2022-2023学年鲁科版必修第三册 第一章 静电力与电场强度 单元测试1

这是一份2022-2023学年鲁科版必修第三册 第一章 静电力与电场强度 单元测试1，共10页。
第一章 静电力与电场强度一、选择题（本题共11小题，每题5分，共55分）1.关于静电学概念和规律的理解，以下说法正确的是(   )
A.质子、电子等电荷量绝对值为的粒子叫元电荷B.摩擦起电并不是产生了电荷，只是电荷发生了转移C.电场线是为了形象描述电荷产生的电场而人为引入的，它是客观存在的D.对于不能看作点电荷的两个带电体，库仑定律不适用，静电力也就不存在了2.图中p表示质子，e表示电子，距离。其中O点场强最大的排布方式为(   )A. B. C. D.3.如图所示，带正电的金属圆环竖直放置，是轴线上相对于圆心的对称点。某时刻一个电子仅在电场力作用下从A点沿轴线向右运动至B点，此过程中电子运动的图像不可能是(   )A. B.C.  D.4.电荷量为的小球绝缘固定在A点，质量为0.2 kg、电荷量为的小球用绝缘细线悬挂，静止于B点。间距离为30 cm，连线与竖直方向夹角为60°。静电力常量为，小球可视为点电荷。下列图示正确的是(   )A. B.C. D.5.在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐金属片。把它们分别跟静电起电机的两极相连，在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香。很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当把起电机一摇。顿时塑料瓶清澈透明。停止摇动，又是烟雾缭绕。关于以上实验说法正确的是(   )

A.室内的空气湿度越大实验效果越好B.若锯条接电源负极、金属片接正极，则这些烟尘附着在金属片上面C.起电机摇动前需先让烟尘颗粒带上电荷才能做成功D.起电机摇动时塑料瓶内易拉罐金属片边电场强度最大6.如图所示，光滑绝缘半球形的碗固定在水平地面上，可视为点电荷的带电小球1、2的电荷量分别为，质量分别为。如果使小球1固定在碗底A点，小球2可以自由运动，平衡时小球2位于碗内的B位置处；如果使小球2固定在碗底A点，小球1可以自由运动，平衡时小球1位于碗内的C位置处。已知弦长是弦长的两倍，则一定有(   )
 A. B. C. D.7.如图所示用金属网把原来不带电的验电器罩起来，再使带正电的金属小球靠近验电器，在此过程中(   )
 A.金属则的左侧感应出负电荷B.验电器的箔片感应出正电荷C.验电器的箔片不张开D.金属网中的感应电荷在箔片处的合电场强度为零8.如图，静电场中的一条电场线上有两点，箭头代表电场的方向，则(   )
 A.M点的电势比N点的低B.M点的场强大小一定比N点的大C.电子在M点的电势能比在N点的低D.电子在M点受到的电场力大小一定比在N点的大9.如图所示，质量为m、电荷量为q的带电小球A用长为l的绝缘细线悬挂于O点，带电荷量也为q的小球B固定在O点正下方的绝缘柱上，O点与小球B之间的距离为。当小球A平衡时，细线与竖直方向的夹角为，带电小球均可视为点电荷，静电力常量为k，重力加速度为g，则(   )
 A.间库仑力的大小 B.间的库仑力C.细线的拉力 D.细线的拉力大小10.（多选）如图所示，点电荷固定于边长为L的正三角形的两顶点上，将点电荷（电荷量未知）固定于正三角形的中心，的电荷量均为。在正三角形第三个顶点上放入另一点电荷Q，且Q的电荷量为，点电荷Q恰好处于平衡状态。已知静电力常量为k，不计各电荷受到的重力，下列说法正确的是(   )
 A.若撤去，则Q将做匀加速直线运动B.的电荷量为C.若不改变Q的电性，仅改变其电荷量，Q将不再受力平衡D.若将的电荷量改为，则Q受到的合力大小为11.如图所示，平面是无穷大导体的表面，该导体充满的空间，的空间为真空。将电荷量为q的点电荷置于z轴上处，则在平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在z轴上处的场强大小为（k为静电力常量）(   )A. B. C. D.二、填空题（本题共12分）12.取一对用绝缘柱支撑的导体A和B，使它们彼此接触，起初它们不带电，分别贴在导体下部的金属箔均是闭合。现将用丝绸摩擦过的玻璃棒C移近导体A，回答下列问题：(1)若先把A和B分开，然后移去C，此时A导体上的金属箔______，B导体上的金属箔______(填“带正电”、“带负电”、“不带电”)。若再用手接触B，此时观察到的现象是______；(2)若先移去C，然后把A和B分开，此时A导体金属箔______，B导体金属箱______(填“带正电”、“带负电”、“不带电”)；(3)导体带电的实质是______。三、计算题（本题共33分）13.（15分）用两根长度均为的绝缘细线各系一个小球，并悬挂于同一点。已知两小球质量均为，当它们带上等量同种电荷时，两细线与竖直方向的夹角均为，如图所示。已知静电力常量为，取重力加速度。求：（1）小球受绝缘细线拉力T的大小；（2）小球所带的电荷量q的大小。      14.（18分）如图所示，在真空中的一直角坐标系平面内，有一个质量为m、电荷量为的粒子（不计重力），从原点O沿y轴正方向以初速度射出，为了使此粒子能够沿圆弧轨道通过定点，可以在坐标系平面内的某点固定一带负电的点电荷，若静电力常量为k，求：（1）该点电荷固定在何处；（2）该圆弧轨道的半径R；（3）该点电荷的电荷量Q。


答案以及解析1.答案：B解析：元电荷是电荷量不是实物粒子；摩擦起电只是电荷发生了转移并没有产生电荷；电场线是为了形象地描述电场而引入的假想曲线，实际不存在；点电荷是理想模型，不能视作点电荷的带电体如果知道带电体上的电荷分布，运用微元法也可以根据库仑定律求出带电体间的静电力。故选B。2.答案：C解析：元电荷电荷量为e，则根据点电荷场强公式和矢量叠加原理得，A项中，B项中，C项中，D项中，比较可得C项的排布方式在O点的合场强最大，C项正确。3.答案：D解析：金属圆环的圆心处场强，轴线上∞处场强也为0，故在圆心与∞之间某处必然有个最大场强。若A点在的右侧，电子由A点沿轴线向右运动至B点过程中，电子的加速度先减小到0再反向增大，选项BC可能；若A点在的左侧，电子由A点沿轴线向右运动至B点过程中，电子的加速度先增大再减小到0再反向增大，然后再减小，选项A可能。故选D。4.答案：B解析：两小球之间的库仑力大小，方向与竖直方向的夹角为60°，小球重力大小，方向竖直向下，根据力的合成可知，库仑力和重力的合力方向在两力所成夹角的角平分线上，即与竖直向下方向的夹角为60°，根据力的平衡可知，细线拉力的方向与竖直向上方向的夹角为60°，故B选项正确。5.答案：B解析：加大空气湿度，由于潮湿的空气易于导电，则起电机产生的静电不容易在铁锯条和易拉罐金属片上积累，则该实验不易成功，A错误；若锯条接电源负极，金属片接正极，则俘获电子的烟尘带负电，这些烟尘附着在金属片上面，B正确；锯条锯齿一侧附近发生尖端放电，让空气电离，电离出的电子被烟尘颗粒俘获，不需要先让烟尘颗粒带上电荷，C错误；起电机摇动时，锯条有锯齿，聚集的电荷最多，因此锯条边的电场强度最大，D错误。6.答案：D解析：小球1固定在A处时小球2在碗壁B处受到三个力作用，重力、静电力、弹力，三个力的方向恰好和两小球与圆心组成的三角形三边对应，即三个力平移后组成的三角形和相似，则；同理小球2固定在A处，小球1在C处时有，解得，故D正确。
 7.答案：C解析：根据静电感应可知，金属网的左侧感应出正电荷，故A错误；金属网把原来不带电的验电器罩起来，产生静电屏蔽，箔片不发生静电感应，故B错误，C正确；金属网中的感应电荷与外部金属小球在箔片处的合电场强度为零，故D错误。故选C。8.答案：C解析：沿着电场线方向电势逐渐降低，可知M点的电势比N点的高，选项A错误；一条电场线不能确定疏密，则不能比较两点场强的大小，也就不能比较电子在两点所受电场力的大小，选项B、D错误；负电荷在电势高的点具有的电势能较低，选项C正确。9.答案：B解析：对小球A进行受力分析，如图所示，可知几何三角形与力三角形相似，由对应边成比例有，则，由余弦定理有，则，故B正确，A、C、D错误。
 10.答案：BD解析：若撤去，点电荷Q所受的合力为对其库仑力的合力，方向竖直向下，Q向下加速运动的过程中，由于与两电荷间的距离发生变化，导致库仑力的变化，则加速度变化，故Q做变加速直线运动，A错误。对点电荷Q库仑力的合力为，方向竖直向下，根据几何关系知，与点电荷Q间的距离为，根据平衡条件得，解得，带负电，B正确。根据知，Q的电荷量可以约去，若不改变Q的电性，仅改变其电荷量，Q将仍然受力平衡，C错误。若将的电荷量改为受到的合力，方向水平向右，对Q的库仑力大小为，方向竖直向上，根据平行四边形法则知，Q受到的合力大小，D正确。11.答案：D解析：设点电荷为正电荷（不影响结果），则导体表面的感应电荷为负电荷。如图，设所求点为A点，取其关于平面的对称点B，点电荷在两点的场强大小分别为，感应电荷在两点的电场强度的大小分别为。由题意，B点的合场强为零，，由对称性，，故A点场强为。12.答案：（1）带负电；带正电；B导体的金属箔闭合（2）不带电；不带电（3）电子转移（或电荷移动）解析：（1）金属导体处在正电荷的电场中，由于静电感应现象，导体B的右端要感应出正电荷，在导体A的左端会出现负电荷，导致导体两端的验电箔都张开，用手接触B,B上的电荷将被人导走，此时将看到的现象是B导体的金属箔闭合；（2）若先移去C，电场消失，中的电荷中和，然后把A和B分开，均不带电；（3）导体带电的实质是电子转移。13.答案：(1)37.5N(2)解析：(1)对小球进行受力分析，如图所示。

设绳子对小球的拉力为T，
根据平衡条件得：，
解得；
(2)设小球在水平方向受到库仑力的大小为F，
根据平衡条件得
根据库仑定律得：，而。
解得：。14.答案：（1）如图所示处（2）（3）解析：解：（1）粒子做匀速圆周运动，点O和点P是圆上的两个点，故圆心在连线的中垂线上，在O点时速度方向是y轴方向，故圆心应在x轴上，则圆心在连线的中垂线与x轴的交点处，如图所示。（2）在图中处固定一个带负电的点电荷，使粒子在库仑力作用下绕做匀速圆周运动，其轨道半径为R，根据几何关系知，且，故，又，则（3）对于运动的粒子，由牛顿第二定律有解得