新教材同步系列2024春高中物理章末綜合測評1靜電場的描述粵教版必修第三冊

章末綜合測評(一)靜電場的描述一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1．下列關(guān)于點(diǎn)電荷的敘述正確的是()A．點(diǎn)電荷就是電荷量和體積都足夠小的帶電體B．體積大、形態(tài)怪異的帶電體肯定不能視為點(diǎn)電荷C．點(diǎn)電荷所帶電荷量的肯定值為1.6×10-19CD．帶電體的形態(tài)和大小對其庫侖力的影響可忽視時(shí)，帶電體可看作點(diǎn)電荷2．如圖所示，a、b兩點(diǎn)位于以負(fù)點(diǎn)電荷－Q(Q>0)為球心的球面上，c點(diǎn)在球面外，則()A．a(chǎn)點(diǎn)電勢比c點(diǎn)低B．b點(diǎn)電勢比c點(diǎn)高C．a(chǎn)、b兩點(diǎn)場強(qiáng)相同D．b點(diǎn)場強(qiáng)的大小比c點(diǎn)小3．如圖所示，在勻強(qiáng)電場中取一點(diǎn)O，過O點(diǎn)作射線OA＝OB＝OC＝20cm，∠AOB＝∠BOC，已知O、A、B、C各點(diǎn)的電勢分別為0、7V、8V、7V，則勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度的大小和方向是()A．35V/m，沿OA方向B．35V/m，沿OC方向C．40V/m，沿OB方向D．40V/m，沿BO方向4．如圖所示，三個(gè)同心圓是以同一負(fù)點(diǎn)電荷為圓心的等勢面，相鄰等勢面的電勢差相等，則下列說法正確的是()A．一個(gè)點(diǎn)電荷＋q在B點(diǎn)所受的靜電力比在A點(diǎn)的大B．一個(gè)點(diǎn)電荷＋q在B點(diǎn)具有的電勢能比在A點(diǎn)的小C．將同一個(gè)電荷由B點(diǎn)移到D點(diǎn)靜電力做的功比由C點(diǎn)移到A點(diǎn)多D．將電荷＋q由B點(diǎn)移到C點(diǎn)，靜電力做正功5．如圖甲、乙所示，兩個(gè)帶電荷量均為q的點(diǎn)電荷分別位于帶電荷量線密度相同、半徑相同的半圓環(huán)和34圓環(huán)的圓心，環(huán)的粗細(xì)可忽視不計(jì)。若圖甲中環(huán)對圓心點(diǎn)電荷的庫侖力大小為F甲乙A．32FB．12FC．22F6．如圖所示，絕緣光滑圓環(huán)豎直放置，a、b、c為三個(gè)套在圓環(huán)上可自由滑動的空心帶電小球，已知小球c位于圓環(huán)最高點(diǎn)，ac連線與豎直方向成60°角，bc連線與豎直方向成30°角，三個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是()A．a(chǎn)、b、c小球帶同種電荷B．a(chǎn)、b小球帶異種電荷，b、c小球帶同種電荷C．a(chǎn)、b小球電荷量之比為3D．a(chǎn)、b小球電荷量之比為37．光滑水平面上的兩個(gè)小球A、B圍著它們連線上的某點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動，兩個(gè)小球間的距離為L并保持不變，小球A、B所帶電荷量分別為＋2Q和－Q，質(zhì)量分別為m和2m。不計(jì)兩球間的萬有引力，則下列說法正確的是()A．A、B所受庫侖力大小之比為2∶1B．A、B的線速度大小之比為2∶1C．若僅把B的電荷量變?yōu)椋?Q，則穩(wěn)定后A、B做圓周運(yùn)動的半徑之比為1∶1D．若僅把A的質(zhì)量變?yōu)?m，則穩(wěn)定后A、B的線速度大小之比為2∶1二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。8．如圖所示，虛線1、2、3表示電場中的三條等勢線，一電子從電場中的a點(diǎn)由靜止釋放后沿直線運(yùn)動到b點(diǎn)，不計(jì)電子重力，則下列說法正確的是()A．a(chǎn)點(diǎn)場強(qiáng)大于b點(diǎn)場強(qiáng)B．a(chǎn)點(diǎn)場強(qiáng)小于b點(diǎn)場強(qiáng)C．a(chǎn)點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢D．a(chǎn)點(diǎn)電勢低于b點(diǎn)電勢9．一帶負(fù)電的粒子只在靜電力作用下沿x軸正方向運(yùn)動，其電勢能Ep隨位移x變更的關(guān)系如圖所示，其中O～x2段是關(guān)于直線x＝x1對稱的曲線，x2～x3段是直線，則下列說法正確的是()A．x1處電場強(qiáng)度最小，但不為零B．粒子在O～x2段做變速運(yùn)動，x2～x3段做勻變速運(yùn)動C．x2～x3段的電場強(qiáng)度大小方向均不變，為肯定值D．在O、x1、x2、x3處電勢φO、φ1、φ2、φ3的關(guān)系為φ1>φ2＝φ10．(2024·全國甲卷)地面上方某區(qū)域存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場，將一帶正電荷的小球自電場中P點(diǎn)水平向左射出。小球所受的重力和電場力的大小相等，重力勢能和電勢能的零點(diǎn)均取在P點(diǎn)。則射出后，()A．小球的動能最小時(shí)，其電勢能最大B．小球的動能等于初始動能時(shí)，其電勢能最大C．小球速度的水平重量和豎直重量大小相等時(shí)，其動能最大D．從射出時(shí)刻到小球速度的水平重量為零時(shí)，重力做的功等于小球電勢能的增加量三、非選擇題：共5個(gè)小題。11．兩個(gè)相同的負(fù)電荷和一個(gè)正電荷旁邊的電場線分布如圖所示。c是兩負(fù)電荷連線的中點(diǎn)，d點(diǎn)在正電荷的正上方，c、d到正電荷的距離相等，則a點(diǎn)的電場強(qiáng)度________b點(diǎn)的電場強(qiáng)度，c點(diǎn)的電場強(qiáng)度________d點(diǎn)的電場強(qiáng)度。 (選填“＞”“＜”或“＝”)12．在探究“兩電荷間相互作用力的大小與哪些因素有關(guān)”的試驗(yàn)中，一同學(xué)猜想可能與兩電荷的距離和電荷量有關(guān)。他選用帶正電的小球A和B，A球固定在可移動的絕緣座上，B球用絕緣絲線懸掛于玻璃棒C點(diǎn)，如圖所示。試驗(yàn)時(shí)，先保持兩球電荷量不變，使A球從遠(yuǎn)處漸漸向B球靠近，視察到兩球距離越小，B球懸線的偏角越大；再保持兩球的距離不變，變更小球所帶的電荷量，視察到電荷量越大，B球懸線的偏角越大。試驗(yàn)表明：兩電荷之間的相互作用力，隨其距離的________而增大，隨其所帶電荷量的________而增大。此同學(xué)在探究中應(yīng)用的科學(xué)方法是_____________(選填“累積法”“等效替代法”“限制變量法”或“演繹法”)。13．如圖所示，在足夠長的光滑絕緣水平直線軌道上方h高度的P點(diǎn)固定一個(gè)電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷。一質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從軌道上的A點(diǎn)以初速度v0沿軌道向右運(yùn)動，當(dāng)運(yùn)動到P點(diǎn)正下方B點(diǎn)時(shí)速度為v。已知點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場在A點(diǎn)的電勢為φ(取無窮遠(yuǎn)處電勢為零)，PA連線與水平軌道的夾角為60°，重力加速度為g，靜電力常量為k。求：(1)物塊在A點(diǎn)時(shí)受到軌道的支持力大??；(2)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場在B點(diǎn)的電勢。14．如圖所示，AB是豎直面內(nèi)、圓心在O點(diǎn)、半徑為R的14光滑絕緣軌道，其B端切線水平且與水平地面平滑連接，OB連線上及其右側(cè)的空間存在方向豎直向下的勻強(qiáng)電場。將一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電小球從軌道A端無初速度釋放，小球滑離B點(diǎn)后，在水平地面上最終停在D點(diǎn)，BD的距離為x＝4R。若小球可視為質(zhì)點(diǎn)，小球與水平面間動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g(1)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小E；(2)小球在B處對軌道的壓力大小FN′。15．如圖所示的勻強(qiáng)電場，等勢面是一簇相互平行的豎直平面，間隔均為d，各等勢面電勢已在圖中標(biāo)出，現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電小球以速度v0、方向與水平方向成45°角斜向上射入電場，重力加速度為g，要使小球做直線運(yùn)動，求：(1)小球應(yīng)帶何種電荷及其電荷量；(2)小球受到的合外力的大?。?3)在入射方向上小球運(yùn)動的最大位移xm。(電場足夠大)章末綜合測評(一)12345678910DADDCDBADBCDBD1．D[帶電體能否看作點(diǎn)電荷是由探討問題的性質(zhì)確定的，與自身大小、形態(tài)無必定關(guān)系，當(dāng)帶電體的形態(tài)、大小對它們之間相互作用力的影響可以忽視時(shí)，這個(gè)帶電體就可以看作點(diǎn)電荷，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確。]2．A[由于負(fù)點(diǎn)電荷的電場線指向負(fù)點(diǎn)電荷，而沿著電場線電勢漸漸降低，又由于對稱性，因此a、b兩點(diǎn)電勢都比c點(diǎn)低，且a、b兩點(diǎn)電勢相等，故A正確，B錯(cuò)誤；電場線的疏密反映了場強(qiáng)的大小，而且電場強(qiáng)度為矢量，具有方向性，因此a、b兩點(diǎn)場強(qiáng)大小相等，方向不同，都比c點(diǎn)場強(qiáng)大，故C、D錯(cuò)誤。]3．D[因A、C兩點(diǎn)電勢相等，故AC連線是一等勢線，由幾何關(guān)系可知OB⊥AC，因沿著電場線方向電勢降低，故可知電場線方向由B到O，場強(qiáng)大小為E＝Ud＝84．D[點(diǎn)電荷電場中，離點(diǎn)電荷越近場強(qiáng)越大，所以EA>EB，點(diǎn)電荷＋q在A點(diǎn)受的靜電力比在B點(diǎn)受的靜電力大，A錯(cuò)誤；點(diǎn)電荷＋q從B向A移動，靜電力做正功，電勢能減小，即＋q在B點(diǎn)的電勢能比在A點(diǎn)大，B錯(cuò)誤；若從B到D移動電荷量為＋q的電荷，靜電力做功WBD＝qUBD，從C到A靜電力所做的功是WCA＝qUCA，因?yàn)閁BD＝UCA，故WBD＝WCA，C錯(cuò)誤；從B到C移動電荷量為＋q的電荷，靜電力做正功，D正確。]5．C[由題圖甲中勻稱帶電半圓環(huán)對圓心點(diǎn)電荷的庫侖力大小為F，可以得出14圓環(huán)對圓心點(diǎn)電荷的庫侖力大小為22F。將題圖乙中的勻稱帶電34圓環(huán)分成三個(gè)14圓環(huán)，關(guān)于圓心對稱的兩個(gè)14圓環(huán)對圓心點(diǎn)電荷的庫侖力的合力為零，因此題圖乙中的6．D[a受到重力、環(huán)的支持力以及b、c對a的庫侖力，重力的方向在豎直方向上，環(huán)的支持力以及b對a的庫侖力均沿圓環(huán)直徑方向，故c對a的庫侖力為引力，同理可知，c對b的庫侖力也為引力，所以a與c的電性肯定相反，a與b的電性肯定相同，即a、b小球帶同種電荷，b、c小球帶異種電荷，故A、B錯(cuò)誤；對c小球受力分析，將力沿水平方向和豎直方向正交分解后可得kqaqcrac2sin60°＝kqqcrbc2sin30°，又rac∶7．B[A、B所受庫侖力互為作用力和反作用力，大小相等，故A錯(cuò)誤；依據(jù)F庫＝k2Q·QL2＝mω2rA＝2mω2rB，可得rArB＝21，依據(jù)v＝ωr可知，A、B的線速度大小之比為2∶1，故B正確；若僅把B的電荷量變?yōu)椋?Q，依據(jù)F庫＝k2Q·2QL2＝mω2rA＝2mω2rB，則穩(wěn)定后A、B做圓周運(yùn)動的半徑之比仍為2∶1，故C錯(cuò)誤；若僅把A的質(zhì)量變?yōu)?m，依據(jù)F庫＝k2Q·QL2＝2mω2rA′＝2mω8．AD[a點(diǎn)等勢面比b點(diǎn)等勢面密，故a點(diǎn)場強(qiáng)大于b點(diǎn)場強(qiáng)，故B錯(cuò)誤，A正確；電子僅在電場力作用下由a到b，則電子受到的電場力由a指向b，電子帶負(fù)電，故電場線方向由b指向a，a點(diǎn)電勢低于b點(diǎn)電勢，故C錯(cuò)誤，D正確。]9．BCD[由E＝Ud得電場強(qiáng)度與電勢的關(guān)系E＝ΔφΔx，電勢能Ep＝qφ，聯(lián)立可得E＝1q·ΔEpΔx，可知Ep-x圖像切線的斜率ΔEpΔx＝qE＝F靜，x1處切線斜率為零，所以x1處電場強(qiáng)度為零，故A錯(cuò)誤；由題圖可知，O～x1、x1～x2、x2～x3三段圖線斜率大小變更狀況為變小、變大、不變，則可知三段圖線反映的粒子所受的靜電力變小、變大、不變，故B、C正確；依據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系Ep＝qφ、粒子帶負(fù)電可知，電勢能越大，粒子所在處的電勢越低，所以φ1>10．BD[由題意可知，小球所受電場力與重力的合力指向右下，與水平方向成45°角，小球向左射出后做勻變速曲線運(yùn)動，當(dāng)其水平速度與豎直速度大小相等時(shí)，即速度方向與小球所受合力方向垂直時(shí)，小球克服合力做的功最大，此時(shí)動能最小，而此時(shí)小球仍具有水平向左的分速度，電場力仍對其做負(fù)功，其電勢能接著增大，故A、C錯(cuò)誤；小球在電場力方向上的加速度大小ax＝g，豎直方向加速度大小ay＝g，當(dāng)小球水平速度減為零時(shí)，克服電場力做的功最大，小球的電勢能最大，由勻變速運(yùn)動規(guī)律有v0＝gt，此時(shí)小球豎直方向的速度vy＝gt＝v0，所以此時(shí)小球動能等于初動能，由能量守恒定律可知，小球重力勢能削減量等于小球電勢能的增加量，又由功能關(guān)系可知，重力做的功等于小球重力勢能的削減量，故B、D正確。]11．解析：由題圖可知，a點(diǎn)旁邊電場線比b點(diǎn)旁邊電場線密，所以Ea＞Eb；由點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場的場強(qiáng)公式E＝kQr2和場強(qiáng)疊加原理可知Ec＞E答案：＞＞12．解析：由題意知，懸線夾角越大，說明受力越大，故兩電荷之間的相互作用力，隨其距離的減小而增大，隨其所帶電荷量的增大而增大；此同學(xué)在探究中應(yīng)用的科學(xué)方法是限制變量法。答案：減小增大限制變量法13．解析：(1)物塊在A點(diǎn)受到點(diǎn)電荷的庫侖力F＝kQq由幾何關(guān)系可知r＝h設(shè)物塊在A點(diǎn)時(shí)受到軌道的支持力大小為FN由平衡條件有FN＝mg＋Fsin60°解得FN＝mg＋33kQq(2)設(shè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場在B點(diǎn)的電勢為φB由動能定理有q(φ－φB)＝1解得φB＝φ+m答案：(1)mg＋314．解析：(1)小球從B到D有FN＋qE－mg＝0f＝μFN從A到D由動能定理mgR－f×4R＝0解得E＝4μ-(2)小球從A到B，由動能定理得mgR＝12小球在B處由牛頓其次定律得FN＋qE－mg＝m解得FN＝8μ+1由