電勢(shì)能先減小后增大，所以D正確。答案D12(2016·10月浙江選考，8)如圖8為某一電場(chǎng)的電場(chǎng)線，M、N、P為電場(chǎng)線上的三個(gè)點(diǎn)，M、N是同一電場(chǎng)線上兩點(diǎn)。下列判斷正確的是()圖8AM、N、P三點(diǎn)中N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最大BM、N、P三點(diǎn)中N點(diǎn)的電勢(shì)最高C負(fù)電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能D正電荷從M點(diǎn)自由釋放，電荷將沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)解析電場(chǎng)中電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小，由題圖知N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大，選項(xiàng)A正確；順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，N點(diǎn)的電勢(shì)最低，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；負(fù)電荷由M到N，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，所以EpMEpN，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；正電荷從M點(diǎn)自由釋放，在電場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)，但是運(yùn)動(dòng)軌跡并不是電場(chǎng)線，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案A13(2016·10月浙江選考，13)如圖9所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球A用絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，帶有電荷量也為q的小球B固定在O點(diǎn)正下方絕緣柱上。其中O點(diǎn)與小球A的間距為l，O點(diǎn)與小球B的間距為l，當(dāng)小球A平衡時(shí)，懸線與豎直方向夾角30°。帶電小球A、B均可視為點(diǎn)電荷，靜電力常量為k。則()圖9AA、B間庫(kù)侖力大小FBA、B間庫(kù)侖力大小FC細(xì)線拉力大小FTD細(xì)線拉力大小FTmg解析帶電小球A受力如圖所示，OCl，即C點(diǎn)為OB中點(diǎn)，根據(jù)對(duì)稱性ABl。由庫(kù)侖定律知A、B間庫(kù)侖力大小F，細(xì)線拉力FTF，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；根據(jù)平衡條件得Fcos 30°mg，得F，繩子拉力FT，選項(xiàng)B正確，D錯(cuò)誤。答案B二、非選擇題(共5小題，共48分。)14(8分)如圖10所示，一輕繩長(zhǎng)為L(zhǎng)，一端固定在O點(diǎn)，另一端拴一個(gè)帶電荷量為q的小球，整個(gè)裝置處在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)E。要使小球能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則小球在圓周上最高點(diǎn)A的最小速度為多少？圖10解析小球受重力mg、靜電力qE，其合力為2mg，方向向上，用此合力代替重力場(chǎng)中的重力，則小球做圓周運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)(設(shè)為B點(diǎn))相當(dāng)于在重力場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的“最高點(diǎn)”，而A點(diǎn)相當(dāng)于“最低點(diǎn)”。小球恰好通過(guò)“最高點(diǎn)”B時(shí)，有2mgm，小球從“最高點(diǎn)”B到“最低點(diǎn)”A，由動(dòng)能定理得qE·2Lmg·2Lmvmv，聯(lián)立解得vAmin。答案15(10分)如圖11所示是一組方向未知的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線，把一電荷量為1.0×106 C的負(fù)電荷從A點(diǎn)沿水平線移到B點(diǎn)，靜電力做了2.0×106 J的功。已知A、B兩點(diǎn)間的距離為2 cm，水平線與電場(chǎng)線之間的夾角為60°。求：圖11(1)A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差；(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向。解析(1)根據(jù)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的關(guān)系可知UAB V2 V(2)設(shè)A、B兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離為d，則dABcos 60°2×0.5 cm1 cmE V/m200 V/m因?yàn)閁ABAB2 V<0所以A<B，而電場(chǎng)線方向是由高電勢(shì)指向低電勢(shì)，所以電場(chǎng)方向沿直線向上。答案(1)2 V(2)200 V/m方向沿直線向上16(10分)如圖12，一半徑為r的圓環(huán)上均勻分布著電荷量為Q的電荷，在垂直于圓環(huán)面且過(guò)圓心O的軸線上有A、B、C三個(gè)點(diǎn)，C和O、O和A間的距離均為d，AB間距離為2d。在B點(diǎn)處有一電荷量為q的固定點(diǎn)電荷。已知A點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零，k為靜電力常量，求：圖12(1)帶電圓環(huán)在O點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小；(2)C點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)。解析(1)圓環(huán)上關(guān)于圓心對(duì)稱的兩小段圓弧上的電荷在O點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向相反，其合場(chǎng)強(qiáng)為零，則帶電圓環(huán)在O點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為EO0(2)A點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零，根據(jù)電場(chǎng)疊加原理知，帶電圓環(huán)和B點(diǎn)處點(diǎn)電荷在A點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小均為EBA，兩者方向相反根據(jù)對(duì)稱性可知帶電圓環(huán)在C點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為EC1，方向沿OC向外B處點(diǎn)電荷在C點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為EC2，方向沿OC向外則C點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)EEC1EC2解得E，方向沿OC向外答案(1)0(2)，方向沿OC向外17(10分)如圖13所示，在絕緣光滑水平面的上方存在著水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量m2.0×103 kg、電荷量q2.0×106 C的帶正電的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))，從O點(diǎn)開(kāi)始以一定的水平初速度向右做直線運(yùn)動(dòng)，其位移隨時(shí)間的變化規(guī)律為x6.0t10t2，式中x的單位為m，t的單位為s。不計(jì)空氣阻力，取g10 m/s2。圖13(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向；(2)求帶電物體在00.5 s內(nèi)電勢(shì)能的變化量。解析(1)由x6.0t10t2得加速度大小為a20 m/s2根據(jù)牛頓第二定律得：Eqma解得場(chǎng)強(qiáng)大小為E2.0×104 N/C電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向左(2)由x6.0t10t2得初速度大小為v06.0 m/s故減速時(shí)間：t10.3 s03 s內(nèi)經(jīng)過(guò)的路程：x1v0t1at0.9 m后0.2 s物體做反向勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)的路程x2at0.4 m物體在0.5 s內(nèi)發(fā)生的位移為x0.9 m0.4 m0.5 m，方向向右故電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加：EpqEx2×102 J。答案(1)2.0×104 N/C，水平方向左(2)2×102 J18(10分)如圖14所示，傾角為的斜面AB是粗糙且絕緣的，AB長(zhǎng)為L(zhǎng)，C為AB的中點(diǎn)，在A、C之間加一方向垂直斜面向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，與斜面垂直的虛線CD為電場(chǎng)的邊界?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從B點(diǎn)開(kāi)始在B、C間以速度v0沿斜面向下做勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)C后沿斜面勻加速下滑，到達(dá)斜面底端A時(shí)的速度大小為v。試求：圖14(1)小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E的大小。解析(1)小物塊在BC上勻速運(yùn)動(dòng)，由受力平衡得FNmgcos Ffmgsin 而FfFN由以上幾式解得tan (2)小物塊在CA上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，受力情況如圖所示，則FNmgcos qEFfFN根據(jù)牛頓第二定律得mgsin Ffmav2v2a·由以上幾式解得E答案(1)tan (2)