高中物理必修三章末检测卷及答案解析(一)

高中物理必修三章末检测卷及答案解析（一）

一、单项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分)

1 .(2020·雅安市期末)下列是某同学对电场中的概念、公式的理解，其中正确的是( )

A .根据电场强度的定义式E＝Fq，电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比

B .根据电容的定义式C＝QU，电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比

C .根据真空中点电荷电场强度公式E＝kQr2，电场中某点电场强度和场源电荷的电荷量成正比

D .根据公式UAB＝WABq，带电荷量为1 C的正电荷，从A点移动到B点克服静电力做功为1 J，则A、B两点的电势差为1 V

答案 C

解析 电场强度是电场本身具有的性质，与试探电荷无关，故A错误 .电容是电容器本身具有的性质，表示电容器容纳电荷的能力，与两极板间电压和电荷量无关，故B错误 .由真空中点电荷场强公式可以得出，点电荷产生电场的场强大小与场源电荷电荷量成正比，故C正确 .克服静电力做功，说明此过程静电力做负功，即：WAB＝－1 J，根据UAB＝WABq，可得：UAB＝－1 V，故D错误 .

2 .(2020·湖南正源中学高二期末)根据大量科学测试可知，地球本身就是一个电容器 .通常大地带有50万库仑左右的负电荷，而地球上空存在一个带正电的电离层，这两者之间便形成一个已充电的电容器，它们之间的电压为300 kV左右 .地球的电容约为( )

A .0.17 F B.1.7 F

C .17 F D.170 F

答案 B

解析 根据题意可得Q＝5×105 C，U＝3×105 V，根据C＝QU，可得C＝5×105 C3×105 V≈1.7

F，B正确 .

3.(2020·溧阳市光华中学高一月考)某带电粒子仅在静电力作用下由A点运动到B点 .如图1所示，实线为电场线，虚线为粒子运动轨迹，由此可以判定( )

图1

A .粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度

B .粒子在A点的动能小于它在B点的动能

C .电场中A点的电势低于B点的电势

D .粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能

答案 D

解析 电场线的疏密表示场强大小，由题图知粒子在A点的场强小于在B点的场强，在A点所受的静电力小，故在A点的加速度小于在B点的加速度，故A错误；由题图知带电粒子的运动轨迹向下弯曲，则带电粒子所受的静电力沿电场线切线向下，则知静电力对粒子做负功，动能减小，则粒子在A点的动能大于它在B点的动能，故B错误；因粒子由A到B时，静电力做负功，故电势能增大，则粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能，故D正确；粒子所受静电力方向与电场强度相反，则粒子带负电，而电势能Ep＝qφ，因粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能，有(－qφA)<(－qφB)，可得φA>φB，故A点的电势高于B点的电势，故C错误 .

4.(2020·浙江温岭中学高一期中)图2为某个孤立点电荷的两条电场线，a、b、c是电场线上的三个点，下列说法正确的是( )

图2

A .该点电荷可能带负电

B .a点的电势一定比c点的电势高

C .电子在a点时的电势能比在b点时大

D .将正的试探电荷从c点移到b点，静电力做负功

答案 B

解析 越靠近点电荷的位置电场线越密集，则点电荷位于左侧，根据电场线的方向可判断该点电荷带正电，选项A错误；沿着电场线方向电势降低，则a点的电势一定比b、c点的电势高，选项B正确；a点的电势比b点的电势高，电子带负电，根据Ep＝qφ可知电子在a点的电势能小于在b点的电势能，选项C错误；点电荷在左侧，带正电，则将正的试探电荷从c点移到b点，静电力做正功，选项D错误 .

5.(2021·湖南高二期中)如图3所示，空间存在足够大的水平方向的匀强电场，绝缘的曲面轨道处于匀强电场中，曲面上有一带电金属块在力F的作用下沿曲面向上移动 .已知金属块在向上移动的过程中，力F做功40 J，金属块克服静电力做功10 J，金属块克服摩擦力做功20 J，重力势能改变了30 J，则( )

图3

A .电场方向水平向左

B .电场方向水平向右

C .在此过程中金属块电势能减少20 J

D .在此过程中金属块机械能增加10 J

答案 D

解析 因为不知道带电金属块的电性，所以无法判断电场方向，故A、B错误；克服静电力做功为10 J，则电势能增加10 J，故C错误；机械能的改变量等于除重力以外的其他力所做的总功，故应为ΔE＝40 J－10 J－20 J＝10 J，故D正确 .

6.如图4所示，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势值分别为10 V、20 V、30 V，实线是一带电粒子(仅在静电力作用下)在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，下列说法正确的是( )

图4

A .粒子在三点的电势能大小关系为Epc

B .粒子在三点所受的静电力不相等 C .粒子必先过a，再到b，然后到c

D .粒子在三点所具有的动能大小关系为Ekc

答案 A

解析 因表示电场中三个等势面的三条虚线是平行且等间距的，由此可判断该区域电场是匀强电场，所以带电粒子在电场中各点受到的静电力相等，B错误 .由题图可知，电场的方向是向上的，而粒子受力一定是向下的，故粒子带负电，而带负电的粒子无论是依次沿a、b、c运动，还是依次沿c、b、a运动，都会得到如题图所示的轨迹，C错误 .粒子在电场中运动时，只有静电力做功，故电势能与动能之和应是恒定不变的，由题图可知，带负电的粒子在b点时的电势能最大，在c点时的电势能最小，则可判断在c点的动能最大，在b点的动能最小，A正确，D错误 .

7 .如图5所示，匀强电场中三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，∠ABC＝∠CAB＝30°，BC＝23 m，已知电场线平行于△ABC所在的平面，一个电荷量为q＝－2×10－6 C的点电荷由A移到B的过程中，电势能增加了1.2×10－5 J，由B移到C的过程中静电力做功6×10－6 J，下列说法正确的是( )

图5

A .B、C两点的电势差UBC＝3 V

B .A点的电势低于B点的电势

C .负电荷由C点移到A点的过程中，电势能增加

D .该电场的场强大小为1 V/m

答案 D 解析 由B移到C的过程中静电力做功6×10－6 J，根据W＝Uq得B、C两点的电势差为UBC＝WBCq＝－3 V，故A错误；点电荷由A移到B的过程中，电势能增加1.2×10－5 J，点电荷由A移到B的过程中，静电力做功－1.2×10－5 J，A、B两点的电势差UAB＝WABq＝6 V，所以A点的电势高于B点的电势，B错误；UCA＝－UBC－UAB＝－3 V，根据W＝Uq得，负电荷由C移到A的过程中，静电力做正功，所以电势能减小，C错误；UBC＝－3 V，UCA＝－3 V，UAB＝6 V，在AB连线取中点D，所以UAD＝3 V，UCA＝－3 V，UAC＝3 V，C、D电势相等，所以CD连线为等势线，而三角形ABC为等腰三角形，所以电场强度方向沿着AB方向，由A指向B.因为BC＝23 m，由几何关系得AD＝3 m，由UAD＝E·AD得，该电场的场强大小为1 V/m，D正确 .

8 .(2020·浙江7月选考)如图6所示，一质量为m、电荷量为q()q>0的粒子以速度v0从MN连线上的P点水平向右射入大小为E、方向竖直向下的匀强电场中 .已知MN与水平方向成45°角，粒子的重力可以忽略，则粒子到达MN连线上的某点时( )

图6

A .所用时间为mv0qE

B .速度大小为3v0

C .与P点的距离为22mv02qE D .速度方向与竖直方向的夹角为30°

答案 C

解析 粒子在电场中只受静电力，F＝qE，方向向下，如图所示 .

粒子的运动为类平抛运动 .

水平方向做匀速直线运动，有x＝v0t

竖直方向做初速度为0的匀加速直线运动，有y＝12at2＝12·qEmt2

yx＝tan 45°

联立解得t＝2mv0qE，

故A错误 .

vy＝at＝qEm·2mv0qE＝2v0，则速度大小v＝v02＋vy2＝5v0，tan θ＝v0vy＝12，则速度方向与竖直方向夹角不为30°，故B、D错误；

x＝v0t＝2mv02qE，与P点的距离s＝xcos 45°＝22mv02qE，故C正确 .

二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分)

9 .(2021·林州一中高二月考)x轴位于某电场中，x轴正方向上各点电势随x坐标变化的关系如图7所示，0～x2段为曲线，x2～x4段为直线 .一带负电粒子只在静电力作用下沿x轴正方向由O点运动至x4位置，则( )

图7

A .x1处电场强度最大

B .x2～x4段是匀强电场

C .粒子在0～x2段做匀变速运动，x2～x4段做匀速直线运动

D .x1处粒子电势能最小，x2～x4段粒子的动能随x均匀减小

答案 BD

解析 在φ－x 图像中，斜率表示电场强度，故x1处电场强度最小，为零，A错误；x2～x4段斜率不变，场强不变，故是匀强电场，B正确；粒子在0～x2段电场强度变化，受到的静电力变化，故粒子在0～x2段做变速运动，x2～x4段场强不变，受到的静电力不变，故在x2～x4段做匀变速直线运动， C错误；x1处电势最高，粒子带负电，故粒子的电势能最小，x2～x4段粒子受到的静电力恒定，静电力做功W＝qEx随x均匀变化，故动能随x均匀减小，D正确 .

10.如图8所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a点和c点关于MN对称、b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上 .以下判断正确的是( )

图8

A .b点电场强度大于d点电场强度

B .b点电场强度小于d点电场强度 C .a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差

D .试探电荷＋q在a点的电势能小于在c点的电势能

答案 BC

解析 如图所示，两电荷连线的中点位置用O表示，在中垂线MN上，O点电场强度最大，在两电荷之间连线上，O点电场强度最小，即Eb＜EO，EO＜Ed，故Eb＜Ed，A错，B对；等量异种电荷的电场中，电场线、等势线均具有对称性，a、c两点关于MN对称，Uab＝Ubc，C对；试探电荷＋q从a移到c，远离正电荷，靠近负电荷，静电力做正功，电势能减小，D错 .

11.(2020·重庆文理学院附中期中)如图9所示，水平放置的平行板电容器与直流电源连接，下极板接地 .一带电质点恰好静止于电容器中的P点 .现将平行板电容器的下极板向上移动一小段距离，则( )

图9

A .电容器的电容将增大，极板所带电荷量将增大

B .带电质点将沿竖直方向向上运动

C .P点的电势将降低

D .若将带电质点固定，则其电势能不变

答案 ABC