高二物理章節(jié)測試題及解題思路指導(dǎo)前言靜電場是電磁學(xué)的開篇與基石，其概念抽象，規(guī)律嚴(yán)謹(jǐn)，對后續(xù)恒定電流、磁場、電磁感應(yīng)等內(nèi)容的學(xué)習(xí)有著深遠(yuǎn)影響。本章的核心在于理解電場的物質(zhì)性，掌握描述電場的兩個(gè)重要物理量——電場強(qiáng)度和電勢，并能運(yùn)用它們分析和解決實(shí)際問題。本次章節(jié)測試旨在檢驗(yàn)同學(xué)們對靜電場基本概念、基本規(guī)律的理解程度和應(yīng)用能力，同時(shí)幫助大家梳理解題思路，提升應(yīng)試技巧。希望同學(xué)們能認(rèn)真對待，獨(dú)立思考，在測試中發(fā)現(xiàn)不足，在反思中鞏固提升。章節(jié)核心知識回顧與重難點(diǎn)提示在進(jìn)入測試之前，我們先來簡要回顧一下本章的核心知識點(diǎn)與需要重點(diǎn)關(guān)注的難點(diǎn)：1.電荷及其守恒定律：自然界只有兩種電荷，電荷守恒定律是自然界的基本規(guī)律之一。要理解元電荷的概念，以及接觸起電、感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)。2.庫侖定律：這是靜電學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)定律，適用于真空中的點(diǎn)電荷。要牢記公式的形式、各物理量的含義及單位，特別注意庫侖力的方向判斷，它是矢量。3.電場強(qiáng)度：電場強(qiáng)度是描述電場力的性質(zhì)的物理量，是矢量。其定義式為E=F/q，適用于任何電場；點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式E=kQ/r2是庫侖定律和場強(qiáng)定義式結(jié)合的產(chǎn)物，適用于真空中點(diǎn)電荷的電場。電場的疊加原理是計(jì)算合場強(qiáng)的重要依據(jù)。4.電場線：電場線是形象描述電場分布的工具。要理解電場線的疏密表示場強(qiáng)大小，切線方向表示場強(qiáng)方向，以及幾種典型電場的電場線分布特征（正點(diǎn)電荷、負(fù)點(diǎn)電荷、等量同種電荷、等量異種電荷、勻強(qiáng)電場等）。5.電勢能、電勢、電勢差：電勢能是電荷在電場中具有的勢能，與電場力做功密切相關(guān)（W_AB=E_pA-E_pB）。電勢是描述電場能的性質(zhì)的物理量，是標(biāo)量，其大小與零電勢點(diǎn)的選取有關(guān)，但兩點(diǎn)間的電勢差U_AB=φ_A-φ_B與零電勢點(diǎn)選取無關(guān)。電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系U=Ed（適用于勻強(qiáng)電場，d為沿電場方向的距離）是聯(lián)系電場力性質(zhì)和能性質(zhì)的橋梁。6.等勢面：等勢面與電場線垂直，沿等勢面移動(dòng)電荷電場力不做功。等勢面的疏密也能定性反映場強(qiáng)的大小。7.靜電現(xiàn)象的應(yīng)用：如靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn)（內(nèi)部場強(qiáng)為零、是等勢體、凈電荷分布在表面等）、電容器的電容概念及其決定因素等。重難點(diǎn)提示：*電場強(qiáng)度的矢量性：計(jì)算合場強(qiáng)時(shí)需注意方向，運(yùn)用平行四邊形定則或正交分解法。*電場力做功與電勢能變化的關(guān)系：這是能量觀點(diǎn)在靜電場中的具體體現(xiàn)，要深刻理解“電場力做正功，電勢能減少；電場力做負(fù)功，電勢能增加”。*電勢高低與電勢能大小的判斷：電勢高低與場源電荷性質(zhì)、電場線方向有關(guān)；電勢能大小則還與試探電荷的電性有關(guān)。*E與φ的區(qū)別與聯(lián)系：E大的地方φ不一定高，φ為零的地方E不一定為零，二者沒有必然的大小對應(yīng)關(guān)系。章節(jié)測試題一、選擇題（本題共8小題，每小題4分，共32分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分）1.關(guān)于點(diǎn)電荷，下列說法正確的是（）A.點(diǎn)電荷是理想化模型，實(shí)際并不存在B.體積很大的帶電體一定不能看作點(diǎn)電荷C.只有帶電量很小的帶電體才能看作點(diǎn)電荷D.兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的庫侖力一定與它們的電荷量的乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比2.真空中有兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷，它們之間的庫侖力大小為F。若將它們的電荷量都增大為原來的2倍，距離減小為原來的1/2，則它們之間的庫侖力大小變?yōu)椋ǎ〢.F/2B.FC.4FD.16F3.關(guān)于電場強(qiáng)度，下列說法正確的是（）A.電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向就是該點(diǎn)所放試探電荷受到的電場力方向B.由E=F/q可知，電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)與試探電荷所受的電場力成正比C.由E=kQ/r2可知，在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中，離場源電荷越遠(yuǎn)，場強(qiáng)越小D.電場線越密集的地方，場強(qiáng)越大；電場線越稀疏的地方，場強(qiáng)越小4.將一正電荷從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做了正功，則（）A.A點(diǎn)的電勢一定高于B點(diǎn)的電勢B.A點(diǎn)的電勢一定低于B點(diǎn)的電勢C.該正電荷在A點(diǎn)的電勢能一定大于在B點(diǎn)的電勢能D.該正電荷在A點(diǎn)的電勢能一定小于在B點(diǎn)的電勢能5.如圖所示，是某電場中的幾條電場線，在電場中有A、B兩點(diǎn)，關(guān)于A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度E和電勢φ的大小關(guān)系，下列判斷正確的是（）（示意圖說明：A點(diǎn)處電場線比B點(diǎn)處密集，且A、B兩點(diǎn)在同一條電場線上，電場線方向由A指向B）A.E_A>E_B，φ_A>φ_BB.E_A>E_B，φ_A<φ_BC.E_A<E_B，φ_A>φ_BD.E_A<E_B，φ_A<φ_B6.關(guān)于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體，下列說法正確的是（）A.導(dǎo)體內(nèi)部的電場強(qiáng)度處處為零B.導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面C.導(dǎo)體是等勢體，導(dǎo)體表面是等勢面D.導(dǎo)體表面的電場線與導(dǎo)體表面垂直7.一個(gè)電容器，兩極板間的電壓為U時(shí)，極板上所帶電荷量為Q。若它的電荷量增加ΔQ時(shí)，兩極板間的電壓增加ΔU，則它的電容C為（）A.C=Q/UB.C=ΔQ/ΔUC.C=Q/(U+ΔU)D.C=ΔQ/U8.兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷固定在空間中，關(guān)于它們形成的電場，下列說法正確的有（）A.兩電荷連線的中垂面上各點(diǎn)的電勢都相等B.兩電荷連線的中垂線上各點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向都相同C.從正電荷到負(fù)電荷的連線上，電場強(qiáng)度先減小后增大D.正電荷在兩電荷連線中點(diǎn)處的電勢能大于在中垂面上其他點(diǎn)的電勢能二、填空題（本題共3小題，每空3分，共24分）9.在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷，帶電量分別為+Q和-Q，相距為r。則它們之間的庫侖力大小為______，方向______（選填“相互吸引”或“相互排斥”）。在它們連線的中點(diǎn)處，電場強(qiáng)度的方向是______（選填“指向+Q”、“指向-Q”或“無法確定”）。10.將電荷量為q的試探電荷從電場中的M點(diǎn)移到N點(diǎn)，電場力做功為W，則M、N兩點(diǎn)間的電勢差U_MN=______。若將電荷量為2q的試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，則電場力做功為______，M、N兩點(diǎn)間的電勢差U_MN=______（選填“變大”、“變小”或“不變”）。11.某勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E=500N/C，方向水平向右。將一個(gè)電荷量q=-2×10^(-6)C的點(diǎn)電荷從電場中的P點(diǎn)移到Q點(diǎn)，P、Q兩點(diǎn)間的距離為0.2m，PQ連線方向與電場強(qiáng)度方向的夾角為60°。則電場力對該點(diǎn)電荷做的功為______J，該點(diǎn)電荷的電勢能______（選填“增加”或“減少”）了______J。三、計(jì)算題（本題共2小題，共44分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）12.（20分）真空中有兩個(gè)固定的點(diǎn)電荷A和B，電荷量分別為+4Q和+Q，相距為L。（1）求它們連線上電場強(qiáng)度為零的位置距A電荷的距離x；（2）若在電場強(qiáng)度為零的位置放置一個(gè)電荷量為q的負(fù)點(diǎn)電荷，求該負(fù)點(diǎn)電荷所受的電場力大小和方向。13.（24分）如圖所示，在一個(gè)水平向右的勻強(qiáng)電場中，有一光滑絕緣的圓弧軌道ABC，其半徑R=0.5m，A點(diǎn)為軌道的最高點(diǎn)，C點(diǎn)為最低點(diǎn)，B點(diǎn)與圓心O在同一水平線上。一個(gè)質(zhì)量m=0.1kg、電荷量q=+1×10^(-4)C的帶電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)由靜止釋放，沿軌道滑下，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大小v_C=3m/s。已知重力加速度g=10m/s2。（示意圖說明：圓弧軌道開口向右，A為左上端點(diǎn)，C為最低點(diǎn)，B為右上端點(diǎn)，O為圓心，A、O、B在同一水平高度）求：（1）小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中，重力做的功W_G和電場力做的功W_E；（2）該勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E的大小；（3）小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大小v_B。解題思路與參考答案一、選擇題1.答案：AD思路指導(dǎo)：點(diǎn)電荷是為了簡化問題而引入的理想化模型，實(shí)際并不存在，A正確。一個(gè)帶電體能否看作點(diǎn)電荷，取決于研究問題的性質(zhì)，而非其本身的大小和帶電量多少，B、C錯(cuò)誤。庫侖定律指出，真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力與它們電荷量的乘積成正比，與它們距離的平方成反比，D正確。2.答案：D思路指導(dǎo)：根據(jù)庫侖定律F=kQ?Q?/r2。當(dāng)電荷量都增大為原來的2倍，即Q?'=2Q?，Q?'=2Q?；距離減小為原來的1/2，即r'=r/2。則新的庫侖力F'=k(2Q?)(2Q?)/(r/2)2=k4Q?Q?/(r2/4)=16kQ?Q?/r2=16F。3.答案：CD思路指導(dǎo)：電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向是正試探電荷在該點(diǎn)所受電場力的方向，若是負(fù)試探電荷則方向相反，A錯(cuò)誤。E=F/q是定義式，E由電場本身決定，與試探電荷所受電場力F和電荷量q無關(guān)，B錯(cuò)誤。E=kQ/r2是點(diǎn)電荷場強(qiáng)的決定式，Q是場源電荷電量，r是到場源的距離，故離場源越遠(yuǎn)，場強(qiáng)越小，C正確。電場線的疏密程度直觀反映場強(qiáng)大小，D正確。4.答案：AC思路指導(dǎo)：正電荷從A移到B，電場力做正功，根據(jù)W_AB=qU_AB，q為正，W_AB為正，所以U_AB=φ_A-φ_B>0，即φ_A>φ_B，A正確，B錯(cuò)誤。電場力做正功，電勢能減少，所以正電荷在A點(diǎn)電勢能大于在B點(diǎn)電勢能，C正確，D錯(cuò)誤。5.答案：A思路指導(dǎo)：電場線越密集，場強(qiáng)越大，A點(diǎn)電場線比B點(diǎn)密集，故E_A>E_B。沿電場線方向電勢逐漸降低，電場線由A指向B，所以φ_A>φ_B。6.答案：ACD思路指導(dǎo)：靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體，內(nèi)部場強(qiáng)處處為零，A正確。導(dǎo)體內(nèi)部凈電荷為零，電荷只分布在導(dǎo)體外表面（若是空腔導(dǎo)體，腔內(nèi)無電荷時(shí)電荷分布在外表面），B選項(xiàng)說“內(nèi)部沒有電荷”不準(zhǔn)確，應(yīng)是沒有凈電荷。導(dǎo)體是等勢體，表面是等勢面，C正確。導(dǎo)體表面的電場線與導(dǎo)體表面垂直，否則沿表面有切向分量，電荷會繼續(xù)移動(dòng)，D正確。7.答案：AB思路指導(dǎo)：電容的定義式為C=Q/U，當(dāng)極板間電壓變化時(shí)，電荷量也隨之變化，且ΔQ=CΔU，所以C=ΔQ/ΔU，這兩個(gè)式子是等價(jià)的，均能定義電容。電容C由電容器本身結(jié)構(gòu)決定，與Q、U無關(guān)。8.答案：AB思路指導(dǎo)：等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂面是一個(gè)等勢面，且電勢為零（通常取無窮遠(yuǎn)處電勢為零），A正確。中垂面上各點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向均與中垂面垂直，即平行于兩電荷連線指向負(fù)電荷一側(cè)，方向都相同，B正確。從正電荷到負(fù)電荷的連線上，電場強(qiáng)度先減小后增大？不對，應(yīng)該是從正電荷出發(fā)，場強(qiáng)逐漸減小到中點(diǎn)最小，然后再增大到負(fù)電荷處，所以是“先減小后增大”，C正確？（此處原答案AB，需再斟酌。C選項(xiàng)：對于等量異種電荷，連線上中點(diǎn)場強(qiáng)最小，所以從正到負(fù)，場強(qiáng)應(yīng)是先減小后增大，C正確。D選項(xiàng)：中垂面電勢為零，正電荷在中垂面上電勢能為qφ=0，在兩電荷連線中點(diǎn)處電勢也為零（中垂面上），電勢能也為零，所以D錯(cuò)誤。故正確選項(xiàng)應(yīng)為ABC？但原答案給的AB，可能是我考慮不周。對于等量異種電荷，連線中點(diǎn)場強(qiáng)E=2kQ/(r/2)^2=8kQ/r2，而連線上靠近某一電荷處，場強(qiáng)會更大。例如，非?？拷姾蓵r(shí)，場強(qiáng)主要由正電荷決定，E≈kQ/(d)^2，d趨近于0時(shí)E很大。所以從正電荷到負(fù)電荷連線上，場強(qiáng)是先減?。ǖ街悬c(diǎn)）后增大，C正確。那么原答案AB可能有誤，正確應(yīng)為ABC。但作為“解題思路”，應(yīng)按正確邏輯分析。）（修正）答案：ABC思路指導(dǎo)：A.等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂面是等勢面，電勢為零，A正確。B.中垂面上各點(diǎn)場強(qiáng)方向均垂直于中垂面指向負(fù)電荷，方向相同，B正確。C.連線上，從中點(diǎn)向兩側(cè)，場強(qiáng)逐漸增大，故從正電荷到負(fù)電荷，場強(qiáng)先減小后增大，C正確。D.中垂面電勢為零，正電荷在中垂面上各點(diǎn)電勢能均為零，D錯(cuò)誤。二、填空題9.答案：kQ2/r2；相互吸引；指向-Q思路指導(dǎo)：根據(jù)庫侖定律F=kQ?Q?/r2，這里Q?=Q，Q?=Q（絕對值），所以F=kQ2/r2。異種電荷相互吸引。在它們連線中點(diǎn)處，+Q產(chǎn)生的場強(qiáng)方向背離+Q（即指向-Q），-Q產(chǎn)生的場強(qiáng)方向指向-Q，故合場強(qiáng)方向指向-Q。10.答案：W/q；2W；不變思路指導(dǎo)：電勢差定義U_MN=W_MN/q。若電荷量變?yōu)?q，電場力做功W'=2q*U_MN=2W。電勢差由電場本身決定，與試探電荷無關(guān)，故U_MN不變。11.答案：-0.0001；增加；0.000