人教版 (2019)必修 第三册第九章 静电场及其应用综合与测试单元测试精练

这是一份人教版 (2019)必修 第三册第九章 静电场及其应用综合与测试单元测试精练，共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
静电场及其应用单元检测一、单选题1．关于电场强度，下列说法正确的是（　　）A．电场中某点的电场强度就是单位电荷在该点受到的电场力B．电场中某点的电场强度与该点所放试探电荷所受的电场力成正比C．电场中某点的电场强度方向就是试探电荷在该点所受电场力的方向D．电场中某点的电场强度与该点有无试探电荷无关2．如图所示，a、b两点处分别固定有等量异种点电荷＋Q和－Q，c是线段ab的中点，d是ac的中点，e是ab的垂直平分线上的一点，将一个负点电荷先后放在d、c、e点，三点所在的电场强度分别为Ed、Ec、Ee，则下列说法中正确的是（　　） A．Ed、Ec、Ee的方向都是水平向右B．Ed、Ec的方向水平向右，Fe的方向竖直向上C．Ed、Ee的方向水平向右，Fc＝0D．Ed、Ec、Ee的大小都相等3．如图所示，较厚的空腔球形导体壳中有一个正点电荷，则图中、、、各点的电场强度大小关系为（　　）A． B．C． D．4．A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度﹣时间图象如图所示．则这一电场可能是下图中的（　       ）A．　　　　　　　B． B．C． D．5．均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，在半球面上均匀分布着正电荷，总电荷量为，球面半径为，为通过半球顶点与球心的轴线，在轴线上有、两点，。已知点的电场强度大小为，静电力常量为，则点的电场强度大小为（　　）A． B． C． D．6．如图所示，四个质量均为m、带电荷量均为+q的微粒a、b、c、d距离地面的高度相同，以相同的水平速度被抛出，除了a微粒没有经过电场外，其他三个微粒均经过电场强度大小为E的匀强电场（mg>qE），这四个微粒从被抛出到落地所用的时间分别是ta、tb、tc、td，不计空气阻力，则（　　）A．tb<ta<tc<td B．tb=tc<ta=tdC．ta=td<tb<tc D．tb<ta=td<tc7．如图所示，在水平向右、大小为E的匀强电场中，在O点固定一电荷量为Q的正电荷，A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直。则（　　）A．A点的电场强度大小为B．B点的电场强度大小为E－kC．D点的电场强度大小不可能为0D．A、C两点的电场强度相同8．如图所示，半径为的导体环的顶端有一宽为的小狭缝，且满足远远小于，在导体环上均匀分布着总电荷量为的负电荷。已知静电力常量为，则下列说法正确的是（　　）A．导体环在圆心处产生的场强大小为，方向由指向B．导体环在圆心处产生的场强大小为，方向由指向C．导体环在圆心处产生的场强大小为，方向由指向D．导体环在圆心处产生的场强大小为，方向由指向二、多选题9．下列有关静电的说法正确的是（　　）A．复印机是利用静电吸附作用工作的B．为了美观，最好把避雷针顶端设计成球形C．电工穿用铜丝编织的高压作业服是因为该衣服不容易被扯破D．飞机的机轮上装有搭地线或用导电橡胶做轮胎都是为了防止静电危害10．如图所示，金属板带电量为＋Q，质量为m的金属小球带电量为＋q，当小球静止后，悬挂小球的绝缘细线与竖直方向间的夹角为α，小球与金属板中心O恰好在同一条水平线上，且距离为L。下列说法正确的是（　　）A．＋Q在小球处产生的场强为B．＋Q在小球处产生的场强为C．＋q在O点产生的场强为D．＋q在O点产生的场强为11．如图所示，真空中x轴上有A、B、C三点，A点和B点分别固定一个点电荷和，在C点静止释放一个试探电荷q后，q开始做往复运动，不计试探电荷的重力，以下说法正确的是（　　） A．和一定是同种电荷B．它们带电量的绝对值的大小关系一定是C．q的电性一定和相同D．q的电性一定和相同三、实验题12．在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关．他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示．实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大．实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的 ________ 而增大，随其所带电荷量的 ____________ 而增大．此同学在探究中应用的科学方法是             __________ （选填：“累积法”、“等效替代法”、“控制变量法”或“演绎法”）。四、解答题13．如图所示，把一质量为2.0g、带电荷量为的均匀带负电小球用绝缘细绳悬起，将另一个均匀带正电小球靠近放置，当两个带电小球在同一高度且相距cm时，细绳与竖直方向的夹角，取，，、两小球均可视为点电荷，求：(1)小球受到的库仑力的大小；(2)小球的带电荷量。14．如图所示，在竖直平面内有两个点电荷，固定在同一水平直线上相距为的A、两点，其电荷量分别为、。在A、两点连线的垂直平分线处固定一光滑竖直绝缘杆，在杆上点有一个质量为、电荷量为的小环（可视为点电荷）由静止释放。已知A、、三点连线为正三角形，重力加速度为。求：(1)释放小环瞬间，杆对小环的作用力大小；(2)小环滑到点时的速度大小。15．如图，、、、是正方形的四个顶点，在点和点放有电荷量都为的正电荷，在点放了某个未知电荷后，恰好点的电场强度等于0。求放在点的电荷电性和电荷量。
参考答案：1．D【解析】【详解】根据电场强度的定义式，知场强大小等于单位电量的电荷在该点所受的电场力大小，但场强反映电场的强弱和方向，与电场力是两回事，故A错误；电场强度是描述电场强弱和方向的物理量，由电场本身决定，与试探电荷无关，故B错误，D正确；电场强度方向是正试探电荷在该点所受电场力的方向，与负试探电荷在该点所受电场力的方向相反，故C错误．所以D正确，ABC错误．2．A【解析】【分析】【详解】等量异号电荷的电场的分布特点如图 A．从图中可知，cde三点的场强的方向都向右，故A正确；B．负点电荷在e点的电场力方向水平向左，故B错误；C．根据电场的叠加原理知，c点的场强不等于0，则Fc≠0故C错误；D．从图中可知看到d点的电场线最密，场强最大，e点的电场线最疏，场强最小，故D错误。故选A。3．C【解析】【分析】【详解】当静电平衡时，空腔球形导体壳内壁感应出负电荷，外壁感应出正电荷，感应电荷形成的电场与点电荷形成的电场叠加，导致空腔球形导体壳内（阴影部分）场强为零。如图画出电场线的大致分布由于处电场线较密，处电场线较疏，处电场线更疏，处场强为零，则故选C。4．A【解析】【详解】由图像可知，速度在逐渐减小，图像的斜率在逐渐增大，故此带负电的微粒做加速度越来越大的减速直线运动，所受电场力越来越大，电场线的疏密表示场强的大小，带负电的微粒受力方向与运动方向相反。故选A。5．A【解析】【详解】若将带电量为2q的球面放在O处，均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。则在M、N点所产生的电场为由题知当半球面如图所示点的电场强度大小为，则点的场强为故选A。6．D【解析】【详解】根据四个微粒所受的静电力的方向可以判断出，竖直方向上的加速度大小关系为又因为竖直方向上的位移相等，根据运动学公式可得故选D。7．A【解析】【详解】A．正点电荷Q在A点的电场强度大小为方向竖直向上，而匀强电场在A点的电场强度大小为E，因二者方向相互垂直，根据矢量的合成法则，则有A点的场强大小为，A正确；B．同理，点电荷Q在B点的电场强度的方向与匀强电场方向相同，因此B点的场强大小为 ，B错误；C．点电荷Q在D点的电场强度的方向与匀强电场方向相反，若二者大小相等时，则D点的电场强度大小为零，C错误；D．根据矢量的合成法则，A点电场的方向斜向右上方，C点电场的方向斜向右下方，可知，A、C 两点的电场强度大小相等，而方向不同， D错误。故选A。8．D【解析】【分析】【详解】该导体环可认为是从封闭的导体环上取下宽为的一小段后的部分，对宽为的一小段导分析，由于远远小于，因此可视为点电荷，其在圆心处产生的场强大小为又因为宽为的一小段导体带负电荷，故场强方向由指向。据对称性知，封闭的导体环在圆心处产生的合场强为，所以宽为的一小段导体在圆心处产生的场强与该导体环在圆心处产生的场强大小相等、方向相反，则导体环在圆心处产生的场强大小为，方向由指向，故ABC错误，D正确。故选D。9．AD【解析】【分析】【详解】A．复印机是利用静电吸附作用工作的，故A正确；B．避雷针是利用尖端放电的原理来避雷，故避雷针必须设计成针状，不能设计成球形，故B错误；C．当电工直接处于高压电场中时，很容易因静电感应而被电到，但若穿着用铜丝编织的作业服，当达到静电平衡时，作业服的屏蔽作用使作业服内电场强度保持为零，对电工起保护作用，故C错误；D．飞机的机轮上装有搭地线或用导电橡胶做轮胎都是为了及时将产生的静电导走，防止静电危害，故D正确。故选AD。10．BC【解析】【分析】【详解】AB．对金属小球受力分析，如图所示故+Q在小球处产生的场强为A错误B正确；CD．根据点电荷的场强公式，+q在O点产生的场强为D错误C正确。故选BC。11．BD【解析】【详解】AB．在C点静止释放一个试探电荷q后，q开始做往复运动，可知和一定是异种电荷，因A点距离C点较远，根据可知选项A错误，B正确；CD．试探电荷q能在C点附近做往复运动，可知q与Q2电性相同，与Q1电性相反，选项C错误，D正确。故选BD。12．     减小     增大     控制变量法【解析】【分析】【详解】[1]设悬线与竖直方向夹角为θ，根据平衡条件可得当距离减小时，θ增大，可以判断库仑力F增大，故随距离减小，库仑力增大；[2]保持距离不变，q增大时，θ增大，根据上式可以判断库仑力F增大，故q增大，库仑力增大；[3]在判断中先令一个量不变，判断令两个量之间的关系，这种方法是控制变量法。13．(1)；(2)【解析】【详解】解：(1)以小球为研究对象，受到三个力的作用，由平衡条件可得小球受到的库仑力大小代入数据解得由牛顿第三定律可得，小球受到的库仑力大小(2)由库仑定律得代入数据得小球的带电荷量14．(1)；(2)【解析】【分析】【详解】(1)由库仑定律A处正点电荷对点处小环的库仑力大小处负点电荷对点处小环的库仑力大小释放小环瞬间，两点电荷对小环的合力大小则杆对小环的作用力大小(2)小环从滑到，电场力不做功，根据动能定理有因为所以小环滑到点时的速度大小15．带负电，【解析】【详解】设正方向边长，、点的电荷在点的场强均为则、点的电荷在点的合场强为因为点的电场强度恰好等于零，则点的点电荷在点的场强与、点的电荷在点的合场强等大反向，因此点的点电荷带负电，且点的点电荷在的电场强度大小是解得