2023-2024学年度粤教版物理必修三第一章《静电场的描述》考试B卷

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2023-2024学年度 粤教版 物理必修三 第一章 《静电场的描述》考试卷
B卷（后附解析）
考试范围：xxx；考试时间：75分钟；命题人：xxx
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题
1．下列说法中正确的是（　　）
A．只有摩擦才能使物体带电
B．摩擦起电实质是电子的转移
C．物体带电一定是带有多余的电子
D．物体所带电荷量可能是元电荷的1.5倍
2．三个相同的带孔金属小球A、B、C串在环形绝缘细绳上，A、B所带的电荷量分别为、，C不带电。将三个小球放在绝缘水平桌面上，保持静止时三个小球的位置如图甲所示。将三个球一起接触后释放，再次静止时，三个小球的位置如图乙所示。不计小球的体积与一切摩擦，则前后两次静止时，细绳中张力大小之比为（　　）
A． B． C． D．
3．如图所示，在正方形ABCD的一条对角线AC的四等分点上分别固定等电荷量的点电荷、、，其中为正电荷，、为负电荷。下列说法正确的是（　　）
A．B、D两点电场强度相同
B．A、C两点电场强度相同
C．B、D两点电势相等
D．A、C两点电势相等
4．如图甲所示，、为某电场中的一条电场线上的两点，现有一正点电荷仅在电场力作用下以速度从向运动，其图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）
A．电场中、两点电势
B．电场中、点场强
C．点电荷受到的电场力
D．点电荷在、两点的电势能
5．关于电场和电场线的描述，下列说法中正确的是（　　）
A．电荷之间的相互作用是通过电场发生的，电场是客观存在的特殊物质
B．电场线可以形象地描述电场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和负电荷受力的方向相同
C．电场线是闭合的
D．电场线可以用蓖麻油中的头发碎屑来显示，因而是真实存在的
6．如图所示，在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，∠NMP=30°。M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示，已知φM=φN，φP=φF，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则（　　）
A．点电荷Q一定在MP的连线上
B．连接PF的线段一定在同一等势面上
C．将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功
D．φP小于φM
7．电荷量不等的两点电荷固定在x轴上坐标为-3L和3L的两点,其中坐标为-3L处点电荷带电量绝对值为Q，两点电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示，其中x=L处电势最低,x轴上M、N两点的坐标分别为-2L和2L，则下列判断正确的是( )
A．两点电荷一定为异种电荷
B．原点O处场强大小为
C．正检验电荷在原点O处收到向左的电场力
D．负检验电荷由M点运动到N点的过程,电势能先减小后增大
评卷人得分
二、多选题
8．如图所示为某电场的一簇电场线，A、B是电场中的两个点，A、B两点的电场强度大小分别用、表示，电势分别用、表示。则（　　）
A． B． C． D．
9．两个带等量正电的点电荷，固定在图中、两点，为连线的中垂线，交于点，点为上的一点。一带负电的试探电荷，从点由静止释放，只在静电力作用下运动。取无限远处的电势为零，则（　　）
A．由向的运动是匀加速直线运动 B．由向运动的过程电势能逐渐减小
C．运动到点时电势能为零 D．运动到点时的动能最大
10．如图所示，两个带电荷量分别为、的点电荷分别固定在a点、b点，两者之间的距离为L，c点在两者的连线上，且两个点电荷产生的电场在c点的电场强度大小均为，d点是a、b两点连线延长线上的点，且b、d两点间的距离为L，e点是ab的中点，ep与ab垂直，ap与bp垂直，静电力常量为k，下列说法正确的是（　　）
A．c点的电场强度大小为
B．d点的电场强度为0
C．p点的电场强度大小为
D．带正电的检验电荷从e点运动到c点的过程中，电场力做负功
11．正六边形每个顶点上都固定一点电荷，电荷量的绝对值都相等，正负如图所示，M、N、P、Q分别为各边的中点，O为中心，取无穷远处电势为零，则正确的是（　　）

A．O点的电场强度和电势都为零 B．MN连线上各点的电势都相同
C．P、Q两点的电场强度和电势都相同 D．各顶点处电荷受到的库仑力合力都相同
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、实验题
12．在用电流场模拟静点场描绘电场中等势线的实验中，如图所示，abcde为电极AB连线上的5个等间距的基准点，df的连线与AB连线垂直。若电流表的两表笔分别接触df两点时，电流表指针反偏（电流从红表笔流进时，指针正偏），由此可知电流表的红表笔接在了 点；此时，要使指针指在零刻线，应将接触f点的探针（即表笔）向 移动（填“左”或“右”）。
13．某物理兴趣小组采用如图所示实验装置探究影响电荷间静电力的因素。带正电的小球A固定不动，带正电的小球B通过绝缘丝线悬挂在铁架台上，在静电力的作用下，小球B的悬线会偏离竖直方向。实验时，丝线分别悬挂在图中横杆上的P1、P2、P3点（使两个球心始终在同一水平线上）。
（1）丝线悬点从P1位置移动到P3位置，丝线偏角 （选填“变大”或“变小”），说明两小球之间的静电力 （选填“变大”或“变小”）。
（2）丝线悬点在P2位置时，测得丝线偏离竖直方向的角度为，小球B的质量为m，当地重力加速度大小为g，则A、B两球之间的库仑力大小为 （用题中所给字母表示）。
评卷人得分
四、解答题
14．如图所示，带箭头的直线是某电场中的一条电场线，电场线上a、b两点的场强分别用、表示，试根据下面的情况确定与的大小关系。
（1）如果这条电场线在匀强电场中；
（2）如果这条电场线在由一个正点电荷产生的电场中；
（3）如果这条电场线在由一个负点电荷产生的电场中。
15．在电场中有A、B两点，它们的电势分别为，，把电荷量的点电荷从A点移到B点，是电场力做功还是点电荷克服电场力做功？做了多少功？
16．(1)科学家发现，除了类似太阳系的恒星-行星系统，还存在许多双星系统，通过对它们的研究，使我们对宇宙有了较深刻的认识．双星系统是由两个星体构成，其中每个星体的线度（直径）都远小于两星体间的距离，一般双星系统距离其他星体很远，可以当作孤立系统处理．已知某双星系统中每个星体的质量都是M0，两者相距L，它们正围绕两者连线的中点做匀速圆周运动，引力常量为G． 求：
①该双星系统中星体的加速度大小a；
②该双星系统的运动周期T．
(2)微观世界与宏观世界往往存在奇妙的相似性．对于氢原子模型，因为原子核的质量远大于电子质量，可以忽略原子核的运动，形成类似天文学中的恒星-行星系统，记为模型Ⅰ．另一种模型认为氢原子的核外电子并非绕核旋转，而是类似天文学中的双星系统，核外电子和原子核依靠库仑力作用使它们同时绕彼此连线上某一点做匀速圆周运动，记为模型Ⅱ．已知核外电子的质量为m，氢原子核的质量为M，二者相距为r，静电力常量为k，电子和氢原子核的电荷量大小均为e．
①模型Ⅰ、Ⅱ中系统的总动能分别用EkⅠ、 EkⅡ表示，请推理分析，比较EkⅠ、 EkⅡ的大小关系；
②模型Ⅰ、Ⅱ中核外电子做匀速圆周运动的周期分别用TⅠ、TⅡ表示，通常情况下氢原子的研究采用模型Ⅰ的方案，请从周期的角度分析这样简化处理的合理性．
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
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第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．B
解析：A．使物体带电的方式有三种：摩擦起电，接触起电，感应起电，故A错误；
B．摩擦起电的实质就是电子的转移，故B正确；
C．物体带电可以是得到了电子，也可以是失去了电子，故C错误；
D．物体所带电量只能是元电荷的整数倍，故D错误。
答案：B。
2．A
解析：令绳的全长为L，三个球一起接触之前，对A分析有
三个球一起接触后，对A分析有
解得
答案：A。
3．C
解析：ABCD四点的电场分布，可以看作是由、形成的等量异种电荷的电场分布与点电荷电场分布的叠加所形成的。
A．根据场强叠加原理可知，B、D两点电场强度大小相等，方向不同，A错误；
B．根据场强叠加原理可知，A、C两点电场强度、方向都不同，B错误；
CD．根据电势叠加原理可知，B、D两点电势相等，A、C两点电势不等，C正确，D错误。
答案：C。
4．B
解析：A．由于电荷做减速运动，电场力的方向与运动方向相反，电场力的方向从B指向A，正电荷受力的方向沿着电场线，因此电场线的方向由B指向A，而沿着电场力线的方向，电势逐渐降低，故电场中、两点电势
A错误；
BC．由于电荷做匀减速的运动，加速度保持不变，故电场力不变
因此
B正确，C错误；
D．由于从A到B的过程中，电场力做负功，电势能增加，因此
D错误。
答案：B。
5．A
思路：（1）电荷周围存在着电场，为了形象地描述电场，我们引入了电场线，规定正电荷受力的方向为该点电场的方向。（2）电场线是不闭合曲线，始于正电荷或无穷远，终于负电荷或无穷远。
解析：A．电荷之间的相互作用是通过电场发生的，电场是客观存在的特殊物质，选项A正确；
B．电场线可以形象地描述各点电场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和正电荷在该点受力的方向一致，选项B错误；
C．电场线是不闭合曲线，始于正电荷或无穷远，终于负电荷或无穷远，选项C错误；
D．电场线可以用蓖麻油中的头发碎屑来显示，但电场线是假想的，并不是真实存在的，选项D错误。
答案：A。
6．A
解析：A．点电荷的等势面是一系列的同心圆，对于圆弧上任意两点的连线的中垂线一点通过圆心，故场源电荷在MN、PF的中垂线的交点上，因为∠NMP=30°，该交点必然在MP的连线上，如下图所示，故A正确；
B．φP=φF，线段PF是P、F所在等势面（圆）的一条弦，故B错误；
C．在正电荷的电场中，离场源电荷越远，电势越低，正试探电荷从P点搬运到N点，电势能降低，故电场力做正功，故C错误；
D．在正电荷的电场中，离场源电荷越远，电势越低，故φP大于φM，故D错误。
答案：A。
7．B
解析：A、由φ-x图象特点可知两点电荷均为正电荷，故A错误；
B、C、x=L处电势最低，此处图线的斜率为0，即该点的合场强为0，有,得,故原点处的场强大小为,方向向右，则正检验电荷在原点O处受到的电场力向右，故B正确，C错误；
D、由M点到N点电势先减小后增大，所以负检验电荷由M点运动到N点的过程，电势能先增大后减小，故D错误.
答案：B.
点拨：解决本题的关键掌握电势φ随x变化的关系图线上每点切线的斜率为（△x→0），表示电场强度E，以L点场强为0作为突破口，展开分析．
8．AC
解析：AB．根据电场线的疏密程度可知
故A正确，B错误；
CD．沿着电场线方向电势逐渐降低，可知
故C正确，D错误。
答案：AC。
9．BD
解析：A. 两等量正电荷周围部分电场线如图所示
其中P、Q连线的中垂线MN上，从O点到无穷远的过程中电场强度先增大后减小，且方向由O点指向无穷远；故试探电荷所受的电场力是变化的，q由A向O的运动不是匀加速直线运动，故A错误；
BD．由于试探电荷带负电，可知试探电荷受到的电场力由A指向O，从A到O过程，电场力做正功，动能增大，电势能减小；试探电荷从O向N运动过程，受到的电场力由N指向O，电场力做负功，动能减小，电势能增加，故BD正确；
C．根据沿电场方向电势降低，且无限远处的电势为零，可知O点电势大于零，由于试探电荷带负电，可知试探电荷在O点的电势能小于零，故C错误。
答案：BD。
10．AC
解析：A．两个点电荷分别在c点的电场强度大小均为，且方向相同，故c点的合电场强度大小为，故A正确；
B．两个点电荷分别在d点的电场强度方向相反，即正电荷在d点的电场强度大小为
负电荷在d点的电场强度大小为
则d点的合电场强度大小为
故B错误；
C．由几何关系可知，正电荷在p点的电场强度大小为
方向为从a指向p，负电荷在p点的电场强度大小为
方向为从p指向b，则p点的合电场强度大小为
故C正确；
D．电场线方向由正电荷指向负电荷，则带正电的检验电荷从e点运动到c点的过程中，沿着电场线方向运动，电场力做正功，电势能减小，故D错误。
答案：AC。
11．ABC
解析：A．各点电荷在O点产生的场强大小相同，根据电场叠加原理可知，O点场强为零，由于等量异种点电荷连线的中垂线上的点电势为零，图中O点为三对等量异种点电荷连线的中垂线上的点，所以O点电势为零，MN连线为三对等量异种点电荷连线的中垂线，所以MN连线上各点的电势都相同为零，AB均正确；
C． 根据对称性和电场叠加原理可知P、Q两点的电场强度相同，P、Q为三对等量异种点电荷连线的中垂线上的点，所以P、Q两点电势相等，为零C正确；
D．对顶点处的一个正点电荷和一个负点电荷进行受力分析，如图

设正六边形边长为，每个电荷带电量大小均为，可得
所受合力为
方向从该点电荷指向O点根据对称性可知，正电荷和负电荷受到的库仑力合力大小相等，方向均从该电荷指向O点，并不相同，D错误。
答案：ABC。
12． d 右
解析：
[1]作出过f点的等势线如图红线所示，根据顺着电场线电势降低知，f点的电势应高于d点的电势，当电流表的两表笔分别接触df两点时，电流表指针反偏时，说明电流从黑表笔进入，黑表笔电势较高，红表笔电势较低，所以红表笔应接d点。
[2]由于A接线柱相当于正电荷，B接线柱相当于负电荷，根据两等量异号电荷的电场线和等势面的特点，为使两点的电势相等，应将接f的表笔向右移动，降低电势。
13． 变小 变小
解析：（1）[1]由实验现象知丝线悬点从P1位置移动到P3位置过程，丝线偏角变小。
[2]由实验知，两球之间的静电力随两球之间的距离变大而变小。
（2）[3]丝线悬点在P2位置时，对小球B进行受力分析，得A、B两球之间的库仑力大小为
14．（1）；（2）；（3）
解析：（1）在匀强电场中，电场线分布均匀，场强处处相等，如果这条电场线在匀强电场中，则。
（2）如果这条电场线在由一个正点电荷产生的电场中，则a点靠近场源电荷，。
（3）如果这条电场线在由一个负点电荷产生的电场中，则b点靠近场源电荷。
15．电场力做功，
解析：解法一 （用计算）
电荷在A、B两点的电势能分别为
.
根据，电荷从的过程中电场力所做的功
.
因为，所以是电场力做功.
解法二 （用计算）
电荷从的过程中，电场力做的功
.
由于计算得出的为正值，所以是电场力做功.
16．(1) ① ② (2) ① ②，因为M>>m，可得TⅠ≈TⅡ，所以采用模型Ⅰ更简单方便．
解析：(1)①根据万有引力定律和牛顿第二定律有：
解得
②由运动学公式可知，
解得
(2)①模型Ⅰ中，设电子绕原子核的速度为v，对于电子绕核的运动，根据库仑定律和牛顿第二定律有
解得：
模型Ⅱ中，设电子和原子核的速度分别为v1、v2，电子的运动半径为r1，原子核的运动半径为r2．根据库仑定律和牛顿第二定律
对电子有：，解得
对于原子核有：，解得
系统的总动能：EkⅡ=Ek1+ Ek2=
即在这两种模型中，系统的总动能相等．
②模型Ⅰ中，根据库仑定律和牛顿第二定律有
，解得
模型Ⅱ中，电子和原子核的周期相同，均为TⅡ
根据库仑定律和牛顿第二定律
对电子有， 解得
对原子核有， 解得
因r1+r2=r，可解得：
所以有
因为M>>m，可得TⅠ≈TⅡ，所以采用模型Ⅰ更简单方便．
答案第1页，共2页
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