(新教材)高中物理人教版必修靜電場及其應(yīng)用測沖刺word版含解析

章末檢測試卷(一)(時間：90分鐘滿分：100分)一、單項選擇題(本題共8小題，每小題5分，共40分，在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)1．(2019·湖北仙桃中學(xué)高二上調(diào)研)下列關(guān)于點電荷的說法中，正確的是()A．只有體積很小的帶電體才能看成點電荷B．體積很大的帶電體一定不能看成點電荷C．當(dāng)兩個帶電體的大小及形狀對它們之間相互作用力的影響可忽略時，兩個帶電體可看成點電荷D．一切帶電體都可以看成點電荷答案C解析當(dāng)帶電體的形狀、體積和電荷分布對分析的問題的影響可忽略時，這個帶電體可看成點電荷，帶電體能否看成點電荷是由所研究問題的性質(zhì)決定的，與帶電體自身大小和形狀無關(guān)，故C正確．2．(2019·銅陵一中高二上月考)關(guān)于場強(qiáng)的兩個公式E＝eq\f(F,q)和E＝keq\f(Q,r2)，下列說法中正確的是()A．q表示電場中的試探電荷的電荷量、Q表示場源電荷的電荷量B．E隨q的增大而減小，隨Q的增大而增大C．第一個公式適用于包括點電荷在內(nèi)的所有場源的電場，且E的方向和F一致D．第二個公式適用于包括點電荷在內(nèi)的所有場源的電場，且拿走Q后，電場就不存在了答案A解析場強(qiáng)的兩個公式E＝eq\f(F,q)和E＝keq\f(Q,r2)，q表示電場中的試探電荷的電荷量、Q表示場源電荷的電荷量，選項A正確．E由電場本身決定，與q無關(guān)；E隨Q的增大而增大，選項B錯誤．第一個公式適用于包括點電荷在內(nèi)的所有場源的電場，且E的方向和正電荷所受電場力F一致，選項C錯誤；第二個公式只適用于點電荷的電場，且拿走Q后，電場就不存在了，選項D錯誤．3.(2018·安徽師大附中期末)如圖1所示是某個點電荷電場中的一根電場線，在電場線上的O點由靜止釋放一個自由的負(fù)電荷(僅受電場力作用)，它將沿電場線向B點運動．下列判斷中正確的是()圖1A．電場線由B指向A，該電荷做加速運動，加速度越來越小B．電場線由B指向A，該電荷做加速運動，其加速度大小的變化不能確定C．電場線由A指向B，該電荷做勻速運動D．電場線由B指向A，該電荷做加速運動，加速度越來越大答案B解析負(fù)電荷由靜止開始從O運動到B，其所受電場力方向由O指向B，場強(qiáng)方向與負(fù)電荷所受電場力方向相反，故場強(qiáng)方向由B指向A；負(fù)電荷從靜止開始，必定做加速運動，由于電場線的分布情況未知，場強(qiáng)如何變化無法確定，電場力和加速度如何變化也無法確定，故B正確，A、C、D錯誤．4．(2019·長沙市雅禮中學(xué)高二上調(diào)研)半徑相同的兩個金屬球A、B帶有等量的電荷，相隔一定距離，兩球之間相互吸引力的大小為F.今讓第三個不帶電的與A、B完全相同的金屬球C先后與A、B兩球接觸后移開球C，這時，A、B兩球之間的靜電力的大小為()\f(F,8)\f(F,4)\f(3F,8)\f(3F,4)答案A解析假設(shè)開始時A帶電荷量為Q，B帶電荷量為－Q，兩球之間的相互吸引力的大小是F＝keq\f(Q2,r2)；第三個不帶電的相同金屬球C與A接觸后，A和C的電荷量都為eq\f(Q,2)，C再與B接觸時由于二者帶異種電荷，則C、B分開后電荷量均為－eq\f(Q,4)；這時，A、B兩球之間的相互作用力大小F′＝keq\f(\f(Q,2)·\f(Q,4),r2)＝eq\f(1,8)keq\f(Q2,r2)＝eq\f(1,8)F，故A正確．5．如圖2所示，a、b、c、d四個點在一條直線上，a和b、b和c、c和d間的距離均為R，在a點處固定有一電荷量為Q的正點電荷，在d點處固定有另一個電荷量未知的點電荷，除此之外無其他電荷，已知b點處的場強(qiáng)為零，則c點處場強(qiáng)的大小為(k為靜電力常量)()圖2A．0B．keq\f(15Q,4R2)C．keq\f(Q,4R2)D．keq\f(Q,R2)答案B解析據(jù)題可知，b點處的場強(qiáng)為零，說明a處和d處的兩個點電荷在b處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等、方向相反，則有：keq\f(Q,R2)＝keq\f(Q′,2R2)，得Q′＝4Q，電性與Q相同．則Q在c點產(chǎn)生的場強(qiáng)大小E1＝keq\f(Q,2R2)＝keq\f(Q,4R2)，方向向右；Q′在c點產(chǎn)生的場強(qiáng)大小E2＝keq\f(Q′,R2)＝keq\f(4Q,R2)，方向向左；故c點處場強(qiáng)的大小為E＝E2－E1＝keq\f(15Q,4R2).6.如圖3所示，把一個架在絕緣支架上的枕形導(dǎo)體放在由正點電荷形成的電場中，導(dǎo)體處于靜電平衡時，下列說法正確的是()圖3A．A、B兩點場強(qiáng)不相等，EA＞EBB．A、B兩點場強(qiáng)不相等，EA＜EBC．感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場EA＜EBD．當(dāng)電鍵S閉合時，電子從大地沿導(dǎo)線向?qū)w移動答案D解析導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時，內(nèi)部場強(qiáng)處處為零，A、B錯誤；因感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)某點的場強(qiáng)與正電荷在該點的場強(qiáng)等大反向，A點離正點電荷較近，故有EA＞EB，C錯誤，當(dāng)電鍵S閉合時，電子從大地沿導(dǎo)線移向?qū)w，并中和枕形導(dǎo)體右端的正電荷，相當(dāng)于右端正電荷流向大地的遠(yuǎn)端，D正確．7.(2019·石家莊市辛集中學(xué)高二上月考)直角坐標(biāo)系xOy中，M、N兩點位于x軸上，G、H兩點坐標(biāo)如圖4所示，M、N兩點各固定一負(fù)電荷，一電荷量為Q的正點電荷置于O點時，G點處的電場強(qiáng)度恰好為零．靜電力常量用k表示．若將該正點電荷移到G點，則H點處場強(qiáng)的大小和方向分別為()圖4\f(3kQ,4a2)，沿y軸正方向 \f(3kQ,4a2)，沿y軸負(fù)方向\f(5kQ,4a2)，沿y軸正方向 \f(5kQ,4a2)，沿y軸負(fù)方向答案B解析G點處的電場強(qiáng)度恰好為零，說明負(fù)電荷在G點產(chǎn)生的合場強(qiáng)與正電荷在G點產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等、方向相反，根據(jù)點電荷的場強(qiáng)公式可得，正電荷在G點產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為eq\f(kQ,a2)，則負(fù)電荷在G點的合場強(qiáng)大小也為eq\f(kQ,a2)，當(dāng)正點電荷移到G點時，正電荷與H點的距離為2a，正電荷在H點產(chǎn)生的合場強(qiáng)大小為eq\f(kQ,4a2)，方向沿y軸正方向，由于G、H對稱，所以負(fù)電荷在G、H兩點產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等、方向相反，大小為eq\f(kQ,a2)，方向沿y軸負(fù)方向，所以H點處合場強(qiáng)的大小為eq\f(kQ,a2)－eq\f(kQ,4a2)＝eq\f(3kQ,4a2)，方向沿y軸負(fù)方向，所以B正確，A、C、D錯誤．8.如圖5所示，正方形線框由邊長為L的粗細(xì)均勻的絕緣棒組成，O是線框的中心，線框上均勻分布著正電荷，現(xiàn)在線框上側(cè)中點A處取下足夠短的帶電荷量為q的一小段，將其沿OA連線延長線向上移動eq\f(L,2)的距離到B點處，若線框的其他部分的帶電荷量與電荷分布保持不變，則此時O點的電場強(qiáng)度大小為()圖5A．keq\f(q,L2) B．keq\f(3q,2L2)C．keq\f(3q,L2) D．keq\f(5q,L2)答案C解析線框上的電荷在O點產(chǎn)生的場強(qiáng)大小等效為與A點對應(yīng)的電荷量為q的電荷在O點產(chǎn)生的場強(qiáng)大小，故E1＝eq\f(kq,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L,2)))2)＝eq\f(4kq,L2)，B點的電荷在O點產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為E2＝eq\f(kq,L2)，由場強(qiáng)的疊加可知E＝E1－E2＝eq\f(3kq,L2)，選項C正確．二、多項選擇題(本題共4小題，每小題5分，共20分．在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求，全部選對的得5分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分)9.(2018·邯鄲四中高二上月考)A、B兩個點電荷在真空中產(chǎn)生電場的電場線(方向未標(biāo)出)如圖6所示．圖中C點為兩點電荷連線的中點，MN為兩點電荷連線的中垂線，D為中垂線上的一點，電場線的分布關(guān)于MN左右對稱．則下列說法中正確的是()圖6A．這兩個點電荷一定是等量異種點電荷B．這兩個點電荷一定是等量同種點電荷C．把某正電荷從C點移到D點所受電場力方向不變D．C點的電場強(qiáng)度可能比D點的電場強(qiáng)度小答案AC解析電場線是由正電荷出發(fā)，終止于負(fù)電荷，由圖中分布對稱的電場線可得A、B為等量異種點電荷，故A正確，B錯誤；等量異種點電荷產(chǎn)生的電場中，在它們連線的中垂線MN上，各個點的電場方向均垂直于中垂線指向負(fù)電荷一側(cè)，同一電荷所受電場力方向相同，故C正確；電場線的疏密程度表示電場的強(qiáng)弱，電場線的切線方向表示電場的方向，C點的電場線比D點密，所以兩點電場強(qiáng)度大小關(guān)系為EC＞ED，故D錯誤．10.某靜電場中的電場線如圖7所示，帶電粒子在電場中僅受電場力作用，其運動軌跡如圖中虛線所示，由M點運動到N點，以下說法正確的是()圖7A．粒子是正電荷B．粒子受到的電場力為恒力C．粒子在M點的加速度小于在N點的加速度D．粒子在M點的動能小于在N點的動能答案ACD解析帶電粒子在電場中運動時，受到的電場力的方向指向運動軌跡的內(nèi)側(cè)，由此可知，帶電粒子受到的電場力的方向為沿著電場線向上，所以此帶電粒子為正電荷，故A正確；由電場線的分布可知，電場線在N點較密，所以帶電粒子在N點時受到的電場力大，在N點的加速度大，故B錯誤，C正確；由M點運動到N點的過程中，電場力對粒子做正功，所以粒子的動能增加，故D正確．11.如圖8所示，水平實線是勻強(qiáng)電場的電場線，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡，a、b是軌跡上兩點，若帶電粒子在運動中只受電場力作用，則由此圖可作出的正確判斷是()圖8A．帶電粒子帶負(fù)電荷B．該粒子運動方向為由a至bC．帶電粒子所受電場力的方向向右D．帶電粒子做勻變速運動答案AD解析做曲線運動的物體速度沿軌跡切線方向，物體受到的合力方向指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè)．帶電粒子只受電場力，故電場力即為所受合力，方向沿電場線所在直線，可知該帶電粒子所受電場力水平向左，粒子帶負(fù)電荷，選項A正確，C錯誤；由于粒子在勻強(qiáng)電場中運動，則粒子所受電場力是恒定的，可知粒子運動的加速度大小不變，選項D正確；粒子運動方向無法判定，選項B錯誤．12.如圖9所示，兩個電荷量均為＋Q的點電荷分別固定在A、B兩點，C、D兩點將A、B連線三等分，現(xiàn)使一個帶負(fù)電的粒子從C點開始以某一初速度向右運動，不計粒子的重力，則該粒子在CD之間運動的速度大小v與時間t的關(guān)系圖像可能是()圖9答案CD解析設(shè)A、B之間的距離為r，帶負(fù)電的粒子到A點的距離為x，由庫侖定律可得負(fù)電粒子所受的合力為F＝keq\f(Qq,x2)－keq\f(Qq,r－x2)，在AB之間的中點O，負(fù)電粒子所受的合力為0，C到O的合力方向向左，O到D的合力方向向右，因為從C到O負(fù)電粒子所受合力逐漸減小，在O點，合力大小為零，所以當(dāng)負(fù)電粒子以初速度v0向右運動時，開始時加速度變小，斜率不恒定，A錯誤；如果v0足夠大，粒子從C到O的過程中速度變小，斜率在O點變小到零，從O到D過程中速度逐漸增加，斜率逐漸增加，D正確；如果到O點時速度剛好為零，則C正確．三、非選擇題(本題4小題，共40分)13.(8分)一根長為l的絕緣絲線吊著一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場中，如圖10所示，絲線與豎直方向成37°角，重力加速度為g，求：(sin37°＝，cos37°＝圖10(1)小球受到的靜電力大?。?2)電場強(qiáng)度的大?。鸢?1)eq\f(3,4)mg(2)eq\f(3mg,4q)解析(1)對小球受力分析如圖所示，由平衡條件得F電＝mgtan37°＝eq\f(3,4)mg(4分)(2)E＝eq\f(F電,q)＝eq\f(3mg,4q).(4分)14.(8分)(2019·南昌八一中學(xué)、洪都中學(xué)高二上月考)如圖11所示，真空中光滑絕緣水平面上的兩個異種點電荷A和B，電荷量分別為＋4Q和－Q，它們之間的距離為r，為使兩電荷保持靜止，現(xiàn)加入第三個點電荷C，使三個點電荷都處于平衡狀態(tài)(靜電力常量為k)．則第三個點電荷C應(yīng)放在什么位置？第三個點電荷C的電性及電荷量是多少？圖11答案放在A、B連線右側(cè)距離B電荷r處C電荷帶＋4Q的正電荷解析由于A是正電荷，B是負(fù)電荷，而且A的電荷量大，則C必定帶正電，并且在A、B電荷連線的右側(cè)，(2分)設(shè)其距離B電荷為x，對C分析有keq\f(4QQC,r＋x2)＝keq\f(QQC,x2)(2分)再對B分析有keq\f(4QQ,r2)＝keq\f(QQC,x2)(2分)聯(lián)立解得QC＝4Q，x＝r.(2分)15.(10分)空間中三點A、B和C是直角三角形的三個頂點，且AB＝4cm，BC＝3cm.現(xiàn)將點電荷QA和QB分別放在A、B兩點，測得C點的場強(qiáng)為EC＝10N/C，方向如圖12所示，求：圖12(1)QA和QB的帶電性質(zhì)；(2)如果撤掉QA，C點場強(qiáng)的大小和方向．答案(1)QA為負(fù)電荷，QB為正電荷(2)N/C，方向由B指向C解析(1)由于QA、QB為點電荷，故QB產(chǎn)生的場強(qiáng)沿直線BC，方向可能指向B或C，同理，QA產(chǎn)生的場強(qiáng)沿直線AC，方向可能指向A或C，由于合場強(qiáng)平行于直線BA，故QB產(chǎn)生的場強(qiáng)沿直線BC指向C，QA產(chǎn)生的場強(qiáng)沿直線AC指向A，如圖所示，則QB為正電荷，QA為負(fù)電荷．(4分)(2)由圖可知tanθ＝eq\f(AB,BC)＝eq\f(4,3)，又知tanθ＝eq\f(EC,EB)，解得EB