新教材同步輔導(dǎo)2023年高中物理章末質(zhì)量評(píng)估一第一章靜電場的描述粵教版必修第三冊(cè)

章末質(zhì)量評(píng)估(一)(對(duì)應(yīng)第一章)(時(shí)間：75分鐘分值：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題，每題4分，共28分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的，選對(duì)得4分．錯(cuò)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(shì)一定降低B．E＝eq\f(F,q)只適用于點(diǎn)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(gè)電荷之間的距離趨近于零時(shí)庫侖力變得無限大解析：沿著電場線方向電勢(shì)逐漸降低，A正確；E＝eq\f(F,q)是電場強(qiáng)度的定義式，適用于任何電場，B錯(cuò)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(cuò)誤；當(dāng)兩個(gè)電荷之間的距離趨近于零時(shí)，電荷已經(jīng)不能看成點(diǎn)電荷了，也就不能應(yīng)用庫侖定律了，D錯(cuò)誤；故選A.答案：A2.如圖，帶箭頭的實(shí)線表示某靜電場的電場線，虛線表示其等勢(shì)面．已知a、b、c三點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb、Ec，電勢(shì)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(diǎn)的電場強(qiáng)度大，b點(diǎn)的場強(qiáng)小，即Ea>Eb＝Ec，沿著電場線的方向，電勢(shì)逐漸降低，則a點(diǎn)的電勢(shì)高于c點(diǎn)的電勢(shì)，即φa>φc，b、c兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，電勢(shì)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(diǎn)固定一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷，E為CD邊的中點(diǎn)，以無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為0.則下列說法正確的是()A．C、D兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同B．C點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì)高C．將一質(zhì)子從C點(diǎn)移到E點(diǎn)，其電勢(shì)能增加D．將一電子從C點(diǎn)移到D點(diǎn)，其電勢(shì)能減少解析：C、D兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等，但方向不同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；AC＝AB，故C點(diǎn)的電勢(shì)與B點(diǎn)的電勢(shì)相等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；E點(diǎn)的電勢(shì)比C點(diǎn)的高，故將一質(zhì)子從C點(diǎn)移到E點(diǎn)，其電勢(shì)能增加，選項(xiàng)C正確；C、D兩點(diǎn)的電勢(shì)相同，故將一電子從C點(diǎn)移到D點(diǎn)，其電勢(shì)能不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．故選C.答案：C4.如圖所示，光滑絕緣水平桌面上有A、B兩個(gè)帶電小球(可以看成點(diǎn)電荷)，A球帶電量為＋2q，B球帶電量為－q，由靜止開始釋放后A球加速度大小為B球的兩倍，不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是()A．A球受到的靜電力是B球受到的靜電力的2倍B．A球質(zhì)量是B球質(zhì)量的2倍C．A球受到的靜電力與B球受到的靜電力是一對(duì)平衡力D．A、B球相互靠近過程中加速度都增大，且A球加速度總是B球的兩倍解析：A球受到的靜電力與B球受到的靜電力是相互作用力，大小相等，方向相反，A錯(cuò)誤；因?yàn)閮汕蚴芰Υ笮∠嗟?，但A球的加速度是B球的兩倍，所以根據(jù)牛頓第二定律F＝ma可知，A球的質(zhì)量為B球的eq\f(1,2)，B錯(cuò)誤；平衡力必須作用在同一個(gè)物體上，C錯(cuò)誤；A、B球相互靠近過程中，相互作用力越來越大，所以加速度都增大，并且力的大小相等，A球質(zhì)量為B球質(zhì)量的eq\f(1,2)，所以A球加速度總是B球的兩倍，D正確．答案：D5.兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷的電場線如圖所示，圖中電場線上下左右均對(duì)稱．點(diǎn)P、Q，點(diǎn)M、N，點(diǎn)R、S關(guān)于兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O對(duì)稱，則()A．P、Q兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同B．M、N兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同C．在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上O點(diǎn)電勢(shì)最高D．R、S兩點(diǎn)電勢(shì)不相等解析：由圖知，P、Q兩點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向不同，故A錯(cuò)誤；M、N兩點(diǎn)在兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷的連線上，M更靠近左邊電荷，則電場強(qiáng)度方向向右，同理N點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向向左，故B錯(cuò)誤；沿電場線方向電勢(shì)降低，等量同種點(diǎn)電荷的中垂線上，O點(diǎn)電勢(shì)最高，中垂線上關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)電勢(shì)相等，則R、S兩點(diǎn)電勢(shì)相等，故C正確，D錯(cuò)誤．答案：C6.如圖所示為某靜電除塵裝置的電場線分布示意圖．圖中虛線是某一帶電的煙塵微粒(不計(jì)重力)在電場力作用下向集塵板遷移的軌跡，a、b是軌跡上的兩點(diǎn)．對(duì)該煙塵微粒，下列說法正確的是()A．煙塵微粒帶負(fù)電B．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)大于b點(diǎn)的電勢(shì)C．煙塵微粒在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能D．煙塵微粒在a點(diǎn)的加速度大小等于在b點(diǎn)的加速度大小解析：煙塵微粒運(yùn)動(dòng)過程中受到的電場力指向軌跡凹的一側(cè)，并與場強(qiáng)平行，由此判斷，煙塵微粒受到的電場力與場強(qiáng)方向相反，因此煙塵微粒一定帶負(fù)電，A正確；沿著電場線方向，電勢(shì)是降低的，所以a點(diǎn)電勢(shì)較小，B錯(cuò)誤；煙塵微粒從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中電場力做正功，電勢(shì)能減小，故煙塵微粒在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能，C錯(cuò)誤；電場線的疏密表示電場的強(qiáng)弱，由圖可知a點(diǎn)的場強(qiáng)大于b點(diǎn)的場強(qiáng)，由F＝qE可知電荷在a點(diǎn)所受電場力大，所以煙塵微粒在a點(diǎn)的加速度大小大于在b點(diǎn)的加速度大小，D錯(cuò)誤．答案：A7.不計(jì)重力的帶電粒子在某電場區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，三個(gè)等勢(shì)面是平行等距的，a、b、c是軌跡上的三個(gè)點(diǎn)．下列說法正確的是()A．粒子在三點(diǎn)的電勢(shì)能大小關(guān)系為Epc<Epa<EpbB．粒子在三點(diǎn)所受的電場力不相等C．粒子在a點(diǎn)的加速度大于在b點(diǎn)的加速度D．粒子在三點(diǎn)所具有的動(dòng)能大小關(guān)系為Ekc<Eka<Ekb解析：粒子在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，只有電場力做功，故電勢(shì)能與動(dòng)能之和應(yīng)是恒定不變的，由圖可知，粒子運(yùn)動(dòng)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(fù)電，由Ep＝qφ可知粒子在b點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能最大，在c點(diǎn)的電勢(shì)能最小，則可判斷在c點(diǎn)的動(dòng)能最大，在b點(diǎn)的動(dòng)能最小，A正確，D錯(cuò)誤；因表示電場中三個(gè)等勢(shì)面的三條虛線是平行且等間距的，由此可判斷電場是勻強(qiáng)電場，所以帶電粒子在電場中各點(diǎn)受到的電場力相等，加速度相等，B、C錯(cuò)誤．故選A.答案：A二、多項(xiàng)選擇題(本大題共3小題，每題6分，共18分．每小題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的，全選對(duì)得6分，少選得3分，錯(cuò)選、多選、不選均不得分)8.如圖所示，一個(gè)帶正電的粒子進(jìn)入一點(diǎn)電荷＋Q的電場中，初速度為v0，軌跡如圖，則()A．N點(diǎn)電勢(shì)高于M點(diǎn)電勢(shì)B．N點(diǎn)電勢(shì)低于M點(diǎn)電勢(shì)C．該粒子在M點(diǎn)動(dòng)能比在N點(diǎn)動(dòng)能大D．該粒子在M點(diǎn)電勢(shì)能比在N點(diǎn)電勢(shì)能大解析：由運(yùn)動(dòng)軌跡可知，正點(diǎn)電荷在運(yùn)動(dòng)軌跡的右側(cè)，根據(jù)順著電場線方向電勢(shì)逐漸降低可知，N點(diǎn)的電勢(shì)高于M點(diǎn)的電勢(shì)，故A正確，B錯(cuò)誤；粒子受力的方向指向運(yùn)動(dòng)軌跡凹的一側(cè)，故粒子從M運(yùn)動(dòng)到N的過程中，電場力做負(fù)功，粒子的電勢(shì)能增大，動(dòng)能減小，則粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能小于在N點(diǎn)的電勢(shì)能；粒子在M點(diǎn)的動(dòng)能大于在N點(diǎn)的動(dòng)能，故C正確，D錯(cuò)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(gè)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(xì)桿相連，靜止在桌面上．P與M相距L，P、M和N視為點(diǎn)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(shì)相同D．M、N及細(xì)桿組成系統(tǒng)所受合外力為零解析：小球M和N，由絕緣細(xì)桿相連，靜止在光滑桌面上，則M、N及細(xì)桿組成的系統(tǒng)所受合外力為零，D正確；P對(duì)M的吸引力與P對(duì)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(cuò)誤；在P產(chǎn)生的電場中，M處電勢(shì)較高，故C錯(cuò)誤．答案：BD10．圖甲所示是一種實(shí)用的靜電除塵設(shè)備簡圖，把高壓電源的正極接到金屬圓筒上，負(fù)極接到懸掛在管心的金屬線上，它們之間產(chǎn)生強(qiáng)電場，圓筒截面上的電場分布如圖乙所示．帶有粉塵的煙氣進(jìn)入圓筒內(nèi)，塵埃在電場中通過某種機(jī)制帶電，在強(qiáng)電場作用下向圓筒遷移并沉積，經(jīng)凈化后的煙氣從出口排出，下列表述正確的是()A．到達(dá)圓筒的塵埃帶負(fù)電荷B．圓筒與金屬線之間的電場是勻強(qiáng)電場C．塵埃向圓筒遷移過程中克服電場力做功D．塵埃向圓筒遷移過程中電勢(shì)能減小解析：由題意，塵埃在強(qiáng)電場作用下向圓筒遷移并沉積，圓筒帶正電，所以塵埃帶負(fù)電，故A正確；由乙圖知，圓筒與金屬線之間的電場是輻向非勻強(qiáng)電場，故B錯(cuò)誤；塵埃向圓筒遷移過程中是受靜電引力作用而發(fā)生的，所以電場力做正功，故C錯(cuò)誤；電場力做正功，電勢(shì)能減小，故D正確．答案：AD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(xì)管中，兩相同的帶電金屬小球相向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)相距L時(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(gè)平行金屬板之間的勻強(qiáng)電場沿豎直方向，電場中A、B兩點(diǎn)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(diǎn)電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服電場力做了4.2×10－5J的功．(1)若已知A點(diǎn)電勢(shì)φA＝800V，xAB＝1cm，求B點(diǎn)電勢(shì)；(2)求電場強(qiáng)度的大小和方向．解析：(1)A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差為UAB＝eq\f(WAB,q)＝eq\f(－4.2×10－5,－1.5×10－8)V＝2800V，設(shè)B點(diǎn)的電勢(shì)為φB，根據(jù)UAB＝φA－φB，得φB＝φA－UAB＝800V－2800V＝－2000V.(2)電場強(qiáng)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?yàn)樨Q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(gè)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(xì)線懸掛于絕緣天花板上同一點(diǎn)，平衡時(shí)，B球偏離豎直方向θ角，A球豎直且與墻壁接觸，此時(shí)A、B兩球位于同一高度且相距L.求：(1)每個(gè)小球帶的電荷量q；(2)B球所受繩的拉力T；(3)墻壁對(duì)A球的彈力N.解析：(1)對(duì)B球受力分析如圖所示：B球受三個(gè)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，一根長為L＝0.5m的細(xì)絕緣線，上端固定，下端系一個(gè)質(zhì)量為m＝4×10－3kg的帶電小球，將整個(gè)裝置放入一勻強(qiáng)電場當(dāng)中，電場強(qiáng)度大小為E＝3×103N/C，方向?yàn)樗较蛴?，已知：?dāng)細(xì)線偏離豎直方向?yàn)棣龋?7°時(shí)，小球處于平衡狀態(tài)，重力加速度為g＝10m/s2，試求：(1)小球帶何種電荷，帶電量為多少；(2)若剪斷細(xì)線，小球運(yùn)動(dòng)的加速度大?。?3)若將小球拉至最低點(diǎn)C無初速度釋放，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)繩中拉力大?。馕觯?1)由題圖分析可得，小球所受電場力水平向右，故小球帶正電．設(shè)小球帶電量為q，根據(jù)受力平衡可得tanθ＝eq\f(qE,mg)，解得q＝eq\f(mgtanθ,E)＝1×10－5C.(2)繩剪斷后，小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律eq\f(mg,cosθ)＝ma，可得a＝eq\f(g,cosθ)＝12.5m/s2.(3)由最低點(diǎn)無初速度釋放至拉力最大過程中，由動(dòng)能定理得qELsinθ－mgL(1－cosθ)＝eq\f(1,2)mv2，由牛頓第二定律得T－eq\f(mg,cosθ)＝meq\f(v2,L)，解得T＝7×10－2N.答案：(1)正電1×10－5C(2)12.5m/s2(3)7×10－2N15.(12分)如圖所示，豎直平面內(nèi)光滑絕緣直桿ABC與水平面的夾角θ＝30°，在O點(diǎn)處固定一正點(diǎn)電荷(電荷量未知)，O點(diǎn)到B、C兩點(diǎn)的距離相等．現(xiàn)將質(zhì)量m＝0.08kg、電荷量q＝－5×10－3C、套在桿上的帶負(fù)電小球從A點(diǎn)由靜止開始釋放．已知A、C兩點(diǎn)間的距離d＝2.0m，B、C兩點(diǎn)間的距離x＝1.6m，小球沿桿下滑到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為3m/s，取重力加速度大小g＝10m/s2，不計(jì)空氣阻力．(1)