9.5本章綜合測試（解析版）

9.5本章綜合測試1.a和b都是不帶電的小球，它們互相摩擦后，a帶的電荷，下列判斷中正確的是（）A.摩擦的過程中電子從b轉(zhuǎn)移到了aB.b在摩擦后一定帶-1.6x10Toe的電荷C,在摩擦前a的內(nèi)部沒有任何電荷D.摩擦的過程中正電荷從b轉(zhuǎn)移到了a【答案】A【解析】【詳解】AD.摩擦起電的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，互相摩擦后a帶T.6xlO"）C的電荷，是b上的甩子轉(zhuǎn)移到aI-.,此情況下正電荷不發(fā)生移動，A正確，D錯誤：B.a原來是電中性，摩擦后帶的電荷，根據(jù)電荷守恒定律，可知b在摩擦后?定帶+1.6xlO7°C的電荷，B錯誤：C.根據(jù)電荷守恒定律,可知電荷既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消亡，只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或從物體的一段轉(zhuǎn)移到另一端，故在摩擦前a內(nèi)部有電荷，C錯誤。故選A。2.下列關(guān)于電場線的說法，正確的是（）A.電場線是正電荷運動的軌跡B.電場線是實際存在的曲線C.等量異種電荷形成的電場線都是閉合的曲線D.帶電粒子只受電場力作用，不可能沿著彎曲的電場線運動【答案】D【解析】【詳解】AB.電場線是人們?yōu)榱诵蜗蟮孛枋鲭妶龆氲木€，并不是電荷運動的軌跡，實際上是不存在的，選項AB錯誤；C.靜電場的電場線都起始于正電荷或者無窮遠處，終止于負電荷或者無窮遠處,不是閉合曲線，選項C錯誤；D.根據(jù)力和運動的關(guān)系，若帶電粒子只受電場力，且電場線是曲線時，甩場線不可能和軌跡線重合，如果重合則受力沿切向不能提供向心力使粒子軌跡彎曲，選項D正確。故選D。3.如圖所示，兩個半徑均為「的金屬球放在絕緣支架上，兩球面最近距離為心帶等量異種電荷，電荷量絕對值均為Q，兩球之間的靜電力為（）A.等于22TB.大于女紇C.小于火紇D.等于火紋【答案】B【解析】【詳解】由于兩球心間的距離為球半徑的3倍，它們之間的距離并不是很大，所以此時的電荷不能看成是點電荷，由于它們帶的是等量異種電荷，由于電荷之間的相互吸引，電荷之間的距離會比立小，所以此時電荷間的庫侖力大于％=黑=若故B正確、ACD錯誤。故選B。4.如圖所示，真空中A、4兩個可視為點電荷的帶電小球電荷量分別為+Q和+，/,放在光滑的絕緣水平面上，A、B之間用絕緣的輕彈簧連接，彈簧的勁度系數(shù)為％。當系統(tǒng)平衡時，彈簧的伸長量為與。已知彈簧的形變均在彈性限度內(nèi)，左為靜電力常量，則（）A.保持。不變，將g變?yōu)椋?平衡時彈簧的伸長量等于3%B.保持不變，將Q變?yōu)?Q,平衡時彈簧的伸長量小于3.%C.保持。不變，將q變?yōu)镻,平衡時彈簧的縮短量等于小D.保持q不變，將。變?yōu)?Q,平衡時彈簧的縮短量小于不【答案】B【解析I分析X詳解】AB.設(shè)彈簧的原長為/，由庫侖定律、胡克定律平衡可得，當電荷量為9時女二安=4小V+,3Qq.當保持Q不變，將夕變?yōu)?,或保持q不變，將。變?yōu)?Q時，設(shè)彈簧的伸長量為不，有“77號=?萩v十人11解得網(wǎng)=￥2與由于玉＞/所以演＜3%故A錯誤，B正確。CD.當保持Q不變，將變?yōu)橐?,或保（/+8）持，/不變，將Q變?yōu)?。時，設(shè)彈簧的壓縮量為有"ttA"。電解得占=黑乜7Ao所以9＞兩\（~X2）（，一工2）故CD錯誤。故選B。5.已知均勻帶電球體在球的外部產(chǎn)生的電場與一個位于球心的、電荷量相等的點電荷產(chǎn)生的電場相同。如圖所示，半徑為R的球體上均勻分布著電荷量為。的電荷，在過球心。的直線上有A、4兩個點，。和從48和A間的距離均為R,現(xiàn)以0B為直徑在球內(nèi)挖一球形空腔，若靜電力常量為k,球的體積公式為V=耳乃/,在挖掉球體部分前后，A點處場強的大小之比為（）9n9〃8n4A.—B.—C.-D.—7573【答案】A【解析】【詳解】由題意知，半徑為式的均勻帶電體在A點產(chǎn)生場強為E整=4^=佟同理割出的小球半徑為與，因為電荷平均分布，其帶電荷量0'=戶21。=2則其在A點產(chǎn)生的場強—兀R、3

kQkQ1-R+R12kQ1-R+R12kQ寸=梟所以剩余空腔部分電荷在八點產(chǎn)生的kQ1-R+R124'kQ所以廣二袋o=2故選A。36R?6.在真空中，如圖所示，。點為正六邊形ABC。防的中心，將一正電荷Q放置在A點，下列說法正確的是()A.B、”兩點電場強度相同B.由8點沿直線B0￡到E點，電勢一直降低一負電荷名在C點的電勢能小于在尸點的電勢能一正電荷分沿正六邊形的邊從C點先后經(jīng)。、E兩點到產(chǎn)點，電場力所做的總功為負值【答案】D【解析】【詳解】A.B、/兩點離場源距離相等，由￡二華可知，兩點的場強大小相等，方向不同，故場r強不同，故A錯誤；B.在正的點電荷周圍，距離近的點電勢高，距離遠的點電勢低，由8點沿宜.線BOE到E點離場源的距離先減小后增大,則電勢先升高后降低，故B錯誤;C.C點比/點離場源遠一些，則有如<”結(jié)合電勢能為與=4。則負電荷1在。點的電勢能大于在尸點的電勢能，故C錯誤；D.一正電荷％沿正六邊形的邊從。點先后經(jīng)。、￡兩點到小點，庫侖力為斥力，離場源的距離先增大后減小，則電場力先做正功后做負功，而少點比C點離場源更近，總的電勢能增大，則電場力的總功為負功，故D正確；故選D。.用輕質(zhì)柔軟絕緣細線,拴一質(zhì)量為1.0x1。-2kg、電荷量為2.0x10一2的小球,細線的上端固定于。點。現(xiàn)加一水平向右的勻強電場，如圖平衡時細線與鉛垂線成37。5取10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)/lJ()A.小球帶負電.勻強電場的場強為1.5xl"N/CC.平衡時細線的拉力為O.125ND.平衡時細線的拉力為0.175N【答案】C【解析】【詳解】A.根據(jù)題意及圖可知，小球帶正電，故A錯誤；B.對小球進行受力分析?，由幾何關(guān)系可知四=〃取121137。七="堀”=3.75乂10味/€：故8錯誤；CD.對小球進行受力分析，由幾何關(guān)系可知q尸=—%=0.125N故C正確，D錯誤。故選C。cos37°.某區(qū)域的電場線分布如圖所示，電場中有4、8兩點。設(shè)A、B兩點的電場強度大小分別為當、EBf一帶電量為P的試探電荷在A、B兩點受到的電場力大小分別為此、Fr,下列判斷正確的是（）A.Ea<E"B.Ea>EhC.F&=Fb。.FqFb【答案】A【解析】【詳解】AB.根據(jù)電場線越密電場強度越大，由圖可知，人、B兩點的電場強度大小關(guān)系為當故B錯誤A1E確；CD.根據(jù)公式尸=&/可得，一帶電量為一“的試探電荷在A、8兩點受到的電場力大小關(guān)系為Fb>Fa故CD錯誤。故選Ao.對于電場中處于靜電平衡狀態(tài)的導體，下列分析不正確的是（）A.導體內(nèi)部的場強處處為零B.導體內(nèi)部沒有電荷，電荷只能分布在導體的外表面C.導體內(nèi)部是外電場與感應(yīng)電荷電場疊加后的合場強，其大小為零D.處于靜電平衡的導體內(nèi)部的自由電子不再運動【答案】D【解析】【詳解】A.導體處于靜電平衡時，導體內(nèi)部的場強處處為零，選項A正確；B.導體處于靜電平衡時，導體內(nèi)部沒有電荷，電荷只能分布在導體的外表面，選項B正確；C.導體內(nèi)部是外電場與感應(yīng)電荷電場疊加后的合場強，兩者等大反向，合場強大小為零，選項C正確；D.靜電平衡是指內(nèi)部場強處處為零，內(nèi)部沒有多余的“凈''電荷，但導體內(nèi)的自由電子仍在無規(guī)則運動，故D錯誤；此題選擇不正確的選項，故選D。10.（多選）如圖所示，一勻強電場E大小未知、方向水平向右。兩根長度均為L的絕緣輕繩分別將小球M和N懸掛在電場中，懸點均為兩小球質(zhì)量均為，〃、帶等最異號電荷，電荷量大小均為q“>0）。平衡時兩輕繩與豎直方向的夾角均為。=45。。若僅將兩小球的電荷量同時變?yōu)樵瓉淼?倍，兩小球仍在原位置平衡.已知靜電力常量為A，重力加速度大小為g,下列說法正確的是（）A.M帶正電荷B.N帶正電荷C.…睬D.…怦【答案】BC【解析】【分析】本題考查庫侖定律、受力分析以及共點力的平衡?！驹斀狻緼B.由題圖可知，對小球M受力分析如圖（a）所示，對小球N受力分析如圖（b）所示，由受力分析圖可知小球M帶負電，小球N帶正電，故B正確，A錯誤：CD.由幾何關(guān)系可知，兩小球之間的距離為r=立心當兩小球的電荷量為時，由力的平衡條件得，咫tan45°=%-k5兩小球的電荷量同時變?yōu)樵瓉淼?倍后，由力的平衡條件得/咫lan450=B29d等整理解得夕杵故C正確，D錯誤。故選BC。11.（多選）如圖，在傾角為。的光滑絕緣斜面上固定一個擋板，在擋板上連接一根勁度系數(shù)為幻的絕緣輕質(zhì)彈簧，彈簧另一端與A球連接。A、B、C三個帶電小球質(zhì)量均為M,其中A球的電荷量分二夕A0,B球的電荷量%=-%，當系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)時，三小球等間距排列。已知靜電力常量為七重力加速度為g,小球間距離遠大于小球的半徑，則（）4-MgsinaA.C球的電荷量%=9%B.彈簧伸長量為二^一C.A球受到的庫侖力大小為2MgsinaD.相鄰兩小球間距為%N7Mg【答案】AC【解析】【詳解】AD.設(shè)相鄰兩小球間距為r,對C球受力分析可知C球帶正電，根據(jù)平衡條件有Wgsina+A然=氏終對B球受力分析，根據(jù)平衡條件有Mgsina+4%"=AE兩式聯(lián)立解得%4%…1京工人正確，D錯誤：B,對A,B,C三個小球整體受力分析，根據(jù)平衡條件有3Mgsina=&x彈簧伸長量尸華2B錯誤；C.對A球受力分析?，根據(jù)平衡條件有Mgsina+金=媼解得A球受到的庫侖力為％=2MgsinaC正確。故選AC.12.（多選）如圖所示，水平地面上固定一個光滑絕緣斜面，斜面與水平面的夾角為。。一根輕質(zhì)絕緣細線的一端固定在斜面頂端，另一端系有一個帶電小球4細線與斜面平行，小球4的質(zhì)量為加、電荷量為飲小球A的右側(cè)固定放置帶等量同種電荷的小球從兩球心的高度相同、間距為小靜電力常量為太，重力加速度為g，兩帶電小球可視為點電荷。小球A靜止在斜面上，則（）A.小球A與8之間庫侖力的大小為駕d~B.當幺=J嗎邁時,細線上的拉力為0C.當幺=匣里耳時，細線上的拉力為0dNkD.3滿足某條件時，斜面對小球4的支持力可能為0d【答案】AC【解析】【分析】【詳解】A.根據(jù)庫倫定律，小球A與B之間庫侖力的大小為尸=”故A正確；d-BC.若細線上的拉力為0,小球受重力、支持力和庫侖力而平衡，根據(jù)平衡條件，重力的沿斜面向下分力與庫侖力的沿斜面向上分力平衡，即mgsin<9=Feos0其中F=磐?聯(lián)立解得〃*sin。"?cos0故d~（1-式陛型故C正確，b錯誤；d.兩個球帶同種電荷，相互排斥，不論電晟多少，斜面對A的彈力不d\k可能為0，故D錯誤。故選AC。13.（多選）在電場中的某點A處放一試探電荷+<7,它所受的靜電力大小為凡方向水平向右，則人點的電場強度大小為邑=￡,方向水平向右。下列說法正確的是（）qA.在人點放一個負試探電荷，4點的電場強度方向變?yōu)樗较蜃驜.在人點放?個負試探電荷，它所受的靜電力方向水平向左C.在4點放一個電荷量為％的試探電荷，它所受的靜電力大小為2戶D.在A點放一個電荷量為％的試探電荷，則A點的電場強度大小變?yōu)?當【答案】BC【解析】【詳解】D.電場強度的大小與方向與放置的電荷無關(guān)，始終為7=￡,方向水平向右，故AD錯q誤；B.正、負試探電荷在電場中同一位置所受電場力的方向相反，則負試探電荷所受電場力方向向左，故B正確；C.在4點放置一個電荷量為％的試探電荷，它所受的電場力為尸=既x2夕=￡x2夕=2F故C正q確。故選BC。14.（多選）如圖，在光滑絕緣水平地面上固定著兩個點電荷6、C,其中8帶正電；現(xiàn)有另一帶正電的A點電荷在&的水平外力作用下靜止在如圖所示的位置使A8C構(gòu)成等邊三角形。已知尼與AB的夾角小于60°,則為點電荷。所帶電荷的電性和電量的判斷正確的是（）A.一定是正電B.一定是負電C.帶電量大于BD.帶電量小于笈【答案】BD【解析】【詳解】因為8時A是斥力，而4所受的兩個6、C兩個點電荷庫侖力的合力與否方向相反，根據(jù)垂直于A8方向受力平衡，可知C對4是吸引力，即C一定帶負電；假設(shè)。帶電量等于B的電量，則C、B對A的庫侖力大小相等，B、。兩個點電荷庫侖力的合力方向與84的延長線夾角為60。，但是因為用與A8的夾角小于60。，可知從C兩個點電荷庫侖力的合力方向與BA的延長線夾角小于6（）。，可知C帶電量小于8的電量。故BD正確，AC錯誤。故選BD。.如圖所示，長/=lm的輕質(zhì)細繩上端固定，下端連接一個可視為質(zhì)點的帶電小球，小球靜止在水平向右的勻強電場中，繩與豎直方向的夾角6=37。.已知小球所帶電荷量q=I.OxlO"C,勻強電場的場強E=3.（）xIO3N/C,取重力加速度g=10m/s?,sin37°=0.6,cos310=0.8.求：（1）小球帶正電還是負電？（2）小球所受電場力尸的大小.（3）小球的質(zhì)量加.（4）將電場撤去，小球回到最低點時速度口的大小.【答案】（1）正電（2）3.0x10-'N（3）4.0xl0'kg（4）2.0m/s【解析】【詳解】解?：（1）由于小球所受電場力水平向右，電場強度水平向右，所以小球帶正電；（2）根據(jù)電場力的計算公式可■得電場力：F=^=I.0x10-6x3.0x10^=3.0x10-3/V⑶小球受力情況如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系可得：依〃，="mg解得：=依=4x]0-4依gtanOl（）x/a〃37°（4）電場撤去后小球運動過程中機械能守恒，則有：機儀（1-加$37。）=；〃/解得：v=2m/s.圖所示，水平向右的勻強電場中，一半徑為R、圓心為。的光滑絕緣圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，軌R道上。點到。點的高度為g,〃點為軌道的最低點。質(zhì)量為〃?、電荷量為4的小球甲恰好靜止在。點，重力加速度大小為g。則（1）畫出小球甲的受力分析圖（圖上用字母標出各個力的名稱）；（2）求勻強電場的電場強度大??；（3）現(xiàn)將小球甲固定在。點，將另一個質(zhì)量也為小的帶電小球乙放在。點，小球乙恰好靜止且與軌道無作用力，兩小球均視為點電荷，求小球乙的電荷（用題月中給出的物理量