高中物理人教版 (2019)必修 第三册第九章 静电场及其应用综合与测试同步训练题

章末质量评估(一)

(时间:90分钟　满分:100分)

一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分.每小题只有一个选项符合题目要求)

1.绝缘细线上端固定,下端挂一小球A,A的表面镀有铝膜;在A的旁边有一金属球B,开始时A、B都不带电,如图所示.现使B带电,则              (　　)

A.B将吸引A,吸住后不放开

B.B先吸引A,接触后又把A排斥开

C.A、B之间不发生相互作用

D.B立即把A排斥开

答案:B

2.真空中保持一定距离的两个点电荷,若其中一个点电荷的电荷量增加了原来的,但仍然保持它们之间的静电力不变,则另一点电荷的电荷量一定减少了原来的              (　　)

A.           B.            C.           D.

答案:B

3.A、B是一条电场线上的两个点,一个带负电的微粒仅在静电力的作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点,其速度—时间图像如图所示,则这一电场可能是选项中的              (　　)

A             B            C             D

答案:A

4.如图所示,在绝缘的光滑水平面上,相隔一定距离有两个带同种电荷的小球,从静止同时释放,则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是

 (　　)

A.速度变大,加速度变大     B.速度变小,加速度变小

C.速度变大,加速度变小     D.速度变小,加速度变大

答案:C

5.如图为静电除尘器的原理示意图,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.电场方向由放电极指向集尘极

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,电荷量越大的尘埃所受静电力越大

答案:D

6.电场中有一点P,下列说法正确的是 (　　)

A.若放在P点的电荷的电荷量减半,则P点的电场强度减半

B.若P点没有试探电荷,则P点电场强度为0

C.P点电场强度越大,则同一电荷在P点所受静电力越大

D.P点的电场强度方向为试探电荷在该点的受力方向

答案:C

7.某塑料加工厂的高频热合机(焊缝用)产生的电磁波频率和电视信号频率接近,电视信号常常受到干扰,在电视荧屏上出现条纹,影响正常收看.为了使电视机不受干扰,可采取的办法是              (　　)

A.将电视机用一金属笼子罩起来

B.将电视机用一金属笼子罩起来,并将金属笼接地

C.将高频热合机用一金属笼子罩起来

D.将高频热合机用一金属笼子罩起来,并将金属笼接地

答案:D

8.某电场的电场线分布如图所示,一带电粒子仅在静电力作用下沿图中虚线所示路径运动,先后通过M点和N点.下列说法正确的是              (　　)

A.M、N点的电场强度EM>EN

B.粒子在M、N点的加速度aM>aN

C.粒子在M、N点的速度vM>vN

D.粒子带正电

答案:D

二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分.每小题有多个选项符合题目要求.全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)

9.A和B是点电荷电场中的两点,如图所示,A点电场强度EA与AB连线夹角为60°,B点电场强度EB与AB连线夹角为30°,则关于此电场,下列分析正确的是

 (　　)

A.这是一个正点电荷产生的电场

B.这是一个负点电荷产生的电场

C.EA∶EB=∶1

D.EA∶EB=3∶1

答案:BD

10.用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点电场强度的大小.图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是场中的一些点,O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,B、C和A、D也相对O对称.则

 (　　)

甲                    乙

A.B、C两点电场强度大小和方向都相同

B.A、D两点电场强度大小相等,方向相反

C.E、O、F三点比较,O点电场强度最弱

D.B、O、C三点比较,O点电场强度最弱

解析:根据等量异种点电荷的电场特点可知,两电荷连线上各点的电场强度方向向右且大小关于O点对称,中点电场强度最小,向两侧电场强度逐渐增大.两电荷连线中垂线上各点的电场强度方向相同,都向右,且大小关于O点对称,中点电场强度最大,向两侧电场强度逐渐减小.根据对称性看出,A、D两处电场线疏密程度相同,则A、D两点电场强度大小相等.由题图看出,A、D两点电场强度方向相同.故选项A、D正确.

答案:AD

11.如图所示,两个带等量正电荷的小球A、B(可视为点电荷),被固定在光滑绝缘水平面上.P、N是小球A、B连线的垂直平分线上的点,且lPO=lON.现将一个电荷量很小的带负电的小球C(可视为质点),由P点静止释放,在小球C向N点运动的过程中,关于小球C的速度图像中,可能正确的是              (　　)

A              B            C             D

解析:在A、B连线的垂直平分线上,从无穷远处到O点电场强度先变大后变小,到O点变为0,负电荷受力沿垂直平分线,电荷的加速度先变大后变小,速度不断增大,在O点加速度变为0,速度达到最大,v -t图像的斜率先变大后变小;由O点到无穷远,速度变化情况与另一侧速度的变化情况具有对称性.如果PN足够远,则选项B正确;如果PN很近,则选项A正确.

答案:AB

12.下图是探究电荷间相互作用力的示意图,图中金属球A带正电,置于绝缘支架上,带电小球B悬于绝缘丝线的下端,质量为m.当悬挂在P1点的B球静止时,两带电小球刚好在同一高度,此时绝缘丝线与竖直方向的夹角为θ,重力加速度为g,则              (　　)

A.A、B间的库仑力为

B.A、B间的库仑力为mgtan θ

C.将悬点移到P2,平衡时B低于A

D.将悬点移到P2,平衡时A、B仍在同一高度

答案:BC

三、非选择题(本题共6小题,共60分)

13.(8分)地球是一个带电体,且电荷均匀分布于地球表面.若已知地球表面附近有一电荷量为2.0×10-4 C的正电荷受到4.0×10-3 N的静电力,且方向竖直向下,则地球带何种电荷?设地球的电荷量集中于地球中心,则地球所带电荷量为多少?已知地球半径R=6.4×106 m,静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2.

答案:带负电荷　9.1×104 C

14.(8分)一根长为l的绝缘丝线吊着一质量为m、电荷量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中,如图所示,丝线与竖直方向成37°角,重力加速度为g,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:

(1)小球受到的静电力大小;

(2)匀强电场电场强度的大小.

答案:(1)mg  　(2)

15.(10分)长为l的绝缘细线下系一带正电荷的小球,其电荷量为Q,悬于O点,如图所示.当在O点处另外固定一个正电荷时,如果小球静止在A处,则细线拉力是小球重力mg的两倍.现将小球拉至图中B处(θ=60°),放开小球让它摆动.

(1)固定在O处的正电荷的电荷量为多少?

(2)小球回到A处时细线拉力为多少?

答案:(1)  　(2)3mg

16.(10分)两个电荷量分别为Q和4Q的负点电荷A、B,在真空中相距为l,如果引入另一点电荷C,正好能使这三个电荷都处于静止状态,试确定点电荷C的位置、电性及它的电荷量.

答案:电荷C在A、B之间的连线上,和A相距为 处,带正电,电荷量为 Q.

17.(12分)将电荷量为q=1×10-4 C的带正电小物块置于绝缘水平面上,所在空间存在沿水平方向且方向始终不变的电场,电场强度E的大小与时间t的关系,以及物块速度v与时间t的关系如图甲、乙所示.g取10 m/s2.求:

(1)物块的质量m;

(2)物块与水平面之间的动摩擦因数μ.

甲                乙

解析:(1)由v -t图像可知,前2 s物块做匀加速直线运动,由牛顿第二定律有

qE1-μmg=ma,

2 s后物块做匀速直线运动,由平衡条件有qE2=μmg,联立得q(E1-E2)=ma.

由E-t图像和v -t图像可得

E1=3×104 N/C,E2=2×104 N/C,a=1 m/s2,代入数据可解得m=1 kg.

(2)μ==0.2.

答案:(1)1 kg　(2)0.2

18.(12分)如图所示,匀强电场方向与水平线间夹角θ=30°,斜向右上方,电场强度为E.质量为m的小球带负电,以初速度v0开始运动,初速度方向与电场方向一致.

(1)若小球的电荷量为q=,为使小球能做匀速直线运动,应对小球施加的恒力F1的大小和方向如何?

(2)若小球的电荷量为q=,为使小球能做直线运动,应对小球施加的最小恒力F2的大小和方向如何?

答案:(1)mg　方向斜向右上方与水平方向夹角为60°

(2)　方向斜向左上方与水平方向夹角为60°