高中人教版 (2019)第九章 静电场及其应用综合与测试单元测试习题

这是一份高中人教版 (2019)第九章 静电场及其应用综合与测试单元测试习题，共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。
第九章 静电场及其应用 单元测试卷学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题(共32分)1、(4分)如图所示用金属网把原来不带电的验电器罩起来，再使带正电的金属小球靠近验电器，在此过程中(   )
 A.金属则的左侧感应出负电荷B.验电器的箔片感应出正电荷C.验电器的箔片不张开D.金属网中的感应电荷在箔片处的合电场强度为零2、(4分)如图，静电场中的一条电场线上有两点，箭头代表电场的方向，则(   )
 A.M点的电势比N点的低B.M点的场强大小一定比N点的大C.电子在M点的电势能比在N点的低D.电子在M点受到的电场力大小一定比在N点的大3、(4分)如图所示，在竖直平面内有两个质量都为m、电荷量大小都为q的带电球体A和B（可视为点电荷），分别被绝缘轻绳悬挂于天花板和竖直墙面上，球B在球A的正下方静止，已知重力加速度为g，下列说法正确的是(   )
 A.A只能受到3个力作用 B.A可能受到2个力作用C.B可能受到3个力作用 D.B只能受到3个力作用4、(4分)如图所示，是等边三角形，在A点固定放置电荷量为的正点电荷，在C点固定放置一个试探电荷，试探电荷受到的静电力大小为F，再在B点固定放置电荷量为的负点电荷时，试探电荷受到的静电力大小为(   )
 A.0 B.F C. D.5、(4分)如图是模拟避雷针作用的实验装置，金属板M接高压电源的正极，金属板N接负极。金属板N上有两个等高的金属柱为尖头，B为圆头。逐渐升高电压，当电压达到一定数值时，可看到放电现象，则(   )

A.A容易放电 B.B容易放电 C.都容易放电 D.无法判断
6、(4分)如图，V形对接的绝缘斜面固定在竖直面内，两斜面与水平面夹角均为，其中斜面N光滑。两个质量相等的带电绝缘小滑块分别静止在上，连线垂直于斜面M，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则P与M间的动摩擦因数至少为(   )
 A. B. C. D.7、(4分)如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则(   )
 A.P和Q都带正电荷  B.P和Q都带负电荷C.P带正电荷，Q带负电荷 D.P带负电荷，Q带正电荷8、(4分)如图所示，O是等量异种点电荷连线的中点，是连线中垂线上关于O对称的两点，和也关于O对称。则(   )
 A.两点场强大小相等，方向相反 B.两点场强大小相等，方向相反C.三点比较，O点场强最大 D.三点比较，O点场强最大二、多选题(共16分)9、(4分)如图所示，在等量异种点电荷形成的电场中有三点，A点为两点电荷连线的中点，B点为连线上距A点距离为d的一点，C点为连线中垂线上距A点距离也为d的一点，则下列说法正确的是(   )
 A.  B.C.正电荷在C点受到的静电力水平向右 D.正电荷在A点受到的静电力为010、(4分)如图所示，绝缘光滑半圆轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E，在与轨道圆心等高处放有一质量为m，电荷量为的小球，小球由静止开始沿轨道运动，已知重力加速度为g，则(   )
 A.小球在运动过程中机械能不守恒B.小球经过轨道的最低点时对轨道压力为C.小球经过最低点时速度最大D.小球经过轨道的最低点时对轨道压力为11、(4分)如图所示的电场中，虚线为某带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹，是轨迹上的三个点，则(   )
 A.粒子一定带正电B.粒子一定是从a点运动到b点C.粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度D.粒子在c点的速度一定大于在a点的速度12、(4分)如图甲所示，为两个被固定的点电荷，其中为正点电荷，在它们连线的延长线上有两点。现有一检验电荷q（电性未知）以一定的初速度沿直线从b点开始经a点向远处运动（检验电荷只受电场力作用），q运动的速度-时间图像如图乙所示。则(   )
 A.必定带负电荷 B.的电荷量必定大于的电荷量C.q一定带正电 D.从b点经a点向远处运动的过程中检验电荷q所受的静电力一直减小三、填空题(共16分)13、(4分)如图，实心金属球A半径为R，电荷量为Q，点电荷B电荷量为q。B与A球心间的距离为r。当B不存在而只有A存在时，在球心O处的电场强度等于_______。当点电荷B也同时存在并达到静电平衡时，金属球上的电荷在球心O处产生的场强的大小等于_______。（静电力常量为k）
 14、(4分)如图所示，两处分别固定有等量异种点电荷，为的垂直平分线，O点为垂足。现有一正试探电荷（不计试探电荷所受重力）在外力F的作用下从C点沿直线匀速运动到D点，则在该过程中外力F大小变化情况是_________，方向是__________。
 15、(4分)真空中，在一条直线上有两点（相距10 cm），其中点为O，若在两点固定两个等量正点电荷；。将一个正试探电荷q从O点沿中垂线向上移至无穷远，试探电荷所受静电力大小___________（选填“先增大后减小”或“先减小后增大”）。
 16、(4分)如图所示，在倾角为α的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与A球连接。三小球的质量均为（q已知）。当系统处于静止状态时，三小球等间距排列。已知静电力常量为k。B球所受的库仑力大小是________，相邻两小球间距为__________。（重力加速度为g）
 四、计算题(共24分)17、(12分)在一个点电荷Q产生的电场中，坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上两点的坐标分别为2 m和5 m（题中未画）。已知放在两点的试探电荷受到的静电力方向都跟x轴的正方向相同，静电力的大小跟试探电荷所带电荷量大小的关系图线分别如图中直线所示，放在A点的试探电荷带正电，放在B点的试探电荷带负电。求：
 （1）B点的电场强度的大小和方向。
（2）点电荷Q的电性，并确定点电荷Q位置坐标。18、(12分)如图所示，绝缘底座上固定一电荷量为的带正电小球A，其正上方O点处用轻细弹簧悬挂一质量、电荷量为的小球B，弹簧的劲度系数，原长。若小球B恰能以A球为圆心在水平面内做顺时针方向（从上往下看）的匀速圆周运动，此时弹簧与竖直方向的夹角，则小球B做圆周运动的速度大小为多少？此时弹簧的长度为多少？（已知静电力常量，，两小球都视为点电荷）
 五、实验题(共12分)19、(12分)某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。步骤二：使小球处于同一位置增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。（1）该实验采用的方法是________（填正确选项前的字母）A.理想实验法 B.控制变量法 C.等效替代法（2）实验表明，电荷之间的静电力随着距离的增大而________，随着电荷量的增大而________。（均填“增大”“减小”或“不变”）
参考答案1、答案：C解析：根据静电感应可知，金属网的左侧感应出正电荷，故A错误；金属网把原来不带电的验电器罩起来，产生静电屏蔽，箔片不发生静电感应，故B错误，C正确；金属网中的感应电荷与外部金属小球在箔片处的合电场强度为零，故D错误。故选C。2、答案：C解析：沿着电场线方向电势逐渐降低，可知M点的电势比N点的高，选项A错误；一条电场线不能确定疏密，则不能比较两点场强的大小，也就不能比较电子在两点所受电场力的大小，选项B、D错误；负电荷在电势高的点具有的电势能较低，选项C正确。3、答案：A解析：对小球B受力分析可知，小球B受到竖直向上的静电力和竖直向下的重力作用，如果轻绳有拉力，则B不能静止，故轻绳无拉力，即B只能受2个力的作用；则小球A受重力、绳的拉力和B对A向下的静电力作用，即A只能受3个力的作用。4、答案：B解析：设等边三角形的边长为L，试探电荷在C点受力分析如图所示

由库仑定律可知，间静电力的大小，在B点固定放置电荷量为的点电荷时，间静电力大小也为，由几何关系可知，则。故选B。5、答案：A解析：根据导体表面尖锐程度越大的地方电荷分布越密集，可知金属柱A尖头处电荷密集，电场强，它与板M之间的空气容易发生电离，从而发生尖端放电现象，故A正确。6、答案：D解析：滑块Q在光滑斜面N上静止，则P与Q带同种电荷，两者之间的库仑力设为F，两滑块的受力分析和角度关系如图所示。对Q在沿着斜面方向有，可得；而对P动摩擦因数最小时有，；联立解得。
 7、答案：D解析：对两球受力分析可知，P和Q不能带同种电荷，A、B错误；若P带负电带正电，受力分析如图所示，能满足题意，同理若P带正电，Q带负电，不能满足题意，则C错误，D正确。
 8、答案：D解析：如图所示为等量异种点电荷的电场线，由对称性可看出，两点电场线的疏密程相同，场强大小相等，场强方向均由B到C，方向相同，A错误；由对称性可看出，两点电场线的疏密程度相同，场强大小相等，两点场强方向相同，B错误；由图可看出，三点比较，两点电场线疏密程度相同且比O点密集，故两点场强大小相等，大于O点的场强，C错误；由图可看出，三点比较，点电场线疏密程度相同且都比O点稀疏，所以O点场强最大，D正确。
 9、答案：BC解析：等量异种电荷的电场线如图所示：

根据电场线的疏密可知，故B正确，A错误；C点的电场线切线方向水平向右，正电荷在C点受到的静电力水平向右，故C正确；A点的电场强度不为零，故D错误。10、答案：ABC解析：小球在运动过程中，除重力做功外，电场力也在做功，小球的机械能不守恒，选项A正确；小球从开始运动到最低点过程中合力一直做正功，动能增加，从最低点向最高点运动过程中，合力做负功，动能减小，在最低点小球动能最大，速度最大，选项C正确；小球由静止开始向最低点下滑到最低点的过程中，由动能定理得，小球经过最低点时，由重力、电场力和轨道的支持力的合力提供向心力，则有，解得轨道对小球的支持力，则由牛顿第三定律知，小球经过最低点时对轨道的压力，选项B正确，D错误。11、答案：AC解析：带电粒子受到的静电力方向指向轨迹弯曲的内侧，故静电力方向与场强方向一致，所以此粒子一定带正电，故A正确；粒子不一定是从a点沿轨迹运动到b点，也可能从b点沿轨迹运动到a点，故B错误；电场线在c点处密，所以c点的电场强度大，粒子在c处受到的静电力大，所以粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度，故C正确；若粒子从c到a的过程中，静电力与速度夹角小于90°，做正功，动能增大，所以粒子在c点的速度一定小于在a点的速度，故D错误。12、答案：AC解析：假设为正电荷，则当检验电荷q带正电时，检验电荷一直加速，与图乙不相符；当检验电荷q带负电时，检验电荷一直减速至零，也与图乙不相符，所以必定带负电荷，故A正确；由图乙知，检验电荷q先减速后加速，当检验电荷q到达a点时加速度为零，且必定带负电荷，a点的电场强度为0，根据库仑定律可得的电荷量小于的电荷量，故B错误；根据两点电荷的电荷量大小结合场强的叠加原理可知，在a点左侧到之间，场强的方向是水平向左，在a点右侧场强水平向右，检验电荷q由b点向右运动时，先减速后加速，可知此检验电荷一定带正电，故C正确；图线的切线斜率表示加速度，由图乙知，加速度是变化的，所以检验电荷所受的静电力变化，故D错误。故选A、C。13、答案：解析：当B不存在而只有A存在时，A上电荷均匀分布，取球上任意元电荷在球心处形成的场强，均有另一关于球心对称元电荷产生的电场与之“抵消”，所以在球心O处的电场强度是0；利用静电平衡的特点，金属球内部场强处处为零，金属球上的所有电荷在其内部产生的电场强度与球外点电荷产生的电场强度大小相等，所以。14、答案：先增大后减小；沿B指向A解析：等量异种点电荷连线的中点电场强度在中垂线上是最大的，C点到D点电场强度先增大后减小，静电力和外力F等大反向，所以外力也是先增大后减小；在等量异种点电荷形成的电场中，两电荷连线的中垂线上的电场强度方向垂直于中垂线，并指向负电荷方向，那么正的试探电荷在电场中受到的静电力垂直中垂线沿A指向B方向，外力F与静电力等大反向，因而外力F沿B指向A方向。15、答案：先增大后减小解析：在两等量正点电荷连线的中垂线上，由电场强度的叠加可知O点电场强度为零，O点上方附近电场强度不为零，无穷远处电场强度为零，所以从O点沿中垂线向上至无穷远，电场强度先增大后减小。若将一个正试探电荷q从O点沿中垂线向上移至无穷远，由可知，试探电荷所受静电力先增大后减小。16、答案：解析：对C受力分析，受重力、支持力和对C的库仑力，则对C的库仑力的合力沿斜面向上，又因为B距离C近，给C的库仑力大，则C球带正电，设小球间距为a，
对
对
联立解得17、答案：（1）2.5 N/C；沿x轴负方向
（2）负电；解析：（1）由题图像可得B点电场强度的大小。因B点的试探电荷带负电，而由题可知静电力方向指向x轴的正方向，故B点场强的方向沿x轴负方向。
（2）因A点的正电荷受力和B点的负电荷受力均指向x轴的正方向，故点电荷Q位于两点之间，带负电。设点电荷Q的坐标为x，则，由题图像可得，则，解得或（不符合题意舍去）。18、答案：解析：小球之间的库仑力大小，
设弹簧弹力为T，小球在竖直方向上有

弹簧的弹力在水平方向上的分力为
再由胡克定律，则有
由几何关系知
联立以上式子，代入数据可求得
所以此时弹簧长度为0.5 m
因为小球B做匀速圆周运动，所受合外力指向小球A，则

代入数据求得。19、答案：（1）B（2）减小；增大解析：