高中物理新教材同步必修第三册 章末检测试卷(一)同步讲义

这是一份高中物理新教材同步必修第三册 章末检测试卷(一)同步讲义，共10页。
章末检测试卷(一)(时间：90分钟　满分：100分)一、单项选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．(2019·湖北仙桃中学高二上调研)下列关于点电荷的说法中，正确的是(　　)A．只有体积很小的带电体才能看成点电荷B．体积很大的带电体一定不能看成点电荷C．当两个带电体的大小及形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时，两个带电体可看成点电荷D．一切带电体都可以看成点电荷答案　C解析　当带电体的形状、体积和电荷分布对分析的问题的影响可忽略时，这个带电体可看成点电荷，带电体能否看成点电荷是由所研究问题的性质决定的，与带电体自身大小和形状无关，故C正确．2．(2019·铜陵一中高二上月考)关于场强的两个公式E＝eq \f(F,q)和E＝keq \f(Q,r2)，下列说法中正确的是(　　)A．q表示电场中的试探电荷的电荷量、Q表示场源电荷的电荷量B．E随q的增大而减小，随Q的增大而增大C．第一个公式适用于包括点电荷在内的所有场源的电场，且E的方向和F一致D．第二个公式适用于包括点电荷在内的所有场源的电场，且拿走Q后，电场就不存在了答案　A解析　场强的两个公式E＝eq \f(F,q)和E＝keq \f(Q,r2)，q表示电场中的试探电荷的电荷量、Q表示场源电荷的电荷量，选项A正确．E由电场本身决定，与q无关；E随Q的增大而增大，选项B错误．第一个公式适用于包括点电荷在内的所有场源的电场，且E的方向和正电荷所受电场力F一致，选项C错误；第二个公式只适用于点电荷的电场，且拿走Q后，电场就不存在了，选项D错误．3.(2018·安徽师大附中期末)如图1所示是某个点电荷电场中的一根电场线，在电场线上的O点由静止释放一个自由的负电荷(仅受电场力作用)，它将沿电场线向B点运动．下列判断中正确的是(　　)图1A．电场线由B指向A，该电荷做加速运动，加速度越来越小B．电场线由B指向A，该电荷做加速运动，其加速度大小的变化不能确定C．电场线由A指向B，该电荷做匀速运动D．电场线由B指向A，该电荷做加速运动，加速度越来越大答案　B解析　负电荷由静止开始从O运动到B，其所受电场力方向由O指向B，场强方向与负电荷所受电场力方向相反，故场强方向由B指向A；负电荷从静止开始，必定做加速运动，由于电场线的分布情况未知，场强如何变化无法确定，电场力和加速度如何变化也无法确定，故B正确，A、C、D错误．4．(2019·长沙市雅礼中学高二上调研)半径相同的两个金属球A、B带有等量的电荷，相隔一定距离，两球之间相互吸引力的大小为F.今让第三个不带电的与A、B完全相同的金属球C先后与A、B两球接触后移开球C，这时，A、B两球之间的静电力的大小为(　　)A.eq \f(F,8) B.eq \f(F,4) C.eq \f(3F,8) D.eq \f(3F,4)答案　A解析　假设开始时A带电荷量为Q，B带电荷量为－Q，两球之间的相互吸引力的大小是F＝keq \f(Q2,r2)；第三个不带电的相同金属球C与A接触后，A和C的电荷量都为eq \f(Q,2)，C再与B接触时由于二者带异种电荷，则C、B分开后电荷量均为－eq \f(Q,4)；这时，A、B两球之间的相互作用力大小F′＝keq \f(\f(Q,2)·\f(Q,4),r2)＝eq \f(1,8)keq \f(Q2,r2)＝eq \f(1,8)F，故A正确．5．如图2所示，a、b、c、d四个点在一条直线上，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处固定有一电荷量为Q的正点电荷，在d点处固定有另一个电荷量未知的点电荷，除此之外无其他电荷，已知b点处的场强为零，则c点处场强的大小为(k为静电力常量)(　　)图2A．0 B．keq \f(15Q,4R2) C．keq \f(Q,4R2) D．keq \f(Q,R2)答案　B解析　据题可知，b点处的场强为零，说明a处和d处的两个点电荷在b处产生的场强大小相等、方向相反，则有：keq \f(Q,R2)＝keq \f(Q′,2R2)，得 Q′＝4Q，电性与Q相同．则Q在c点产生的场强大小 E1＝keq \f(Q,2R2)＝keq \f(Q,4R2)，方向向右；Q′在c点产生的场强大小E2＝keq \f(Q′,R2)＝keq \f(4Q,R2)，方向向左；故c点处场强的大小为 E＝E2－E1＝keq \f(15Q,4R2).6.如图3所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在由正点电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，下列说法正确的是(　　)图3A．A、B两点场强不相等，EA＞EBB．A、B两点场强不相等，EA＜EBC．感应电荷产生的附加电场EA＜EBD．当电键S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动答案　D解析　导体处于静电平衡状态时，内部场强处处为零，A、B错误；因感应电荷在导体内某点的场强与正电荷在该点的场强等大反向，A点离正点电荷较近，故有EA＞EB，C错误，当电键S闭合时，电子从大地沿导线移向导体，并中和枕形导体右端的正电荷，相当于右端正电荷流向大地的远端，D正确．7.(2019·石家庄市辛集中学高二上月考)直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图4所示，M、N两点各固定一负电荷，一电荷量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零．静电力常量用k表示．若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为(　　)图4A.eq \f(3kQ,4a2)，沿y轴正方向 B.eq \f(3kQ,4a2)，沿y轴负方向C.eq \f(5kQ,4a2)，沿y轴正方向 D.eq \f(5kQ,4a2)，沿y轴负方向答案　B解析　G点处的电场强度恰好为零，说明负电荷在G点产生的合场强与正电荷在G点产生的场强大小相等、方向相反，根据点电荷的场强公式可得，正电荷在G点产生的场强大小为eq \f(kQ,a2)，则负电荷在G点的合场强大小也为eq \f(kQ,a2)，当正点电荷移到G点时，正电荷与H点的距离为2a，正电荷在H点产生的合场强大小为eq \f(kQ,4a2)，方向沿y轴正方向，由于G、H对称，所以负电荷在G、H两点产生的场强大小相等、方向相反，大小为eq \f(kQ,a2)，方向沿y轴负方向，所以H点处合场强的大小为eq \f(kQ,a2)－eq \f(kQ,4a2)＝eq \f(3kQ,4a2)，方向沿y轴负方向，所以B正确，A、C、D错误．8.如图5所示，正方形线框由边长为L的粗细均匀的绝缘棒组成，O是线框的中心，线框上均匀分布着正电荷，现在线框上侧中点A处取下足够短的带电荷量为q的一小段，将其沿OA连线延长线向上移动eq \f(L,2)的距离到B点处，若线框的其他部分的带电荷量与电荷分布保持不变，则此时O点的电场强度大小为(　　)图5A．keq \f(q,L2) B．keq \f(3q,2L2)C．keq \f(3q,L2) D．keq \f(5q,L2)答案　C解析　线框上的电荷在O点产生的场强大小等效为与A点对应的电荷量为q的电荷在O点产生的场强大小，故E1＝eq \f(kq,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L,2)))2)＝eq \f(4kq,L2)，B点的电荷在O点产生的场强大小为E2＝eq \f(kq,L2)，由场强的叠加可知E＝E1－E2＝eq \f(3kq,L2)，选项C正确．二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)9.(2018·邯郸四中高二上月考)A、B两个点电荷在真空中产生电场的电场线(方向未标出)如图6所示．图中C点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称．则下列说法中正确的是(　　)图6A．这两个点电荷一定是等量异种点电荷B．这两个点电荷一定是等量同种点电荷C．把某正电荷从C点移到D点所受电场力方向不变D．C点的电场强度可能比D点的电场强度小答案　AC解析　电场线是由正电荷出发，终止于负电荷，由图中分布对称的电场线可得A、B为等量异种点电荷，故A正确，B错误；等量异种点电荷产生的电场中，在它们连线的中垂线MN上，各个点的电场方向均垂直于中垂线指向负电荷一侧，同一电荷所受电场力方向相同，故C正确；电场线的疏密程度表示电场的强弱，电场线的切线方向表示电场的方向，C点的电场线比D点密，所以两点电场强度大小关系为EC＞ED，故D错误．10.某静电场中的电场线如图7所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M点运动到N点，以下说法正确的是(　　)图7A．粒子是正电荷B．粒子受到的电场力为恒力C．粒子在M点的加速度小于在N点的加速度D．粒子在M点的动能小于在N点的动能答案　ACD解析　带电粒子在电场中运动时，受到的电场力的方向指向运动轨迹的内侧，由此可知，带电粒子受到的电场力的方向为沿着电场线向上，所以此带电粒子为正电荷，故A正确；由电场线的分布可知，电场线在N点较密，所以带电粒子在N点时受到的电场力大，在N点的加速度大，故B错误，C正确；由M点运动到N点的过程中，电场力对粒子做正功，所以粒子的动能增加，故D正确．11.如图8所示，水平实线是匀强电场的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上两点，若带电粒子在运动中只受电场力作用，则由此图可作出的正确判断是(　　)图8A．带电粒子带负电荷B．该粒子运动方向为由a至bC．带电粒子所受电场力的方向向右D．带电粒子做匀变速运动答案　AD解析　做曲线运动的物体速度沿轨迹切线方向，物体受到的合力方向指向轨迹弯曲的内侧．带电粒子只受电场力，故电场力即为所受合力，方向沿电场线所在直线，可知该带电粒子所受电场力水平向左，粒子带负电荷，选项A正确，C错误；由于粒子在匀强电场中运动，则粒子所受电场力是恒定的，可知粒子运动的加速度大小不变，选项D正确；粒子运动方向无法判定，选项B错误．12.如图9所示，两个电荷量均为＋Q的点电荷分别固定在A、B两点，C、D两点将A、B连线三等分，现使一个带负电的粒子从C点开始以某一初速度向右运动，不计粒子的重力，则该粒子在CD之间运动的速度大小v与时间t的关系图像可能是(　　)图9答案　CD解析　设A、B之间的距离为r，带负电的粒子到A点的距离为x，由库仑定律可得负电粒子所受的合力为F＝keq \f(Qq,x2)－keq \f(Qq,r－x2)，在AB之间的中点O，负电粒子所受的合力为0，C到O的合力方向向左，O到D的合力方向向右，因为从C到O负电粒子所受合力逐渐减小，在O点，合力大小为零，所以当负电粒子以初速度v0向右运动时，开始时加速度变小，斜率不恒定，A错误；如果v0足够大，粒子从C到O的过程中速度变小，斜率在O点变小到零，从O到D过程中速度逐渐增加，斜率逐渐增加，D正确；如果到O点时速度刚好为零，则C正确．三、非选择题(本题4小题，共40分)13.(8分)一根长为l的绝缘丝线吊着一质量为m、带电荷量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中，如图10所示，丝线与竖直方向成37°角，重力加速度为g，求：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)图10(1)小球受到的静电力大小；(2)电场强度的大小．答案　(1)eq \f(3,4)mg　(2)eq \f(3mg,4q)解析　(1)对小球受力分析如图所示，由平衡条件得F电＝mgtan 37°＝eq \f(3,4)mg(4分)(2)E＝eq \f(F电,q)＝eq \f(3mg,4q).(4分)14.(8分)(2019·南昌八一中学、洪都中学高二上月考)如图11所示，真空中光滑绝缘水平面上的两个异种点电荷A和B，电荷量分别为＋4Q和－Q，它们之间的距离为r，为使两电荷保持静止，现加入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态(静电力常量为k)．则第三个点电荷C应放在什么位置？第三个点电荷C的电性及电荷量是多少？图11答案　放在A、B连线右侧距离B电荷r处　C电荷带＋4Q的正电荷解析　由于A是正电荷，B是负电荷，而且A的电荷量大，则C必定带正电，并且在A、B电荷连线的右侧，(2分)设其距离B电荷为x，对C分析有keq \f(4QQC,r＋x2)＝keq \f(QQC,x2)(2分)再对B分析有keq \f(4QQ,r2)＝keq \f(QQC,x2)(2分)联立解得QC＝4Q，x＝r.(2分)15.(10分)空间中三点A、B和C是直角三角形的三个顶点，且AB＝4 cm，BC＝3 cm.现将点电荷QA和QB分别放在A、B两点，测得C点的场强为EC＝10 N/C，方向如图12所示，求：图12(1)QA和QB的带电性质；(2)如果撤掉QA，C点场强的大小和方向．答案　(1)QA为负电荷，QB为正电荷　(2)7.5 N/C，方向由B指向C解析　(1)由于QA、QB为点电荷，故QB产生的场强沿直线BC，方向可能指向B或C，同理，QA产生的场强沿直线AC，方向可能指向A或C，由于合场强平行于直线BA，故QB产生的场强沿直线BC指向C，QA产生的场强沿直线AC指向A，如图所示，则QB为正电荷，QA为负电荷．(4分)(2)由图可知tan θ＝eq \f(AB,BC)＝eq \f(4,3)，又知tan θ＝eq \f(EC,EB)，解得EB＝7.5 N/C(4分)所以撤去QA，C点的场强EC′＝EB＝7.5 N/C，方向由B指向C.(2分)16.(14分)(2018·北京十一学校期末)如图13所示，在倾角为α的足够长的光滑斜面上放置两个质量分别为2m和m的带电小球A和B(均可视为质点)，它们相距为L.两球同时由静止开始释放，释放的瞬间，B球的加速度恰好等于零．经过一段时间后，当两球距离为L′时，A、B的加速度大小之比为a1∶a2＝11∶5.静电力常量为k.图13(1)若B球带正电荷且电荷量为q，求A球所带电荷量Q及电性．(2)在(1)条件下求L′与L的比值．答案　(1)eq \f(mgL2sin α,kq)　正电荷　(2)eq \f(3,2)解析　(1)由初始B球的加速度等于零及B球带正电荷，可知A球带正电荷；对B球受力分析，沿斜面方向B球受到的合力为零，即F－mgsin α＝0(2分)根据库仑定律有F＝keq \f(Qq,L2)(2分)联立解得Q＝eq \f(mgL2sin α,kq)(2分)(2)两球距离为L′时，A球加速度方向沿斜面向下，根据牛顿第二定律有F′＋2mgsin α＝2ma1(2分)B球加速度方向沿斜面向下，根据牛顿第二定律有mgsin α－F′＝ma2(2分)依题意a1∶a2＝11∶5，联立解得F′＝eq \f(4,9)mgsin α(2分)又F′＝keq \f(Qq,L′2)，解得eq \f(L′,L)＝eq \f(3,2).(2分)