人教版高中物理新教材同步講義 必修第三冊(cè) 第9章　章末檢測(cè)試卷(一)（含解析）

章末檢測(cè)試卷(一)(滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共8小題，每小題4分，共32分)1．關(guān)于物理學(xué)史，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．正電荷和負(fù)電荷最早是由英國(guó)科學(xué)家愛(ài)迪生命名的B．元電荷e的數(shù)值最早是由美國(guó)物理學(xué)家密立根測(cè)得的C．英國(guó)物理學(xué)家法拉第最早引入電場(chǎng)的概念，并提出用電場(chǎng)線表示電場(chǎng)D．庫(kù)侖利用扭秤裝置得出了庫(kù)侖定律答案A2．(2022·九江一中高二期末)如圖所示，A項(xiàng)中的a、b是以點(diǎn)電荷Q為圓心的圓周上的兩點(diǎn)，B項(xiàng)中的a、b是等量異種電荷連線中垂線上相對(duì)于垂足O對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn)，C項(xiàng)中a、b為等量同種電荷連線中垂線上相對(duì)于垂足O對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn)；D項(xiàng)中a、b是等量同種電荷連線上相對(duì)于中點(diǎn)O對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn)，則a、b兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同的是()答案B3.有一接地的導(dǎo)體球殼，如圖所示，球心處放一點(diǎn)電荷q，達(dá)到靜電平衡時(shí)，則()A．q的電荷量變化時(shí)，球殼外電場(chǎng)隨之改變B．q在球殼外產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為零C．球殼內(nèi)、外表面的電荷在殼外的合電場(chǎng)強(qiáng)度為零D．q與球殼內(nèi)表面的電荷在殼外的合電場(chǎng)強(qiáng)度為零答案D解析當(dāng)導(dǎo)體球殼接地時(shí)，殼內(nèi)電荷在殼外表面所產(chǎn)生的感應(yīng)電荷流入大地，這時(shí)殼內(nèi)電荷．4.(2022·白銀市高二期末)如圖所示，B為線段AC的中點(diǎn)，如果在A處放一個(gè)＋Q的點(diǎn)電荷，測(cè)得B處的電場(chǎng)強(qiáng)度EB＝48N/C，則()A．若要使EB＝0，可在C處放一個(gè)－Q的點(diǎn)電荷B．把q＝10－9C的點(diǎn)電荷放在C點(diǎn)，則其所受靜電力的大小為6×10－9NC．EC＝12N/CD．EC＝24N/C答案C解析若要使EB＝0，可在C處放一個(gè)＋Q的點(diǎn)電荷，等量同種電荷的連線中點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為0，故A錯(cuò)誤；B離點(diǎn)＋Q的距離等于C離＋Q的距離的一半，根據(jù)E＝eq\f(kQ,r2)可知EB＝4EC，因B處的電場(chǎng)強(qiáng)度EB＝48N/C，則EC＝12N/C，故C正確，D錯(cuò)誤；把q＝10－9C的點(diǎn)電荷放在C點(diǎn)，則其受靜電力的大小為：F＝qE＝10－9C×12N/C＝1.2×10－8N，故B錯(cuò)誤．5．(2021·泰安市英雄山中學(xué)高一期末)如圖所示，a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)在一條直線上，a和b、b和c、c和d間的距離均為R，在a點(diǎn)處固定一電荷量為Q的正點(diǎn)電荷，在d點(diǎn)處固定另一個(gè)電荷量未知的點(diǎn)電荷，除此之外無(wú)其他電荷，已知b點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，則c點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為(k為靜電力常量)()A．0 B．keq\f(15Q,4R2)C．keq\f(Q,4R2) D．keq\f(Q,R2)答案B解析據(jù)題可知，b點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，說(shuō)明a點(diǎn)處和d點(diǎn)處的兩個(gè)點(diǎn)電荷在b點(diǎn)處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，設(shè)d點(diǎn)處的點(diǎn)電荷的電荷量為Q′，則有：keq\f(Q,R2)＝keq\f(Q′,2R2)，得Q′＝4Q，d點(diǎn)處的點(diǎn)電荷的電性為正．則a點(diǎn)處的點(diǎn)電荷在c點(diǎn)處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E1＝keq\f(Q,2R2)＝keq\f(Q,4R2)，方向向右；d點(diǎn)處的點(diǎn)電荷在c點(diǎn)處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E2＝keq\f(Q′,R2)＝keq\f(4Q,R2)，方向向左；故c點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E＝E2－E1＝keq\f(15Q,4R2)，故選B.6.(2022·宣威市第三中學(xué)高二期末)如圖所示，一質(zhì)量為m的帶電荷量為q的小球用細(xì)線系住，線的一端固定在O點(diǎn)，若在空間加上勻強(qiáng)電場(chǎng)，平衡時(shí)線與豎直方向成30°角，則電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值為()A.eq\f(mg,q) B.eq\f(mg,2q)C.eq\f(2mg,q) D.eq\f(\r(3)mg,2q)答案B解析以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)小球進(jìn)行受力分析，小球受到重力mg、繩的拉力F1、靜電力F2三個(gè)力作用，根據(jù)平衡條件可知，拉力F1與靜電力F2的合力必與重力mg等大反向．因?yàn)槔1的方向確定，F(xiàn)1與F2的合力等于mg確定，由矢量圖可知當(dāng)靜電力F2垂直細(xì)線時(shí)靜電力F2＝qE最小，故電場(chǎng)強(qiáng)度E也最?。畡t有mgsin30°＝qE，解得E＝eq\f(mg,2q)，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．7.如圖所示，兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量分別為q1＝4×10－9C和q2＝－9×10－9C，分別固定于光滑絕緣水平面上相距20cm的a、b兩點(diǎn)，有一個(gè)點(diǎn)電荷c(不計(jì)重力)放在a、b所在直線上且靜止不動(dòng)，則該點(diǎn)電荷所處的位置是()A．在a點(diǎn)左側(cè)40cm處 B．在a點(diǎn)右側(cè)8cm處C．在b點(diǎn)右側(cè)20cm處 D．無(wú)法確定答案A解析根據(jù)平衡條件，該點(diǎn)電荷應(yīng)在a點(diǎn)的左側(cè)，設(shè)它所帶電荷量為q，距a點(diǎn)的距離為x，則keq\f(q1q,x2)＝keq\f(|q2|q,x＋20cm2)，代入數(shù)據(jù)解得x＝40cm，故選項(xiàng)A正確．8．(2022·浙江高二學(xué)業(yè)考試)兩個(gè)完全相同的質(zhì)量都為m、帶等量異種電荷的小球A、B分別用長(zhǎng)l的絕緣細(xì)線懸掛在同一水平面上相距為2.2l的M、N兩點(diǎn)，平衡時(shí)小球A、B的位置如圖甲所示，線與豎直方向夾角α＝37°，當(dāng)外加水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，兩小球平衡位置如圖乙所示，線與豎直方向夾角也為α＝37°，重力加速度為g，靜電力常量為k，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，則()A．A球帶負(fù)電，B球帶正電B．圖甲中細(xì)線的拉力大小均為0.6mgC．A球帶電荷量為eq\r(\f(3mgl2,4k))D．圖乙中A球所受勻強(qiáng)電場(chǎng)的靜電力大小為0.75mg答案C解析由題圖乙可知，A球帶正電，B球帶負(fù)電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；題圖甲中細(xì)線的拉力大小均為FT＝eq\f(mg,cos37°)＝1.25mg，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；題圖甲中兩球相距d＝2.2l－2lsin37°＝l，由A球受力平衡可得mgtan37°＝eq\f(kQ2,l2)，解得Q＝eq\r(\f(3mgl2,4k))，選項(xiàng)C正確；題圖乙中，設(shè)B對(duì)A的靜電力大小為F，則對(duì)A球有EQ－F＝mgtan37°＝0.75mg，則A球所受勻強(qiáng)電場(chǎng)的靜電力EQ>0.75mg，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題4分，共16分)9.(2022·哈爾濱市第一六二中學(xué)校高二期末)如圖所示，在等量異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，O是兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，E、F是兩點(diǎn)電荷連線中垂線上相對(duì)O對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn)，B、C和A、D也相對(duì)O點(diǎn)對(duì)稱(chēng)，則()A．B、C兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向都相同B．A、D兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相反C．E、O、F三點(diǎn)比較，O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最大D．B、O、C三點(diǎn)比較，O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最大答案AC解析由對(duì)稱(chēng)性可知，B、C兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相同，A正確；A、D兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相同，B錯(cuò)誤；在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上，O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最大，在兩點(diǎn)電荷連線上，O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最小，C正確，D錯(cuò)誤．10.(2022·哈爾濱市賓縣第二中學(xué)高二開(kāi)學(xué)考試)如圖中實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的電場(chǎng)線，虛線是某一帶電粒子通過(guò)該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b是軌跡上的兩點(diǎn)．若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受靜電力的作用，根據(jù)此圖可做出正確判斷的是()A．帶電粒子所帶電荷的符號(hào)B．電場(chǎng)強(qiáng)度的方向C．帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向D．帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的加速度何處較大答案CD解析粒子所受靜電力指向軌跡曲線凹側(cè)，由粒子的軌跡可知，在a、b兩點(diǎn)粒子所受的靜電力都沿著電場(chǎng)線指向左側(cè)，粒子的電性和電場(chǎng)強(qiáng)度的方向都無(wú)法判斷，A、B錯(cuò)，C對(duì)；電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱，由題圖知，a點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大，加速度大，D對(duì)．11．如圖所示，用兩根長(zhǎng)度相同的絕緣細(xì)線把一個(gè)質(zhì)量為0.1kg的小球A懸掛到水平板的M、N兩點(diǎn)，A上帶有Q＝3.0×10－6C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0.3m處放有一帶等量異種電荷的小球B，B與絕緣支架的總質(zhì)量為0.2kg(重力加速度g＝10m/s2；靜電力常量k＝9.0×109N·m2/C2，A、B球可視為點(diǎn)電荷)，則()A．支架對(duì)地面的壓力大小為2.0NB．兩線上的拉力大小F1＝F2＝1.9NC．將B水平右移，使M、A、B在同一直線上，此時(shí)兩線上的拉力大小F1＝1.225N，F(xiàn)2＝1.0ND．將B移到無(wú)窮遠(yuǎn)處，兩線上的拉力大小F1＝F2＝0.866N答案BC解析小球A、B間的庫(kù)侖力為F庫(kù)＝keq\f(Q·Q,r2)＝9.0×109×eq\f(3.0×10－6×3.0×10－6,0.32)N＝0.9N，以＝1.1N，由牛頓第三定律可得支架對(duì)地面的壓力大小為1.1N，A錯(cuò)誤；以A球?yàn)檠芯繉?duì)象，受力分析圖如圖乙所示，F(xiàn)1＝F2＝mAg＋F庫(kù)＝1.9N，B正確；B水平向右移，當(dāng)M、A、B在同一直線上時(shí)，A、B間距為r′＝0.6m，F(xiàn)庫(kù)′＝keq\f(Q·Q,r′2)＝0.225N，以A球?yàn)檠芯繉?duì)象受力分析圖如圖丙所示，可知F2′＝1.0N，F(xiàn)1′－F庫(kù)′＝1.0N，F(xiàn)1′＝1.225N，C正確；將B移到無(wú)窮遠(yuǎn)，則F庫(kù)″＝0，可求得F1″＝F2″＝1N，D錯(cuò)誤．12.(2021·宣城市高二月考)如圖所示，兩根絕緣細(xì)線分別系住a、b兩個(gè)帶電小球，并懸掛在O點(diǎn)，當(dāng)兩個(gè)小球靜止時(shí)，它們處在同一水平面上，兩細(xì)線與豎直方向間夾角分別為α、β，α<β.現(xiàn)將兩細(xì)線同時(shí)剪斷，則()A．兩球都做勻變速運(yùn)動(dòng)B．落地時(shí)兩球水平位移相同C．兩球下落時(shí)間ta＝tbD．a(chǎn)球落地時(shí)的速度小于b球落地時(shí)的速度答案CD解析設(shè)兩球之間的庫(kù)侖力大小為F，當(dāng)兩小球靜止時(shí)，則有tanα＝eq\f(F,mag)，tanβ＝eq\f(F,mbg)，因?yàn)棣?lt;β，所以有ma>mb，將兩細(xì)線同時(shí)剪斷后，兩球在豎直方向只受重力，在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，所以?xún)汕蛳侣鋾r(shí)間相同；在下落過(guò)程中，兩球處于同一水平面，在水平方向上，在庫(kù)侖斥力的作用下，兩球間距增大，從而使得庫(kù)侖力減小，則水平方向的加速度減小，所以?xún)汕虿豢赡茏鰟蜃兯龠\(yùn)動(dòng)；根據(jù)a＝eq\f(F,m)可知，加速度aa<ab，根據(jù)x＝eq\f(1,2)at2可知兩球落地時(shí)水平位移xa<xb，根據(jù)v＝eq\r(vx2＋vy2)＝eq\r(at2＋gt2)可知a球落地時(shí)的速度小于b球落地時(shí)的速度，故A、B錯(cuò)誤，C、D正確．三、非選擇題(本題共5小題，共52分)13．(8分)如圖所示，把一個(gè)傾角為θ的光滑絕緣斜面固定在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向水平向右，有一質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的物體以初速度v0從A端滑上斜面恰好沿斜面勻速運(yùn)動(dòng)，求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。?重力加速度為g)答案eq\f(mg,q)tanθ解析物體勻速運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明它受到的重力、靜電力、支持力的合力為零，如圖所示由平衡條件知F＝mgtanθ(4分)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義知E＝eq\f(F,q)＝eq\f(mg,q)tanθ.(4分)14.(10分)空間中三點(diǎn)A、B和C是直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，且AB＝4cm，BC＝3cm.現(xiàn)將點(diǎn)電荷QA和QB分別放在A、B兩點(diǎn)，測(cè)得C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為EC＝10N/C，方向如圖所示，求：(1)QA和QB的帶電性質(zhì)；(2)如果撤掉QA，C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向．答案(1)負(fù)電正電(2)7.5N/C方向由B指向C解析(1)由于QA、QB為點(diǎn)電荷，故QB在C點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度沿直線BC，方向可能指向B或C，同理，QA在C點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度沿直線AC，方向可能指向A或C，由于合電場(chǎng)強(qiáng)度平行于直線BA，故QA在C點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度沿直線AC指向A，QB在C點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度沿直線BC指向C，如圖所示，則QA為負(fù)電荷，QB為正電荷．(4分)(2)由圖可知tanθ＝eq\f(AB,BC)＝eq\f(4,3)，又知tanθ＝eq\f(EC,EB)，(3分)解得EB＝7.5N/C(1分)所以撤去QA，C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小EC′＝EB＝7.5N/C，方向由B指向C.(2分)15.(10分)(2022·成都樹(shù)德懷遠(yuǎn)中學(xué)高二月考)地面上方存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一質(zhì)量為m，帶電荷量為q的小球用絕緣絲線懸掛在電場(chǎng)中，當(dāng)小球靜止時(shí)絲線與豎直方向的夾角為θ，此時(shí)小球到地面的高度為h.求：(重力加速度為g)(1)小球的電性；(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大??；(3)若絲線突然斷掉，小球經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間落地．答案(1)小球帶正電(2)eq\f(mgtanθ,q)(3)eq\r(\f(2h,g))解析(1)小球受力情況如圖，可得小球所受靜電力方向和電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，故小球帶正電．(3分)(2)對(duì)小球由平衡條件可得qE＝mgtanθ，(3分)解得E＝eq\f(mgtanθ,q)(1分)(3)絲線斷裂后，小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，由h＝eq\f(1,2)gt2得t＝eq\r(\f(2h,g)).(3分)16.(10分)(2021·蚌埠市期中)如圖12所示，一質(zhì)量m＝2×10－4kg，電荷量q＝3×10－9C的帶正電小球A用長(zhǎng)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均可視為點(diǎn)電荷)．當(dāng)小球A平衡時(shí)，恰好與B處在同一水平線上，此時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角θ＝37°.已知重力加速度g＝10m/s2，靜電力常量k＝9.0×109N·m2/C2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(1)小球A受到的靜電力大??；(2)小球A所在位置的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向；(3)小球B的電荷量．答案(1)1.5×10－3N(2)5×105N/C方向水平向右(3)2×10－7C解析(1)小球A受重力、細(xì)線的拉力和B球的斥力，根據(jù)小球A受力平衡可知，A球受到水平向右的靜電力大