2024-2025学年新教材高中物理第九章静电场及其应用单元达标检测卷含解析新人教版必修3

PAGEPAGE9第九章单元达标检测卷一、选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．1．下列关于电场线的说法中，正确的是()A．电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同B．沿电场线方向，电场强度越来越小C．电场线越密的地方，同一摸索电荷所受静电力就越大D．在电场中，顺着电场线方向移动电荷，电荷受到的静电力大小恒定【答案】C【解析】电场线上某点的切线方向就是该点的电场强度方向，和正电荷受力方向相同，和负电荷受力方向相反，故A错误；电场强度的大小用电场线的疏密表示，与电场线的方向无关，故B、D错误，C正确．2．关于库仑定律公式F＝keq\f(q1q2,r2)，下列说法正确的是()A．该公式对任何状况都适用B．当真空中的两个电荷间的距离r→0时，它们之间的静电力F→∞C．当真空中的两个电荷之间的距离r→∞时，库仑定律就不适用了D．当真空中的两个电荷之间的距离r→0时，两电荷就不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了【答案】D【解析】库仑定律适用于真空中点电荷，当真空中两电荷间的距离r→0时，两电荷不能看成点电荷，公式不适用，故D正确．3．带正电的点电荷四周的电场线分布如图所示，M、N为同一电场线上的两点，则M、N两点的电场强度()A．方向不同，大小相等 B．方向不同，大小不相等C．方向相同，大小相等 D．方向相同，大小不相等【答案】D【解析】点电荷四周电场强度E＝keq\f(Q,r2)，故M的电场强度大于N，场强方向相同，故D正确．4．A、B、C三点在同始终线上，AB∶BC＝1∶2，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷．当在A处放一电荷量为＋q的点电荷时，它所受到的静电力为F；移去A处电荷，在C处放一电荷量为－2q的点电荷，其所受静电力为()A．－eq\f(F,2) B．eq\f(F,2)C．－F D．F【答案】B【解析】设A处电场强度为E，则F＝qE．由点电荷的电场强度公式E＝eq\f(kQ,r2)可知，C处的电场强度为－eq\f(E,4)，在C处放电荷量为－2q的点电荷，其所受静电力为F′＝－2q·eq\f(－E,4)＝eq\f(F,2)，故B正确．5．下述说法正确的是()A．依据E＝eq\f(F,q)，可知电场中某点的场强与电场力成正比B．带电荷量Q和3Q的点电荷A、B相互作用时，B受到的静电力是A受到的静电力的3倍C．依据库仑定律表达式F＝keq\f(q1q2,r2)，当两电荷之间的距离r→0时，两电荷之间的库仑力F→∞D．依据E＝eq\f(kQ,r2)，可知点电荷电场中某点的场强与该点电荷的电量Q成正比【答案】D【解析】电场强度是由电场本身确定的物理量，与摸索电荷的电量以及所受的电场力无关，A错误；电荷量Q和3Q的点电荷A、B相互作用时，两者之间是相互作用力，则B受到的静电力等于A受到的静电力，B错误；当两电荷之间的距离r→0时，电荷不能看成点电荷，库仑定律不再适用，C错误；依据E＝eq\f(kQ,r2)，可知点电荷电场中某点的场强与该点电荷的电量Q成正比，D正确．6．取一个铜质小球置于圆形玻璃器皿中心，将蓖麻油和头发碎屑置于玻璃器皿内拌匀．用起电机使铜球带电时，铜球四周的头发碎屑会呈现如图所示的发散状图样．下列说法正确的是()A．电场线是真实存在的 B．发散状的黑线是电场线C．带电铜球四周存在着电场 D．只在发散状的黑线处存在着电场【答案】C【解析】电场可以用电场线来描述，电场线是人为设想出来的，其实并不存在，故A、B错误．电场是电荷或变更磁场四周空间里存在的一种特别物质，只要有电荷，就肯定有电场，故C正确．发散状的黑线，能描述出电场的分布，没有黑线处，也存在电场的，故D错误．7．如图所示，在两个等量异号的点电荷连线的中垂线上有与连线中点O等距离的a、b两点，在连线上有距中点O等距离的c、d两点，则下列场强大小关系式正确的是()A．Ea＝Eb B．Ea＝EO＝EbC．EO＝Ec＝Ed D．Ec>EO>Ed【答案】A【解析】因为是等量异种电荷的静电场，依据电场线的疏密分布特点可知，在连线上从c到d，电场强度先变小再变大，依据对称性知Ec＝Ed>EO，故C、D错误；在中垂线上，依据对称性可知Ea＝Eb<EO，故A正确，B错误．8．下列关于电场强度的两个表达式E＝eq\f(F,q)和E＝eq\f(kQ,r2)的叙述，正确的是()A．E＝eq\f(F,q)是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电荷量B．E＝eq\f(F,q)是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的静电力，q是放入电场中的电荷的电荷量，它只适用于点电荷的电场C．E＝eq\f(kQ,r2)是点电荷电场强度的计算式，Q是产生电场的电荷的电荷量，它不适用于匀强电场D．分析库仑定律的表达式F＝keq\f(q1q2,r2)，式中eq\f(kq2,r2)是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的电场强度【答案】C【解析】公式E＝eq\f(E,q)是电场强度的定义式，适用任何电场．E＝eq\f(kQ,r2)是点电荷电场强度的计算公式，只适用于点电荷电场，库仑定律公式F＝keq\f(q1q2,r2)中的eq\f(kq1,r2)可以看成q1在q2处的电场．故A、B、D错误，C正确．二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．9．如图所示中带箭头的直线是某电场中的一条电场线，在该直线上有a、b两点，用Ea、Eb分别表示a、b两点的电场强度大小，则()A．a、b两点电场强度方向相同B．电场线从a指向b，所以Ea>EbC．电场线是直线，所以Ea＝EbD．不知a、b旁边的电场线分布，Ea、Eb大小不能确定【答案】AD【解析】由于电场线上每一点的切线方向跟该点的电场强度方向一样，而该电场线是直线，故A正确．电场线的疏密表示电场的强弱，只有一条电场线时，无法确定电场线的疏密，Ea和Eb的关系不能确定，故B、C错误，D正确．10．用电场线能很直观、很便利地比较电场中各点处电场强度的大小．如图甲所示是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D也关于O对称．则()A．B、C两点电场强度大小和方向都相同B．A、D两点电场强度大小相等，方向相反C．E、O、F三点比较，O的电场强度最强D．B、O、C三点比较，O点电场强度最弱【答案】ACD【解析】由对称性可知，B、C两点电场强度大小和方向均相同，A正确；A、D两点电场强度大小相同，方向也相同，B错误；在两电荷连线的中垂线上，O点电场强度最强，在两点电荷连线上，O点电场强度最弱，C、D正确．11．图甲为某一点电荷Q产生的电场中的一条电场线，A、B为电场线上的两点，一电子以某一速度沿电场线由A运动到B的过程中，其速度—时间图像如图乙所示，则下列叙述正确的是()A．电场线方向由B指向AB．电场强度大小EA>EBC．Q可能为负电荷，也可能为正电荷D．Q在A的左侧且为负电荷【答案】ABD【解析】依据速度—时间图像分析，电荷做加速度减小的加速运动，所以静电力向右，电场线方向向左，A正确；加速度减小，静电力减小，电场强度减小，B正确；依据点电荷电场特点，Q只能在A的左侧且为负电荷，D正确．12．如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面上，且处于同一竖直平面内，若用图示方向的水平推力F作用于小球B，则两球静止于图示位置．假如将小球B向左推动少许，两个小球将重新达到平衡，则两个小球的受力状况与原来相比()A．推力F将增大B．竖直墙面对小球A的弹力变小C．地面对小球B的弹力肯定增大D．两个小球之间的距离增大【答案】BD【解析】对球A受力分析，A受三个力的作用，即重力GA，墙壁对A的弹力FA和B对A的静电力FBA，FA与FBA的合力与其重力大小相等，它是不变的．当将小球B向左推动少许时，FBA与竖直方向的夹角渐渐变小，则可以推断出FA减小，FBA也减小，B正确；对A、B整体受力分析可知，FA＝F，故推力F也将减小，A错误；对小球A和B整体受力分析可知，地面对小球B的支持力和小球A和B的重力平衡，因此地面对B的支持力保持不变，C错误；由于两球之间的静电力在减小，故两小球之间的距离在增大，D正确．三、非选择题：本题共6小题，共60分．13．(9分)视察静电感应现象的操作如下．(1)带正电的C移近导体A，金属箔片，移走C之后金属箔片．(2)带正电的C移近导体A，先把AB分开，再移走C，金属箔片，A带电，B带电，再让AB接触，金属箔片．(3)带正电的C移近导体A，用手摸一下A或者B，移走C，再分开AB，金属箔片，A、B带电．(4)把C碰一下A或者B，移走C，分开AB，A、B带电．【答案】(1)张开闭合(2)张开负正闭合(3)张开负(4)正【解析】(1)C靠近A，A端感应出负电荷，B端感应出正电荷，电子从B端移到A端，金属箔片张开，移走C之后金属箔片闭合．(2)C靠近A，金属箔片张开，先分开AB再移走C，金属箔片张开，A带负电，B带正电，再让AB接触，金属箔片闭合．(3)C靠近A，用手摸一下A或者B，手上的电子移到B，移走C分开AB，AB带负电．(4)C碰一下A或者B，电子转移到C上，移走C再分开AB，AB带正电．14．(6分)在探究“两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关”的试验中，一同学猜想可能与两电荷的距离和电荷量有关．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．试验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处渐渐向B球靠近，视察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大；再保持两球的距离不变，变更小球所带的电荷量，视察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大．试验表明：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(填“累积法”“等效替代法”“限制变量法”或“演绎法”)．【答案】减小增大限制变量法【解析】由题意知，悬线夹角越大，说明受力越大，故两电荷之间的相互作用力，随其距离的减小而增大，随其所带电荷量的增大而增大．此同学在探究中应用的科学方法是限制变量法．15．(12分)如图所示，真空中有A、B、C三个点组成的一个等边三角形，边长r＝0.1m，把两个带正电的点电荷放在B、C两点，它们带电量相等，且Q＝3.0×10－8C(1)B、C上两个点电荷之间的库仑力是多大？(2)求A点的合场强大小；(3)若在A点放置一个电量q＝－1×10－6C【答案】(1)8.1×10－4N(2)4.7×104N/C(3)4.7×10－2N【解析】(1)由库仑定律得B、C上两个点电荷之间的库仑力大小为F＝keq\f(Q2,r2)＝9.0×109×eq\f(3.0×10－82,0.12)N＝8.1×10－4N．(2)两点电荷在A处产生的场强大小分别为E＝keq\f(Q,r2)＝9.0×109×eq\f(3.0×10－8,0.12)N/C＝2.7×104N/C则A点的合场强E＝2Ecos30°＝27eq\r(3)×103N/C≈4.7×104N/C．(3)F＝Eq＝1×10－6×4.7×104N＝4.7×10－2N．16．(12分)如图所示，竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个方向水平向右的匀强电场区域，电场强度E＝3×104N/C．在两板间用绝缘细线悬挂一个质量m＝5×10－3kg的带电小球，静止时小球偏离竖直方向的夹角θ＝60°(g取10m/s2(1)小球的电性和电荷量；(2)悬线的拉力；(3)若小球静止时离右板d＝5eq\r(3)×10－2m，剪断悬线后，小球经多长时间遇到右极板．【答案】(1)正电eq\f(5\r(3),3)×10－6C(2)0.1N(3)0.1s【解析】(1)小球受静电力向右，故带正电，受力分析如图所示．由平衡条件有Eq＝mgtan60°解得q＝eq\f(5\r(3),3)×10－6C．(2)由平衡条件得F＝eq\f(mg,cos60°)解得F＝0.1N．(3)剪断细线后，小球在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，竖直方向做自由落体运动．在水平方向上有ax＝eq\f(Eq,m)，d＝eq\f(1,2)axt2联立以上两式解得t＝0.1s．17．(10分)如图所示，一质量为m、带电荷量为q的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线向左与竖直方向成θ角，重力加速度为g．(1)推断小球带何种电荷．(2)求电场强度E．(3)求此时细线中的拉力．【答案】(1)负电(2)eq\f(mgtanθ,q)(3)eq\f(mg,cosθ)【解析】(1)依据共点力平衡知，小球所受的电场力水