人教版高中物理（必修三）同步講義+練習第九章 靜電場及其應用 章末檢測題（含解析）

第九章靜電場及其應用章末檢測題一、單選題1．橡膠板置于絕緣水平桌面上，某同學戴著絕緣手套先用毛皮摩擦橡膠板，使橡膠板帶負電，然后手握絕緣手柄將鋁板靠近橡膠板，鋁板的下表面與橡膠板上凸起的接地鐵釘接觸，并在其上表面撒上細紙屑，迅速上抬鋁板至某一位置后，可以看到細紙屑從鋁板上飛濺出來，這就是“靜電飛花”實驗。下列說法正確的是（

）A．鋁板未與橡膠板接觸所以始終不帶電B．紙屑是因為帶正電相互排斥而不斷飛散C．鋁板與鐵釘接觸時，電子從大地通過鐵釘流向鋁板D．鋁板與鐵釘接觸時，鋁板上、下表面帶等量異種電荷【答案】B【解析】AD．橡膠板帶負電，鋁板靠近后，鋁板的下表面帶正電，上表面帶負電，當下表面與接地鐵釘接觸后，上表面的負電荷會流到大地，只有下表面帶正電，A錯誤，D錯誤；B．上抬鋁板過程中，下表面的正電荷減小，上表面正電荷增加。紙屑因為與金屬板帶同種電荷（正電荷）而不斷飛散，B正確；C．因下表面與接地鐵釘接觸時，上表面的負電荷會流到大地，C錯誤。故選B。2．真空中有甲、乙兩個點電荷相距為r，它們間的靜電斥力為F。若甲的電荷量變?yōu)樵瓉淼?倍，乙的電荷量保持不變，它們間的距離變?yōu)?r，則它們之間的靜電斥力將變?yōu)椋ǎ〢．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．F D．2F【答案】A【解析】根據庫侖定律有SKIPIF1<0SKIPIF1<0故選A。3．在光滑、絕緣的水平面上，沿一直線依次排列三個帶電小球A、B、C，均可視為質點，如圖所示。若它們恰能處于平衡狀態(tài)，那么這三個小球所帶電荷量及電性的關系可能的是（）A．SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0【答案】C【解析】要使三個小球均處于平衡狀態(tài)，先以A對對象，要使A平衡，B和C所帶電性應相反（B、C對A的作用力方向必須相反）；同理，要使C平衡，A和B所帶電性應相反；綜上，電荷電性需滿足“兩同夾異”的規(guī)律：三點共線，兩同夾異，兩大夾小，近小遠大。故選C。4．若田徑場跑道是圓形，在跑道上等間距的三個點A、B、C（其中C點為正南點）上各固定一個帶均勻等量正電荷的籃球，如圖所示。設單個帶電籃球在田徑場中心產生的電場強度大小為SKIPIF1<0，則這三個帶電籃球在跑道上的正北點產生的合場強大小E為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】B【解析】設圓形跑道半徑為SKIPIF1<0，每個點電荷的電荷量為SKIPIF1<0，根據題意有SKIPIF1<0根據幾何關系可知，A、B與正北點距離都為SKIPIF1<0，這三個帶電籃球在跑道上的正北點產生的合場強大小為SKIPIF1<0故選B。5．如圖所示，這是靜電除塵機原理示意圖（俯視圖），廢氣先經過一個機械過濾裝置再進入靜電除塵區(qū)，帶負電的塵埃只在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積，以達到除塵目的，圖中虛線為電場線（方向未標），不考慮塵埃在遷移過程中的相互作用和電荷量變化，則下列說法中正確的是（）A．塵埃在遷移過程中做勻變速運動B．塵埃在遷移過程中的加速度不斷變化C．每個塵埃的運動軌跡都與一條電場線重合D．塵埃在圖中A點所受的電場力小于其在B點所受的電場力【答案】B【解析】AB．由圖可知，電場是非勻強電場，則塵埃受的電場力在變化，根據牛頓第二定律可知塵埃在遷移過程中的加速度不斷變化，則塵埃在遷移過程中做非勻變速運動，故B正確，A錯誤；C．只有電場線是直線，塵埃的初速度為零時，運動軌跡才與電場線重合，電場線是曲線，運動軌跡與電場線不重合，故C錯誤；D．由圖根據電場線的疏密程度表示電場的大小可知，A點的電場強度大于B點的電場強度，則塵埃在圖中A點所受的電場力大于其在B點所受的電場力，故D錯誤。故選B。6．如圖所示，長為L的絕緣輕桿一端用鉸鏈與帶電物體甲相連，另一端連接帶電小球乙，甲位于粗糙絕緣的水平面上，甲帶負電。當該區(qū)域有水平向左的勻強電場時，甲、乙和輕桿所構成的整體保持靜止。下列判斷正確的是（）A．乙可能帶負電B．地面對甲一定有摩擦力C．地面對甲的支持力一定等于甲、乙的重力之和D．乙可能只受兩個力的作用【答案】C【解析】AD．桿一端用鉸鏈與帶電物體甲相連，桿對乙的作用力只能沿桿，若乙?guī)ж撾姡芰η闆r如圖所示不論桿對乙的作用力沿桿向上還是向下，乙都不可能處于平衡狀態(tài)，所以乙只能帶正電，受力如上圖，乙不可能只受兩個力的作用，故AD錯誤；B．甲帶負電，受力如圖所示在重力、地面支持力、桿的作用力和電場力作用下，甲可能處于平衡狀態(tài)，故地面對甲不一定有摩擦力，故B錯誤；C．甲、乙和輕桿所構成的整體保持靜止，整體豎直方向受到重力和支持力，根據平衡條件可知地面對甲的支持力一定等于甲、乙的重力之和，故C正確；故選C。7．電磁學中將兩相距很近的等量異號點電荷所組成的帶電系統稱為電偶極子。如圖所示的電偶極子模型，帶電量為q的兩異號點電荷相距為SKIPIF1<0。以兩者連線為x軸，以兩者連線的中垂線為y軸建立坐標系。坐標軸上有兩點SKIPIF1<0和SKIPIF1<0，其中SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，靜電力常量為SKIPIF1<0，則（

）A．SKIPIF1<0點電場強度方向沿x軸正向 B．SKIPIF1<0點電場強度的大小約為SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0點電場強度方向沿SKIPIF1<0軸正向 D．SKIPIF1<0點電場強度的大小約為SKIPIF1<0【答案】B【解析】AB．由圖可知，SKIPIF1<0點與正電荷的距離大于與負電荷的距離，根據SKIPIF1<0可知正電荷在SKIPIF1<0點的電場強度小于負電荷在SKIPIF1<0點的電場強度，則SKIPIF1<0點電場強度方向沿x軸負方向，根據場強疊加原則，SKIPIF1<0，可知SKIPIF1<0點電場強度SKIPIF1<0故A錯誤B正確；C．根據等量異種電荷的電場分布可知，在兩電荷連線的垂直平分線上的SKIPIF1<0點電場強度方向沿x軸正向，故C錯誤；D．根據場強疊加可知SKIPIF1<0點電場強度大小為SKIPIF1<0故D錯誤。故選B。8．關于靜電的利用與防范，下列說法正確的是（）A．印染廠應保持空氣干燥，避免靜電積累帶來的潛在危害B．燃氣灶上的電子點火器電極做成針尖狀，是利用了靜電屏蔽C．油罐車在運輸過程中會帶靜電，為避免電荷越積越多，油罐車應絕緣良好D．超高壓帶電工人穿戴的工作服選用含金屬的材料是為了靜電屏蔽【答案】D【解析】A．印染廠的車間，有大量靜電產生，因此要保持潮濕，這樣才能及時將靜電導走，故A錯誤；B．電子點火器需要瞬間高壓放電，尖端電荷更容易聚集，所以燃氣灶上的電子點火器電極做成針尖狀，是利用了尖端放電，故B錯誤；C．油罐車在運輸過程中會帶靜電，為避免電荷越積越多，油罐車應及時的把產生的靜電導走，有利于消除靜電，故C錯誤；D．超高壓帶電工人穿戴的工作服選用含金屬的材料構成金屬網,起到靜電屏蔽的作用，故D正確。故選D。二、多選題9．如圖，A、B為相互接觸的用絕緣支柱支持的金屬導體，起初它們不帶電，在它們的下部貼有金屬箔片，C是帶正電的小球，下列說法正確的是（）A．把C移近導體A時，A、B上的金屬箔片都張開B．把C移近導體A，先把A、B分開，然后移去C，A、B上的金屬箔片仍張開C．先把C移走，再把A、B分開，A、B上的金屬箔片仍張開D．先把A、B分開，再把C移走，然后重新讓A、B接觸，A上的金屬箔片張開，而B上的金屬箔片閉合【答案】AB【解析】AB．感應帶電，這是使物體帶電的一種方法，根據異種電荷互相吸引的原理可知，靠近的一端會帶異種電荷。金屬導體處在正電荷的電場中，由于靜電感應現象，導體B的右端要感應出正電荷，在導體A的左端會出現負電荷，所以導體兩端的驗電箔都張開，且左端帶負電，右端帶正電，把帶正電荷的物體C移近導體A后，把A和B分開，A帶負電，B帶正電，金屬箔還是張開，故AB正確；C．先把C移走，A、B電荷恢復原狀，A、B兩端都不帶電；若再把A、B分開，A、B上的金屬箔片不會張開，故C錯誤；D．先把A、B分開，再把C移走，然后重新讓A、B接觸，A與B上的電荷重新中和，A上的金屬箔片閉合，B上的金屬箔片也閉合。故D錯誤；故選AB。10．如圖所示，電荷量為SKIPIF1<0的球1固定在傾角為30°的光滑絕緣斜面上的a點，其正上方L處固定一電荷量為SKIPIF1<0的球2，斜面上距a點L處的b點有質量為m的帶電球3，球3與一端固定的絕緣輕質彈簧相連并在b點處于靜止狀態(tài)，此時彈簧的壓縮量為SKIPIF1<0，球2、3間的靜電力大小為SKIPIF1<0。迅速移走球1后，球3沿斜面向下運動，g為重力加速度，球的大小可忽略，下列關于球3的說法正確的是（

）A．帶負電B．運動至a點的速度大小為SKIPIF1<0C．運動至a點的加速度大小為SKIPIF1<0D．運動至ab中點時對斜面的壓力大小為SKIPIF1<0【答案】BD【解析】A．由題意可知三小球構成一個等邊三角形，小球1和3之間的力大于小球2和3之間的力，彈簧處于壓縮狀態(tài)，故小球1和3一定是斥力，小球1帶正電，故小球3帶正電，故A錯誤；B．小球3運動至a點時，彈簧的伸長量等于SKIPIF1<0，根據對稱性可知，小球2對小球3做功為0；彈簧彈力做功為0，故根據動能定理有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故B正確；C．小球3在b點時，設小球3的電荷量為q，有SKIPIF1<0設彈簧的彈力為F，根據受力平衡，沿斜面方向有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0小球運動至a點時，彈簧的伸長量等于SKIPIF1<0，根據對稱性可知SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故C錯誤；D．當運動至ab中點時，彈簧彈力為0，此時小球2對小球3的力為SKIPIF1<0斜面對小球的支持力為SKIPIF1<0根據牛頓第三定律可知，小球對斜面的壓力大小為SKIPIF1<0，故D正確。故選BD。11．如圖所示，內壁光滑、足夠長的絕緣細玻璃管水平固定，管內固定著兩個電荷量分別為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0的帶電小球M、N，管內位于小球N右側的P點與M、N兩小球共線，且M、N兩小球在P點處激發(fā)的合電場的電場強度為零。若把另一帶電小球E（圖中未畫出）放在管內P點處，小球E可能處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)或不穩(wěn)定平衡狀態(tài)，判斷方法如下：將小球E稍微偏離P點，若小球E受到合力的方向指向P點，則小球E處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)，若合力方向背離P點，則小球E處于不穩(wěn)定平衡狀態(tài)。已知小球E的直徑略小于細玻璃管的內徑，所有小球均可視為點電荷。下列說法正確的是（）A．若小球E帶正電，則小球E在管內P點處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)B．若小球E帶負電，則小球E在管內P點處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)C．若小球E帶負電，將其從管內P點向左移動一段距離后，由靜止釋放，在庫侖力作用下小球E一定做往復運動D．若小球E帶負電，將其從管內P點向右移動一段距離后，由靜止釋放，在庫侖力作用下小球E一定做往復運動【答案】BD【解析】A．若小球E帶正電，則將E向左移動后，由場強方向得E的受力方向背離P點，不平衡，故A錯誤；B．若小球E帶負電，則將E向左移動后，由場強方向得E的受力方向背離P點，平衡，故B正確；C．若把E移動到MN電荷之間，正負電荷之間某點的場強為0，則無法往復運動，故C錯誤；D．若把E向右移動，則無場強為0的點，由靜止釋放，在庫侖力作用下小球E一定做往復運動，故D正確。故選BD。12．如圖所示，用金屬網把不帶電的驗電器罩起來，再使帶電金屬球靠近金屬網，則下列說法正確的是（

）A．箔片張開B．箔片不張開C．金屬球帶電電荷足夠大時才會張開D．金屬網罩內部電場強度為零【答案】BD【解析】ABC．用金屬網把驗電器罩起來，由于金屬網罩的靜電屏蔽，再使帶電金屬球靠近驗電器，箔片不張開。故B正確；AC錯誤；D．靜電屏蔽時，金屬網罩內部電場強度為零。故D正確。故選BD。三、實驗題13．某物理興趣小組利用圖示裝置來探究影響電荷間的靜電力的因素。A是一個帶正電的物體，系在絕緣絲線上的帶正電的小球會在靜電力的作用下發(fā)生偏離，靜電力的大小可以通過絲線偏離豎直方向的角度顯示出來，他們分別進行了以下操作。步驟一：把系在絲線上的帶電小球先后掛在橫桿上的SKIPIF1<0等位置，比較小球在不同位置所受帶電物體的靜電力的大?。徊襟E二：使小球處于同一位置，增大（或減?。┬∏蛩鶐У碾姾闪浚容^小球所受的靜電力的大小。（1）圖甲中實驗采用的方法是________（填正確選項前的字母）A．理想實驗法

B．等效替代法

C．微小量放大法

D．控制變量法（2）圖甲實驗表明，電荷之間的靜電力隨著電荷量的增大而增大，隨著距離的減小而________（填“增大”“減小”或“不變”）（3）接著該組同學使小球處于同一位置，增大（或減少）小球A所帶的電荷量，比較小球所受作用力大小的變化，如圖乙，懸掛在P點的不可伸長的絕緣細線下端有一個帶電量不變的小球B在兩次實驗中，均緩慢移動另一帶同種電荷的小球A，當A球到達懸點P的正下方并與B在同一水平線上B處于受力平衡時，懸線偏離豎直方向角度為SKIPIF1<0，若兩次實驗中A的電量分別為SKIPIF1<0和SKIPIF1<0分別為SKIPIF1<0和60°，則SKIPIF1<0為________?！敬鸢浮緿增大SKIPIF1<0【解析】（1）[1]圖甲中保持電荷量不變，只改變距離，研究靜電力的變化情況，所采用的研究方法是控制變量法，故選D。（2）[2]本實驗中，根據小球的擺角可以看出小球所受作用力的大小，由圖可知，電荷量越大，距離越小，細線偏離豎直方向的角度越大，根據對小球受力分析可知電荷之間的靜電力隨著電荷量的增大而增大、隨著距離的減小而增大；（3）[3]對小球B受力分析，根據庫侖定律結合平衡條件有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0可得兩次實驗中A的電量之比為SKIPIF1<0四、解答題14．如圖所示，絕緣水平面上靜止著兩個質量均為m、電荷量均為＋Q的物體A和B（均可視為點電荷），它們間的距離為r，物體A和B與水平面間的動摩擦因數均為SKIPIF1<0，重力加速度為g，靜電力常量為k。（1）A所受的摩擦力為多大？（2）如果將A的電荷量增至＋4Q，兩物體開始運動，當它們的速度達到最大時，求A、B之間的距離。【答案】（1）SKIPIF1<0；（2）SKIPIF1<0【解析】（1）物體A水平方向受庫侖力和靜摩擦力平衡，結合庫侖定律則有SKIPIF1<0（2）當A、B的速度達到最大時，則A、B加速度為0，此時滑動摩擦力與庫侖力等大反向SKIPIF1<0解得SKIPIF1<015．如圖所示，一電荷量為Q的正點電荷固定在傾角為30°的光滑絕緣斜面底部的C點，斜面上有A、B兩點，且A、B和C在同一直線上，A和C相距為L，B為AC中點。現將一帶電小球從A點由靜止釋放，當帶電小球運動到B點時速度正好又為零，已知帶電小球在A點處的加速度大小為SKIPIF1<0，靜電力常量為k，求：（1）小球帶正電還是負電？（2）小球運動到B點時的加速度大小。【答案】（1）正電；（2）SKIPIF1<0【解析】（1）依題意，