人教版高中物理必修第三冊第九章靜電場及其應(yīng)用質(zhì)量評估練習(xí)含答案

第九章質(zhì)量評估(時間:75分鐘滿分:100分)一、單項選擇題:本題共7小題,每小題4分,共28分.在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的.1.絕緣細(xì)線上端固定,下端掛一小球A,A的表面鍍有鋁膜;在A的旁邊有一金屬球B,開始時A、B都不帶電,如圖所示.現(xiàn)使B帶電,則()A.B將吸引A,吸住后不放開 B.B先吸引A,接觸后又把A排斥開C.A、B之間不發(fā)生相互作用 D.B立即把A排斥開答案:B2.真空中保持一定距離的兩個點電荷,若其中一個點電荷的電荷量增加了原來的12,但仍然保持它們之間的相互作用力不變,則另一點電荷的電荷量一定減少了原來的()A.12 B.13 C.14 答案:B3.如圖所示,A為帶正電的金屬板,其所帶電荷量為Q,在金屬板的垂直平分線上,距板r處放一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球,小球用絕緣細(xì)線懸掛于O點,小球受水平向右的靜電力,偏轉(zhuǎn)θ角保持靜止,靜電力常量為k,重力加速度為g,則小球與金屬板之間的靜電力大小為()A.kQqr2 B.C.mgsinθ D.答案:D4.如圖,在光滑絕緣斜面上有帶電小球a與b,兩球同時釋放瞬間,a球的加速度剛好為0,則下列關(guān)于a、b的電性及初始位置,符合要求的是()ABCD答案:B5.下圖為靜電除塵器除塵機原理示意圖,塵埃在電場中通過某種機制帶電,在靜電力的作用下向集塵極遷移并沉積,以達(dá)到除塵目的.下列表述正確的是()A.到達(dá)集塵極的塵埃帶正電荷B.電場方向由放電極指向集塵極C.帶電塵埃所受靜電力的方向與電場方向相同D.同一位置,電荷量越大的塵埃所受靜電力越大解析:塵埃在靜電力作用下向集塵極遷移并沉積,說明塵埃帶負(fù)電,故選項A錯誤;由于集塵極與電池的正極連接,電場方向由集塵極指向放電極,故選項B錯誤;負(fù)電荷在電場中受靜電力的方向與電場方向相反,故選項C錯誤;根據(jù)F=Eq可得,同一位置,電荷量越大的塵埃所受靜電力越大,故選項D正確.答案:D6.如圖所示,導(dǎo)體棒原來不帶電,將電荷量為Q的正點電荷放在棒左側(cè)O處,當(dāng)棒達(dá)到靜電平衡后,棒上的感應(yīng)電荷在棒內(nèi)A點處產(chǎn)生的電場強度為E.下列說法正確的是()A.E的大小與電荷量Q成正比B.E的方向沿OA連線向右C.在導(dǎo)體棒內(nèi)部,離O點越遠(yuǎn)電場強度越小D.在O點放置電荷量為2Q的點電荷,A點的電場強度為2E解析:水平導(dǎo)體棒達(dá)到靜電平衡后,棒上感應(yīng)電荷在A點產(chǎn)生的電場強度大小與正點電荷在該處產(chǎn)生的電場強度大小相等,方向相反,則棒上感應(yīng)電荷在棒內(nèi)A點產(chǎn)生的電場強度大小為:E=kQr2,r為A到O的距離,由此可知,E的大小與電荷量Q成正比,選項A正確;由于A點的合電場強度為0,所以感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場強度方向與點電荷+Q在該處產(chǎn)生的電場強度的方向相反,方向沿OA連線向左,選項B錯誤;當(dāng)棒達(dá)到靜電平衡后,在導(dǎo)體棒內(nèi)部,各點的電場強度都等于0,選項C錯誤;A點的電場強度為答案:A7.真空中相距為3a的兩個點電荷M、N分別固定在x軸x1=0和x2=3a的兩點上,在它們連線上各點電場強度隨x變化的關(guān)系如圖所示,下列判斷正確的是()A.點電荷M、N一定為同種點電荷B.點電荷M、N一定為異種點電荷C.點電荷M、N所帶電荷量的絕對值之比為2∶1D.點電荷M、N所帶電荷量的絕對值之比為3∶1解析:從電場強度E隨x的變化關(guān)系圖像可以看出,x=2a處的電場強度為0,在0~2a范圍內(nèi)電場強度為正,2a~3a范圍內(nèi)電場強度為負(fù),根據(jù)電場強度疊加原理可知,點電荷M、N為同種電荷,選項A正確,B錯誤;設(shè)點電荷M的帶電荷量為q1,點電荷N的帶電荷量為q2,x=2a處的電場強度為E=kq1(2a)2-kq2a2=0,解得答案:A二、多項選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求.全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分.8.如圖所示,真空中A、B、C、D四點共線且距離相等.先在A點固定一點電荷,電荷量為+Q,測得B點電場強度大小為E,若再將另一等量異種點電荷放在D點,則()A.B點電場強度大小為54B.C點電場強度大小為34C.B點電場強度方向向右D.C點電場強度方向向左解析:設(shè)lAB=lBC=lCD=l,A點的電荷在B點產(chǎn)生的電場強度大小為E,方向水平向右,由點電荷的電場強度公式得E=kQl2,D點的電荷在B點產(chǎn)生的電場強度大小為E1=kQ(2l)2=14E,方向水平向右,所以B點的電場強度大小為EB=E+14E=答案:AC9.如圖所示,兩個帶等量正電荷的小球A、B(可視為點電荷),被固定在光滑絕緣水平面上.P、N是小球A、B連線的垂直平分線上的點,且lPO=lON.現(xiàn)將一個電荷量很小的帶負(fù)電的小球C(可視為點電荷),由P點靜止釋放,在小球C向N點運動的過程中,關(guān)于小球C的速度圖像,可能正確的是()ABCD解析:在A、B連線的垂直平分線上,從無窮遠(yuǎn)處到O點電場強度先變大后變小,到O點變?yōu)?,負(fù)電荷受力方向沿垂直平分線,電荷的加速度先變大后變小,速度不斷增大,在O點加速度變?yōu)?,速度達(dá)到最大,v-t圖線的斜率先變大后變小;由O點到無窮遠(yuǎn),速度變化情況與另一側(cè)速度的變化情況具有對稱性.如果PN足夠遠(yuǎn),則選項B正確;如果PN很近,則選項A正確.答案:AB10.下圖是探究電荷間相互作用力的示意圖,圖中金屬球A帶正電,置于絕緣支架上,帶電小球B懸于絕緣絲線的下端,質(zhì)量為m.當(dāng)懸掛在P1點的B球靜止時,兩帶電小球剛好在同一高度,此時絕緣絲線與豎直方向的夾角為θ,重力加速度為g,則()A.A、B間的庫侖力為mgB.A、B間的庫侖力為mgtanθC.將懸點移到P2,平衡時B低于AD.將懸點移到P2,平衡時A、B仍在同一高度解析:當(dāng)B球處于平衡狀態(tài)時,B球剛好與A球在同一水平面上,其受力如圖所示.A、B帶同種電荷,由力的平行四邊形定則可得F庫=mgtanθ,故選項A錯誤,選項B正確;若把懸點移到P2,由庫侖定律可知,距離越遠(yuǎn),A、B間的庫侖力越小,B球位置越低,故選項C正確,選項D錯誤.答案:BC三、非選擇題:共54分.11.(8分)設(shè)地球是一個帶電體,且電荷均勻分布于地球表面.若已知地球表面附近有一電荷量為2.0×10-4C的正電荷受到4.0×10-3N的靜電力,且方向豎直向下,則地球帶何種電荷?設(shè)地球的電荷量集中于地球中心,則地球所帶電荷量為多少?已知地球半徑R=6.4×106m,靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2.解析:因正電荷受到的靜電力豎直向下,故地球附近的電場方向豎直向下,地球帶負(fù)電荷.設(shè)地球所帶電荷量為Q,根據(jù)庫侖定律F=kQqR2,代入數(shù)據(jù)求得Q≈9.1×10答案:帶負(fù)電荷9.1×104C12.(10分)一根長為l的絕緣絲線吊著一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球靜止在水平向右的勻強電場中,如圖所示,絲線與豎直方向成37°角,重力加速度為g,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:(1)小球受到的靜電力大小;(2)勻強電場的電場強度大小.解析:(1)小球在電場中靜止時,受力分析如圖所示.由平衡條件得F電=mgtan37°=34mg(2)E=F電q=答案:(1)34mg(2)13.(10分)如圖所示,把一個傾角為θ的絕緣斜面固定在勻強電場中,電場方向水平向右,電場強度大小為E,有一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的物體,以初速度v0從A端滑上斜面恰好能沿斜面勻速運動,重力加速度為g,求物體與斜面間的動摩擦因數(shù).解析:對物體受力分析如圖所示,物體做勻速直線運動,由平衡條件得垂直于斜面方向上有FN=mgcosθ+qEsinθ,平行于斜面方向上有Ff+mgsinθ=qEcosθ,又Ff=μFN,以上聯(lián)立可得μ=FfFN答案:qE14.(12分)將電荷量為q=1×10-4C的帶正電小物塊置于絕緣水平面上,所在空間存在沿水平方向且方向始終不變的電場,電場強度E的大小與時間t的關(guān)系,以及物塊速度v與時間t的關(guān)系如圖甲、乙所示.g取10m/s2.求:(1)物塊的質(zhì)量m;(2)物塊與水平面之間的動摩擦因數(shù)μ.甲乙解析:(1)由v-t圖像可知,前2s物塊做勻加速直線運動,由牛頓第二定律有qE1-μmg=ma,2s后物塊做勻速直線運動,由平衡條件有qE2=μmg,聯(lián)立得q(E1-E2)=ma.由E-t圖像和v-t圖像可得E1=3×104N/C,E2=2×104N/C,a=1m/s2,代入數(shù)據(jù)可解得m=1kg.(2)μ=qE答案:(1)1kg(2)0.215.(14分)如圖所示,勻強電場方向與水平線間夾角θ=30°,斜向右上方,電場強度為E.質(zhì)量為m的小球帶負(fù)電,以初速度v0開始運動,初速度方向與電場方向一致.(1)若小球的電荷量為q=mgE,為使小球能做勻速直線運動,應(yīng)對小球施加的恒力F1(2)若小球的電荷量為q=2mgE,為使小球能做直線運動,應(yīng)對小球施加的最小恒力F解析:(1)小球做勻速運動,小球受力如圖甲所示,則受合力為0,即F1sin