新教材適用高中物理第9章靜電場及其應用測評新人教版必修第三冊

第九章測評(時間:60分鐘滿分:100分)一、單項選擇題(本題共5小題,每小題5分,共25分。每小題只有一個選項符合題目要求)1.以下各項不屬于靜電屏蔽的是()A.避雷針B.超高壓帶電作業(yè)的工人要穿有金屬織物的工作服C.電子設備外套金屬網(wǎng)罩D.野外高壓輸電線上方有兩條與大地相連的導線答案:A解析:當帶電云層靠近建筑物時,避雷針上產(chǎn)生的感應電荷會通過針尖放電,漸漸中和云中的電荷,使建筑物免遭雷擊,其原理為尖端放電,故A不屬于靜電屏蔽;超高壓帶電作業(yè)的工人穿有金屬織物的工作服可以起到屏蔽作用,故B屬于靜電屏蔽;電子設備外套金屬網(wǎng)罩可以起到靜電屏蔽的作用,故C屬于靜電屏蔽;高壓輸電線的上方還有兩條導線,這兩條導線與大地相連,形成稀疏的金屬“網(wǎng)”把高壓線屏蔽起來,免遭雷擊,故D屬于靜電屏蔽。2.如圖所示,空間存在一方向水平向右的勻強電場,兩個帶電小球P和Q用相同的絕緣細繩懸掛在水平天花板下,兩細繩都恰好與天花板垂直,則()A.P和Q都帶正電荷B.P和Q都帶負電荷C.P帶正電荷,Q帶負電荷D.P帶負電荷,Q帶正電荷答案:D解析:對小球受力分析可知,P和Q兩小球不能帶同種電荷,A、B錯誤;若P球帶負電,Q球帶正電,兩球受力如圖所示,恰能滿意題意,則C錯誤,D正確。3.如圖所示,光滑絕緣水平面上有三個帶電小球A、B、C(可視為點電荷),三小球在一條直線上均處于靜止狀態(tài),則以下推斷正確的是()A.A對B的靜電力肯定是引力B.A對B的靜電力可能是斥力C.A的電荷量可能比B的少D.C的電荷量肯定比B的少答案:A解析:三小球在一條直線上處于靜止狀態(tài),則A、C肯定是同種電荷,A、B肯定是異種電荷,即“兩同夾異”,另外,A和C的電荷量肯定大于B的電荷量,即“兩大夾小”,選項A正確。4.用電場線能很直觀、很便利地比較電場中各點的電場強弱和方向。圖甲是等量異種點電荷形成的電場的電場線,圖乙是該靜電場中的一些點,O是電荷連線的中點,E、F是連線中垂線上相對O對稱的兩點,B、C和A、D分別相對O點左右對稱。則下列說法不正確的是()A.B、C兩點電場強度大小和方向都相同B.A、D兩點電場強度大小相等,方向相反C.E、O、F三點相比較,O點電場強度最大D.B、O、C三點相比較,O點電場強度最小答案:B解析:依據(jù)對稱性看出,B、C兩處電場線疏密程度相同,則B、C兩點電場強度大小相等,這兩點電場強度的方向均由B→C,方向相同,故A正確。依據(jù)對稱性看出,A、D兩處電場線疏密程度相同,則A、D兩點電場強度大小相等,由題圖看出,A、D兩點電場強度方向相同,故B錯誤。E、O、F三點中,O處電場線最密,O點電場強度最大,故C正確。B、O、C三點比較,O處電場線最疏,O點電場強度最小,故D正確。5.如圖所示,一正離子在靜電力作用下從A點運動到B點,在A點的速度大小為v0,方向與電場方向相同。該離子從A點運動到B點的v-t圖像是()答案:C解析:正離子在A點的受力方向與速度方向相同,所以該離子做加速運動;A點的電場線密,故A點的電場強度大,因此該離子在A點的加速度大,在v-t圖像中,圖線斜率漸漸變小,故C對。二、多項選擇題(本題共3小題,每小題5分,共15分。每小題有多個選項符合題目要求。全部選對得5分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)6.兩個完全相同的小金屬球,它們的電荷量之比為5∶1(皆可視為點電荷),它們在相距肯定距離時相互作用力為F1,假如讓它們接觸后再放回各自原來的位置上,此時相互作用力變?yōu)镕2,則F1∶F2可能為()A.5∶2 B.5∶4C.5∶6 D.5∶9答案:BD解析:設兩小金屬球起初所帶的電荷量分別為5q、q,它們在相距肯定距離時相互作用力為F1=k5q2r2;若兩電荷異性,接觸后再分開,兩球電荷量都為2q,此時兩球相互作用力F2=k4q2r2=45F1,則F1∶F2=5∶4。若兩電荷同性,接觸后再分開,兩球電荷量都為3q,此時兩球相互作用力F2=k9q7.如圖所示,兩根絕緣絲線掛著兩個質(zhì)量相同的小球A、B,此時上、下絲線的受力分別為FTA和FTB;假如使A帶正電,使B帶負電,上、下絲線的受力分別為FTA'和FTB',則下列關于FTA'和FTB'的關系推斷正確的是()A.FTA'=FTA B.FTA'<FTAC.FTA'>FTA D.FTB'<FTB答案:AD解析:以A、B兩球組成的整體為探討對象,無論是小球帶電還是小球不帶電,分析其受力狀況并依據(jù)平衡條件可知,上方絲線的拉力大小總是等于下面兩球的重力之和;但是以B球為探討對象分析其受力狀況可知,當A、B兩球不帶電時FTB=mBg,當A、B球分別帶正電和負電時FTB'=mBg-F,故選項A、D正確。8.某靜電場中的電場線如圖所示,帶電粒子在電場中僅受靜電力作用,其運動軌跡如圖中虛線所示,由M點運動到N點,下列說法正確的是()A.粒子帶正電荷B.粒子受到的靜電力為恒力C.粒子在M點的加速度小于在N點的加速度D.粒子在M點受到的靜電力小于在N點受到的靜電力答案:ACD解析:帶電粒子在電場中運動時,受到的靜電力的方向指向運動軌跡的內(nèi)側,由此可知,帶電粒子受到的靜電力的方向為沿著電場線向上,所以此帶電粒子帶的是正電荷,故A正確。由電場線的分布可知,電場線在N點較密,所以帶電粒子在N點時受到的靜電力大,在N點的加速度大,故B錯誤,C、D正確。三、非選擇題(本題共5小題,共60分)9.(9分)在探究兩電荷間相互作用力的大小與哪些因素有關的試驗中,一同學猜想可能與兩電荷的間距和電荷量有關。他選用帶正電的小球A和B,A球放在可移動的絕緣座上,B球用絕緣絲線懸掛于玻璃棒C點,如圖所示。試驗時,先保持兩球電荷量不變,使A球從遠處漸漸向B球靠近,視察到兩球距離越小,B球懸線的偏角越大;再保持兩球距離不變,變更小球所帶的電荷量,視察到電荷量越大,B球懸線的偏角越大。試驗表明:兩電荷之間的相互作用力,隨距離的而增大,隨電荷量的而增大。

此同學在探究中應用的科學方法是(選填“累積法”“等效替代法”“限制變量法”或“演繹法”)。

答案:減小增大限制變量法解析:對B球進行受力分析,受重力、庫侖力和懸線的拉力,懸線與豎直方向間的夾角增大時,說明庫侖力增大。電荷量不變時,兩球距離減小,懸線偏角增大,庫侖力增大;距離不變時,電荷量增大,懸線偏角增大,庫侖力增大。在探究中應用的科學方法是限制變量法。10.(9分)如圖所示,直角三角形ABC中∠B=30°,且在A、B兩位置分別有兩點電荷QA、QB,測得在C處的正點電荷受到的靜電力方向平行于AB向左,則A點的點電荷帶電,QA∶QB=。

答案:負1∶8解析:各個靜電力不在同始終線上時,應用平行四邊形定則求合力。正點電荷在C處受點電荷QA、QB的庫侖力作用,方向肯定在AC、BC所在直線上,要使合力水平向左,C受A的作用力必定為引力,受B的作用力必定為斥力,所以A點的點電荷帶負電,B點的點電荷帶正電,受力分析如圖所示,得FBsin30°=FA①由庫侖定律得FB=kQFA=kQ聯(lián)立①②③解得QA∶QB=1∶8。11.(13分)如圖所示,以O為圓心,r為半徑的圓與坐標軸的交點分別為A、B、C、D,空間有與x軸正方向相同的勻強電場,同時在O點固定一個電荷量為+Q的點電荷。假如把一個電荷量為-q的摸索電荷放在C點,恰好平衡,那么勻強電場的電場強度大小為多少?A、D兩點的實際電場強度大小為多少?答案:kQ解析:空間存在勻強電場和點電荷形成的電場,任何一點的電場強度都是這兩個電場在該處的電場強度的矢量和。由電荷量為-q的摸索電荷在C點處于平衡狀態(tài)可得kQqr2=qE,解得勻強電場的電場強度為E=由于正點電荷形成的電場的電場強度方向從圓心沿半徑方向向外,故在A點,點電荷形成的電場的電場強度方向沿x軸正方向;在D點,點電荷形成的電場的電場強度方向沿y軸正方向。從而可知A點的實際電場強度為兩個等大、同向電場強度的合成,即EA=2kQr2,D點的實際電場強度為兩個等大、相互垂直的電場強度的合成,即ED12.(14分)如圖所示,豎直放置的兩塊足夠大的帶電平行板間形成一個方向水平向右的勻強電場區(qū)域,電場強度E=3×104N/C。在兩板間用絕緣細線懸掛一個質(zhì)量m=5×10-3kg的帶電小球,靜止時小球偏離豎直方向的角度θ=60°。g取10m/s2。(1)求小球的電性和電荷量。(2)若小球靜止時離右板距離為d=53×10-2m,剪斷細線后,小球經(jīng)多長時間遇到右極板?答案:(1)正電荷533×10-6C(2)0解析:(1)因為小球靜止,即受力平衡,所以小球帶正電荷,對小球受力分析如圖所示。由平衡條件有qE=mgtanθ,解得q=533×10-(2)剪斷細線后,小球在水平方向做初速度為零的勻加速直線運動,則有ax=qEm,d=12axt2,解得t=013.(15分)如圖所示,有一水平向左的勻強電場,電場強度為E=1.25×104N/C,一根長l=1.5m、與水平方向的夾角θ=37°的光滑絕緣細直桿MN固定在電場中,桿的下端M固定一個帶電小球A,電荷量Q=+4.5×10-6C;另一帶電小球B穿在桿上可自由滑動,電荷量q=+1.0×10-6C,質(zhì)量m=1.0×10-2kg。g取10m/s2。將小球B從桿的上端N由靜止釋放,小球B起先運動。(靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:(1)小球B起先運動時的加速度;(2)小球