高中物理《必修第三冊(cè)》課后習(xí)題 第九章測(cè)評(píng)

第九章測(cè)評(píng)(時(shí)間:75分鐘滿分:100分)一、單項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中,只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1.N95口罩中起阻隔作用的關(guān)鍵層是熔噴布,熔噴布的纖維里加入了駐極體材料,它能依靠靜電感應(yīng)吸附比熔噴布網(wǎng)狀纖維孔洞小很多的0.1μm量級(jí)或更小的微粒,從而有了更好的過濾效果。制備駐極體的一種方法是對(duì)某些電介質(zhì)材料進(jìn)行加熱熔化,然后在強(qiáng)電場(chǎng)中進(jìn)行極化冷卻。電介質(zhì)中每個(gè)分子都呈電中性,但分子內(nèi)正、負(fù)電荷分布并不完全重合,每個(gè)分子都可以看成是等量異號(hào)的電荷對(duì)。如圖所示,某種電介質(zhì)未加電場(chǎng)時(shí),分子取向隨機(jī)排布,熔化時(shí)施加水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),正、負(fù)電荷受電場(chǎng)力的作用,分子取向會(huì)發(fā)生變化。冷卻后撤掉電場(chǎng),形成駐極體,分子取向能夠較長(zhǎng)時(shí)間維持。根據(jù)以上信息可知,下列說法正確的是()A.駐極體能夠吸引帶電的微粒,但不能吸引電中性的微粒B.駐極體吸附小微粒利用了靜電感應(yīng),所以駐極體所帶的總電荷量一定不為零C.不帶電的微粒也能被駐極體吸引,但并不會(huì)中和駐極體表面的電荷D.加有駐極體的口罩會(huì)因存放時(shí)間過長(zhǎng)向外放電而使其中的電場(chǎng)衰減答案C解析駐極體所帶的總電荷量始終為零,但能夠吸引帶電的微粒,也能吸引電中性的微粒,故A、B錯(cuò)誤,C正確;加有駐極體的口罩會(huì)因存放時(shí)間過長(zhǎng)其中的電場(chǎng)衰減而過期,這是由于外界震動(dòng)等作用使駐極體內(nèi)部的分子取向變得不再一致,而不是駐極體向外放電使電荷減少的結(jié)果,故D錯(cuò)誤。2.關(guān)于庫(kù)侖定律公式F=kq1q2A.該公式對(duì)任何情況都適用B.當(dāng)真空中的兩個(gè)電荷間的距離r→0時(shí),它們之間的靜電力F→∞C.當(dāng)真空中的兩個(gè)電荷之間的距離r→∞時(shí),庫(kù)侖定律的公式就不適用了D.當(dāng)真空中的兩個(gè)電荷之間的距離r→0時(shí),電荷不能看成點(diǎn)電荷,庫(kù)侖定律的公式就不適用了答案D解析庫(kù)侖定律適用于真空中點(diǎn)電荷,當(dāng)真空中兩電荷間的距離r→0時(shí),兩電荷不能看成點(diǎn)電荷,公式不適用,故選項(xiàng)D對(duì)。3.如圖所示,四個(gè)質(zhì)量均為m、帶電荷量均為+q的微粒a、b、c、d距離地面的高度相同,以相同的水平速度被拋出,除了a微粒沒有經(jīng)過電場(chǎng)外,其他三個(gè)微粒均經(jīng)過電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)(mg>qE),這四個(gè)微粒從被拋出到落地所用的時(shí)間分別是ta、tb、tc、td,不計(jì)空氣阻力,則()A.tb<ta<tc<td B.tb=tc<ta=tdC.ta=td<tb<tc D.tb<ta=td<tc答案D解析根據(jù)四個(gè)微粒所受靜電力的情況可以判斷出,豎直方向上的加速度大小關(guān)系為ab>aa=ad>ac,又由h=12at2得tb<ta=td<tc,選項(xiàng)D4.A、B、C三點(diǎn)在同一直線上,AB∶BC=1∶2,B點(diǎn)位于A、C之間,在B處固定一電荷量為Q的點(diǎn)電荷。當(dāng)在A處放一電荷量為+q的點(diǎn)電荷時(shí),它所受到的靜電力為F;移去A處電荷,在C處放一電荷量為-2q的點(diǎn)電荷,其所受靜電力為()A.-F2 B.F2 C.-F D答案B解析設(shè)A處電場(chǎng)強(qiáng)度為E,則F=qE;由點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式E=kQr2可知,C處的電場(chǎng)強(qiáng)度為-E4,在C處放電荷量為-2q的點(diǎn)電荷,其所受靜電力為F'=-2q·-E5.如圖所示,abcde是半徑為r的圓的內(nèi)接正五邊形,當(dāng)在頂點(diǎn)a、b、c、d、e處各固定一帶電荷量為+Q的點(diǎn)電荷時(shí),O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零;若在e處改為固定一帶電荷量為-3Q的點(diǎn)電荷,a、b、c、d各處點(diǎn)電荷不變,則圓心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為(靜電力常量為k)()A.4kQr2 B.3kQr2 C答案A解析初始時(shí),O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零,若取走e處的點(diǎn)電荷,則其余點(diǎn)電荷在O處產(chǎn)生的合電場(chǎng)強(qiáng)度大小為kQr2,方向?yàn)镺→e;若在e處換上電荷量為-3Q的點(diǎn)電荷,則該點(diǎn)電荷在O處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為k3Qr2,方向也為O→e,因此疊加可得,圓心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為6.如圖所示,一半徑為R的絕緣環(huán)上,均勻地帶有電荷量為Q的電荷,在垂直于圓環(huán)平面的對(duì)稱軸上有一點(diǎn)P,它與環(huán)心O的距離OP=L。靜電力常量為k,關(guān)于P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E,下列四個(gè)表達(dá)式中有一個(gè)是正確的,請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)的物理知識(shí),通過一定的分析,判斷正確的表達(dá)式是()A.kQR2+LC.kQR(R2+答案D解析將圓環(huán)分為n個(gè)小段,當(dāng)n相當(dāng)大時(shí),每一小段都可以看作點(diǎn)電荷,其所帶電荷量為q=Qn,由點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式可求得每一點(diǎn)電荷在P處的電場(chǎng)強(qiáng)度為Ep=kQnr2=kQn(R2+L2),由對(duì)稱性可知,各小段帶電環(huán)在P處的電場(chǎng)強(qiáng)度Ep的垂直于軸向的分量Ey相互抵消,而Ep的軸向分量Ex之和即為帶電環(huán)在P處的電場(chǎng)強(qiáng)度7.如圖所示,水平地面上固定一個(gè)光滑絕緣斜面,斜面與水平面的夾角為θ。一根輕質(zhì)絕緣細(xì)線的一端固定在斜面頂端,另一端系有一個(gè)帶電小球A,細(xì)線與斜面平行。小球A的質(zhì)量為m、電荷量為q。小球A的右側(cè)固定放置帶等量同種電荷的小球B,兩球心的高度相同、間距為d。靜電力常量為k,重力加速度為g,兩帶電小球可視為點(diǎn)電荷。小球A靜止在斜面上,則()A.小球A與B之間靜電力的大小為kqB.當(dāng)qdC.當(dāng)qd=D.當(dāng)qd=mg答案C解析根據(jù)庫(kù)侖定律可得兩小球之間的靜電力大小為F=kq2d2,選項(xiàng)A錯(cuò);當(dāng)細(xì)線上的拉力為0時(shí),小球A受到靜電力、斜面支持力、重力,由平衡條件得kq2d2=mgtanθ,解得qd=mgtanθk二、多項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中,有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分)8.如圖所示,帶箭頭的直線是某一電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線,在該直線上有a、b兩點(diǎn),用Ea、Eb表示a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小,則()A.a、b兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同 B.電場(chǎng)線從a指向b,所以Ea>EbC.電場(chǎng)線是直線,所以Ea=Eb D.不知a、b附近的電場(chǎng)線分布,Ea、Eb大小不能確定答案AD解析由于電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的切線方向跟該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向一致,而該電場(chǎng)線是直線,故A對(duì)。電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱,只有一條電場(chǎng)線時(shí),Ea和Eb的關(guān)系不能確定。故正確選項(xiàng)為A、D。9.圖甲為某一點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線,A、B為電場(chǎng)線上的兩點(diǎn),一電子以某一速度沿電場(chǎng)線由A運(yùn)動(dòng)到B的過程中,其速度—時(shí)間圖像如圖乙所示,則下列敘述正確的是()A.電場(chǎng)線方向由B指向A B.電場(chǎng)強(qiáng)度大小EA>EBC.Q可能為負(fù)電荷,也可能為正電荷 D.Q在A的左側(cè)且為負(fù)電荷答案ABD解析根據(jù)速度—時(shí)間圖像分析,電荷做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),所以靜電力向右,電場(chǎng)線方向向左,A對(duì);加速度減小,靜電力減小,電場(chǎng)強(qiáng)度減小,B對(duì);根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)特點(diǎn),Q只能在A的左側(cè)且為負(fù)電荷,D對(duì)。10.(2021廣東信宜三中高二期中)如圖所示,在水平放置的無(wú)限大光滑金屬板中心正上方有一帶正電的點(diǎn)電荷Q,另一表面絕緣、帶正電的小球(可視為質(zhì)點(diǎn),且不影響原電場(chǎng))自左側(cè)以初速度v0在金屬板上向右運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)過程中()A.小球做先減速后加速的運(yùn)動(dòng)B.小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)C.小球受到的靜電力做功不為0D.小球受到的靜電力做功為0答案BD解析金屬板處于正點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)中,達(dá)到靜電平衡后,在水平放置的金屬板的上表面,電場(chǎng)方向垂直表面豎直向下,所以小球運(yùn)動(dòng)時(shí)只在豎直方向上受力的作用,在水平方向上不受力的作用,所以小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)。小球受到的靜電力不做功。三、非選擇題(本題共5小題,共54分)11.(7分)觀察靜電感應(yīng)現(xiàn)象的操作如下。(1)帶正電的C移近導(dǎo)體A,金屬箔片,移走C之后金屬箔片。

(2)帶正電的C移近導(dǎo)體A,先把A、B分開,再移走C,金屬箔片,A帶電,B帶電,再讓A、B接觸,金屬箔片。

(3)帶正電的C移近導(dǎo)體A,用手摸一下A或者B,移走C,再分開A、B,金屬箔片,A、B帶電。

(4)把C碰一下A或者B,移走C,分開A、B,A、B帶電。

答案(1)張開閉合(2)張開負(fù)正閉合(3)張開負(fù)(4)正解析(1)C靠近A,A端感應(yīng)出負(fù)電荷,B端感應(yīng)出正電荷,電子從B端移到A端,金屬箔片張開,移走C之后金屬箔片閉合。(2)C靠近A,金屬箔片張開,先分開A、B再移走C,金屬箔片張開,A帶負(fù)電,B帶正電,再讓A、B接觸,金屬箔片閉合。(3)C靠近A,用手摸一下A或者B,手上的電子移到A、B,移走C分開A、B,A、B帶負(fù)電。(4)C碰一下A或者B,電子轉(zhuǎn)移到C上,移走C再分開A、B,A、B帶正電。12.(9分)在探究“兩電荷間相互作用力的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,一同學(xué)猜想可能與兩電荷的距離和電荷量有關(guān)。他選用帶正電的小球A和B,A球放在可移動(dòng)的絕緣座上,B球用絕緣絲線懸掛于玻璃棒C點(diǎn),如圖所示。實(shí)驗(yàn)時(shí),先保持兩球電荷量不變,使A球從遠(yuǎn)處逐漸向B球靠近,觀察到兩球距離越小,B球懸線的偏角越大;再保持兩球的距離不變,改變小球所帶的電荷量,觀察到電荷量越大,B球懸線的偏角越大。實(shí)驗(yàn)表明:兩電荷之間的相互作用力,隨其距離的而增大,隨其所帶電荷量的而增大。

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

答案減小增大控制變量法解析由題意知,懸線偏角越大,說明受力越大,故兩電荷之間的相互作用力,隨其距離的減小而增大,隨其所帶電荷量的增大而增大。此同學(xué)在探究中應(yīng)用的科學(xué)方法是控制變量法。13.(10分)如圖所示,把一個(gè)傾角為θ的光滑絕緣斜面固定在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)方向水平向右,有一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的物體以初速度v0從A端滑上斜面恰好沿斜面勻速運(yùn)動(dòng),求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。(重力加速度取g)答案mgqtan解析物體勻速運(yùn)動(dòng),說明它受到的重力、靜電力、支持力的合力為零,如圖所示。由平衡條件知F=mgtanθ根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義知E=Fq=mg14.(12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(gè)方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域,電場(chǎng)強(qiáng)度E=3×104N/C。在兩板間用絕緣細(xì)線懸掛一個(gè)質(zhì)量m=5×10-3kg的帶電小球,靜止時(shí)小球偏離豎直方向的夾角θ=60°(g取10m/s2)。試求:(1)小球的電性和電荷量。(2)懸線的拉力大小。(3)若小球靜止時(shí)離右板d=53×10-2m,剪斷懸線后,小球經(jīng)多少時(shí)間碰到右極板。答案(1)正電533×10-6C(2)0.1N(3)0解析(1)小球受靜電力向右,故帶正電,受力分析如圖所示。由平衡條件有Eq=mgtan60°解得q=533×10-6(2)由平衡條件得F=mg解得F=0.1N(3)剪斷細(xì)線后,小球在水平方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。有ax=Eqm,d=12ax聯(lián)立以上兩式解得t=0.1s15.(16分)在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,取O點(diǎn)為圓心、r為半徑作一圓周,在O點(diǎn)固定一電荷量為+Q的點(diǎn)電荷,a、b、c、d為相互垂直的兩條直線和圓周的交點(diǎn)。當(dāng)把一試探電荷+q放在d點(diǎn)時(shí)恰好平衡(如圖所示,不計(jì)重力),求:(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小、方向。(2)試探電荷+q放在點(diǎn)c時(shí),受力Fc的大小。(3)試探電荷+q放在點(diǎn)b時(shí),受力Fb的大