高中物理人教必修三第九章 靜電場(chǎng)及其應(yīng)用單元綜合（單元檢測(cè)題）（解析版）

1、淘寶：知行書屋知行合一第九章 靜電場(chǎng)及其應(yīng)用章末檢測(cè) 練習(xí)題一、單選題：(每題3分，共計(jì)30分)1.保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，抵制盜版是我們每個(gè)公民的責(zé)任與義務(wù)。盜版書籍影響我們的學(xué)習(xí)效率，甚至?xí)o我們的學(xué)習(xí)帶來隱患。小華同學(xué)有一次不小心購買了盜版的物理參考書，做練習(xí)時(shí)，他發(fā)現(xiàn)有一個(gè)帶電質(zhì)點(diǎn)的電荷量數(shù)字看不清，他只能看清是6._1018 C，拿去問老師，如果你是老師，你認(rèn)為該帶電質(zhì)點(diǎn)的電荷量可能是下列哪一個(gè)()A.6.21018 C B.6.41018 CC.6.61018 C D.6.81018 C答案B解析任何帶電體的電荷量是元電荷的整數(shù)倍，即是1.61019 C的整數(shù)倍，由計(jì)算可知，只有B選項(xiàng)是1.

2、61019 C的整數(shù)倍，故選項(xiàng)B正確。2.有一接地的導(dǎo)體球殼，如圖所示，球心處放一點(diǎn)電荷q，達(dá)到靜電平衡時(shí)，則()A.q的電荷量變化時(shí)，球殼外電場(chǎng)隨之改變B.q在球殼外產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為零C.球殼內(nèi)、外表面的電荷在殼外的合場(chǎng)強(qiáng)為零D.q與球殼內(nèi)表面的電荷在殼外的合場(chǎng)強(qiáng)為零解析當(dāng)導(dǎo)體球殼接地時(shí)，殼內(nèi)電荷在殼外表面所產(chǎn)生的感應(yīng)電荷流入大地，這時(shí)殼內(nèi)電荷與殼內(nèi)表面的感應(yīng)電荷在殼內(nèi)壁以外(包含導(dǎo)體殼層)任一點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零。故選項(xiàng)D正確。答案D3.一負(fù)電荷從電場(chǎng)中A點(diǎn)由靜止釋放，只受靜電力作用，沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，它運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖像如圖所示，則A、B兩點(diǎn)所在區(qū)域的電場(chǎng)線分布情況可能是()解析由速度時(shí)間圖

3、像可知，負(fù)電荷做加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng)，再由電場(chǎng)線的分布特點(diǎn)可知C選項(xiàng)正確。答案C4.三個(gè)相同的金屬小球1、2、3分別置于絕緣支架上，各球之間的距離遠(yuǎn)大于小球的直徑.球1的帶電荷量為q，球2的帶電荷量為nq，球3不帶電且離球1和球2很遠(yuǎn)，此時(shí)球1、2之間作用力的大小為F.現(xiàn)使球3先與球2接觸，再與球1接觸，然后將球3移至遠(yuǎn)處，此時(shí)1、2之間作用力的大小仍為F，方向不變.由此可知()A.n3 B.n4C.n5 D.n6答案D解析由于各球之間距離遠(yuǎn)大于小球的直徑，小球帶電時(shí)可視為點(diǎn)電荷.由庫侖定律Fkeq f(Q1Q2,r2)知兩點(diǎn)電荷間距離不變時(shí)，相互間靜電力大小與兩球所帶電荷量的乘積成正比.

4、又由于三個(gè)小球相同，則兩球接觸時(shí)平分總電荷量，故有qnqeq f(nq,2)eq f(qf(nq,2),2)，解得n6，D正確.5.均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場(chǎng)等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場(chǎng)。如圖所示，在半球面AB上均勻分布正電荷，總電荷量為q，球面半徑為R，CD為通過半球頂點(diǎn)與球心O的軸線，在軸線上有M、N兩點(diǎn)，OMON2R。已知M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E，則N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為()A.eq f(kq,2R2)E B.eq f(kq,4R2)C.eq f(kq,4R2)E D.eq f(kq,4R2)E解析完整球殼在M點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為keq f(2q,（2R）2)eq f(kq,2R2)，根據(jù)

5、電場(chǎng)疊加原理，右半球殼在M點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為eq f(kq,2R2)E，根據(jù)對(duì)稱性，左半球殼在N點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為eq f(kq,2R2)E，選項(xiàng)A正確。答案A6.如圖所示,四個(gè)質(zhì)量均為m、帶電荷量均為+q的微粒a、b、c、d距離地面的高度相同,以相同的水平速度被拋出,除了a微粒沒有經(jīng)過電場(chǎng)外,其他三個(gè)微粒均經(jīng)過電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)(mgqE),這四個(gè)微粒從被拋出到落地所用的時(shí)間分別是ta、tb、tc、td,不計(jì)空氣阻力,則()A.tbtatctdB.tb=tcta=tdC.ta=tdtbtcD.tbta=tdaa=adac,又由h=12at2得tbta=tdtc答案D7.如圖所示，水

6、平地面上固定一絕緣斜面，斜面與水平面的夾角為 .斜面下端處固定一高為h的絕緣細(xì)柱，兩個(gè)質(zhì)量均為m、帶電荷量均為q的小滑塊A和B(均視為點(diǎn)電荷)分別放置在斜面上和固定在細(xì)柱上，小滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力靜電力常量為k，重力加速度為g，當(dāng)兩小滑塊等高，且有eq f(g,k)eq f(q2tan ,h2m)時(shí)，小滑塊A受到的摩擦力大小為()Amgcos B.eq f(mg,cos )Cmgcos (1tan2 ) D0答案D解析分析A的受力情況，由平衡條件得：mgsin eq f(kq2,f(h,tan )2)cos Ff.結(jié)合：eq f(g,k)eq f(q2tan

7、,h2m)，代入得，F(xiàn)f0，故D正確8.如圖為真空中兩點(diǎn)電荷A、B形成的電場(chǎng)中的一簇電場(chǎng)線,已知該電場(chǎng)線關(guān)于虛線對(duì)稱,O點(diǎn)為A、B電荷連線的中點(diǎn),a、b為其連線的中垂線上對(duì)稱的兩點(diǎn),則下列說法正確的是()A.A、B可能為帶等量異號(hào)的正、負(fù)電荷B.A、B可能為帶不等量的正電荷C.a、b兩點(diǎn)處無電場(chǎng)線,故其電場(chǎng)強(qiáng)度可能為零D.同一試探電荷在a、b兩點(diǎn)處所受靜電力大小相等,方向一定相反解析根據(jù)電場(chǎng)線的方向及對(duì)稱性,可知該電場(chǎng)為等量同種電荷形成的,故A、B均錯(cuò)誤;a、b兩點(diǎn)雖沒有畫電場(chǎng)線,但兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都不為零,C錯(cuò)誤;根據(jù)等量同種電場(chǎng)的特點(diǎn)可知,同一電荷在a、b兩點(diǎn)所受靜電力等大反向,D正確。答案

8、D9.經(jīng)過探究,某同學(xué)發(fā)現(xiàn):點(diǎn)電荷和無限大的接地金屬平板間的電場(chǎng)(如圖甲所示)與等量異種點(diǎn)電荷之間的電場(chǎng)分布(如圖乙所示)的一部分相同。圖丙中點(diǎn)電荷q到MN的距離OA為L,AB是以電荷q為圓心、L為半徑的圓上的一條直徑,則B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小是()A.10kq9LC.8kq9L解析由題意知,丙圖電場(chǎng)分布與乙圖虛線右側(cè)電場(chǎng)分布相同,故B處的電場(chǎng)可看作由位于B左側(cè)3L處的電荷-q和位于B左側(cè)L處的電荷+q產(chǎn)生的電場(chǎng)疊加而成,故B處電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=kqL答案C10.如圖所示為兩個(gè)固定在同一水平面上的點(diǎn)電荷，距離為d，電荷量分別為Q和Q.在它們連線的豎直中垂線上固定一根長為L、內(nèi)壁光滑的絕緣細(xì)管，有一電

9、荷量為q的小球以初速度v0從管口射入，則小球()A速度先增大后減小B受到的庫侖力先做負(fù)功后做正功C受到的庫侖力最大值為eq f(8kQq,d2)D管壁對(duì)小球的彈力最大值為eq f(4kQq,d2)答案C解析由等量的異種電荷形成的電場(chǎng)特點(diǎn)，根據(jù)小球的受力情況可知在細(xì)管內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球所受合力等于重力，小球速度一直增大，A錯(cuò)誤；庫侖力水平向右，不做功，B錯(cuò)誤；在兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)處庫侖力最大，F(xiàn)eq f(kqQ,blc(rc)(avs4alco1(f(d,2)2)eq f(kqQ,blc(rc)(avs4alco1(f(d,2)2)eq f(8kqQ,d2)，C正確；管壁對(duì)小球的彈力與庫侖力是平衡力，

10、所以最大值為eq f(8kqQ,d2)，D錯(cuò)誤多選題（每題4分，共計(jì)24分）11.如圖所示，在玻璃管中心軸上安裝一根直導(dǎo)線，玻璃管外繞有線圈，直導(dǎo)線的一端和線圈的一端分別跟感應(yīng)圈的兩放電柱相連。開始，感應(yīng)圈未接通電源，點(diǎn)燃蚊香，讓煙通過玻璃管冒出。當(dāng)感應(yīng)圈電源接通時(shí)，玻璃管中的導(dǎo)線和管外線圈間就會(huì)加上高電壓，立即可以看到不再有煙從玻璃管中冒出來了。過一會(huì)兒還可以看到管壁吸附了一層煙塵，這是因?yàn)?)A.煙塵在高壓電場(chǎng)作用下帶上了負(fù)電B.煙塵在高壓電場(chǎng)作用下帶上了正電C.帶負(fù)電的煙塵吸附在管壁上，因此看不到有煙冒出D.帶正電的煙塵吸附在直導(dǎo)線上，因此看不到有煙冒出解析煙塵在直導(dǎo)線和管外線圈形成的高

11、壓電場(chǎng)作用下，帶上了負(fù)電。帶負(fù)電的煙塵顆粒被吸附到了管壁上，因此看不到有煙冒出，選項(xiàng)A、C正確。答案AC12.如圖所示，帶箭頭的線表示某一電場(chǎng)中的電場(chǎng)線的分布情況。一帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖中虛線所示。若不考慮其他力，則下列判斷中正確的是()A.若粒子是從A運(yùn)動(dòng)到B，則粒子帶正電；若粒子是從B運(yùn)動(dòng)到A，則粒子帶負(fù)電B.不論粒子是從A運(yùn)動(dòng)到B，還是從B運(yùn)動(dòng)到A，粒子必帶負(fù)電C.若粒子是從B運(yùn)動(dòng)到A，則其加速度減小D.若粒子是從B運(yùn)動(dòng)到A，則其速度減小解析根據(jù)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力指向曲線內(nèi)側(cè)可知粒子所受靜電力與電場(chǎng)線的方向相反，所以不論粒子是從A運(yùn)動(dòng)到B，還是從B運(yùn)動(dòng)到A，粒子必帶負(fù)電

12、，故A錯(cuò)誤，B正確；電場(chǎng)線密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度大，所以粒子在B點(diǎn)受到的靜電力大，在B點(diǎn)時(shí)的加速度較大，若粒子是從B運(yùn)動(dòng)到A，則其加速度減小，故C正確；從B到A過程中靜電力與速度方向成銳角，靜電力做正功，動(dòng)能增大，速度增大，故D錯(cuò)誤。答案BC13.如圖所示，金屬板帶電荷量為Q，質(zhì)量為m的金屬小球帶電荷量為q，當(dāng)小球靜止后，懸掛小球的絕緣細(xì)線與豎直方向間的夾角為，小球與金屬板中心O恰好在同一條水平線上，且距離為L(重力加速度為g，靜電力常量為k)。下列說法正確的是()A.Q在小球處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為E1eq f(kQ,L2)B.Q在小球處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為E1eq f(mgtan ,q)C.q在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為E

13、2eq f(kq,L2)D.q在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為E2eq f(mgtan ,Q)解析金屬板不能看作點(diǎn)電荷，在小球處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)不能用Eeq f(kQ,r2)計(jì)算，故A錯(cuò)誤；根據(jù)小球處于平衡狀態(tài)得小球受靜電力Fmgtan ，由Eeq f(F,q)得E1eq f(mgtan ,q)，B正確；小球可看作點(diǎn)電荷，在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)E2eq f(kq,L2)，C正確；根據(jù)牛頓第三定律知金屬板受到小球的靜電力大小為Fmgtan ，但金屬板不能看作試探電荷，故不能用Eeq f(F,Q)求場(chǎng)強(qiáng)，D錯(cuò)誤。答案BC14.電場(chǎng)線能很直觀、很方便地比較電場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱。如圖甲是等量異種點(diǎn)電荷形成電場(chǎng)的電場(chǎng)線，圖乙是場(chǎng)

14、中的一些點(diǎn)，O是電荷連線的中點(diǎn)，E、F是連線中垂線上相對(duì)O對(duì)稱的兩點(diǎn)，B、C和A、D也相對(duì)O對(duì)稱。則()A.B、C兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小和方向都相同B.A、D兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相反C.E、O、F三點(diǎn)比較，O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最強(qiáng)D.B、O、C三點(diǎn)比較，O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最弱解析由等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布可知選項(xiàng)A、C、D正確，B錯(cuò)誤。答案ACD15.一絕緣細(xì)線Oa下端系一質(zhì)量為m的帶正電的小球a，在正下方有一光滑的絕緣水平細(xì)桿，一帶負(fù)電的小球b穿過桿在其左側(cè)較遠(yuǎn)處，小球a由于受到水平絕緣細(xì)線的拉力而靜止，如圖6所示，現(xiàn)保持懸線與豎直方向的夾角為，并在較遠(yuǎn)處由靜止釋放小球b，讓其從遠(yuǎn)處沿桿向右移動(dòng)到a點(diǎn)的正下方，在此過程

15、中()A.懸線Oa的拉力逐漸增大，水平細(xì)線的拉力逐漸減小B.b球的加速度先增大后減小，速度始終增大C.b球所受的庫侖力一直增大D.b球所受的庫侖力先減小后增大答案BC解析b球在較遠(yuǎn)處時(shí)，所受庫侖力近似為零，在a球正下方時(shí)，庫侖力的水平分量為零，水平細(xì)線的拉力比最初時(shí)大，A錯(cuò)誤；中間過程b球受到的庫侖力的水平分量不為零，可知庫侖力的水平分量先增大，后減小，則b球的加速度先增大后減小，b球所受庫侖力水平分量與運(yùn)動(dòng)方向始終相同，速度一直增大，B正確；b球受到的庫侖力Fkeq f(qaqb,r2)，在運(yùn)動(dòng)過程中，a、b兩球之間的距離一直在減小，則b球所受的庫侖力一直增大，C正確，D錯(cuò)誤.16.如圖所示

16、，用兩根長度相同的絕緣細(xì)線把一個(gè)質(zhì)量為0.1 kg的小球A懸掛在水平板的M、N兩點(diǎn)，A上帶有Q3.0106 C的正電荷.兩線夾角為120，兩線上的拉力大小分別為F1和F2.A的正下方0.3 m處放有一帶等量異種電荷的小球B，B與絕緣支架的總質(zhì)量為0.2 kg(重力加速度g取10 m/s2；靜電力常量k9.0109 Nm2/C2，A、B球可視為點(diǎn)電荷)，則()A.支架對(duì)地面的壓力大小為2.0 NB.兩線上的拉力大小F1F21.9 NC.將B水平右移，使M、A、B在同一直線上此時(shí)兩線上的拉力大小F11.225 N，F(xiàn)21.0 ND.將B移到無窮遠(yuǎn)處，兩線上的拉力大小F1F20.866 N答案BC解

17、析小球A、B間的庫侖力為F庫keq f(QQ,r2)9.0109eq f(3.01063.0106,0.32) N0.9 N，以B和絕緣支架整體為研究對(duì)象，受力分析圖如圖甲所示，地面對(duì)支架的支持力為FNmgF庫1.1 N，由牛頓第三定律知，A錯(cuò)誤；以A球?yàn)檠芯繉?duì)象，受力分析圖如圖乙所示，F(xiàn)1F2mAgF庫1.9 N，B正確；B水平向右移，當(dāng)M、A、B在同一直線上時(shí)，由幾何關(guān)系知A、B間距為r0.6 m，F(xiàn)庫keq f(QQ,r2)0.225 N，以A球?yàn)檠芯繉?duì)象，受力分析圖如圖丙所示，可知F21.0 N，F(xiàn)1F庫1.0 N，F(xiàn)11.225 N，所以C正確；將B移到無窮遠(yuǎn)，則F庫0，可求得F1F

18、21.0 N，D錯(cuò)誤.非選擇題（本題共4小題，共計(jì)46分）17.(10分)質(zhì)量均為m的兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A、B，分別被長為L的絕緣細(xì)線懸掛在同一點(diǎn)O，給A、B分別帶上一定量的正電荷，并用水平向右的外力作用在A球上，平衡以后，懸掛A球的細(xì)線豎直，懸掛B球的細(xì)線向右偏60角，如圖所示。若A球的電荷量為q，重力加速度為g，靜電力常量為k，則：(1)B球的電荷量為多少；(2)水平外力多大。解析(1)當(dāng)系統(tǒng)平衡以后，B球受到如圖所示的三個(gè)力：重力mg、細(xì)線的拉力F1、庫侖斥力F。合力為零，由平衡條件得Fcos 30F1cos 300Fsin 30F1sin 30mg0由庫侖定律得Fkeq f(qqB,

19、L2)聯(lián)立上述三式，可得B球的帶電荷量qBeq f(mgL2,kq)。(2)A球受到如圖所示的四個(gè)力作用，合力為零。得FTFcos 30而FFmg所以，A球受到的水平推力FTmgcos 30eq f(r(3),2)mg。答案(1)eq f(mgL2,kq)(2)eq f(r(3),2)mg18.(10分)如圖所示，以O(shè)為圓心，r為半徑的圓與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)分別為a、b、c、d，空間有與x軸正方向相同的勻強(qiáng)電場(chǎng)，同時(shí)在O點(diǎn)固定一個(gè)電荷量為Q的點(diǎn)電荷。如果把一個(gè)電荷量為q的試探電荷放在c點(diǎn)，則恰好平衡，靜電力常量為k，求：(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為多少？(2)a、d兩點(diǎn)的實(shí)際場(chǎng)強(qiáng)大小為多少？解析(1)

20、空間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)，任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都是這兩個(gè)電場(chǎng)在該處的場(chǎng)強(qiáng)的合場(chǎng)強(qiáng)。由電荷量為q的試探電荷在c點(diǎn)處于平衡狀態(tài)可得keq f(Qq,r2)qE解得勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為Eeq f(kQ,r2)(2)由于正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向從圓心沿半徑方向向外，故在a點(diǎn)，點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸正方向；在d點(diǎn)，點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)方向沿y軸正方向。從而可知：a點(diǎn)的實(shí)際場(chǎng)強(qiáng)為兩個(gè)等大、同方向場(chǎng)強(qiáng)的合成，即Eaeq f(2kQ,r2)，d點(diǎn)的實(shí)際場(chǎng)強(qiáng)為兩個(gè)等大、互相垂直的場(chǎng)強(qiáng)的合成，即Edeq f(r(2)kQ,r2)。答案(1)eq f(kQ,r2)(2)eq f(2kQ,r2)eq f(r(2)kQ,r2)19.(12分)在一個(gè)點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)中，建立如圖甲所示的Ox坐標(biāo)軸，坐標(biāo)軸上A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為2.0 m和5.0 m。放在A、B兩點(diǎn)的試探電荷所受靜電力大小跟其電量的關(guān)系圖像分別如圖乙中直線a、b所示。如果放在A點(diǎn)的試探電荷帶正電，放在B點(diǎn)的試探電荷帶負(fù)電，則它們受到的靜電力方向都跟x軸的正方向相同。求：(1)B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向；(2)試判斷點(diǎn)電荷Q的電性，并說明理由；(3)點(diǎn)電荷Q的位置坐標(biāo)。解析(1)據(jù)圖乙和場(chǎng)強(qiáng)的定義式可知EBeq