人教版高中物理必修第三冊第九章測試題含答案解析

人教版高中物理必修第三冊第九章測試題含答案解析第一部分知識思維導(dǎo)圖第二部分章末試題演練班級：學(xué)號：姓名：一、選擇題1．關(guān)于點(diǎn)電荷和元電荷的下列說法中正確的是()A．點(diǎn)電荷和元電荷都是指電量小體積小的帶電體B．點(diǎn)電荷帶電量通常取e＝1.60×10－19CC．體積很大的帶電體也能看成是點(diǎn)電荷,帶電量可以是4.0×10－17CD．電荷量e的數(shù)值最早是由科學(xué)家?guī)靵鲇脤?shí)驗(yàn)測得的【答案】C【詳解】A．元電荷是指最小的電量單位；而點(diǎn)電荷是指只有當(dāng)帶電體所帶電量與所研究的問題相比可忽略不計(jì)時(shí)，才可看做點(diǎn)電荷，不一定是電量小體積小的帶電體都可看做是點(diǎn)電荷，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．元電荷e＝1.60×10－19C，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．體積很大的帶電體所帶電量與所研究的問題相比可忽略不計(jì)時(shí)，也能看成是點(diǎn)電荷；帶電體所帶電量都是1.60×10－19C的整數(shù)倍，則帶電量可以是4.0×10－17C，選項(xiàng)C正確；D．電荷量e的數(shù)值最早是由科學(xué)家密立根用實(shí)驗(yàn)測得的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選C.2．下列說法中正確的是（）A．根據(jù)可知，電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度與試探電荷在該點(diǎn)所受的靜電力成正比B．電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度，與試探電荷的受力大小及帶電荷量無關(guān)C．電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向即試探電荷在該點(diǎn)的受力方向D．公式和只適用點(diǎn)電荷形成的電場【答案】B【詳解】AB．根據(jù)比值定義法，有E=FqC．電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向即帶正電的試探電荷在該點(diǎn)的受力方向。故C錯(cuò)誤；D．公式E=Fq是定義式適用于任何電場，E=故選B。3．導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí)，下列說法正確的是（）A．導(dǎo)體內(nèi)部沒有電場B．電荷只分布在導(dǎo)體的內(nèi)、外表面C．導(dǎo)體內(nèi)部的合電場強(qiáng)度為零D．導(dǎo)體表面和內(nèi)部的合電場強(qiáng)度均為零【答案】C【詳解】ACD．金屬導(dǎo)體在點(diǎn)電荷附近，出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象，導(dǎo)致電荷重新分布。因此在金屬導(dǎo)體內(nèi)部出現(xiàn)感應(yīng)電荷的電場，正好與點(diǎn)電荷的電場疊加，內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零，導(dǎo)體表面電場強(qiáng)度不為零，故A、D錯(cuò)誤，C正確；B．金屬導(dǎo)體的內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零，導(dǎo)體內(nèi)部不再有電荷定向移動(dòng)，凈電荷分布在導(dǎo)體外表面，故B錯(cuò)誤。故選C。4．如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量均為m的完全相同的金屬球殼a與b，其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，將它們固定于絕緣支架座上，兩球心間的距離l為球半徑的3倍．若使它們帶上等量異種電荷，使其電荷量的絕對值均為Q，那么關(guān)于a、b兩球之間的萬有引力F引和庫侖力F庫的表達(dá)式正確的是()A．B．C．D．【答案】D【詳解】萬有引力定律適用于兩個(gè)可看成質(zhì)點(diǎn)的物體，雖然兩球心間的距離只有其半徑r的3倍，但由于其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，兩球殼可看作質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點(diǎn)．因此，可以應(yīng)用萬有引力定律所以兩者之間的引力為F引=Gm2l2，庫侖定理適合于真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷，由于兩球心間的距離l只有其半徑r的3倍，所以金屬球殼a與5．如圖所示，較厚的空腔球形導(dǎo)體殼中有一個(gè)正點(diǎn)電荷，則圖中、、、各點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小關(guān)系為（）A． B．C． D．【答案】C【詳解】當(dāng)靜電平衡時(shí)，空腔球形導(dǎo)體殼內(nèi)壁感應(yīng)出負(fù)電荷，外壁感應(yīng)出正電荷，感應(yīng)電荷形成的電場與點(diǎn)電荷形成的電場疊加，導(dǎo)致空腔球形導(dǎo)體殼內(nèi)（陰影部分）場強(qiáng)為零。如圖畫出電場線的大致分布由于a處電場線較密，c處電場線較疏，d處電場線更疏，b處場強(qiáng)為零，則Ea>E6．如圖所示是某靜電場的一部分電場線分布情況，下列說法中正確的是A．這個(gè)電場可能是負(fù)點(diǎn)電荷的電場B．點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)處受到的電場力比在B點(diǎn)處受到的電場力大C．負(fù)電荷在B點(diǎn)處受到的電場力的方向沿電場線的切線方向D．點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)處的瞬時(shí)加速度比在B點(diǎn)處的瞬時(shí)加速度小不計(jì)重力【答案】B【詳解】A．負(fù)電荷電場中的電場線是從無窮遠(yuǎn)出發(fā)指向負(fù)電荷的直線，而該電場線是曲線，所以A錯(cuò)誤；B．電場線密的地方電場的強(qiáng)度大，電場線疏的地方電場的強(qiáng)度小，所以EA＞EB，依據(jù)F=qE，則有點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)處受到的電場力比在B點(diǎn)處受到的電場力大，故B正確；C．電場線的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)場強(qiáng)的方向，所以負(fù)電荷在B點(diǎn)處受到的電場力的方向沿電場線切線的反方向，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)牛頓第二定律，可知，電場力越大的，產(chǎn)生加速度也越大，則點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)處的瞬時(shí)加速度比在B點(diǎn)處的瞬時(shí)加速度大，故D錯(cuò)誤。故選B。7．如圖所示，、、、為矩形各邊的中點(diǎn)，為、的交點(diǎn)，邊的長度為。、兩點(diǎn)分別固定一等量正點(diǎn)電荷，另一電荷量為的負(fù)點(diǎn)電荷置于點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)處的電場強(qiáng)度恰好為零。若將點(diǎn)的負(fù)點(diǎn)電荷移到點(diǎn)，則點(diǎn)處電場強(qiáng)度的大小和方向?yàn)椋o電力常量為）（）A．，方向向右 B．，方向向左C．，方向向右 D．，方向向左【答案】D【詳解】當(dāng)負(fù)點(diǎn)電荷在H點(diǎn)時(shí)，F(xiàn)點(diǎn)處電場強(qiáng)度恰好為零，根據(jù)公式E=kQr2可得負(fù)點(diǎn)電荷在F點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為E=kQd2，方向水平向左，故兩個(gè)正點(diǎn)電荷在F點(diǎn)產(chǎn)生的合電場強(qiáng)度大小為E=kQd2，方向水平向右；負(fù)點(diǎn)電荷移到O點(diǎn)，在故選D。8．兩個(gè)完全相同的金屬球和所帶電荷量之比為，相距為。兩者接觸一下放回原來的位置，若兩電荷原來帶異種電荷，則后來兩小球之間的庫侖力大小與原來之比是（）A． B． C． D．【答案】C【詳解】接觸前，兩小球之間的庫侖力為F=kq?q'=7q?q2=3q故選C。9．如圖所示，a、b兩點(diǎn)處分別固定有等量異種點(diǎn)電荷＋Q和－Q，c是線段ab的中點(diǎn)，d是ac的中點(diǎn)，e是ab的垂直平分線上的一點(diǎn)，將一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷先后放在d、c、e點(diǎn)，三點(diǎn)所在的電場強(qiáng)度分別為Ed、Ec、Ee，則下列說法中正確的是（）A．Ed、Ec、Ee的方向都是水平向右B．Ed、Ec的方向水平向右，F(xiàn)e的方向豎直向上C．Ed、Ee的方向水平向右，F(xiàn)c＝0D．Ed、Ec、Ee的大小都相等【答案】A【詳解】等量異號電荷的電場的分布特點(diǎn)如圖A．從圖中可知，cde三點(diǎn)的場強(qiáng)的方向都向右，故A正確；B．負(fù)點(diǎn)電荷在e點(diǎn)的電場力方向水平向左，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)電場的疊加原理知，c點(diǎn)的場強(qiáng)不等于0，則Fc≠0故C錯(cuò)誤；D．從圖中可知看到d點(diǎn)的電場線最密，場強(qiáng)最大，e點(diǎn)的電場線最疏，場強(qiáng)最小，故D錯(cuò)誤。故選A。10．如圖所示，有一個(gè)絕緣圓環(huán)，當(dāng)它的部分均勻帶電且電荷量為時(shí)，圓心處的電場強(qiáng)度大小為?，F(xiàn)使半圓環(huán)均勻帶電且電荷量為，而另一半圓環(huán)均勻帶電且電荷量為，則圓心處電場強(qiáng)度的大小和方向?yàn)椋ǎ〢．，方向由指向 B．，方向由指向C．，方向由指向 D．0【答案】A【詳解】當(dāng)圓環(huán)的14部分（AB或BC）均勻帶電且電荷量為+q時(shí)，圓心O處的電場強(qiáng)度大小為E，當(dāng)半圓環(huán)ABC均勻帶電且電荷量為+2q時(shí)，相當(dāng)于兩個(gè)14部分各帶電+q，在O點(diǎn)的場強(qiáng)大小均為E且互相垂直，可得圓心O處的電場強(qiáng)度大小為2E，方向由O指向同理可得，當(dāng)另一半圓環(huán)ADC均勻帶電且電荷量為?2q時(shí)，其在圓心O處的電場強(qiáng)度大小為2E，方向由O指向D，根據(jù)矢量的合成法則，圓心O處的電場強(qiáng)度大小為，方向由O指向D，A正確。故選A。11．如圖所示是用一種新穎的“靜電"絕緣纖維布制成的預(yù)防新型冠狀病毒肺炎口罩。熔噴布經(jīng)駐極工藝，表面帶有電荷，它能阻隔幾微米的病毒，這種靜電的阻隔作用屬于（）A．靜電感應(yīng) B．摩擦起電 C．靜電吸附 D．電磁感應(yīng)【答案】C【詳解】靜電能吸引輕小物體，含有病毒的飛沫靠近熔噴布后，會(huì)被靜電吸附在表面，無法通過，從而起到隔離病毒的作用，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。12．如圖所示，在水平向右、大小為E的勻強(qiáng)電場中，在O點(diǎn)固定一電荷量為Q的正點(diǎn)電荷，A、B、C、D為以O(shè)為圓心、半徑為r的同一圓周上的四點(diǎn)，B、D連線與電場線平行，A、C連線與電場線垂直。則（）A．A點(diǎn)的場強(qiáng)大小為B．B點(diǎn)的場強(qiáng)大小為C．D點(diǎn)的場強(qiáng)大小不可能為0D．A、C兩點(diǎn)的場強(qiáng)相同【答案】A【詳解】A．正點(diǎn)電荷Q在A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小E'=kQr2

而勻強(qiáng)電場在A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為E，因方向相互垂直，根據(jù)矢量的合成法則，則有A點(diǎn)的場強(qiáng)大小為B．同理，點(diǎn)電荷Q在B點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向與勻強(qiáng)電場方向相同，因此B點(diǎn)的場強(qiáng)大小為EB=E+kC．當(dāng)點(diǎn)電荷Q在D點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向與勻強(qiáng)電場方向相反，且大小相等時(shí)，則D點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小可以為零，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)矢量的合成法則，結(jié)合點(diǎn)電荷電場與勻強(qiáng)電場的方向，可知A、C兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等，而方向不同，故D錯(cuò)誤；故選A。13．如圖，三個(gè)固定的帶電小球a、b和c，相互間的距離分別為ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm．小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線．設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的絕對值為k，則（）A．a(chǎn)、b的電荷同號，B．a(chǎn)、b的電荷異號，C．a(chǎn)、b的電荷同號，D．a(chǎn)、b的電荷異號，【答案】D【詳解】根據(jù)同種電荷相斥，異種電荷相吸，且小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a，b的連線，可知，a、b的電荷異號，對小球c受力分析，如下圖所示因ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm，因此ac⊥bc，那么兩力的合成構(gòu)成矩形，依據(jù)相似三角形之比，則有FaFb=acbc=43根據(jù)庫侖定律有F故選D。14．（多選）如圖所示為靜電除塵示意圖，在M、N兩點(diǎn)間加高壓電源時(shí)，金屬管內(nèi)空氣電離，電離的電子在電場力的作用下運(yùn)動(dòng)，遇到煙氣中的煤粉，使煤粉帶負(fù)電荷，因而煤粉被吸附到管壁上，排出的煙就清潔了。就此示意圖，下列說法正確的是（）A．N接電源的正極 B．M接電源的正極C．電場強(qiáng)度Em＞En D．電場強(qiáng)度Em＜En【答案】AC【詳解】AB．電子附在煤粉上，使煤粉帶上負(fù)電荷，煤粉若能吸附在管壁上，說明管壁帶正電荷，N接電源正極。選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤。CD．構(gòu)建類似于點(diǎn)電荷的輻射電場，越靠近金屬絲的電場強(qiáng)度越大即Em＞En選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。二、非選擇題15．如圖，用長的絕緣線把一個(gè)質(zhì)量為的帶電小球懸掛在帶等量異種電荷的豎直平行板之間。平衡時(shí)，小球偏離豎直位置。如果兩板間電場的電場強(qiáng)度是，小球的電荷量是多少？【答案】q=3.0×10【詳解】設(shè)平衡時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角為θ，小球所受的電場力為F=Eq，細(xì)線的拉力為T，根據(jù)平衡條件，水平方向有Tsin豎直方向有Tcos解得q=mg根據(jù)題意及圖中的幾何關(guān)系得解得q=3.0×1016．如圖，、、、是正方形的四個(gè)頂點(diǎn)，在點(diǎn)和點(diǎn)放有電荷量都為的正電荷，在點(diǎn)放了某個(gè)未知電荷后，恰好點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于0。求放在點(diǎn)的電荷電性和電荷量?！敬鸢浮繋ж?fù)電，q'【詳解】設(shè)正方向邊長l，A、C點(diǎn)的電荷在D點(diǎn)的場強(qiáng)均為則A、C點(diǎn)的電荷在D點(diǎn)的合場強(qiáng)為E'=E因?yàn)镈點(diǎn)的電場強(qiáng)度恰好等于零，則B點(diǎn)的點(diǎn)電荷在D點(diǎn)的場強(qiáng)與A、C點(diǎn)的電荷在D點(diǎn)的合場強(qiáng)等大反向，因此B點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶負(fù)電，且B點(diǎn)的點(diǎn)電荷在D的電場強(qiáng)度大小是E'=kq'解得q'17．如圖所示，在范圍足夠大的場強(qiáng)大小為的勻強(qiáng)電場區(qū)域中的點(diǎn)固定一電荷量為的點(diǎn)電荷，以點(diǎn)為圓心、為半徑作一圓，、、、為圓周上的點(diǎn)且、為相互垂直的兩條直線（其中一條沿水平方向）。當(dāng)把一不計(jì)重力、帶電荷量為的試探電荷放在點(diǎn)時(shí)，電荷恰好靜止。則：(1)勻強(qiáng)電場場強(qiáng)的大小、方向如何？(2)試探電荷放在點(diǎn)時(shí)，受力的大小、方向如何？(3)試探電荷放在點(diǎn)時(shí)，受力的大小、方向如何？【答案】(1)kQr2，方向沿db方向；(2)2kQqr2，方向與【詳解】(1)如圖所示試探電荷放在點(diǎn)時(shí)，由題意可知F1F2因?yàn)镕1所以qE=kQqr即E=kQ場強(qiáng)方向沿db方向(2)如圖所示試探電荷放在點(diǎn)時(shí)EcFc方向與方向成45°角斜向左下(3)如圖所示試探電荷放在點(diǎn)時(shí)EbFb方向沿db方向18．如圖所示，把一質(zhì)量為2.0g、帶電荷量為的均勻帶負(fù)電小球用絕緣細(xì)繩懸起，將另一個(gè)均勻帶正電小球靠近放置，當(dāng)兩個(gè)帶電小球在同一高度且相距cm時(shí)，細(xì)繩與豎直方向的夾角，取，，、兩小球均可視為點(diǎn)電荷，求：(1)小球受到的庫侖力的大??；(2)小球的帶電荷量?！敬鸢浮?1)；(2)5×10?7【詳解】解：(1)以小球A為研究對象，受到三個(gè)力的作用，由平衡條件可得小球A受到的庫侖力大小FA代入數(shù)據(jù)解得FA由牛頓第三定律可得，小球B受到的庫侖力大小FB(2)由庫侖定律得FB=kQqrq=5×1019．如圖所示，一質(zhì)量m=kg，電荷量q=+3×C的帶電小球A用長為10cm的輕質(zhì)絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，另一帶電量未知的小球B固定在O點(diǎn)正下方絕緣柱上（A、B均可