高中物理人教必修三第09章 靜電場及其應用 單元檢測檢測B卷（解析版）

1、第九章 靜電場及其應用 單元檢測（B卷） 一、單選題：(每題4分，共計32分)1.如圖所示為空腔球形導體(不帶電)，現(xiàn)將一個帶正電的小金屬球放入腔內，靜電平衡時，圖中A、B、C三點的電場強度E的關系是A B C D答案：D【解析】當靜電平衡時，空腔球形導體內壁感應出負電荷，外表面感應出正電荷，畫出電場線的分布如圖。由于A處電場線較密，B處電場線較疏，C處場強為零，則。2.A、B是一條電場線上的兩個點,一帶負電的微粒僅在靜電力作用下以一定的初速度從A點沿電場線運動到B點,其v-t圖象如圖所示。則此電場的電場線分布可能是()答案A解析負點電荷在電場力的作用下由A運動到B,并由v-t圖象知:負點電荷

2、做加速度逐漸增大的減速運動。由F=ma得電場力越來越大,即AB電場強度越來越大,電場線分布越來越密。又由于負電荷所受電場力方向與速度方向相反,由B到A,電場強度方向為由A到B,故A選項正確。3.如圖為真空中兩點電荷A、B形成的電場中的一簇電場線,已知該電場線關于虛線對稱,O點為A、B電荷連線的中點,a、b為其連線的中垂線上對稱的兩點,則下列說法正確的是()A.A、B可能為帶等量異號的正、負電荷B.A、B可能為帶不等量的正電荷C.a、b兩點處無電場線,故其電場強度可能為零D.同一試探電荷在a、b兩點處所受電場力大小相等,方向一定相反答案D解析根據電場線的方向及對稱性,可知該電場為等量同種電荷形成

3、的,故A、B均錯誤;a、b兩點雖沒有畫電場線,但兩點的電場強度都不為零,C錯誤;根據等量同種電場的特點可知,同一電荷在a、b兩點所受電場力等大反向,D正確。.4.實線為三條未知方向的電場線，從電場中的M點以相同的速度飛出a、b兩個帶電粒子，a、b的運動軌跡如圖中的虛線所示(a、b只受電場力作用)，則()Aa一定帶正電，b一定帶負電B電場力對a做正功，對b做負功Ca的速度將減小，b的速度將增大Da的加速度將減小，b的加速度將增大【答案】D【解析】由于電場線方向未知，故無法確定a、b的電性，A錯；根據a、b的運動軌跡，a受向左的電場力，b受向右的電場力，所以電場力對a、b均做正功，兩帶電粒子動能均

4、增大，則速度均增大，B、C均錯；a向電場線稀疏處運動，電場強度減小，電場力減小，故加速度減小，b向電場線密集處運動，故加速度增大，D正確5.如圖所示，電荷量為q的點電荷與均勻帶電圓形薄板相距為2d，點電荷到帶電薄板的垂線通過板的幾何中心，垂線上的a、b兩點關于薄板對稱，到薄板的距離都是d.若圖中a點的電場強度為零，則b點的電場強度大小和方向分別為(靜電力常量為k)()A.eq f(kq,d2)，垂直薄板向左 B.eq f(8kq,9d2)，垂直薄板向右C.eq f(kq,9d2)，垂直薄板向左 D.eq f(10kq,9d2)，垂直薄板向左答案D解析由于a點處的合場強為零，所以帶電薄板在a處產

5、生的場強與點電荷q在a處產生的場強大小相等均為eq f(kq,d2)，方向相反，可知帶電薄板應帶正電；由帶電薄板產生場強的對稱性可知，薄板在b點產生的場強方向向左，大小等于eq f(kq,d2)，故b點的電場強度大小為Ekeq f(q,d2)keq f(q,3d2)eq f(10kq,9d2)，方向向左，故選D.6.如圖所示為兩個固定在同一水平面上的點電荷，距離為d，電荷量分別為Q和Q.在它們連線的豎直中垂線上固定一根長為L、內壁光滑的絕緣細管，有一電荷量為q的小球以初速度v0從管口射入，則小球()A速度先增大后減小B受到的庫侖力先做負功后做正功C受到的庫侖力最大值為eq f(8kQq,d2)

6、D管壁對小球的彈力最大值為eq f(4kQq,d2)答案C解析由等量的異種電荷形成的電場特點，根據小球的受力情況可知在細管內運動時，小球所受合力等于重力，小球速度一直增大，A錯誤；庫侖力水平向右，不做功，B錯誤；在兩點電荷連線中點處庫侖力最大，F(xiàn)eq f(kqQ,blc(rc)(avs4alco1(f(d,2)2)eq f(kqQ,blc(rc)(avs4alco1(f(d,2)2)eq f(8kqQ,d2)，C正確；管壁對小球的彈力與庫侖力是平衡力，所以最大值為eq f(8kqQ,d2)，D錯誤7.一金屬球,原來不帶電?，F(xiàn)沿球的直徑的延長線放置一均勻帶電的細桿MN,如圖所示。金屬球上感應電荷

7、產生的電場在球內直徑上a、b、c三點的電場強度大小分別為Ea、Eb、Ec,則三者相比() A.Ea最大B.Eb最大 C.Ec最大 D.Ea=Eb=Ec答案C解析處于靜電平衡的導體內部電場強度處處為零,故a、b、c三點的電場強度都為零。靜電平衡的導體內部電場強度為零是感應電荷產生的電場與外電場疊加的結果,所以感應電荷在球內某點產生的電場的電場強度與MN在這一點形成的電場的電場強度等大反向,比較a、b、c三點感應電場的電場強度,實質上是比較帶電體MN在這三點的電場強度,由于c點離MN最近,故MN在c點的電場強度最大,感應電荷在c點的電場強度也最大,故選項C正確。8.如圖所示，金屬板帶電量為Q，質量

8、為m的金屬小球帶電量為q，當小球靜止后，懸掛小球的絕緣細線與豎直方向間的夾角為，小球與金屬板中心O恰好在同一條水平線上，且距離為L。下列說法正確的是（）AQ在小球處產生的場強為E1BQ在小球處產生的場強為E1Cq在O點產生的場強為E2Dq在O點產生的場強為E2【答案】C【解析】AB對金屬小球受力分析，如圖所示：根據平衡條件，有故+Q在小球處產生的場強為選項AB錯誤；CD根據點電荷的場強公式，+q在O點產生的場強為選項C正確，D錯誤。故選C。多選題（每題4分，共計24分）9.把質量為m的正點電荷q在電場中由靜止釋放，在它運動的過程中如果不計重力，下述說法正確的是()A點電荷的運動軌跡必與電場線重

9、合B點電荷的速度方向，必與所在點的電場線的切線方向一致C點電荷的加速度方向，必與所在點的電場線的切線方向一致D點電荷的受力方向，必與所在點的電場線的切線方向一致【答案】CD【解析】把正點電荷q由靜止釋放，如果電場線為直線，點電荷將沿電場線方向運動，如果電場線為曲線，點電荷一定不沿電場線方向運動，(因為如果沿電場線運動，其速度方向與受力方向重合，不符合曲線運動的條件)，A不正確；由于點電荷做曲線運動時，其速度方向與電場力方向不再一致(初始時刻除外)，B不正確；而正點電荷的加速度方向，也即點電荷所受電場力方向必與該點場強方向一致，即與所在點的電場線的切線方向一致，所以C，D正確故正確答案為C、D.

10、10.如圖所示，在玻璃管中心軸上安裝一根直導線，玻璃管外繞有線圈，直導線的一端和線圈的一端分別跟感應圈的兩放電柱相連。開始，感應圈未接通電源，點燃蚊香，讓煙通過玻璃管冒出。當感應圈電源接通時，玻璃管中的導線和管外線圈間就會加上高電壓，立即可以看到不再有煙從玻璃管中冒出來了。過一會兒還可以看到管壁吸附了一層煙塵，這是因為()A.煙塵在高壓電場作用下帶上了負電B.煙塵在高壓電場作用下帶上了正電C.帶負電的煙塵吸附在管壁上，因此看不到有煙冒出D.帶正電的煙塵吸附在直導線上，因此看不到有煙冒出解析煙塵在直導線和管外線圈形成的高壓電場作用下，帶上了負電。帶負電的煙塵顆粒被吸附到了管壁上，因此看不到有煙冒

11、出，選項A、C正確。答案AC11.某靜電場中的電場線如圖所示，帶電粒子在電場中僅受電場力作用，其運動軌跡如圖中虛線所示，由M運動到N.以下說法正確的是()A粒子必定帶正電荷B粒子在M點的加速度大于它在N點的加速度C粒子在M點的加速度小于它在N點的加速度D粒子在M點的動能小于它在N點的動能【答案】ACD【解析】根據粒子運動軌跡彎曲的情況，可以確定粒子所受電場力的方向沿該點電場線的切線方向，故此粒子帶正電，A選項正確由于電場線越密，場強越大，粒子所受電場力就越大，根據牛頓第二定律可知其加速度也越大，故此粒子在N點加速度大，C選項正確，B選項錯誤粒子從M點到N點，電場力做正功，根據動能定理知此粒子在

12、N點動能大，故D選項正確12.用電場線能很直觀、很方便地比較電場中各點場強的強弱如圖1310甲是等量異種點電荷形成電場的電場線，圖乙是場中的一些點，O是電荷連線的中點，E、F是連線中垂線上相對O對稱的兩點，B、C和A、D也相對O對稱則()甲乙AB、C兩點場強大小和方向都相同BA、D兩點場強大小相等，方向相反CE、O、F三點比較，O點場強最強DB、O、C三點比較，O點場強最弱【答案】ACD【解析】由等量異種點電荷的電場線分布可知選項A、C、D正確，B錯誤.13.一絕緣細線Oa下端系一質量為m的帶正電的小球a，在正下方有一光滑的絕緣水平細桿，一帶負電的小球b穿過桿在其左側較遠處，小球a由于受到水平

13、絕緣細線的拉力而靜止，如圖6所示，現(xiàn)保持懸線與豎直方向的夾角為，并在較遠處由靜止釋放小球b，讓其從遠處沿桿向右移動到a點的正下方，在此過程中()A.懸線Oa的拉力逐漸增大，水平細線的拉力逐漸減小B.b球的加速度先增大后減小，速度始終增大C.b球所受的庫侖力一直增大D.b球所受的庫侖力先減小后增大答案BC解析b球在較遠處時，所受庫侖力近似為零，在a球正下方時，庫侖力的水平分量為零，水平細線的拉力比最初時大，A錯誤；中間過程b球受到的庫侖力的水平分量不為零，可知庫侖力的水平分量先增大，后減小，則b球的加速度先增大后減小，b球所受庫侖力水平分量與運動方向始終相同，速度一直增大，B正確；b球受到的庫侖

14、力Fkeq f(qaqb,r2)，在運動過程中，a、b兩球之間的距離一直在減小，則b球所受的庫侖力一直增大，C正確，D錯誤.14.如圖所示，用兩根長度相同的絕緣細線把一個質量為0.1 kg的小球A懸掛在水平板的M、N兩點，A上帶有Q3.0106 C的正電荷.兩線夾角為120，兩線上的拉力大小分別為F1和F2.A的正下方0.3 m處放有一帶等量異種電荷的小球B，B與絕緣支架的總質量為0.2 kg(重力加速度g取10 m/s2；靜電力常量k9.0109 Nm2/C2，A、B球可視為點電荷)，則()A.支架對地面的壓力大小為2.0 NB.兩線上的拉力大小F1F21.9 NC.將B水平右移，使M、A、

15、B在同一直線上此時兩線上的拉力大小F11.225 N，F(xiàn)21.0 ND.將B移到無窮遠處，兩線上的拉力大小F1F20.866 N答案BC解析小球A、B間的庫侖力為F庫keq f(QQ,r2)9.0109eq f(3.01063.0106,0.32) N0.9 N，以B和絕緣支架整體為研究對象，受力分析圖如圖甲所示，地面對支架的支持力為FNmgF庫1.1 N，由牛頓第三定律知，A錯誤；以A球為研究對象，受力分析圖如圖乙所示，F(xiàn)1F2mAgF庫1.9 N，B正確；B水平向右移，當M、A、B在同一直線上時，由幾何關系知A、B間距為r0.6 m，F(xiàn)庫keq f(QQ,r2)0.225 N，以A球為研究

16、對象，受力分析圖如圖丙所示，可知F21.0 N，F(xiàn)1F庫1.0 N，F(xiàn)11.225 N，所以C正確；將B移到無窮遠，則F庫0，可求得F1F21.0 N，D錯誤.非選擇題（本題共4小題，共計44分）15.(10分)如圖所示，光滑絕緣的水平面上固定著A、B、C三個帶電小球，它們的質量都為m，彼此間距離均為r，A、B帶正電，電荷量均為q.現(xiàn)對C施加一個水平力F的同時放開三個小球三個小球在運動過程中保持間距r不變，求：(三個小球均可視為點電荷)(1)C球的電性和電荷量大小(2)水平力F的大小【答案】(1)負電2q(2)eq f(3r(3)kq2,r2)【解析】(1)A球受到B球沿BA方向的庫侖力和C球

17、的庫侖力作用后，產生水平向右的加速度，所以C球對A球的庫侖力為引力，C球帶負電對A球，有keq f(q2,r2)keq f(qQ,r2)sin 30，所以Q2q.(2)又根據牛頓第二定律，有keq f(qQ,r2)cos 30ma，將A、B、C作為整體，則F3maeq f(3r(3)kq2,r2).16.（10分）如圖所示，A、B是兩個帶等量同種電荷的小球，A固定在豎直放置的10 cm長的絕緣支桿上，B靜止于光滑絕緣的傾角為30的斜面上且恰與A等高，若B的質量為30eq r(3) g，則B帶電荷量是多少？(取g10 m/s2)【答案】1.0106 C【解析】因為B靜止于光滑絕緣的傾角為30的斜

18、面上且恰與A等高，設A、B之間的水平距離為L.依據題意可得：tan 30eq f(h,L)，Leq f(h,tan 30)eq f(10,f(r(3),3) cm10 eq r(3)cm，對B進行受力分析如圖所示，依據物體平衡條件解得庫侖力Fmgtan 3030eq r(3)10310eq f(r(3),3) N0.3 N.依據Fkeq f(Q1Q2,r2)得：Fkeq f(Q2,L2).解得：Qeq r(f(FL2,k)eq r(f(0.3,9109)10eq r(3)102 C1.0106 C.17.（10分）如圖所示，把一個傾角為的絕緣斜面固定在勻強電場中，電場方向水平向右，電場強度大小為E，有一質量為m、帶電荷量為q的物體以初速度v0從A端滑上斜面恰好能沿斜面勻速運動，求物體與斜面間的動摩擦因數(shù)【答案】eq f(qEcos mgsin ,mgcos qEsin )【解