2023版高中物理选修3

本文格式为Word版，下载可任意编辑——2023版高中物理选修3高中同步测试卷(一)

第一单元电场力的性质(时间：90分钟，总分值：100分)

一、单项选择题(此题共5小题，每题4分，共20分．在每题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)

1．关于电场强度的以下说法中不正确的是()

A．电场强度在数值上等于单位电荷在电场中所受的电场力B．在电场中某点不放电荷，则该点的电场强度一定为零

C．正电荷在电场中某点所受电场力的方向就是这点电场强度的方向D．负电荷在电场中某点所受电场力的方向就是这点电场强度的反方向

2．在如下图的四种电场中，分别标记有a、b两点．其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是()

A．甲图中与点电荷等距的a、b两点

B．乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点C．丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D．丁图中非匀强电场中的a、b两点

3.如图，足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点，A和C均围绕B以一致的角速度做匀速圆周运动，三个带电质点始终在同一直线上，B恰能保持静止．其中A、C和B的距离分别是L1和L2.不计三质点间的万有引力，则A和C的比荷(电荷量与质量之比)之比应是()

L1?A.??L2?L1?C.??L2?

32

L2?

B.??L1?L2?D.??L1?

3

2

4.如下图，有一带电荷量为＋q的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为2d，此点电荷到带电薄板的垂线通过板的圆心．若图中a点处的电场强度为零，则图中b点处的电场强度大小是()

A．k2＋k2

9ddC．0

B．k2－k2

d9dqD．k2d

5．真空中相距为3a的两个点电荷M、N分别固定于x轴上x1＝0和x2＝3a的两点上，在它们连线上各点场强随x变化关系如下图，以下判断正确的是()

A．点电荷M、N一定为同种点电荷B．点电荷M、N一定为异种点电荷

C．点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为2∶1D．点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为3∶1

二、多项选择题(此题共7小题，每题6分，共42分，在每题给出的四个选项中，有多个选项符合题意．)

6.如下图，水平天花板下用长度一致的绝缘细线悬挂两个一致的带电介质小球A、B，左边放一个带电荷量为＋Q的固定球时，两悬线都保持竖直方向．以下说法中正确的是()

A．A球带正电，B球带正电，并且A球带电荷量较小B．A球带负电，B球带正电，并且A球带电荷量较小C．A球带负电，B球带正电，并且B球带电荷量较大D．A球带正电，B球带负电，并且B球带电荷量较大

7．用电场线能很直观、很便利地比较电场中各点场强的强弱．如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称．则()

A．B、C两点场强大小和方向都一致

B．A、D两点场强大小相等，方向相反

C．E、O、F三点比较，O点场强最强D．B、O、C三点比较，O点场强最弱8．一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图中虚线所示．不计粒子所受重力，则()

A．粒子带正电

C．A点的速度大于B点的速度

B．粒子加速度逐渐减小D．粒子的初速度不为零

8题图9题图10题图

9．如下图的水平匀强电场中，将两个带电小球M和N分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置，释放后，M、N保持静止，不计重力，则()

A．M的带电量比N大

C．静止时M受到的合力比N大

B．M带负电荷，N带正电荷D．移动过程中匀强电场对M做负功

10．如下图，在足够大的光滑绝缘水平面内固定有一带正电的电荷a(图中未画出)，与a带同种电荷的电荷b仅在a的库仑力作用下，以初速度v0(沿MP方向)由M点运动到N点，到N点时速度大小为v，且vβ，则一定有关系()

A．两球一定带同种电荷C．q一定大于Q

B．m一定小于M

D．m受到的电场力一定等于M所受电场力

12.如下图，固定在竖直面内的光滑金属细圆环半径为R，圆环的最高点通过长为L的绝缘细线悬挂质量为m的可视为质点的金属小球，已知圆环带电均匀分布且带电荷量与

小球一致，均为Q(未知)，小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态，已知静电力常量为k，重力加速度为g.细线对小球的拉力为F(未知)，以下式子中正确的是()

A．Q＝

mgR3kL

B．Q＝

mgL3kR

mgR

C．F＝

L

题号答案12345mgL

D．F＝R6789101112三、计算题(此题共4小题，共38分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最终答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必需明确写出数值和单位．)

13．(8分)如图，真空中xOy平面直角坐标系上的ABC三点构成等边三角形，边长L＝2.0m．若将电荷量均为q＝＋2.0×106C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量

－

k＝9.0×109N·m2/C2，求：

(1)两点电荷间的库仑力大小；(2)C点的电场强度的大小和方向．

14.(10分)如下图，绝缘的粗糙水平桌面高为h＝1.25m，长为s＝2m，桌面上方有一个水平向左的匀强电场．一个质量为m＝2×103kg，带电量为q＝＋2.5×108C的小物体

－

－

自桌面的左端A点以初速度v0＝6m/s向右滑行，离开桌子边缘B后，落在水平地面上C点，C点与B点的水平距离x＝1m，物体与桌面间的动摩擦因数为0.4，不计空气阻力，取g＝10m/s2.

(1)水平向左的匀强电场的电场强度E为多大；

(2)为使小物体离开桌面边缘B后水平距离加倍，即x′＝2x，某同学认为可以在桌子边

缘B的右侧空间加一竖直方向的匀强电场E′，请你求出该电场的电场强度．

15．(10分)竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场．其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，如下图．请问：

(1)小球带电荷量是多少？

(2)若剪断丝线，小球碰见金属板需多长时间？

16.(10分)如下图，带正电的甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的A点，其带电荷量为Q；质量为m，带正电的乙球在水平面上的B点由静止释放，其带电荷量为q；A、B

两点的距离为l0.释放后的乙球除受到甲球的静电力作用外，还受到一个大小为F＝k2(k为

4l0静电力常量)、方向指向甲球的恒力作用，两球均可视为点电荷．

(1)求乙球在释放瞬间的加速度大小；(2)求乙球的速度最大时两球之间的距离；

(3)请定性地描述乙球在释放后的运动状况(说明速度的大小变化及运动方向的变化状况)．

参考答案与解析

1．[导学号66870001]选B.电场强度的大小在数值上等于单位电荷在电场中所受的电场力，故A说法正确．电场强度的大小跟有没有试探电荷无关，由电场本身决定，故B说法错误．电场强度的方向总是跟正电荷所受电场力的方向一致，跟负电荷所受电场力的方向相反，故C、D说法正确．应选B.

2．[导学号66870002]选C.甲图中与点电荷等距的a、b两点，场强大小一致，方向不相反，选项A错误；对乙图，根据电场线的疏密及对称性可判断，a、b两点的场强大小相等、方向一致，选项B错误；丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点，场强大小一致，方向相反，选项C正确；对丁图，根据电场线的疏密可判断，b点的场强大于a点的场强，选项D错误．

qAqBqCqB

3．[导学号66870003]选C.根据B恰能保持静止可得：k2＝k2.A做匀

L1L2

速圆周运动，k

2

qAqBqCqAqCqBqCqA2

＝mωL，C做匀速圆周运动，k－k＝2－k2A1

L1L2（L1＋L2）2（L1＋L2）23

L1?

mCωL2，联立解得A和C的比荷之比等于??L2?，选项C正确．

4．[导学号66870004]选A.由于a点场强为零，说明点电荷在a点的场强与kq

圆盘在a点的场强大小相等，E＝2，根据对称性可知，圆盘在b点产生的场强大小也是E

dkqkqkqkq＝2，则b点的场强为E′＝E＋2，A正确．2＝2＋d（3d）d9d

5．[导学号66870005]选A.从场强E随x的变化关系图象可以看出，x＝2a处的场强为零，在0～2a范围内场强为正，2a～3a范围内场强为负，根据场强叠加原理可知，点电荷M、N为同种电荷，选项B错误，选项A正确；设点电荷M的带电荷量为q1，q1q2点电荷N的带电荷量为q2，x＝2a处的场强为E＝k－k2＝0，解得：q1∶q2＝4∶1，

（2a）2a选项C、D错误．

6．[导学号66870006]选BC.存在固定球时，对A、B球受力分析，由于悬线都沿竖直方向，说明水平方向各自所受电场力合力为零，说明A球带负电而B球带正电，A、B作为整体得固定球对A、B的水平方向的库仑力大小相等方向相反．根据库仑定律得A离固定球近点，所以A球带电荷量较小，B球带电荷量较大．故A、D错误，B、C正确．

7．[导学号66870007]选ACD.由等量异种点电荷的电场线分布可知选项A、C、D正确，B错误．

8．[导学号66870008]选BCD.由运动轨迹可知电场力方向向左，粒子带负电，A错误；A→B电场强度变小，电场力变小，加速度变小，B正确；粒子运动过程中，电场

力与运动方向的夹角大于90°，所以速率减小，C正确；若粒子的初速度为0，将沿电场线向左下侧运动，D正确．应选BCD.

9．[导学号66870009]选BD.释放后，M、N保持静止，它们均受到水平匀强电场的电场力qE和相互之间的库仑力F作用，因此有qE＝F，两者方向相反，其合力为0，应选项C错误；由牛顿第三定律可知，M、N间相互作用的库仑力F，一定大小相等、方向相反，所以它们受到的水平匀强电场的电场力qE也一定大小相等、方向相反，所以两带电小球必带异种电荷，电量相等，应选项A错误；两小球带异种电荷，相互间的库仑力为引力，由题图中位置关系可知，小球M受到的水平匀强电场的电场力方向向左，与电场方向相反，所以带负电，小球N受到的水平匀强电场的电场力方向向右，与电场方向一致，所以带正电，应选项B正确；由题图图示可知，小球M移动方向与水平匀强电场的电场力方向成钝角，所以匀强电场对M做负功，应选项D正确．

10．[导学号66870010]选AD.b电荷运动轨迹向上弯曲，根据曲线运动特点可知，b电荷在M点受力一定向左上方，所以a电荷一定在虚线MP下方，选项A、D正确．

11．[导学号66870011]选ABD.库仑力同样满足牛顿第三定律，满足共点力平衡条件，由题中图示可知两小球相互排斥，故A、D正确；偏角的大小与小球的质量和悬线的长度有关，故B正确．

12．[导学号66870012]选BD.由于圆环不能看成点电荷，采用微元法求圆环对小球的库仑力，小球受到的库仑力为圆环各点对小球库仑力的合力．以小球为研究对象，进行受力分析，小球受到三个力的作用：线对小球的拉力为F、重力G、圆环各点对小球库RmgL仑力的合力FQ.则Fsinθ＝mg，sinθ＝，解得：F＝，选项C错误，D正确；水平方向

LR上：

Q2

Fcosθ＝k2cosθ，解得：Q＝L

mgL3，选项A错误，B正确．kR

13．[导学号66870013](1)根据库仑定律，A、B两点电荷间的库仑力大小为q2

F＝k2①

L

代入数据得F＝9.0×103N．②

－

(2)A、B点电荷在C点产生的场强大小相等，均为qE1＝k2③

L

A、B两点电荷形成的电场在C点的合场强大小为E＝2E1cos30°④由③④式并代入数据得E＝7.8×103N/C

场强E的方向沿y轴正向．

(1)9.0×103N

－

(2)7.8×103N/C方向沿y轴正向

14．[导学号66870014](1)设小物体离开桌子边缘B点后经过时间t落地，则1h＝gt22

得t＝

2h＝g

2×1.25

s＝0.5s10

设小物体离开桌子边缘B点时的速度为vB，x1