2023-2024學年高中物理人教版2019課后習題第九章第九章測評

第九章測評(時間:75分鐘滿分:100分)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,只有一個選項符合題目要求)1.N95口罩中起阻隔作用的關鍵層是熔噴布,熔噴布的纖維里加入了駐極體材料,它能依靠靜電感應吸附比熔噴布網(wǎng)狀纖維孔洞小很多的0.1μm量級或更小的微粒,從而有了更好的過濾效果。制備駐極體的一種方法是對某些電介質(zhì)材料進行加熱熔化,然后在強電場中進行極化冷卻。電介質(zhì)中每個分子都呈電中性,但分子內(nèi)正、負電荷分布并不完全重合,每個分子都可以看成是等量異號的電荷對。如圖所示,某種電介質(zhì)未加電場時,分子取向隨機排布,熔化時施加水平向左的勻強電場,正、負電荷受電場力的作用,分子取向會發(fā)生變化。冷卻后撤掉電場,形成駐極體,分子取向能夠較長時間維持。根據(jù)以上信息可知,下列說法正確的是()A.駐極體能夠吸引帶電的微粒,但不能吸引電中性的微粒B.駐極體吸附小微粒利用了靜電感應,所以駐極體所帶的總電荷量一定不為零C.不帶電的微粒也能被駐極體吸引,但并不會中和駐極體表面的電荷D.加有駐極體的口罩會因存放時間過長向外放電而使其中的電場衰減答案C解析駐極體所帶的總電荷量始終為零,但能夠吸引帶電的微粒,也能吸引電中性的微粒,故A、B錯誤,C正確;加有駐極體的口罩會因存放時間過長其中的電場衰減而過期,這是由于外界震動等作用使駐極體內(nèi)部的分子取向變得不再一致,而不是駐極體向外放電使電荷減少的結(jié)果,故D錯誤。2.關于庫侖定律公式F=kq1q2r2A.該公式對任何情況都適用B.當真空中的兩個電荷間的距離r→0時,它們之間的靜電力F→∞C.當真空中的兩個電荷之間的距離r→∞時,庫侖定律的公式就不適用了D.當真空中的兩個電荷之間的距離r→0時,電荷不能看成點電荷,庫侖定律的公式就不適用了答案D解析庫侖定律適用于真空中點電荷,當真空中兩電荷間的距離r→0時,兩電荷不能看成點電荷,公式不適用,故選項D對。3.如圖所示,四個質(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)過電場外,其他三個微粒均經(jīng)過電場強度大小為E的勻強電場(mg>qE),這四個微粒從被拋出到落地所用的時間分別是ta、tb、tc、td,不計空氣阻力,則()A.tb<ta<tc<td B.tb=tc<ta=tdC.ta=td<tb<tc D.tb<ta=td<tc答案D解析根據(jù)四個微粒所受靜電力的情況可以判斷出,豎直方向上的加速度大小關系為ab>aa=ad>ac,又由h=12at2得tb<ta=td<tc,選項D4.A、B、C三點在同一直線上,AB∶BC=1∶2,B點位于A、C之間,在B處固定一電荷量為Q的點電荷。當在A處放一電荷量為+q的點電荷時,它所受到的靜電力為F;移去A處電荷,在C處放一電荷量為2q的點電荷,其所受靜電力為()A.F2 B.F2 C.F D答案B解析設A處電場強度為E,則F=qE;由點電荷的電場強度公式E=kQr2可知,C處的電場強度為E4,在C處放電荷量為2q的點電荷,其所受靜電力為F'=2q·-E5.如圖所示,abcde是半徑為r的圓的內(nèi)接正五邊形,當在頂點a、b、c、d、e處各固定一帶電荷量為+Q的點電荷時,O點的電場強度為零;若在e處改為固定一帶電荷量為3Q的點電荷,a、b、c、d各處點電荷不變,則圓心O處的電場強度大小為(靜電力常量為k)()A.4kQr2 B.3kQr2答案A解析初始時,O點的電場強度大小為零,若取走e處的點電荷,則其余點電荷在O處產(chǎn)生的合電場強度大小為kQr2,方向為O→e;若在e處換上電荷量為3Q的點電荷,則該點電荷在O處產(chǎn)生的電場強度大小為k3Qr2,方向也為O→e,因此疊加可得,圓心O處的電場強度大小為6.如圖所示,一半徑為R的絕緣環(huán)上,均勻地帶有電荷量為Q的電荷,在垂直于圓環(huán)平面的對稱軸上有一點P,它與環(huán)心O的距離OP=L。靜電力常量為k,關于P點的電場強度E,下列四個表達式中有一個是正確的,請你根據(jù)所學的物理知識,通過一定的分析,判斷正確的表達式是()A.kQR2+C.kQR(R2答案D解析將圓環(huán)分為n個小段,當n相當大時,每一小段都可以看作點電荷,其所帶電荷量為q=Qn,由點電荷電場強度公式可求得每一點電荷在P處的電場強度為Ep=kQnr2=kQn(R2+L2),由對稱性可知,各小段帶電環(huán)在P處的電場強度Ep的垂直于軸向的分量Ey相互抵消,而Ep的軸向分量Ex之和即為帶電環(huán)在P處的電場強度7.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θ。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A,細線與斜面平行。小球A的質(zhì)量為m、電荷量為q。小球A的右側(cè)固定放置帶等量同種電荷的小球B,兩球心的高度相同、間距為d。靜電力常量為k,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B之間靜電力的大小為kqB.當qd=mgsinC.當qd=mgtanθD.當qd=mgktanθ答案C解析根據(jù)庫侖定律可得兩小球之間的靜電力大小為F=kq2d2,選項A錯;當細線上的拉力為0時,小球A受到靜電力、斜面支持力、重力,由平衡條件得kq2d2=mgtanθ,解得qd=mgtanθk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,有多個選項符合題目要求,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.如圖所示,帶箭頭的直線是某一電場中的一條電場線,在該直線上有a、b兩點,用Ea、Eb表示a、b兩點的電場強度大小,則()A.a、b兩點電場強度方向相同 B.電場線從a指向b,所以Ea>EbC.電場線是直線,所以Ea=Eb D.不知a、b附近的電場線分布,Ea、Eb大小不能確定答案AD解析由于電場線上每一點的切線方向跟該點的電場強度方向一致,而該電場線是直線,故A對。電場線的疏密表示電場的強弱,只有一條電場線時,Ea和Eb的關系不能確定。故正確選項為A、D。9.圖甲為某一點電荷Q產(chǎn)生的電場中的一條電場線,A、B為電場線上的兩點,一電子以某一速度沿電場線由A運動到B的過程中,其速度—時間圖像如圖乙所示,則下列敘述正確的是()A.電場線方向由B指向A B.電場強度大小EA>EBC.Q可能為負電荷,也可能為正電荷 D.Q在A的左側(cè)且為負電荷答案ABD解析根據(jù)速度—時間圖像分析,電荷做加速度減小的加速運動,所以靜電力向右,電場線方向向左,A對;加速度減小,靜電力減小,電場強度減小,B對;根據(jù)點電荷電場特點,Q只能在A的左側(cè)且為負電荷,D對。10.(2021廣東信宜三中高二期中)如圖所示,在水平放置的無限大光滑金屬板中心正上方有一帶正電的點電荷Q,另一表面絕緣、帶正電的小球(可視為質(zhì)點,且不影響原電場)自左側(cè)以初速度v0在金屬板上向右運動,在運動過程中()A.小球做先減速后加速的運動B.小球做勻速直線運動C.小球受到的靜電力做功不為0D.小球受到的靜電力做功為0答案BD解析金屬板處于正點電荷Q形成的電場中,達到靜電平衡后,在水平放置的金屬板的上表面,電場方向垂直表面豎直向下,所以小球運動時只在豎直方向上受力的作用,在水平方向上不受力的作用,所以小球做勻速直線運動。小球受到的靜電力不做功。三、非選擇題(本題共5小題,共54分)11.(7分)觀察靜電感應現(xiàn)象的操作如下。(1)帶正電的C移近導體A,金屬箔片,移走C之后金屬箔片。

(2)帶正電的C移近導體A,先把A、B分開,再移走C,金屬箔片,A帶電,B帶電,再讓A、B接觸,金屬箔片。

(3)帶正電的C移近導體A,用手摸一下A或者B,移走C,再分開A、B,金屬箔片,A、B帶電。

(4)把C碰一下A或者B,移走C,分開A、B,A、B帶電。

答案(1)張開閉合(2)張開負正閉合(3)張開負(4)正解析(1)C靠近A,A端感應出負電荷,B端感應出正電荷,電子從B端移到A端,金屬箔片張開,移走C之后金屬箔片閉合。(2)C靠近A,金屬箔片張開,先分開A、B再移走C,金屬箔片張開,A帶負電,B帶正電,再讓A、B接觸,金屬箔片閉合。(3)C靠近A,用手摸一下A或者B,手上的電子移到A、B,移走C分開A、B,A、B帶負電。(4)C碰一下A或者B,電子轉(zhuǎn)移到C上,移走C再分開A、B,A、B帶正電。12.(9分)在探究“兩電荷間相互作用力的大小與哪些因素有關”的實驗中,一同學猜想可能與兩電荷的距離和電荷量有關。他選用帶正電的小球A和B,A球放在可移動的絕緣座上,B球用絕緣絲線懸掛于玻璃棒C點,如圖所示。實驗時,先保持兩球電荷量不變,使A球從遠處逐漸向B球靠近,觀察到兩球距離越小,B球懸線的偏角越大;再保持兩球的距離不變,改變小球所帶的電荷量,觀察到電荷量越大,B球懸線的偏角越大。實驗表明:兩電荷之間的相互作用力,隨其距離的而增大,隨其所帶電荷量的而增大。

此同學在探究中應用的科學方法是(選填“累積法”“等效替代法”“控制變量法”或“演繹法”)。

答案減小增大控制變量法解析由題意知,懸線偏角越大,說明受力越大,故兩電荷之間的相互作用力,隨其距離的減小而增大,隨其所帶電荷量的增大而增大。此同學在探究中應用的科學方法是控制變量法。13.(10分)如圖所示,把一個傾角為θ的光滑絕緣斜面固定在勻強電場中,電場方向水平向右,有一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的物體以初速度v0從A端滑上斜面恰好沿斜面勻速運動,求勻強電場的電場強度的大小。(重力加速度取g)答案mgqtan解析物體勻速運動,說明它受到的重力、靜電力、支持力的合力為零,如圖所示。由平衡條件知F=mgtanθ根據(jù)電場強度的定義知E=Fq=mg14.(12分)如圖所示,豎直放置的兩塊足夠大的帶電平行板間形成一個方向水平向右的勻強電場區(qū)域,電場強度E=3×104N/C。在兩板間用絕緣細線懸掛一個質(zhì)量m=5×103kg的帶電小球,靜止時小球偏離豎直方向的夾角θ=60°(g取10m/s2)。試求:(1)小球的電性和電荷量。(2)懸線的拉力大小。(3)若小球靜止時離右板d=53×102m,剪斷懸線后,小球經(jīng)多少時間碰到右極板。答案(1)正電533×106C(2)0.1N(3)0解析(1)小球受靜電力向右,故帶正電,受力分析如圖所示。由平衡條件有Eq=mgtan60°解得q=533×106(2)由平衡條件得F=mg解得F=0.1N(3)剪斷細線后,小球在水平方向上做初速度為零的勻加速直線運動。有ax=Eqm,d=12ax聯(lián)立以上兩式解得t=0.1s15.(16分)在電場強度為E的勻強電場中,取O點為圓心、r為半徑作一圓周,在O點固定一電荷量為+Q的點電荷,a、b、c、d為相互垂直的兩條直線和圓周的交點。當把一試探電荷+q放在d點時恰好平衡(如圖所示,不計重力),求:(1)勻強電場電場強度E的大小、方向。(2)試探電荷+q放在點c時,受力Fc的大小。(3)試探電荷+q放在點b時,受力Fb的大小