2021-2022学年新教材高中物理 第九章 静电场及其应用 测评（含解析）新人教版必修第三册.docx

1、第九章测评(时间:75分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)1.N95口罩中起阻隔作用的关键层是熔喷布,熔喷布的纤维里加入了驻极体材料,它能依靠静电感应吸附比熔喷布网状纤维孔洞小很多的0.1 m量级或更小的微粒,从而有了更好的过滤效果。制备驻极体的一种方法是对某些电介质材料进行加热熔化,然后在强电场中进行极化冷却。电介质中每个分子都呈电中性,但分子内正、负电荷分布并不完全重合,每个分子都可以看成是等量异号的电荷对。如图所示,某种电介质未加电场时,分子取向随机排布,熔化时施加水平向左的匀强电场,正、负电荷受电场

2、力的作用,分子取向会发生变化。冷却后撤掉电场,形成驻极体,分子取向能够较长时间维持。根据以上信息可知,下列说法正确的是()A.驻极体能够吸引带电的微粒,但不能吸引电中性的微粒B.驻极体吸附小微粒利用了静电感应,所以驻极体所带的总电荷量一定不为零C.不带电的微粒也能被驻极体吸引,但并不会中和驻极体表面的电荷D.加有驻极体的口罩会因存放时间过长向外放电而使其中的电场衰减答案C解析驻极体所带的总电荷量始终为零,但能够吸引带电的微粒,也能吸引电中性的微粒,故A、B错误,C正确;加有驻极体的口罩会因存放时间过长其中的电场衰减而过期,这是由于外界震动等作用使驻极体内部的分子取向变得不再一致,而不是驻极体向

3、外放电使电荷减少的结果,故D错误。2.关于库仑定律公式F=k,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,电荷不能看成点电荷,库仑定律的公式就不适用了答案D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。3.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

4、电场(mgqE),这四个微粒从被抛出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=at2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大小不能确定答案AD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,Ea和Eb的关系不能确定。故正确选项为A、D。9.图甲为某一点电荷Q产生的电场中的一条电场线,A、B为电场线上的两点,一电子以某一速度沿电场

5、线由A运动到B的过程中,其速度时间图像如图乙所示,则下列叙述正确的是()A.电场线方向由B指向AB.电场强度大小EAEBC.Q可能为负电荷,也可能为正电荷D.Q在A的左侧且为负电荷答案ABD解析根据速度时间图像分析,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。10.(2021广东信宜三中高二期中)如图所示,在水平放置的无限大光滑金属板中心正上方有一带正电的点电荷Q,另一表面绝缘、带正电的小球(可视为质点,且不影响原电场)自左侧以初速度v0在金属板上向右运动,在运动过程中()A

6、.小球做先减速后加速的运动B.小球做匀速直线运动C.小球受到的静电力做功不为0D.小球受到的静电力做功为0答案BD解析金属板处于正点电荷Q形成的电场中,达到静电平衡后,在水平放置的金属板的上表面,电场方向垂直表面竖直向下,所以小球运动时只在竖直方向上受力的作用,在水平方向上不受力的作用,所以小球做匀速直线运动。小球受到的静电力不做功。三、非选择题(本题共5小题,共54分)11.(7分)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A、B分开,再移走C,金属箔片,A带电,B带电,再让A、B接触,金属箔片。(3)带正电的C移近

7、导体A,用手摸一下A或者B,移走C,再分开A、B,金属箔片,A、B带电。(4)把C碰一下A或者B,移走C,分开A、B,A、B带电。答案(1)张开闭合(2)张开负正闭合(3)张开负(4)正解析(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A、B再移走C,金属箔片张开,A带负电,B带正电,再让A、B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A、B,移走C分开A、B,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A、B,A、B带正电。12.(9分)在探究

8、“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”)。答案减小增大控制变量法解析由题意知,悬线偏角越大,说明受力越大,故

9、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。13.(10分)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)答案tan 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=tan14.(12分)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

10、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(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=510-2 m,剪断悬线后,小球经多少时间碰到右极板。答案(1)正电10-6 C(2)0.1 N(3)0.1 s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=10-6C(2)由平衡条件得F=解得F=0.1N(3)剪断细线后,小球在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动。有ax=,d=axt2联立以上两式解得t=0.1s15.(16分)在电场强度为E的

11、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点时恰好平衡(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Fb的大小、方向。答案(1)k,方向竖直向下(2)(3),方向竖直向下解析(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=k,匀强电场对+q的作用力方向向下,解得E=k,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k,受匀强电场的作用力方向向下,大小为qE=k所以+q放在点c时受力Fc=。(3)试探电荷+q放在点b时,受+Q的作用力方向向下,大小为k,受匀强电场的作用力方向向下,大小为qE=k所以+q放在点b时受力Fb=,方向竖直向下。