【期末总复习】人教版(2019)高二物理必修第三册——第九章 静电场及其应用（期末单元复习卷）

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第九章：《静电场及其应用》单元基础巩固与培优达标检测卷全解全析1．C【详解】A．摩擦起电是电荷的正、负电荷分离，并没有创造出新的电荷，A错误；B．与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为丝绸对电子的束缚能力强，玻璃棒上的负电荷转移到了丝绸上，B错误；CD．接触带电才会使电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体；而感应起电可以使电荷从物体的一部分转移到另一个部分，C正确，D错误。故选C。2．B【详解】CD.首先取a、b球和ab之间的绳子整体为研究对象，整体受重力、电场力和绳子拉力，由于电场力的矢量和为0，绳子的拉子与重力平衡，即上面的绳子处于竖直状态，故CD错误；AB.B球带负电，受到水平向左的电场力，所以应该向左偏，故A错误，B正确；故选B。3．B【详解】A．对于由点电荷产生的电场，电场强度的表达式仍成立，即式中的q是试探电荷所带电荷量，选项A错误；BCD．在真空中，点电荷产生电场强度的表达式为E=式中Q就是产生电场的点电荷所带电荷量，选项B正确，CD错误；故选B。4．B【详解】因中垂线上半部分的各点合场强方向相同，均为O指向P，而O至无穷远处场强先增大后减小，场强最大的位置有可能在OP之间，也可能在OP的延长线上，所以负点电荷从P至O的过程一直加速，到O时v最大，而加速度的大小可能逐渐减小，也可能先增大后减小，故加速度的大小变化无法确定，B正确。故选B。5．C【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。6．B【详解】a点电荷量为q的点电荷在b处产生的电场强度为方向向右，而半径为R均匀分布着电荷量为Q的圆盘，与a点处有一电荷量为的固定点电荷，在b点处的场强为零，可得圆盘在b点处产生的电场强度大小也为方向向左，那么圆盘在d产生的电场强度的大小仍为方向向右，而a处电荷量为q的点电荷在d处产生的电场强度为方向向右，则d处的电场强度大小为故B正确，ACD错误。故选B。7．C【详解】A．电量为-q的试探电荷在a点受到的库仑力方向指向Q，电场强度方向背离Q，则Q带正电，A错误；B．根据公式知，b、c两点电场强度大小相同，方向不同，B错误；C．根据公式a、b两点与Q距离之比为1：2，所以a、b两点的电场强度大小之比为4：1，C正确；D．场强由电场本身决定，与检验电荷无关，所以a处的试探电荷电量变为2q，该处场强不变，D错误。故选C。8．C【详解】A．电场线是假想的曲线，不是真实存在的，选项A错误；B．图甲中，没有头发屑的地方同样有电场，选项B错误；C．图乙中A点的电场线较B点密集，可知A点的电场强度大于B点的电场强度，选项C正确；D．因AB之间的电场线上曲线，则在图乙电场中A点静止释放的正点电荷不可能沿电场线运动到B点，选项D错误。故选C。9．A【详解】A．A、D两点点电荷在O点的场强相互抵消，故O点的场强大小等于B点的负点电荷Q在O点产生的场强，即故A正确；B．A、D两点点电荷在C处的合场强为方向OC方向，B点的负点电荷Q在C点产生的场强为方向沿CO方向，故C处的场强为方向沿OC方向，故B错误；CD．从O到C的过程中电场强度大小先减小后增大再减小，故CD错误。故选A。10．C【详解】对于甲图，带电量为Q的点电荷，A点的电场强度的大小对于乙图，水平放置的半径为的均匀带电圆环，把圆环分成无数个小的点和元，每个点电元在A点形成电场叠加而成， A点的电场强度的大小
 对于丙图，半径为r的均匀带电圆盘，把圆盘面分成无数个小的点和元，每个点电元在A点形成电场叠加而成，电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出A点的电场强度的大小对于丁图，带电球在处的场强故A点的电场强度的大小所以故C正确，ABD错误；故选C。11．BC【详解】AD．小球保持静止时受到重力mg、电场力F和细线的拉力T，作出力图如图所示由于小球带负电，当电场强度竖直向上和水平向右时，小球不可能保持静止，选项AD错误；B．根据作图法可知，当电场力F与细线垂直时，电场力最小，最小值为F=mgsinθ因此电场场强的最小值为当电场强度竖直向下时，有解得选项B正确；C．当电场强度水平向左时，有所以选项C正确。故选BC。12．AB【详解】A．对小球受力分析，有由于β>α，所以故A正确；B．从上面的分析可知，，因此水平方向上，a的加速度小于b的加速度，竖直方向上作自由落体运动，根据运动的独立性可知，两球同时落地，故B正确；C．因为a、b两球之间的库仑力是相互作用力，一直是等大的，所以a球的电荷量和b球的电量大小无法判断，故C错误；D．从上面的分析可知，a的水平加速度小于b的水平加速度，又因为它们平抛运动的时间相等，因此a球水平飞行的距离比b球小，故D错误。故选AB。13．ABC【详解】A．由于静电屏蔽，导体空腔内任意点的电场强度均为零，A正确；B．整个导体（包括内部空腔）是等势体，电势与大地电势相等，为零，B正确；C．由于静电屏蔽，导体内部场强为零，没有电场线，因此内表面没有电荷，C正确；D．由于静电感应，导体外表面的带有正电荷，他和Q产生的电场叠加，使导体内部场强为零，D错误。故选ABC。14．BC【详解】AB．对A研究，B对A的库仑力垂直于斜面方向的分力，先逐渐增大后逐渐减小，当库仑力与斜面垂直时最大，设该分力为，根据平衡条件可得，斜面对A的支持力可知N先增大后减小，故A错误B正确；CD．以A和C整体为研究对象，设B对A的库仑力大小为F，与竖直方向的夹角为，根据平衡条件得由于F大小不变，逐渐变大，则知地面对斜面C的摩擦力逐渐变大，故C正确，D错误。故选BC。15．AB【详解】A．对两小球受力分析，A和B均受重力、拉力、库仑力，小球A、B均处干平衡状态，如图所示
 因为两小球通过穿过小环的绝缘细线连接，则细线上拉力大小处处相等A、B间的库仑力是作用力和反作用力大小相等，方向相反，根据相似三角形知识可知可得即A正确；BC．根据几何关系可得即即 C错误B正确；D．系统处于平衡状态，A对B的库仑力和B对A的库仑力是一对作用力与反作用力，两小球的带电荷量关系无法确定，D错误。故选AB。16．减小    增大    控制变量法    QA和QA′    QA=QB  QA′=QB′    【详解】（1）[1][2][3]．对小球B进行受力分析，可以得到小球受到的电场力：F=mgtanθ，即B球悬线的偏角越大，电场力也越大；所以使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，说明了两电荷之间的相互作用力，随其距离的减小而增大；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，说明了两电荷之间的相互作用力，随其所带电荷量的增大而增大．先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近．这是只改变它们之间的距离；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量．这是只改变电量所以采用的方法是控制变量法．
（2）[4]．根据静电感应现象可知，导体近端感应负电荷，远端感应正电荷，即QA和QA′带正电；
[5]．导体原来不带电，只是在C的电荷的作用下，导体中的自由电子向B部分移动，使B部分多带了电子而带负电；A部分少了电子而带正电．根据电荷守恒可知，A部分转移的电子数目和B部分多余的电子数目是相同的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的，即QA=QB  QA′=QB′．17．控制变量法    大于    见解析    【详解】（1）[1] 实验中需要用到控制变量法的科学方法（2）[2][3] B球受重力，绳的拉力和电场力三力平衡，根据平衡关系，A、B两球之间的电场力当两球心相距为3R时，两球不能看成点电荷，因带同种电荷，导致电量间距大于3R，根据库仑定律可知，它们实际的相互作用库仑力大小即该同学的计算结果偏大18．（1）0.9N；（2），方向由O指向B【详解】（1）由库仑定律得代入数据得（2）O点电场强度大小为代入数据得方向由O指向B19．① ；②2×10-2N；③5.0×10-8C【详解】①A球受重力、拉力和静电力，处于平衡状态，受力图如图
 ②B球受到的库仑力与A球受到的库仑力是相互作用力，等大，大小为③由得    20．，沿x轴正方向【详解】由几何关系可知PM=PN=a，则MN处的正电荷在P点的场强均为则P点的场强方向沿x轴正向。21．(1)；(2)；(3)0.0468N【详解】(1)根据库伦定律可得，上两个点电荷之间的库仑力大小为(2)两点电荷在A处产生的场强大小均为则点的合场强大小为(3)若在点放置一个电量的点电荷，则它受到的电场力大小为22．(1),；(2)，水平向右【详解】(1)对A受力分析如图由平衡条件得竖直方向解得而水平方向有可得(2)对球C进行受力分析如图水平方向平衡有解得方向水平向右。