第九章 靜電場及其應(yīng)用 單元測試 (含解析)高二上學期物理人教版（2023）必修三冊

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本試卷共4頁，15小題，滿分100分，考試用時75分鐘。

一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28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.（4分）下列說法不正確的是().

A.電荷只有兩種,即正電荷和負電荷

B.所有帶電體的電荷量都是元電荷e的整數(shù)倍

C.電荷守恒定律在各種變化中都成立

D.摩擦時失去電子的物體帶負電

2.（4分）下列說法正確的是（）

A.物體所帶的電荷量可以為

B.不帶電的物體上,既沒有正電荷也沒有負電荷

C.摩擦起電的過程,是靠摩擦產(chǎn)生了電荷

D.利用靜電感應(yīng)使金屬導體帶電,實質(zhì)上是導體中的自由電子趨向或遠離帶電體

3.（4分）甲、乙兩完全相同的金屬球（可視為質(zhì)點）分別帶電+4q和-2q，當它們相距d時，它們間的庫侖力大小為F.讓甲、乙接觸后，再使其相距，則甲、乙間的庫侖力大小為（）

A.2F

B.3F

C.4F

D.16F

4.（4分）如圖所示,三角形abc的三個頂點各自固定一個點電荷,A處點電荷受力如圖所示,則B處點電荷受力可能是（）

A.

B.

C.

D.

5.（4分）下列說法中正確的是（）

A.根據(jù)E=,可知電場中某點的場強與電場力成正比

B.根據(jù)E=,可知點電荷電場中某點的場強與該點電荷的電荷量Q成正比

C.根據(jù)場強疊加原理,可知合電場的場強一定大于分電場的場強

D.電場線就是點電荷在電場中的運動軌跡

6.（4分）如圖所示，M、N為兩個等量同種電荷，在其連線的中垂線上的P點放一靜止的點電荷q（負電荷），不計重力，下列說法中正確的是（）

A.點電荷在從P到O的過程中，加速度越來越大，速度也越來越大

B.點電荷在從P到O的過程中，加速度越來越小，速度越來越大

C.點電荷運動在O點時加速度為零，速度達最大值

D.點電荷越過O點后，速度越來越小，加速度越來越大，直到粒子速度為零

7.（4分）如圖所示，AB為等量同種點電荷間的連線，CB垂直于AB且∠CAB=30°，D為AC的中點，若已知D點的場強大小為E，則C點的場強大小為（）

A.E

B.

C.

D.

二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18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6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。

8.（6分）關(guān)于電場線的以下說法中，正確的是（）

A.電場線密的地方,電場強度大

B.沿電場線的方向,電場強度越來越小

C.電場線越密的地方同一電荷受的靜電力就越大

D.順著電場線移動電荷,電荷受靜電力大小一定不變

9.（6分）如圖所示，實線表示勻強電場中的電場線，一帶電粒子(不計重力)經(jīng)過電場區(qū)域后的軌跡如圖中虛線所示，a、b是軌跡上的兩點，關(guān)于粒子的運動情況，下列說法中可能的是()

A．該粒子帶正電荷，運動方向為由a到b

B．該粒子帶負電荷，運動方向為由a至b

C．該粒子帶正電荷，運動方向為由b至a

D．該粒子帶負電荷，運動方向為由b至a

10.（6分）已知均勻帶電球體在其外部產(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，而均勻帶電球売在其內(nèi)部任意一點形成的電場強度為零?，F(xiàn)有一半徑為R、電荷量為Q的均勻帯正電絕緣球體，M、N為一條直徑上距圓心O為的兩點，靜電力常量為k，則（）

A．M、N點的電勢小于O點的電勢

B．M、N點的電場強度方向相同

C．M、N點的電場強度大小均為

D．M、N點的電場強度大小均為

三、填空題：本題共2小題,共12分。

11.（6分）如圖所示，一小組設(shè)計了以下實驗來探究庫侖定律。在豎直墻上固定一個表面絕緣的壓力傳感器，一個帶電荷量為的金屬小球緊貼著壓力傳感器置于絕緣水平地面上。另一個帶電荷量也為的相同小球置于同一個絕緣水平地面上，、間距離為（遠大于小球直徑），壓力傳感器顯示作用力為?，F(xiàn)將移到距離為處后固定。

（1）此時傳感器顯示作用力為_____；

（2）另有一個不帶電的相同小球（圖中未畫出）從右側(cè)向左移動，則球左側(cè)會感應(yīng)出______電荷（填“正”或“負”）；

（3）將與輕觸后把移走，此時傳感器顯示作用力為_____。

12.（6分）在電場中點放一個電荷量為的點電荷,它受到的電場力為,則點的場強為______,換一個電荷量為的電荷放在點,則點的場強為______。把該點的點電荷移走,點的場強為______。

四、計算題：本題共3小題，13題14分，14題14分，15題14分，共42分。

13.（14分）如圖所示，有兩個質(zhì)量均為m、帶電量均為q的小球，用絕緣細繩懸掛在同一點O處，保持靜止后懸線與豎直方向的夾角為θ=30°，重力加速度為g，靜電力常量為k.求：

(1)帶電小球A在B處產(chǎn)生的電場強度大??；

(2)細繩的長度L.

14.（14分）如圖所示，一帶電荷量為＋q、質(zhì)量為m的小物塊處于一傾角為37°的光滑斜面上，當整個裝置被置于一水平向右的勻強電場中，小物塊恰好靜止.重力加速度取g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：

(1)水平向右電場的電場強度的大??；

(2)若將電場強度減小為原來的1/2，小物塊的加速度是多大；

15.（14分）15．（10分）如圖所示，在真空中B、C兩點處各固定一個點電荷，它們的電荷量相等，均為Q，而帶電的性質(zhì)不同，B為正、C為負，兩者相距R，A點與B、C等距離，均為R，靜電力常量為k，求：

(1)試求B、C連線中點處的場強為多少

(2)試求A點的場強為多少？

答案解析

1.（4分）【答案】D

【解析】電荷只有兩種，即正電荷和負電荷。故A正確；所有帶電體的帶電量都是電荷量e=1.6×10-19C的整數(shù)倍，電荷量e稱為元電荷。故B正確；電荷守恒定律在各種變化中都成立。故C正確；電子帶負電。摩擦起電時失去電子的物體帶正電。故D錯誤。本題選擇錯誤的，故選D。

2.（4分）【答案】D

【解析】物體所帶的電荷量不能為任意實數(shù)，只能為元電荷即1.60×10-9C的整數(shù)倍，所以物體所帶的電荷量不可能為2×10-19C，故A錯誤；不帶電的物體，并不是沒有正、負電荷，而是沒有多余的電荷，故B錯誤；摩擦起電是自由電荷轉(zhuǎn)移后，導致物體有多余電荷，從而使物體帶上電，故C錯誤；靜電感應(yīng)帶電，實質(zhì)上是導體中的自由電子在電場中受到的電場力作用下，遠離或靠近帶電體，故D正確。所以D正確，ABC錯誤。

3.（4分）【答案】A

4.（4分）【答案】B

【解析】A處點電荷所受靜電力大小為F,根據(jù)庫侖定律,結(jié)合平行四邊形定則及幾何關(guān)系可以知道,C處電荷對A處電荷的電場力為引力,B處電荷對A處電荷的電場力為斥力,C處電荷與A處電荷為異種電荷,A處電荷與B處電荷為同種電荷,所以可得C處電荷對B處電荷的電場力為引力,A處電荷對B處電荷的電場力為斥力,根據(jù)平行四邊形定則可得則B處點電荷受力可能,故B正確,A、C、D錯誤;故選B.

5.（4分）【答案】B

【解析】E＝F/q是定義式，場強大小由電場本身決定，與試探電荷的受力無關(guān)；A錯；

E＝kQ/r2是決定式，點電荷產(chǎn)生的電場場強大小與形成電場的點電荷的電荷量成正比，B對場強的疊加遵循平行四邊形定則，合場強大于等于兩個分場強之差，小于等于兩個分場強之和，不一定大于分場強，所以C錯；電場線是人為想象出來用來模擬靜電場的曲線，并不表示粒子運動的軌跡，D錯。

6.（4分）【答案】C

7.（4分）【答案】C

【解析】【分析】

根據(jù)點電荷電場強度公式，結(jié)合矢量合成法則，依據(jù)D點的場強大小為E，可知點電荷A、B在D的電場強度大小，從而分別確定兩點電荷在C點的電場強度大小，最后根據(jù)力的平行四邊形定則，即可求解.

【詳解】

根據(jù)幾何關(guān)系可知，D到A、B兩點間距等于AC的一半，也等于BC，根據(jù)點電荷電場強度的方向可知，兩點電荷在D的電場強度方向夾角為120°，由點電荷電場強度公式，可知，它們在D點的電場強度大小相等，即為E；那么A點電荷在C點的電場強度大小為，則B點電荷在C點的電場強度大小為E，方向如圖所示，

根據(jù)力的合成法則，結(jié)合余弦定理，則有C點的場強大小為；故選C。

8.（6分）【答案】AC

【解析】A、電場線越密集電場強度越大，故A正確；

BD、沿電場線方向，其疏密變化情況未知，所以電場強度大小不能判定，電荷的受力情況也不能判定，故B、D錯誤；

C、電場線越密的地方，電場強度越大，根據(jù)可知同一電荷受的電場力就越大，故C正確；

故選AC。

9.（6分）BD

10.（6分）【答案】AC

【解析】根據(jù)均勻帶電球殼在其內(nèi)部任意一點形成的電場強度為零，分析知道M點的場強等于以O(shè)圓心半徑的均勻球體在M點產(chǎn)生的場強，根據(jù)點電荷場強公式求解，根據(jù)對稱性求N點的場強；根據(jù)均勻帶電球殼在其內(nèi)部任意一點形成的電場強度為零，知M點的場強等于以O(shè)圓心半徑的均勻球體在M點產(chǎn)生的場強，這個球體之外的球殼在M點產(chǎn)生的場強為零，這個球體所帶電荷量為，M點的電場強度大小為，方向向左；根據(jù)對稱性知N點的電場強度大小也為，方向向右；O點的場強為零，則MO間場強方向向左，NO間場強方向向右，所以M、N點的電勢低于O點的電勢，故A、C正確，B、D錯誤；故選AC。

11.（6分）0.08;負;0.04

【詳解】

（1）[1]由庫侖力公式可知

現(xiàn)將移到距離為處后固定

聯(lián)立可知

（2）[2]由于球帶正電，不帶電的相同小球從右側(cè)向左移動，則球左側(cè)會感應(yīng)出負電荷。

（3）[3]將與輕觸后,此時球的電量為原來的一半，由庫侖力可知此時

12.（6分）【答案】;;

【解析】據(jù)場強的定義式C

據(jù)場強由電場本身決定,與試探電荷無關(guān),故把放在點的點電荷的電荷量減為或移走試探電荷,該點的場強不變,即為5.0×104N/C。

13.（14分）(1)

【解析】對B球，由平衡條件有：mgtanθ=qE

帶電小球在B處產(chǎn)生的電場強度大?。?/p>

(2)

【解析】由庫侖定律有：其中：r=2Lsinθ=L解得：

14.（14分）(1)

【解析】建立如圖所示坐標系，對物體進行受力分析，根據(jù)平衡列方程：

在x軸方向：F合x=Fcosθ-mgsinθ=0

在y軸方向：F合y=FN-mgcosθ-Fsinθ=0

聯(lián)列代入θ=37°得：F=mg

在電場中電場力F=qE可得電場強度.

(2)0.3g.

【解析】建立如圖所示坐標系對物體受力分析有：