2023高中物理章末質(zhì)量評估（一）第一章靜電場的描述粵教版

章末質(zhì)量評估(一)(對應(yīng)第一章)(時間：75分鐘分值：100分)一、單項選擇題(本題共7小題，每題4分，共28分．每小題只有一個選項是正確的，選對得4分．錯選、多選、不選均不得分)1．關(guān)于靜電場，下列說法正確的是()A．沿電場線的方向電勢一定降低B．E＝eq\f(F,q)只適用于點電荷產(chǎn)生的電場C．油滴所帶的電荷量可能是8.8×10－19CD．根據(jù)F＝eq\f(kQ1Q2,r2)可知，當(dāng)兩個電荷之間的距離趨近于零時庫侖力變得無限大解析：沿著電場線方向電勢逐漸降低，A正確；E＝eq\f(F,q)是電場強度的定義式，適用于任何電場，B錯誤；任何帶電體所帶電荷都等于元電荷的整數(shù)倍，所以油滴所帶的電荷量不可能是8.8×10－19C，C錯誤；當(dāng)兩個電荷之間的距離趨近于零時，電荷已經(jīng)不能看成點電荷了，也就不能應(yīng)用庫侖定律了，D錯誤；故選A.答案：A2．如圖，帶箭頭的實線表示某靜電場的電場線，虛線表示其等勢面．已知a、b、c三點的電場強度大小分別為Ea、Eb、Ec，電勢分別為φa、φb、φc.則()A．Ea＜Eb，φb＝φc B．Ea＞Eb，φa＞φbC．Ea＞Eb，φa＜φb D．Ea＝Ec，φb＝φc解析：由圖示可知，a處的電場線密，b、c處的電場線稀疏，因此a點的電場強度大，b點的場強小，即Ea>Eb＝Ec，沿著電場線的方向，電勢逐漸降低，則a點的電勢高于c點的電勢，即φa>φc，b、c兩點在同一等勢面上，電勢相等，即φb＝φc，則φa>φb＝φc，故選B.答案：B3．如圖所示，ABCD為一正四面體，在A點固定一個帶正電的點電荷，E為CD邊的中點，以無窮遠處電勢為0.則下列說法正確的是()A．C、D兩點的電場強度相同B．C點的電勢比B點的電勢高C．將一質(zhì)子從C點移到E點，其電勢能增加D．將一電子從C點移到D點，其電勢能減少解析：C、D兩點的電場強度大小相等，但方向不同，選項A錯誤；AC＝AB，故C點的電勢與B點的電勢相等，選項B錯誤；E點的電勢比C點的高，故將一質(zhì)子從C點移到E點，其電勢能增加，選項C正確；C、D兩點的電勢相同，故將一電子從C點移到D點，其電勢能不變，選項D錯誤．故選C.答案：C4.如圖所示，光滑絕緣水平面上有三個帶電小球a、b、c(可視為點電荷)，三球沿一條直線擺放，僅在它們之間的靜電力作用下靜止，則以下判斷正確的是()A．a(chǎn)對b的靜電力可能是斥力B．a(chǎn)對c的靜電力一定是斥力C．a(chǎn)的電荷量可能比b少D．a(chǎn)的電荷量一定比c多解析：根據(jù)電場力方向來確定各自電性，從而得出“兩同夾一異”，因此a對b的靜電力一定是引力，a對c的靜電力一定是斥力，故A錯誤，B正確；根據(jù)庫侖定律來確定電場力的大小，并由平衡條件來確定各自電荷量的大小，因此在大小上一定為“兩大夾一小”，則a的電荷量一定比b多，而a的電荷量與c的電荷量無法確定，故C、D錯誤．故選B.答案：B5.如圖為真空中兩點電荷A、B形成的電場中的一簇電場線，已知該電場線關(guān)于虛線對稱，O點為A、B電荷連線的中點，a、b為其連線的中垂線上對稱的兩點，則下列說法正確的是()A．A、B可能是帶等量異號的正、負電荷B．A、B可能是帶不等量的正電荷C．a(chǎn)、b兩點處無電場線，故其電場強度可能為零D．同一試探電荷在a、b兩點處所受電場力大小相等，方向一定相反解析：根據(jù)電場線的特點，從正電荷出發(fā)到負電荷或無限遠終止可以判斷，A、B是兩個等量同種電荷，選項A、B錯誤；電場線只是形象描述電場的假想曲線，a、b兩點處無電場線，其電場強度也不為零，選項C錯誤；在a、b兩點處場強大小相等、方向相反，同一試探電荷在a、b兩點所受電場力大小相等，方向一定相反，選項D正確．故選D.答案：D6．我國的特高壓直流輸電是中國在高端制造領(lǐng)域領(lǐng)先世界的一張“名片”，特別適合遠距離輸電．若直流高壓線掉到地上時，它就會向大地輸入電流，并且以高壓線與大地接觸的那個位置為圓心，形成一簇如圖所示的等差等勢線同心圓．A、B、C、D是等勢線上的四點，當(dāng)人走在地面上時，如果形成跨步電壓就會導(dǎo)致兩腳有電勢差而發(fā)生觸電事故，則()A．電勢的大小為φC>φB＝φD>φAB．場強的大小為EA>EB＝ED>ECC．人從B沿著圓弧走到D會發(fā)生觸電D．AB間距離等于2倍BC間距離解析：高壓線掉到地上時，它就會向大地輸入電流，圓心處的電勢最高，向外越來越低，電勢的大小為φA>φB＝φD>φC，故A錯誤；場強看等勢線的疏密，由圖可知場強的大小為EA>EB＝ED>EC，故B正確；B和D在同一條等勢線上，人從B沿著圓弧走到D不會發(fā)生觸電，故C錯誤；AB的平均場強大于BC的平均場強，AB的電勢差等于BC電勢差的2倍，根據(jù)E＝eq\f(U,d)可以定性判斷出AB間距離小于2倍BC間距離，故D錯誤．故選B.答案：B7．不計重力的帶電粒子在某電場區(qū)域內(nèi)的運動軌跡如圖所示，三個等勢面是平行等距的，a、b、c是軌跡上的三個點．下列說法正確的是()A．粒子在三點的電勢能大小關(guān)系為Epc<Epa<EpbB．粒子在三點所受的電場力不相等C．粒子在a點的加速度大于在b點的加速度D．粒子在三點所具有的動能大小關(guān)系為Ekc<Eka<Ekb解析：粒子在電場中運動時，只有電場力做功，故電勢能與動能之和應(yīng)是恒定不變的，由圖可知，粒子運動受力方向指向軌跡的凹側(cè)，電場線的方向豎直上，粒子受力豎直向下，則粒子帶負電，由Ep＝qφ可知粒子在b點時的電勢能最大，在c點的電勢能最小，則可判斷在c點的動能最大，在b點的動能最小，A正確，D錯誤；因表示電場中三個等勢面的三條虛線是平行且等間距的，由此可判斷電場是勻強電場，所以帶電粒子在電場中各點受到的電場力相等，加速度相等，B、C錯誤．故選A.答案：A二、多項選擇題(本大題共3小題，每題6分，共18分．每小題有多個選項是正確的，全選對得6分，少選得3分，錯選、多選、不選均不得分)8.如圖所示，一個帶正電的粒子進入一點電荷＋Q的電場中，初速度為v0，軌跡如圖，則()A．N點電勢高于M點電勢B．N點電勢低于M點電勢C．該粒子在M點動能比在N點動能大D．該粒子在M點電勢能比在N點電勢能大解析：由運動軌跡可知，正點電荷在運動軌跡的右側(cè)，根據(jù)順著電場線方向電勢逐漸降低可知，N點的電勢高于M點的電勢，故A正確，B錯誤；粒子受力的方向指向運動軌跡凹的一側(cè)，故粒子從M運動到N的過程中，電場力做負功，粒子的電勢能增大，動能減小，則粒子在M點的電勢能小于在N點的電勢能；粒子在M點的動能大于在N點的動能，故C正確，D錯誤．故選AC.答案：AC9．如圖所示，光滑絕緣的水平桌面上，固定著一個帶電荷量為＋Q的小球P.帶電荷量分別為－q和＋2q的小球M和N，由絕緣細桿相連，靜止在桌面上．P與M相距L，P、M和N視為點電荷．下列說法正確的是()A．M與N的距離大于LB．P、M和N在同一直線上C．在P產(chǎn)生的電場中，M、N處的電勢相同D．M、N及細桿組成系統(tǒng)所受合外力為零解析：小球M和N，由絕緣細桿相連，靜止在光滑桌面上，則M、N及細桿組成的系統(tǒng)所受合外力為零，D正確；P對M的吸引力與P對N的排斥力等值反向，所以P、M和N在同一直線上，B正確；設(shè)M與N的距離為x，則keq\f(Qq,L2)＝keq\f(2Qq,（L＋x）2)，解得x＝(eq\r(2)－1)L，A錯誤；在P產(chǎn)生的電場中，M處電勢較高，故C錯誤．答案：BD10．在真空中A、B兩點分別放置等量異種電荷，在電場中通過A、B兩點的豎直平面內(nèi)對稱位置取一個矩形路徑abcd，如圖所示，現(xiàn)將一電子沿abcd移動一周，則下列判斷正確的是()A．由a→b電場力做正功，電子的電勢能減小B．由b→c電場力對電子先做負功，后做正功，總功為零C．由c→d電子的電勢能一直增大D．由d→a電子的電勢能先減小后增大，電勢能總的增加量為零解析：由a→b，電勢降低，電場力做負功，電子的電勢能增加，故A錯誤；畫出過b、c的等勢線，如圖，則知由b→c，電勢先降低再升高，則電場對電子先做負功，后做正功，根據(jù)對稱性可知，b、c兩點的電勢相等，電場力做的總功為零，故B正確；由c→d，電勢升高，電場力做正功，電子的電勢能減小，故C錯誤；由d→a，電勢先升高后降低，電場對電子先做負功，后做正功，電子的電勢能先減小后增加，電勢能總增加量為零，d、a兩點的電勢相等，電場力做的總功為零，故D正確；故選BD.答案：BD三、非選擇題(本大題共5小題，共54分．解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程和重要演算步驟，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)11．(10分)如圖所示，水平光滑的絕緣細管中，兩相同的帶電金屬小球相向運動，當(dāng)相距L時，加速度大小均為a，已知A球帶電荷量為＋q，B球帶電荷量為－3q.當(dāng)兩球相碰后再次相距為L時，兩球加速度大小為多大？解析：設(shè)兩球的質(zhì)量均為m，開始兩球相距L時，庫侖力大小為F＝eq\f(kq·3q,L2)＝eq\f(3kq2,L2)，則a＝eq\f(F,m)＝eq\f(3kq2,mL2)，①相碰后兩球電荷量先中和，后平分，所以帶電荷量均為－q，兩球再次相距為L時，庫侖力F′＝eq\f(kq2,L2)，則兩球加速度均為a′＝eq\f(F′,m)＝eq\f(kq2,mL2)，②由①②式得a′＝eq\f(1,3)a.答案：eq\f(1,3)a12．(10分)如圖所示，在水平放置的兩個平行金屬板之間的勻強電場沿豎直方向，電場中A、B兩點之間的連線與豎直方向的夾角為60°.把帶電荷量為q＝－1.5×10－8C的點電荷由A點移到B點，克服電場力做了4.2×10－5J的功．(1)若已知A點電勢φA＝800V，xAB＝1cm，求B點電勢；(2)求電場強度的大小和方向．解析：(1)A、B兩點的電勢差為UAB＝eq\f(WAB,q)＝eq\f(－4.2×10－5,－1.5×10－8)V＝2800V，設(shè)B點的電勢為φB，根據(jù)UAB＝φA－φB，得φB＝φA－UAB＝800V－2800V＝－2000V.(2)電場強度E＝eq\f(UAB,d)＝eq\f(UAB,xABcos60°)＝eq\f(2800,1×10－2×0.5)V/m＝5.6×105V/m，方向為豎直向下．答案：(1)－2000V(2)5.6×105V/m豎直向下13．(10分)如圖所示，真空中兩個相同的小球帶有等量同種電荷，質(zhì)量均為m，分別用絕緣細線懸掛于絕緣天花板上同一點，平衡時，B球偏離豎直方向θ角，A球豎直且與墻壁接觸，此時A、B兩球位于同一高度且相距L.求：(1)每個小球帶的電荷量q；(2)B球所受繩的拉力T；(3)墻壁對A球的彈力N.解析：(1)對B球受力分析如圖所示：B球受三個力且處于平衡狀態(tài)，其中重力與庫侖力的合力大小等于繩子拉力的大小，方向與繩子拉力方向相反，由右圖可知：F庫＝mgtanθ＝eq\f(kq2,L2)，①解得q＝Leq\r(\f(mgtanθ,k)).(2)由B球的受力分析，得T＝eq\f(mg,cosθ).②(3)由A球的受力情況，得N＝F庫＝keq\f(q2,L2)，③結(jié)合①得N＝mgtanθ.答案：(1)Leq\r(\f(mgtanθ,k))(2)eq\f(mg,cosθ)(3)mgtanθ14．(12分)如圖所示，A球用水平細繩(繃直)懸掛，現(xiàn)在A球的右邊放置一個B球，使A球向左偏轉(zhuǎn)了53°.待A球靜置后，小明發(fā)現(xiàn)A球與B球處于同一條水平線上．已知A球的質(zhì)量為m，B球的帶電量為q，AB之間的距離為r，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，靜電力常量為k.(1)若B球帶負電，判斷A球的電性并說明理由；(2)求細繩的拉力及A球所帶的電荷量；(3)若此時剪斷細繩，繩剪斷瞬間A球的合加速度．解析：(1)A球帶負電．理由：在右邊放置B球時，A球向左偏，說明兩者相互排斥．(2)由幾何關(guān)系，得F繩＝eq\f(mg,sin37°)＝eq\f(5,3)mg，受力分解，得F繩水平＝eq\f(mg,tan37°)＝eq\f(4,3)mg，故有F繩水平＝F電＝eq\f(kQq,r2)，得Q＝qA＝eq\f(4mgr2,3kq).(3)剪斷瞬間A球受水平向左的靜電力以及重力，解得F合＝eq\f(5,3)mg，此時由F合＝ma，得a＝eq\f(5,3)g，方向朝左下角(與水平方向呈37°)．答案：(1)帶負電，在右邊放置B球時，A球向左偏，說明兩者相互排斥(2)eq\f(5,3)mgeq\f(4mgr2,3kq)(3)a＝eq\f(5,3)g，方向朝左下角(與水平方向呈37°)15．(12分)在勻強電場中，將－3×10－7C的點電荷從電場中的A點移到B點，靜電力做功為－2.4×10－6J，將該電荷從