2024年高中物理新教材同步学案 必修第三册 第9章　章末检测试卷(一)

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章末检测试卷(一)(满分：100分)一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．关于物理学史，下列说法错误的是(　　)A．正电荷和负电荷最早是由科学家爱迪生命名的B．元电荷e的数值最早是由物理学家密立根测得的C．物理学家法拉第最早引入电场的概念，并提出用电场线表示电场D．库仑利用扭秤装置得出了库仑定律答案　A2．(2022·九江一中高二期末)如图所示，A项中的a、b是以电荷量为Q的点电荷为圆心的圆周上的两点，B项中的a、b是等量异种电荷连线中垂线上相对于中点O对称的两点，C项中a、b为等量同种电荷连线中垂线上相对于中点O对称的两点；D项中a、b是等量同种电荷连线上相对于中点O对称的两点，则a、b两点电场强度相同的是(　　)答案　B3.(2023·保定一中月考)如图所示，Q是一个金属导体放置在绝缘支架上，把一个带正电的绝缘金属球P移近Q，由于静电感应，Q左半部分出现的感应电荷量大小为qA，Q右半部分出现的感应电荷量大小为qB，下列结论中正确的是(　　)A．qA>qBB．qA＝qBC．用手接触一下Q的A端，拿走P后Q带正电D．用手接触一下Q的B端，拿走P后Q带正电答案　B解析　导体Q不带电，金属球P移近Q，由于感应起电，使A端带负电荷，B端带正电荷，而感应起电只是电荷的分离，并没有产生新的电荷，因此有qA＝qB，A错误，B正确；由于P带正电荷，不管用手接触Q的哪一处，都是大地上的负电荷移动到Q上，从而使Q带负电，C、D错误。4.如图所示，两个点电荷的电荷量分别为q1＝4×10－9 C和q2＝－9×10－9 C，分别固定于光滑绝缘水平面上相距20 cm 的a、b两点，有一个点电荷c(不计重力)放在a、b所在直线上且静止不动，则该点电荷所处的位置是(　　)A．在a点左侧40 cm处 B．在a点右侧8 cm处C．在b点右侧20 cm处 D．无法确定答案　A解析　根据平衡条件，该点电荷应在a点的左侧，设它所带电荷量为q，与a点间的距离为x，则有keq \f(q1q,x2)＝keq \f(|q2|q,x＋20 cm2)，代入数据解得x＝40 cm，故选项A正确。5.(2023·乌兰察布市衡水卓远中学高二期中)如图所示，在正三角形的三个顶点分别固定有A、B、C三个可看成点电荷的带电小球，所带电荷量分别为＋2q、＋2q、－q。此时三角形中心O点的电场强度大小为E。若将小球A与小球C接触后再放回原处，则此时O点的电场强度大小为(　　)A.eq \f(1,2)E B.eq \f(1,3)EC.eq \f(2,3)E D.eq \f(3,4)E答案　A解析　根据题意可知，三个可看成点电荷的带电小球在O点的电场强度如图所示。设三角形的边长为a，由几何关系可得AO＝BO＝CO＝eq \f(\r(3),3)a，由点电荷电场强度公式E＝eq \f(kQ,r2)可得E1＝E2＝eq \f(6kq,a2)，E3＝eq \f(3kq,a2)，由几何关系可知，E1和E2的夹角为120°，则由电场的叠加原理可得E＝eq \f(9kq,a2)，若将小球A与小球C接触后再放回原处，则小球A和小球C的电荷量均为＋eq \f(q,2)，三个可看成点电荷的带电小球在O点的电场强度如图所示，由点电荷电场强度公式E＝eq \f(kQ,r2)可得E1′＝E3′＝eq \f(3kq,2a2)，E2′＝eq \f(6kq,a2)，由几何关系及电场的叠加原理可得E′＝eq \f(9kq,2a2)，则有E′＝eq \f(1,2)E，故选A。6．(2023·广州六中高二期中)a、b两个带电小球的质量均为m，所带的电荷量分别为＋q和－q，两球间用一绝缘细线连接，用长度相同的另一绝缘细线将a悬挂在天花板上。在两球所在的空间有方向水平向左的匀强电场，电场强度大小为E，平衡时两细线都被拉紧，则平衡时两球的位置可能是图中的(　　)答案　A解析　a带正电，受到的静电力水平向左，b带负电，受到的静电力水平向右。以整体为研究对象，整体所受的静电力大小为0，则上面悬挂a的细线应竖直；以b球为研究对象，b带负电，受到的静电力水平向右，根据平衡条件，细线对b的拉力应有向左的分力，则b在a的右下方。故选A。7.(2023·天津崇化中学高二期中)如图所示，直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图所示。M、N两点各固定一等量负点电荷，一电荷量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点，则H点处电场强度的大小和方向分别为(　　)A.eq \f(3kQ,4a2)，沿y轴正方向 B.eq \f(3kQ,4a2)，沿y轴负方向C.eq \f(5kQ,4a2)，沿y轴正方向 D.eq \f(5kQ,4a2)，沿y轴负方向答案　B解析　正点电荷在O点时，G点电场强度为零，即两负点电荷在G点的合电场强度大小为E1＝eq \f(kQ,a2)，方向沿y轴正方向。由对称性知，两负点电荷在H点处的合电场强度大小为E2＝E1＝eq \f(kQ,a2)，方向沿y轴负方向。当把正点电荷放在G点时，正点电荷在H点处产生的电场强度大小为E3＝eq \f(kQ,4a2)，方向沿y轴正方向。所以H点处电场强度的大小E＝E2－E3＝eq \f(3kQ,4a2)，方向沿y轴负方向，故选项B正确。8．(2022·浙江高二学业考试)两个完全相同的质量都为m、带等量异种电荷的小球A、B分别用长为l的绝缘细线悬挂在同一水平面上相距为2.2l的M、N两点，平衡时小球A、B的位置如图甲所示，线与竖直方向的夹角α＝37°，当外加水平向左的匀强电场时，两小球平衡位置如图乙所示，线与竖直方向的夹角也为α＝37°，重力加速度为g，静电力常量为k，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则(　　)A．A球带负电，B球带正电B．图甲中细线的拉力大小均为0.6mgC．A球所带电荷量为eq \r(\f(3mgl2,4k))D．图乙中A球所受匀强电场的静电力大小为0.75mg答案　C解析　A、B两球带异种电荷，结合题图乙可知，A球带正电，B球带负电，选项A错误；题图甲中细线的拉力大小均为FT＝eq \f(mg,cos 37°)＝1.25mg，选项B错误；题图甲中两球相距d＝2.2l－2lsin 37°＝l，由A球受力平衡可得mgtan 37°＝eq \f(kQ2,l2)，解得Q＝eq \r(\f(3mgl2,4k))，选项C正确；题图乙中，设B对A的静电力大小为F，则对A球有EQ－F＝mgtan 37°＝0.75mg，则A球所受匀强电场的静电力大小EQ>0.75mg，选项D错误。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.(2022·哈尔滨市宾县第二中学高二开学考试)如图中实线是一簇未标明方向的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动过程中只受静电力的作用，根据此图可作出正确判断的是(　　)A．带电粒子所带电荷的符号B．电场强度的方向C．带电粒子在a、b两点的受力方向D．带电粒子在a、b两点的加速度何处较大答案　CD解析　粒子所受静电力指向轨迹曲线凹侧，由粒子的轨迹可知，在a、b两点粒子所受的静电力都沿着电场线指向左侧，粒子的电性和电场强度的方向都无法判断，A、B错，C对；电场线的疏密表示电场的强弱，由题图知，a点电场强度大，则加速度大，D对。10．如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1 kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点，A上带有Q＝3.0×10－6 C的正电荷。两线夹角为120°，两线上的拉力大小分别为F1和F2。A的正下方0.3 m处放有一带等量异种电荷的小球B，B与绝缘支架的总质量为0.2 kg(重力加速度g＝10 m/s2；静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，A、B球可视为点电荷)，则(　　)A．支架对地面的压力大小为2.0 NB．两线上的拉力大小F1＝F2＝1.9 NC．将B水平右移，使M、A、B在同一直线上，此时两线上的拉力大小F1＝1.225 N，F2＝1.0 ND．将B移到无穷远处，两线上的拉力大小F1＝F2＝0.866 N答案　BC解析　小球A、B间的库仑力为F库＝keq \f(Q·Q,r2)＝9.0×109×eq \f(3.0×10－6×3.0×10－6,0.32) N＝0.9 N，以B和绝缘支架整体为研究对象受力分析，如图甲所示，地面对支架支持力大小为FN＝mg－F库＝1.1 N，由牛顿第三定律可得支架对地面的压力大小为1.1 N，A错误；以A球为研究对象受力分析，如图乙所示，F1＝F2＝mAg＋F库＝1.9 N，B正确；B水平向右移，当M、A、B在同一直线上时，A、B间距为r′＝0.6 m，F库′＝keq \f(Q·Q,r′2)＝0.225 N，以A球为研究对象受力分析如图丙所示，则mAg·cos 30°＝F2′·cos 30°，F2′·sin 30°＋F库′＋mAg·sin 30°＝F1′，可知F2′＝1.0 N，F1′＝1.225 N，C正确；将B移到无穷远，则F库″＝0，可得F1″＝F2″＝1 N，D错误。11.如图所示，两根绝缘细线分别系住a、b两个带电小球，并悬挂在O点，当两个小球静止时，它们处在同一水平面上，两细线与竖直方向间夹角分别为α、β，α<β。现将两细线同时剪断，则(　　)A．两球都做匀变速运动B．落地时两球水平位移相同C．两球下落时间ta＝tbD．a球落地时的速度小于b球落地时的速度答案　CD解析　设两球之间的库仑力大小为F，当两小球静止时，则有tan α＝eq \f(F,mag)，tan β＝eq \f(F,mbg)，因为α<β，所以有ma>mb，将两细线同时剪断后，两球在竖直方向只受重力，在竖直方向做自由落体运动，所以两球下落时间相同；在下落过程中，两球处于同一水平面，在水平方向上，在库仑斥力的作用下，两球间距增大，从而使得库仑力减小，则水平方向的加速度减小，所以两球不可能做匀变速运动；根据a＝eq \f(F,m)可知，加速度aa