2025年高一物理下學(xué)期模塊一靜電場(chǎng)測(cè)試一、單項(xiàng)選擇題（每題4分，共20分）關(guān)于靜電場(chǎng)的等勢(shì)面，下列說(shuō)法正確的是A.兩個(gè)電勢(shì)不同的等勢(shì)面可能相交B.電場(chǎng)線與等勢(shì)面處處相互垂直C.同一等勢(shì)面上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一定相等D.將一負(fù)的試探電荷從電勢(shì)較高的等勢(shì)面移至電勢(shì)較低的等勢(shì)面，電場(chǎng)力做正功關(guān)于點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式(E=k\frac{Q}{r^2})，下列說(shuō)法正確的是A.公式僅適用于真空中靜止的點(diǎn)電荷B.當(dāng)距離(r)趨近于0時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度趨近于無(wú)窮大C.電場(chǎng)強(qiáng)度(E)與試探電荷的電荷量(q)成反比D.點(diǎn)電荷(Q)產(chǎn)生的電場(chǎng)中，各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向都指向(Q)如圖所示，在光滑絕緣水平面上，三個(gè)帶電小球a、b和c分別位于邊長(zhǎng)為l的正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，a、b帶正電，電荷量均為q，c帶負(fù)電。已知靜電力常量為k，則小球a所受庫(kù)侖力的大小為A.(k\frac{q^2}{l^2})B.(k\frac{q^2}{2l^2})C.(\sqrt{3}k\frac{q^2}{l^2})D.(2k\frac{q^2}{l^2})某電容器的電容為C，帶電荷量為Q，兩極板間電壓為U。若將電荷量增加到2Q，其他條件不變，則A.電容變?yōu)?C，電壓仍為UB.電容仍為C，電壓變?yōu)?UC.電容變?yōu)镃/2，電壓變?yōu)?UD.電容和電壓均保持不變關(guān)于靜電場(chǎng)中的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)，下列說(shuō)法正確的是A.電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方，電勢(shì)一定為零B.電勢(shì)為零的地方，電場(chǎng)強(qiáng)度一定為零C.沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)逐漸降低D.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與等勢(shì)面平行二、多項(xiàng)選擇題（每題5分，共20分，選對(duì)但不全得3分，有錯(cuò)選得0分）關(guān)于靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線和等勢(shì)面，下列說(shuō)法正確的有A.電場(chǎng)線從正電荷出發(fā)，終止于負(fù)電荷B.電場(chǎng)線密集的地方，電場(chǎng)強(qiáng)度大，電勢(shì)高C.等勢(shì)面上各點(diǎn)的電勢(shì)相等，電場(chǎng)強(qiáng)度也相等D.將電荷從同一等勢(shì)面上的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力不做功兩個(gè)完全相同的金屬小球，帶電荷量分別為+3Q和-Q，相距為r時(shí)庫(kù)侖力大小為F。若將兩球接觸后再放回原位置，則下列說(shuō)法正確的有A.兩球接觸后帶電荷量均為+QB.接觸后庫(kù)侖力大小變?yōu)?\frac{F}{3})C.接觸后庫(kù)侖力方向與原來(lái)相反D.若將兩球距離變?yōu)?r，庫(kù)侖力大小變?yōu)?\frac{F}{12})一帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中僅受電場(chǎng)力作用，其運(yùn)動(dòng)軌跡可能是A.直線B.拋物線C.圓D.橢圓關(guān)于電容器的電容，下列說(shuō)法正確的有A.電容是描述電容器儲(chǔ)存電荷能力的物理量B.電容的大小與電容器兩極板間的電壓成正比C.平行板電容器的電容與極板正對(duì)面積成正比，與極板間距成反比D.電容器充電后與電源斷開(kāi)，若增大極板間距，電容減小，電壓增大三、實(shí)驗(yàn)題（共15分）某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示裝置探究“平行板電容器電容的決定因素”。實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）將平行板電容器與電源、靈敏電流計(jì)、開(kāi)關(guān)串聯(lián)，閉合開(kāi)關(guān)S，使電容器充電至電壓U；（2）保持開(kāi)關(guān)閉合，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，改變電容器兩極板間電壓，觀察電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)情況；（3）斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，增大兩極板間距離d，觀察電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向；（4）保持兩極板間距不變，減小極板正對(duì)面積S，觀察電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向。回答下列問(wèn)題：（1）步驟（2）中，若增大電容器兩極板間電壓，電流計(jì)指針將向______（填“左”或“右”）偏轉(zhuǎn)，原因是________________________；（4分）（2）步驟（3）中，增大極板間距d時(shí)，電容器電容將______（填“增大”“減小”或“不變”），極板帶電荷量將______（填“增大”“減小”或“不變”）；（4分）（3）步驟（4）中，減小極板正對(duì)面積S時(shí)，兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度將______（填“增大”“減小”或“不變”），判斷依據(jù)是________________________。（7分）四、計(jì)算題（共45分）（12分）真空中有兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷，電荷量分別為(Q_1=+4\times10^{-8},\text{C})和(Q_2=-1\times10^{-8},\text{C})，相距(r=0.3,\text{m})。已知靜電力常量(k=9\times10^9,\text{N·m}^2/\text{C}^2)。求：（1）兩點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力大小；（2）在兩點(diǎn)電荷連線上，電場(chǎng)強(qiáng)度為零的位置與(Q_1)的距離。（15分）如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一電荷量為(q=+2\times10^{-5},\text{C})、質(zhì)量為(m=1\times10^{-4},\text{kg})的帶電粒子從A點(diǎn)由靜止釋放，沿電場(chǎng)線方向運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，已知A、B兩點(diǎn)間距離(d=0.5,\text{m})，粒子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度(v=2,\text{m/s})，重力加速度(g=10,\text{m/s}^2)。求：（1）粒子從A到B過(guò)程中電場(chǎng)力做的功；（2）A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差；（3）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小。（18分）如圖所示，平行板電容器兩極板間距(d=0.02,\text{m})，極板面積(S=0.1,\text{m}^2)，接在電壓(U=100,\text{V})的電源兩端，已知真空介電常量(\varepsilon_0=8.85\times10^{-12},\text{F/m})。求：（1）電容器的電容；（2）極板所帶電荷量；（3）兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度大??；（4）若將極板間距增大到(d'=0.04,\text{m})，保持電源連接，求此時(shí)電容器的電容和極板所帶電荷量。參考答案及解析一、單項(xiàng)選擇題B解析：等勢(shì)面永不相交，A錯(cuò)誤；電場(chǎng)線與等勢(shì)面處處垂直，B正確；同一等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等，但電場(chǎng)強(qiáng)度不一定相等（如等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂面），C錯(cuò)誤；負(fù)電荷在高電勢(shì)處電勢(shì)能小，從高電勢(shì)移到低電勢(shì)時(shí)電勢(shì)能增大，電場(chǎng)力做負(fù)功，D錯(cuò)誤。A解析：庫(kù)侖定律僅適用于真空中靜止的點(diǎn)電荷，A正確；當(dāng)(r\to0)時(shí)，帶電體不能視為點(diǎn)電荷，公式不成立，B錯(cuò)誤；電場(chǎng)強(qiáng)度由場(chǎng)源電荷決定，與試探電荷無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；正點(diǎn)電荷電場(chǎng)方向背離電荷，負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)方向指向電荷，D錯(cuò)誤。C解析：小球a受到b的斥力和c的引力，大小均為(F=k\frac{q^2}{l^2})，兩力夾角為60°，合力(F_{\text{合}}=2F\cos30^\circ=\sqrt{3}k\frac{q^2}{l^2})。B解析：電容由電容器本身決定，與電荷量無(wú)關(guān)，A、C錯(cuò)誤；由(C=\frac{Q}{U})可知，電荷量增加到2Q時(shí)，電壓變?yōu)?U，B正確，D錯(cuò)誤。C解析：電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)無(wú)必然聯(lián)系，A、B錯(cuò)誤；沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，C正確；電場(chǎng)強(qiáng)度方向與等勢(shì)面垂直，D錯(cuò)誤。二、多項(xiàng)選擇題AD解析：電場(chǎng)線從正電荷出發(fā)終止于負(fù)電荷，A正確；電場(chǎng)線密集處場(chǎng)強(qiáng)大，但電勢(shì)不一定高（如負(fù)點(diǎn)電荷周?chē)珺錯(cuò)誤；等勢(shì)面上電勢(shì)相等，場(chǎng)強(qiáng)不一定相等，C錯(cuò)誤；等勢(shì)面上移動(dòng)電荷電場(chǎng)力不做功，D正確。ABD解析：接觸后電荷量先中和再平分，均為+Q，A正確；原來(lái)庫(kù)侖力(F=k\frac{3Q^2}{r^2})，接觸后(F'=k\frac{Q^2}{r^2}=\frac{F}{3})，方向與原來(lái)相同（同性相斥），B正確，C錯(cuò)誤；距離變?yōu)?r時(shí)，(F''=k\frac{Q^2}{(2r)^2}=\frac{F}{12})，D正確。AB解析：若初速度方向與電場(chǎng)力方向共線，做直線運(yùn)動(dòng)；若不共線，做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)（拋物線）；勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)力為恒力，不可能做圓周或橢圓運(yùn)動(dòng)，C、D錯(cuò)誤。ACD解析：電容是描述儲(chǔ)存電荷能力的物理量，A正確；電容與電壓無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤；平行板電容器(C=\frac{\varepsilon_0S}nn511lp)，C正確；充電后斷開(kāi)電源，Q不變，增大d則C減小，由(U=\frac{Q}{C})知電壓增大，D正確。三、實(shí)驗(yàn)題（1）右；電容器充電，電流從電源正極流向電容器正極板（2）減?。徊蛔儯〝嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)后電荷量Q不變）（3）增大；由(E=\frac{U}1rjpbpl=\frac{Q}{Cd}=\frac{Q}{\varepsilon_0S})，Q和S減小但Q/S增大，故E增大四、計(jì)算題解：（1）庫(kù)侖力(F=k\frac{|Q_1Q_2|}{r^2}=9\times10^9\times\frac{4\times10^{-8}\times1\times10^{-8}}{0.3^2}=4\times10^{-5},\text{N})（2）設(shè)距(Q_1)為x處場(chǎng)強(qiáng)為零，則(k\frac{Q_1}{x^2}=k\frac{|Q_2|}{(r-x)^2})，解得(x=0.6,\text{m})解：（1）由動(dòng)能定理(W=\frac{1}{2}mv^2=\frac{1}{2}\times10^{-4}\times2^2=2\times10^{-4},\text{J})（2）電勢(shì)差(U_{AB}=\frac{W}{q}=\frac{2\times10^{-4}}{2\times10^{-5}}=10,\text{V})（3）電場(chǎng)強(qiáng)度(E=\frac{U_{AB}}5nznfn1=\frac{10}{0.5}=20,\text{V/m})解：（1）電容(C=\frac{\varepsilon_0S}1x1p1xb=\frac{8.85\times10^{-12}\times0.1}{0.02}=4.425\times10^{-11},\text{F})（2）電荷量(Q=CU=4.425\times10^{-11}\times100=4.425\