2020-2021学年新教材高中物理 第九章 静电场及其应用 测评课后习题（含解析）新人教版必修3.docx

1、第九章测评(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共12个小题,每题4分,共48分。18是单选题,912是多选题,多选、错选均不得分,漏选得2分)1.关于电场线的下列说法中,正确的是()A.电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同B.沿电场线方向,电场强度越来越小C.电场线越密的地方,同一试探电荷所受静电力就越大D.在电场中,顺着电场线移动电荷,电荷受到的静电力大小恒定解析电场线上某点的切线方向就是该点的电场强度方向,和正电荷受力方向相同,和负电荷受力方向相反,故A选项错;电场强度的大小用电场线的疏密表示,与电场线的方向无关,故B、D选项错,C选项对。答案C2.关于库仑定律

2、公式F=kq1q2r2,下列说法正确的是()A.该公式对任何情况都适用B.当真空中的两个电荷间的距离r0时,它们之间的静电力FC.当真空中的两个电荷之间的距离r时,库仑定律的公式就不适用了D.当真空中的两个电荷之间的距离r0时,电荷不能看成是点电荷,库仑定律的公式就不适用了解析库仑定律适用于真空中点电荷,当真空中两电荷间的距离r0时,两电荷不能看成点电荷,公式不适用,故选项D对。答案D3.如图所示,四个质量均为m、带电荷量均为+q的微粒a、b、c、d距离地面的高度相同,以相同的水平速度被抛出,除了a微粒没有经过电场外,其他三个微粒均经过电场强度大小为E的匀强电场(mgqE),这四个微粒从被抛出

3、到落地所用的时间分别是ta、tb、tc、td,不计空气阻力,则()A.tbtatctdB.tb=tcta=tdC.ta=tdtbtcD.tbta=tdaa=adac,又由h=12at2得tbta=tdEbC.电场线是直线,所以Ea=EbD.不知a、b附近的电场线分布,Ea、Eb大小不能确定解析由于电场线上每一点的切线方向跟该点的电场强度方向一致,而该电场线是直线,故A对。电场线的疏密表示电场的强弱,只有一条电场线时,则应讨论如下:若此电场线为正点电荷电场中的,则有EaEb;若此电场线为负点电荷电场中的,则有EaEBC.Q可能为负电荷,也可能为正电荷D.Q在A的左侧且为负电荷解析根据速度时间图像

4、分析,电荷做加速度减小的加速运动,所以静电力向右,电场线方向向左,A对;加速度减小,静电力减小,电场强度减小,B对;根据点电荷电场特点,Q只能在A的左侧且为负电荷,D对。答案ABD12.如图所示,AB是某点电荷电场中的一条电场线。在电场线上P处自由释放一个负试探电荷时,它沿直线向B点运动。对此现象,负试探电荷的运动情况可能是(不计电荷重力)()A.电荷向B做匀速运动B.电荷向B做匀加速直线运动C.电荷向B做匀减速直线运动D.电荷向B做加速度逐渐增大的直线运动解析由于负电荷从P点静止释放,它沿直线运动到B点,说明负电荷受力方向自P指向B,则电场强度方向自A指向B。由于正电荷、负电荷、异种电荷以及

5、平行且带异种电荷的金属板等都能产生一段直线电场线,所以只能确定负电荷受的静电力方向向左(自P指向A),不能确定静电力变化情况,也就不能确定加速度变化情况,加速度可能减小,可能不变,可能增大,故选项BD对,选BD。答案BD二、实验题(本题共2个小题,每题6分,共12分)13.观察静电感应现象的操作如下。(1)带正电的C移近导体A,金属箔片,移走C之后金属箔片。(2)带正电的C移近导体A,先把AB分开,再移走C,金属箔片,A带电,B带电,再让AB接触,金属箔片。(3)带正电的C移近导体A,用手摸一下A或者B,移走C,再分开AB,金属箔片,A、B带电。(4)把C碰一下A或者B,移走C,分开AB,A、

6、B带电。解析(1)C靠近A,A端感应出负电荷,B端感应出正电荷,电子从B端移到A端,金属箔片张开,移走C之后金属箔片闭合。(2)C靠近A,金属箔片张开,先分开AB再移走C,金属箔片张开,A带负电,B带正电,再让AB接触,金属箔片闭合。(3)C靠近A,用手摸一下A或者B,手上的电子移到B,移走C分开AB,A、B带负电。(4)C碰一下A或者B,电子转移到C上,移走C再分开AB,A、B带正电。答案(1)张开闭合(2)张开负正闭合(3)张开负(4)正14.在探究“两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关”的实验中,一同学猜想可能与两电荷的距离和电荷量有关。他选用带正电的小球A和B,A球放在可移动的绝缘座

7、上,B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点,如图所示。实验时,先保持两球电荷量不变,使A球从远处逐渐向B球靠近,观察到两球距离越小,B球悬线的偏角越大;再保持两球的距离不变,改变小球所带的电荷量,观察到电荷量越大,B球悬线的偏角越大。实验表明:两电荷之间的相互作用力,随其距离的而增大,随其所带电荷量的而增大。此同学在探究中应用的科学方法是(选填“累积法”“等效替代法”“控制变量法”或“演绎法”)。解析由题意知,悬线夹角越大,说明受力越大,故两电荷之间的相互作用力,随其距离的减小而增大,随其所带电荷量的增大而增大。此同学在探究中应用的科学方法是控制变量法。答案减小增大控制变量法三、计算题(本题共4个小题

8、,每题10分,共40分)15.如图所示,把一个倾角为的光滑绝缘斜面固定在匀强电场中,电场方向水平向右,有一质量为m、带电荷量为+q的物体以初速度v0从A端滑上斜面恰好沿斜面匀速运动,求匀强电场的电场强度的大小。(重力加速度取g)解析物体匀速运动,说明它受到的重力、静电力、支持力的合力为零,如图所示。由平衡条件知F=mgtan根据电场强度的定义知E=Fq=mgqtan答案mgqtan 16.如图所示,竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个方向水平向右的匀强电场区域,电场强度E=3104 N/C。在两板间用绝缘细线悬挂一个质量m=510-3 kg的带电小球,静止时小球偏离竖直方向的夹角=60(

9、g取10 m/s2)。试求:(1)小球的电性和电荷量;(2)悬线的拉力大小;(3)若小球静止时离右板d=5310-2 m,剪断悬线后,小球经多少时间碰到右极板。解析(1)小球受静电力向右,故带正电,受力分析如图所示。由平衡条件有Eq=mgtan60解得q=53310-6C(2)由平衡条件得F=mgcos60解得F=0.1N(3)剪断细线后,小球在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动,竖直方向做自由落体运动。在水平方向上有ax=Eqmd=12axt2联立以上两式解得t=0.1s答案(1)正电53310-6 C(2)0.1 N(3)0.1 s17.如图所示,均可视为质点的三个物体A、B、C在倾角为

10、30的光滑绝缘斜面上,A绝缘,A与B紧靠在一起,C紧靠在固定挡板上,质量分别为mA=0.43 kg,mB=0.20 kg,mC=0.50 kg,其中A不带电,B、C的电荷量分别为qB=+210-5 C、qC=+710-5 C且保持不变,开始时三个物体均能保持静止。现给A施加一平行于斜面向上的力F,使A做加速度a=2.0 m/s2的匀加速直线运动,经过时间t,力F变为恒力。已知静电力常量k=9.0109 Nm2/C2,g取10 m/s2。求:(1)开始时BC间的距离L;(2)F从变力到恒力需要的时间t。解析(1)A、B、C静止时,以AB为研究对象有:(mA+mB)gsin30=kqCqBL2解得

11、:L=2.0m。(2)给A施加力F后,AB沿斜面向上做匀加速运动,AB分离时两者之间弹力恰好为零,对B用牛顿第二定律得:kqBqCl2-mBgsin30=mBa解得:l=3.0m由匀加速运动规律得:l-L=12at2解得:t=1.0s。答案(1)2.0 m(2)1.0 s18.在电场强度为E的匀强电场中,取O点为圆心、r为半径作一圆周,在O点固定一电荷量为+Q的点电荷,a、b、c、d为相互垂直的两条直线和圆周的交点。当把一试探电荷+q放在d点恰好平衡(如图所示,不计重力),求:(1)匀强电场电场强度E的大小、方向。(2)试探电荷+q放在点c时,受力Fc的大小。(3)试探电荷+q放在点b时,受力

12、Fb的大小、方向。解析(1)试探电荷+q放在d点时,受+Q的作用力方向竖直向上。根据平衡条件可知qE=kQqr2,匀强电场对+q的作用力方向向下,解得E=kQr2,方向竖直向下。(2)试探电荷+q放在点c时,受+Q的作用力方向向左,大小为kQqr2,受匀强电场的作用力方向向下,大小为qE=kQqr2所以+q放在点c时受力Fc=2kQqr2。(3)试探电荷+q放在点b时,受+Q的作用力方向向下,大小为kQqr2,受匀强电场的作用力方向向下,大小为qE=kQqr2所以+q放在点d时受力Fd=2kQqr2,方向竖直向下。答案(1)kQr2,方向竖直向下(2)2kQqr2(3)2kQqr2,方向竖直向下