人教2019版高三物理必修三第九章静电场及其应用单元测试卷（Word版含答案）

人教2019版高三物理必修三第九章静电场及其应用单元测试卷
第九章　静电场及其应用　单元测试
注意事项：1．本试卷满分100分，建议时长70分钟；
2．如无特殊说明本试卷中g取10 m/s2 。
第一部分（选择题40分）
一、单项选择题（共8道小题，每小题3分，共24分，每道小题只有一个选项符合题目要求）。
1．物理学的研究源自于生活中的现象，下列生活中的现象涉及的物理学原理与其他三项不同的是（　　　）
A．夜晚的高压线有时会出现一层绿色光晕
B．高压带电作业的工作人员穿着的屏蔽服是含有金属丝的织物制成的
C．燃气灶的电子点火器，通过高压放电的电火花来点燃气体
D．装有避雷针的建筑物，能够避免被雷击损坏
2．两个完全相同的金属小球，所带电荷量多少不同，相距一定的距离时，两个金属球之间有相互作用的库仑力。如果将两个金属球相互接触一下后，再放到原来的位置，则两球的作用力变化情况是（　　　）
A．如果相互接触前两球的库仑力是引力，则相互接触后的库仑力仍是引力
B．如果相互接触前两球的库仑力是引力，则相互接触后的库仑力为零
C．如果相互接触前两球的库仑力是斥力，则相互接触后的库仑力仍是斥力
D．如果相互接触前两球的库仑力是斥力，则相互接触后的库仑力仍是引力
3．下列关于点电荷的说法正确的是（　　　）
A．多个带电体，只要均匀分布它们就都能看成点电荷
B．点电荷就是电荷量和体积都很小的带电体
C．当两个带电体的大小及形状对它们之间的作用力的影响可以忽略时，两个带电体可以看成点电荷
D．一切带电体均可以看成点电荷
4．如图所示，两个带电球，大球的电荷量大于小球的电荷量，可以肯定（　　　）
A．两球都带正电
B．两球都带负电
C．大球受到的力小于小球受到的力
D．两个球受到的静电力大小相等
5．下面关于元电荷和点电荷的说法正确的是（　　　）
A．元电荷等于电子或质子所带电荷量的绝对值
B．元电荷就是电子
C．带电物体的电荷量可以小于元电荷
D．电荷量是可以连续变化的物理量
6．四个电场的电场线如图所示，下列说法中正确的是（　　　）
A．图甲为等量同种电荷产生的电场
B．图乙中a、b两点距离点电荷的距离相同，所以a、b两点的电场强度相同
C．图丙中在c点静止释放一正电荷,可以沿着电场线运动到d点
D．图丁中e、f两点的电场强度相同
7．如图所示，真空中三个质量大小都相等的小球A、B、C，带电量分别为QA＝6q、QB＝3q、QC＝8q。现用恰当大小的恒力F拉C，可使A、B、C沿光滑水平面做匀加速直线运动，运动过程中A、B、C保持相对静止，且A、B间距离与B、C间距离相等。不计电荷运动产生磁场的影响，小球可视为点电荷，则此过程中B、C之间的作用力大小为（　　　）
A． B． C．F D．
8．如图，A、B两个带电小球用等长绝缘轻质细线悬挂于O点，A球固定，B球受到库仑力作用，与其相连的细线与竖直方向成一定的夹角，若其中一个小球由于漏电，电荷量缓慢减小，则关于A、B两球的间距和库仑力大小的变化，下列说法中正确的是（　　　）
A．间距变小，库仑力变大
B．间距变小，库仑力变小
C．间距变大，库仑力变小
D．间距不变，库仑力变小
二、多项选择题（本题共4道小题，每道小题4分，共16分。每道小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，选错不得分）。
9．生活中静电随处可见，因此静电的危害也随时可能发生，生活中有许多预防静电危害的措施，下面预防静电危害的措施中正确的是（　　　）
A．油罐车后面会拖着一条铁链
B．尽可能保持印染厂的空气干燥
C．在地毯中加入金属纤维
D．在存有易燃易爆物品的场所，在屋外喷射水雾
10．如图所示，在玻璃管中心轴上安装一根直导线，玻璃管外绕有线圈，直导线的一端和线圈的一端分别跟感应圈的两放电柱相连。开始，感应圈未接通电源，点燃蚊香，让烟通过玻璃管冒出。当感应圈电源接通时，玻璃管中的导线和管外线圈间就会加上高电压，立即可以看到不再有烟从玻璃管中冒出来了。过一会儿还可以看到管壁吸附了一层烟尘，这是因为（　　　）
A．烟尘在高压电场的作用下带上了负电
B．烟尘在高压电场的作用下带上了正电
C．带负电的烟尘吸附在管壁上，因此看不到有烟冒出
D．带正电的烟尘吸附在直导线上，因此看不到有烟冒出
11．某静电场的电场线如下图中的实线所示，虚线是某个带电粒子仅在静电力作用下的运动轨迹，下列说法正确的是（　　　）
A．该带电粒子带负电
B．粒子在M点的加速度小于粒子在N点的加速度
C．该粒子可能从M点运动到N点，也可能从N点运动到M点
D．粒子在M点的速度大小大于粒子在N点的速度大小
12．如图所示，用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在空中，绳长为l。三个带电小球质量相等均为m，平衡时三根绝缘细线都是直的，但拉力都为零。则下列说法正确的是（　　　）
A．B、C一定带有等量同种电荷
B．B、C的电荷量是A的一半
C．A、B之间的静电力大小为 mg
D．B、C之间的静电力大小为 mg
第二部分（非选题60分）
三、非选择题（本题共6道小题，共60分）。
13．（8分）如图所示，一根长为l的绝缘细绳吊着一个质量为m、电荷量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中，细绳与竖直方向的夹角为30°，重力加速度为g，求：
（1）小球受到的静电力大小；
（2）这个匀强电场的电场强度大小。
14．（8分）如图所示，真空中光滑绝缘水平面上的两个异种点电荷A和B，所带电荷量分别为 ＋4Q和 －Q ，它们之间的距离为r，为使两电荷保持静止，现加入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态（静电力常量为k）。则第三个点电荷C应放在什么位置？求第三个点电荷C的电性及电荷量。
15．（10分）如图所示，电荷量Q＝2×10-7 C的正点电荷A固定在空间中O点，将质量m＝2×10-4 kg、电荷量q＝1×10-7 C的另一正点电荷B从O点正上方0.5 m处由静止释放，B运动过程中速度最大位置在P点。若静电力常量k＝9×109 N·m2/C2，重力加速度g取10 m/s2，求：
（1）B刚释放时的加速度大小；
（2）P、O点间的距离L。
16．（10分）如图所示，以O为圆心，r为半径的圆与坐标轴的交点分别为a、b、c、d，空间有与x轴正方向相同的匀强电场，同时，在O点固定一个电荷量为＋Q的点电荷。如果把一个电荷量为－q的试探电荷放在c点，则恰好平衡，静电力常量为k，求：
（1）匀强电场的电场强度大小；
（2）a、b两点的实际电场强度大小，电场强度方向。
17．（12分）空间中三点A、B和C是直角三角形的三个顶点，且AB＝4 cm，BC＝3 cm。现将点电荷QA和QB分别放在A、B两点，测得C点的场强为EC＝10 N/C，方向如图所示，求：
（1）QA和QB的带电性质；
（2）如果撤掉QA，C点的场强大小和方向；
（3）如果撤掉QB，C点的场强大小和方向；
18．（12分）如图所示，均可视为质点的三个物体A、B、C在倾角为30°的光滑绝缘斜面上，A绝缘，A与B紧靠在一起，C紧靠在固定挡板上，质量分别为mA＝0.43 kg，mB＝0.20 kg，mC＝0.50 kg，其中A不带电，B、C的电荷量分别为qB＝＋2×10-5 C、qC＝+7×10-5 C且保持不变，开始时三个物体均能保持静止。现给A施加一平行于斜面向上的力F，使A做加速度a＝2.0 m/s2的匀加速直线运动，经过时间t，力F变为恒力。已知静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2。求：
（1）开始时B、C间的距离L；
（2）F从变力到恒力需要的时间t。（结果保留两位有效数字）
参考答案
第一部分（选择题）
1 2 3 4 5 6
B C C D A D
7 8 9 10 11 12
A B ACD AC BC ABD
第二部分（非选择题）
13．解：（1）小球受到的静电力F，绳对小球的拉力T，小球静止。所以：
竖直方向上：T cos30°＝G；
水平方向上：T sin30°＝F；所以F＝G tan30°＝mg （4分）
（2）电场强度：E＝＝
14．解：由于A是正电荷，B是负电荷，而且A的电荷量大，要使三个点电荷都处于平衡状态，则C必定带正电，并且在B的右侧。 （2分）
设C距离B为x，A对C的静电力与B对C的静电力大小相等方向相反，因此：
＝ (2分)
同理B受到的两个静电力也是大小相等方向相反＝（2分）
联立解得QC＝4Q，x＝r。 （2分）
15．解：（1）取向下为正方向，B刚释放时，根据牛顿第二定律有：mg－＝ma
解得a＝6.4 m/s2。（5分）
（2）当B受到合力为零时，速度最大，此时B受到的重力和静电力等大、反向，即：
mg＝
解得L＝0.3 m。（5分）
16．解：（1）试探电荷在c点，恰好静止，所以试探电荷在c点受到的电场力为零，因此c点的场强为零，所以点电荷在c点产生的场强与匀强电场在c点的场强等大反向。所以：E＝ （5分）
（2）根据点电荷电场线的示意图可知，点电荷在a点的场强方向水平向右，在b点的场强方向竖直向下，这两个点距离点电荷的距离均为r所以大小均为：。
在a点相当于方向、大小相同的两个电场的合成，故，a点的电场强度为：Ea＝2方向水平向右； （2分）
在b点相当于大小相等方向垂直的两个电场的矢量和，故，b点的电场强度为：
Eb＝E tan45°＝，方向与x轴正方向成45°角斜向下。 （3分）
17．解：（1）QA、QB为点电荷，根据点电荷电场线分布规律，QB在C点产生的场强沿直线BC，方向指向B或C，同理，QA在C点产生的场强沿直线AC，方向指向A或C。由于合场强方向水平向左，且在BC沿B指向C的延长线与AC之间，故QB产生的场强沿直线BC指向C，QA产生的场强沿直线AC指向A，如图所示，则QB带正电荷，QA带负电荷。 (4分)
（2）由图可知tan θ＝＝
又知tan θ＝
解得EB＝7.5 N/C （3分）
如果撤去QA，EC′＝EB＝7.5 N/C，方向沿直线BC，由B指向C；（1分）
（3）由图可知 cos θ＝＝
又知cos θ＝
可得：EA＝12.5 N/C （3分）
如果撤去QB，EC′＝EA＝12.5 N/C，方向沿直线AC，由C指向A；（1分）
18．解：（1）A、B、C静止时,将A、B视为一个整体为研究对象受力分析如图所示，有
(mA+mB)g sin 30°＝FCB＝ (2分)
代入数据解得L＝2.0 m。 (2分)
（2）给A施加力F后，A、B沿斜面向上做匀加速运动，A、B分离时两者之间弹力恰好为零，此时，B的加速度仍为a，设此过程中B移动了距离x，对B根据牛顿第二定律得：
－mBg sin 30°＝mBa （2分）
解得x＝1 m （2分）
根据匀变速直线运动的位移与时间的关系：x＝at2 （2分）
解得t＝1.0 s （2分）