2021-2022学年新教材高中物理 第9章 静电场及其应用 测评（B）（含解析）新人教版必修第三册.docx

1、第九章测评(B)(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分。第15小题只有一个选项正确,第68小题有多个选项正确)1.如图所示,取甲、乙两个验电器,用一根长导体杆把它们连接在一起,用带正电的有机玻璃棒靠近验电器乙的上端,甲会带正电,乙会带负电。关于甲、乙带电的现象,下列说法正确的是()A.这是感应起电现象,遵守电荷守恒定律B.这是摩擦起电现象,遵守电荷守恒定律C.这是感应起电现象,不遵守电荷守恒定律D.这是摩擦起电现象,不遵守电荷守恒定律答案:A解析:没有直接接触,通过电荷间的作用力使电荷进行重新分布,这是感应起电现象,且遵守电荷守恒定律,故A项正确。2.在

2、一个等边三角形ABC的顶点B和C处各放一个电荷量相同的点电荷时,测得A处的电场强度大小为E,方向与BC边平行沿B指向C,如图所示。拿走C处的点电荷后,A处电场强度情况将是()A.大小仍为E,方向由A指向BB.大小仍为E,方向由B指向AC.大小变为E2,方向不变D.不能得出结论答案:B解析:设B、C两处的点电荷在A处产生的电场强度大小均为E,则E=E,拿走C处的点电荷后,A处电场强度大小为E,方向由B指向A,选项B正确。3.如图所示,质量分别为m1、m2,电荷量分别为q1、q2的两小球,分别用绝缘轻丝线悬挂起来,两丝线与竖直方向的夹角分别为和(),两小球恰在同一水平线上,那么()A.q1一定小于

3、q2B.q1一定大于q2C.m1一定小于m2D.质量为m1的小球所受的库仑力一定大于质量为m2的小球所受的库仑力答案:C解析:质量为m1的小球所受库仑力与质量为m2的小球所受库仑力是相互作用力,大小相等,方向相反,设轻丝线与竖直方向的夹角为,根据平衡条件可得两球之间的库仑力F=mgtan,因为,所以m1gm2g,即m10)的固定点电荷。已知b点处的电场强度为零,则d点处电场强度的大小为(k为静电力常量)()A.k3qr2B.k10q9r2C.kQ+qr2D.k9Q+q9r2答案:B解析:由b点处的电场强度为零知,圆盘在b点处产生的电场强度E1大小与q在b点处产生的电场强度E2大小相等,即E1=

4、E2=kqr2,但方向相反。由对称性,圆盘在d点产生的电场强度E3=kqr2,q在d点产生的电场强度E4=kq9r2,方向与E3相同,故d点的电场强度Ed=E3+E4=k10q9r2,B正确。6.把质量为m的正点电荷q,在电场中由静止释放,在它运动过程中如果不计重力,下列说法正确的是()A.点电荷运动轨迹必与电场线重合B.点电荷的速度方向,必与所在点的电场线的切线方向一致C.点电荷的加速度方向,必与所在点的电场线的切线方向一致D.点电荷的受力方向,必与所在点的电场线的切线方向一致答案:CD解析:正点电荷q由静止释放,如果电场线为直线,点电荷将沿电场线运动,但如果电场线是曲线,点电荷一定不沿电场

5、线运动(因为如果沿电场线运动,其速度方向与受力方向重合,不符合曲线运动的条件),故A选项不正确;由于点电荷做曲线运动时,其速度方向与静电力方向不再一致(初始时刻除外),故B选项不正确;而正点电荷的加速度方向,也即正点电荷所受静电力方向必与所在点电场强度方向一致,即与所在点的电场线的切线方向一致,故C、D两项正确。7.右图为静电除尘器原理示意图,尘埃在电场中通过某种机制带电,在静电力的作用下向集尘极迁移并沉积,以达到除尘目的,下列表述正确的是()A.到达集尘极的尘埃带正电荷B.电场方向由集尘极指向放电极C.带电尘埃所受静电力的方向与电场方向相同D.同一位置带电荷量越多的尘埃所受静电力越大答案:B

6、D解析:由题图可知,集尘极带正电,放电极带负电,放电极与集尘极间电场方向向左,即电场方向由集尘极指向放电极,尘埃在静电力的作用下向集尘极迁移,则知尘埃所受的静电力向右,故到达集尘极的尘埃带负电荷,故A错误,B正确。电场方向向左,带电尘埃所受静电力方向向右,带电尘埃所受静电力的方向与电场方向相反,故C错误。由F=Eq可知,同一位置带电荷量越多的尘埃所受静电力越大,故D正确。8.如图所示,金属板所带电荷量为+Q,质量为m的金属小球电荷量为+q,当小球静止后,悬挂小球的绝缘细线与竖直方向间的夹角为,小球与金属板中心O恰好在同一条水平线上,且距离为l。下列说法正确的是()A.金属板在小球处产生的电场强

7、度为E1=kQl2B.金属板在小球处产生的电场强度为E1=mgtanqC.小球在O点产生的电场强度为E2=kql2D.小球在O点产生的电场强度为E2=mgtanQ答案:BC解析:金属板不能看作点电荷,在小球处产生的电场强度不能用E=kQr2计算,故A错误;根据对称性和小球受力平衡得小球受静电力F=mgtan,由E=Fq得E1=mgtanq,B正确;小球可看作点电荷,在O点产生的电场强度E2=kql2,C正确;根据牛顿第三定律知金属板受到小球的静电力大小为F=mgtan,但金属板不能看作试探电荷,故不能用E=Fq求电场强度,D错误。二、填空题(本题共2小题,共18分)9.(9分)可以自由移动的点

8、电荷A、B、C电荷量分别为q1、q2、q3放在光滑绝缘水平面上,如图所示,已知A与B之间的距离为l1,B与C之间的距离为l2,且每个电荷都处于平衡状态。(1)如果B为正电荷,则A为电荷,C为电荷。(2)三者电荷量大小之比是。答案:(1)负负(2)l1+l2l221l1+l2l12解析:(1)B处于平衡状态,则A、C对它的静电力等大反向,所以A、C带同种电荷;A处于平衡状态,则B、C对它的静电力等大反向,所以B、C带异种电荷,因此,A、C都带负电荷。(2)对A列平衡方程kq1q2l12=kq1q3(l1+l2)2对C列平衡方程kq2q3l22=kq1q3(l1+l2)2联立解得q1q2q3=l1

9、+l2l221l1+l2l12。10.(9分)如图所示,有一水平方向的匀强电场,电场强度大小为900 N/C,在电场内一水平面上作半径为10 cm、圆心为O的圆,圆上取A、B两点,AO沿电场方向,BOOA,另在圆心处放一电荷量为10-9 C的正点电荷,则A处电场强度大小EA= N/C,B处电场强度大小EB= N/C。答案:01.27103解析:由E=kQr2,得点电荷在A处产生的电场强度EA=900N/C,方向向左,所以A处电场强度为零。点电荷在B处产生的电场强度EB=900N/C,方向向下,所以B处电场强度为1.27103N/C。三、计算题(本题共3小题,共42分。要有必要的文字说明和解题步

10、骤,有数值计算的要注明单位)11.(13分)如图所示,一质量为m的带电液滴,在大小为E、方向竖直向上的匀强电场中处于静止状态。(1)这个液滴带什么电?电荷量为多少?(2)当电场强度的大小突然变为原来的一半,方向保持不变时,液滴向什么方向运动?其加速度为多少?答案:(1)正电mgE(2)向下运动12g解析:(1)液滴受重力、静电力处于静止状态,静电力方向竖直向上,电场方向竖直向上,故液滴带正电;又重力与静电力平衡,qE=mg,解得q=mgE。(2)当电场强度的大小突然变为原来的一半,方向保持不变时,静电力变为原来的一半,小于重力,故液滴向下运动。mg-qE2=ma,代入数据得a=g2。12.(1

11、4分)如图所示,长l=1 m的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点和点电荷的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角=37。已知小球所带电荷量q=1.010-6 C,匀强电场的电场强度E=3.0103 N/C,重力加速度g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8。求:(1)小球所受静电力F的大小;(2)小球的质量m;(3)将电场撤去,小球回到最低点时速度v的大小。答案:(1)3.010-3 N(2)4.010-4 kg(3)2.0 m/s解析:(1)F=qE=3.010-3N。(2)由qEmg=tan37,得m=4.010-4kg。(3)由mgl(1

12、-cos37)=12mv2,得v=2gl(1-cos37)=2.0m/s。13.(15分)如图所示,水平绝缘轨道AB长l=4 m,离地高h=1.8 m,A、B间存在竖直向上的匀强电场。一质量m=0.1 kg、电荷量q=-510-5 C的小滑块,从轨道上的A点以v0=6 m/s的初速度向右滑动,从B点离开电场后,落在地面上的C点。已知C、B间的水平距离x=2.4 m,滑块与轨道间的动摩擦因数=0.2,g取10 m/s2,不计空气阻力。求:(1)滑块离开B点时速度的大小;(2)滑块从A点运动到B点所用的时间;(3)匀强电场的电场强度E的大小。答案:(1)4 m/s(2)0.8 s(3)5103 N/C解析:(1)从B到C过程中,有h=12gt2x=vBt解得vB=4m/s。(2)从A到B的过程中,有l=v0+vB2t,解得t=0.8s。(3)在电场中运动时,小滑块受力如图所示,由牛顿第二定律得(mg+E|q|)=m|a|由运动学公式,有vB2-v02=2al解得E=5103N/C。