第九章 静电场及其应用 章节小测2023~2024高中物理人教版（2019）必修第3册（答案）

第九章《静电场及其应用》章节小测
(满分:100分;时间:90分钟)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32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.下列关于电场的叙述中正确的是(　　)
A.点电荷产生的电场中,以点电荷为圆心、r为半径的球面上,各点的场强都相同
B.沿着电场线的方向,场强越来越小
C.取走电场中某点的试探电荷后,该点的场强为零
D.电荷在电场中某点所受静电力的方向与该点场强的方向不一定相同
2.不带电的玻璃棒与丝绸相互摩擦后两者都带上了电,如图所示。其原因是　(　　)
A.丝绸创造了负电荷
B.玻璃棒创造了正电荷
C.玻璃棒上有些电子转移到丝绸上
D.丝绸上有些电子转移到玻璃棒上
3.某静电场的电场线分布如图所示,图中P、Q两点的电场强度分别为EP和EQ,则(　　)
A.EP<EQ,方向不同
B.EP>EQ,方向相同
C.EP>EQ,方向不同
D.EP<EQ,方向相同
4.如图所示,边长为L的正六边形ABCDEF的5条边上分别放置5根长度也为L的相同绝缘细棒。每根细棒均匀带上正电。现将电荷量为+Q的点电荷置于BC中点,此时正六边形几何中心O点的场强为零。若移走点电荷及AB边上的细棒,则O点电场强度大小为(k为静电力常量)(不考虑绝缘细棒及+Q之间的相互影响)(　　)
A. B. C. D.
5.如图所示,真空中有一直径为R的带电圆盘,圆心为O,圆盘外有A、B两点,其连线过圆盘圆心O且与盘面垂直,若OA=AB=R,有一电荷在A点受带电圆盘的作用力为F,则它在B点时的受力为(　　)
A. B.4F
C.2F D.以上选项都不对
6.如图甲所示,在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出),O、A、B为轴上三点。放在A、B两点的试探电荷受到的静电力与其所带电荷量的关系如图乙所示。以x轴的正方向为静电力的正方向,则(　　)
A.点电荷Q一定为正电荷
B.点电荷Q在A、B之间
C.点电荷Q在A、O之间
D.A点的电场强度大小为5×103 N/C
7.如图,水平面上有一均匀带电圆环,带电荷量为Q,其圆心为O。有一带电荷量为q的小球恰能静止在O点上方的P点,O、P间距为L,P与圆环上任一点的连线与PO间的夹角为θ。以下说法正确的是(　　)
A.P点场强大小为
B.P点场强大小为
C.P点场强大小为
D.P点场强大小为
8.如图所示,A为带正电的金属板,其所带电荷量为Q,在金属板的垂直平分线上,距板r处放一质量为m、电荷量为q的小球,小球用绝缘细线悬挂于O点,小球受水平向右的静电力,偏转θ角保持静止,静电力常量为k,重力加速度为g,则小球与金属板之间的静电力大小为(　　)
A. B.
C. D.mgtanθ
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.在电场中的某点A处放一试探电荷+q,它所受的静电力大小为F,方向水平向右,则A点的电场强度大小为EA=,方向水平向右。下列说法正确的是(　　)
A.在A点放一个负试探电荷,A点的电场强度方向变为水平向左
B.在A点放一个负试探电荷,它所受的静电力方向水平向左
C.在A点放一个电荷量为2q的试探电荷,它所受的静电力大小为2F
D.在A点放一个电荷量为2q的试探电荷,则A点的电场强度大小变为2EA
10.两个完全一样的带电金属小球,其中一个小球的带电荷量的绝对值是另一个的5倍,它们之间的库仑力大小是F,现将两球接触后再放回原处,它们之间库仑力的大小可能是(　　)
A.F B.F C.F D.F
11.一点电荷固定在O点,E表示该点电荷产生电场的电场强度,r表示距点电荷的距离,场强E与的函数关系如图中a所示,长时间放置后点电荷漏电,场强E与的函数关系如图中b所示。下列说法正确的是(　　)
A.点电荷b状态的电荷量为a状态电荷量的
B.图线的斜率为点电荷的电荷量
C.同一位置,a状态的电场与b状态电场方向相同
D.同一位置,a状态的场强为b状态场强的9倍
12.如图所示,两个带电小球A、B分别处在光滑绝缘的斜面和水平面上,且在同一竖直平面内。用水平向左的推力F作用于B球,两球在图示位置静止。现将B球水平向左移动一小段距离,发现A球随之沿斜面向上移动少许,两球在虚线位置重新平衡。与移动前相比,下列说法正确的是(　　)
A.斜面对A的弹力增大
B.水平面对B的弹力增大
C.推力F变小
D.两球之间的距离变小
三、非选择题(本题共6小题,共52分)
13.(8分)某同学选用两个完全相同的小球A、B来验证库仑定律。使小球A和B带上同种电荷,A球放在左右可移动且上下高度可调节的绝缘座上,B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点,如图。实验时,保证A、B两球球心在同一水平线上,待B球平衡后悬线偏离竖直方向的角度为θ,B球质量为m,重力加速度为g;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,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。
(1)实验中采用的科学方法是　　　　。
(2)根据平衡关系,A、B两球之间的静电力F=　　　　　(用m、g、θ表示)。
(3)在阅读教材后,该同学知道了库仑定律的表达式,并知道了一个均匀带电球体可以等效为一个位于球心、电荷量相等的点电荷。他使两个半径为R的金属小球分别带上了q1和q2的正电,并使其球心相距3R,应用库仑定律,计算了两球之间的库仑力,则该同学的计算结果　(选填“偏大”“偏小”或“正确”)。
14.(8分)某研究性学习小组的同学们设计了以下实验方案来验证电荷守恒定律:
实验操作 步骤一:手持有机玻璃棒,用力将两块起电板快速摩擦后分开 步骤二:将其中一块板插入箔片验电器上端的空心金属球(不接触金属球) 步骤三:将两块板同时插入空心金属球
实验图解
实验现象 箔片张开 箔片闭合
根据以上实验过程和观察到的现象,回答下列问题:
(1)步骤二的实验现象,说明　 。
(2)步骤三的实验现象,说明　 。
(3)该研究性实验　　　　(填“能”或“不能”)验证电荷守恒定律。
15.(10分)如图所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为θ。一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A,细线与斜面平行。小球A的质量为m、电荷量为q。小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B,两球心的高度相同、间距为d。静电力常量为k,重力加速度为g,两带电小球可视为点电荷,小球A静止在斜面上。
(1)求小球A与B之间库仑力的大小;
(2)当=时,求细线上的拉力和斜面对小球A的支持力。
16.(8分)在光滑绝缘水平面上放置一质量m=0.2 kg、电荷量q=+5.0×10-4 C的小球,小球系在绝缘细线上,线的另一端固定在O点。整个装置置于匀强电场中,电场方向与水平面平行且沿OA方向,小球静止在A点时细线的拉力F=10 N,如图所示。
(1)求电场强度的大小;
(2)若烧断细线,小球在运动过程中,位移大小为1.0 m时,小球的运动时间为多少
17.(8分)如图所示,相距为2d的A和B两点上固定着等量异种的两个点电荷,电荷量分别为+Q和-Q。在A、B连线的中垂线上取一点P,垂足为O,∠PAO=α,求:
(1)B处的点电荷在P点产生的场强的大小和方向;
(2)P点的场强的大小和方向。
18.(10分)如图,小球A用两根等长的绝缘细绳a、b悬挂在水平天花板上,两绳之间的夹角为60°。A的质量为0.1 kg,电荷量为2.0×10-6 C。A的正下方0.3 m处固定有一带等量同种电荷的小球B。A、B均可视为点电荷,静电力常量k=9×109 N·m2/C2,重力加速度g=10 m/s2。求:
(1)细绳a的拉力大小;
(2)剪断细绳a瞬间,细绳b的拉力大小和小球A的加速度大小。
参考答案：
1-5DCCDD
6-8BDD
9.BC
10.BD
11.AC
12.BC
13.
(1)控制变量法(2分)
(2)mg tan θ(3分)
(3)偏大(3分)
14.
(1)插入验电器上端空心金属球内的起电板带上了电荷(3分)
(2)两块板带有等量异种电荷,总电荷量为零(3分)
(3)能(2分)
15.
(1)k
(2)0　
16.
(1)2.0×104 N/C　(2)0.2 s
17.
(1),方向由P指向B　(2),方向向右
18.
(1) N　(2) N　3 m/s2