2023-2024学年鲁科版必修3 第一章 静电力与电场强度 单元测试B卷（含解析）

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2023-2024学年 鲁科版必修3 第一章《静电力与电场强度》 单元测试B卷
卷后附答案解析
考试范围：xxx；考试时间：100分钟；命题人：xxx
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
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评卷人得分
一、单选题
1．以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是（　　）
A．摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷
B．摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移
C．摩擦起电的两摩擦物体带等量同种电荷
D．不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移
2．如图所示，A、B是两个带有绝缘支架的金属球，它们原来均不带电，并彼此接触，现使带负电的橡胶棒C靠近A（C与A不接触），然后先将A、B分开，再将C移走，关于A、B的带电情况，下列判断正确的是 ( )
A．A、B均带正电
B．A、B均带负电
C．A带正电，B带负电
D．A带负电，B带正电
3．如图所示，长为l的导体棒原来不带电，现将一个带正电的点电荷q放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处。当棒达到静电平衡后（　　）

A．棒整体带负电
B．整根棒为一个等势体
C．棒的中点O处有净剩电荷
D．感应电荷在棒的中点O处产生的场强大小为
4．如图，一根竖直立在水平地面上的细杆，其上端固定一个光滑的小滑轮A，一质量为m，带电荷量为+q的可视为质点的小球B通过细绳绕过滑轮A，并用水平力F拉住，现在细杆上放置一点电荷，使得B静止，此时绳AB端长为L，且与细杆的夹角为30°，则置点电荷最小电荷量为（　　）
A． B．
C． D．
5．在x轴上有两个点电荷，一个带正电荷Q1，一个带负电荷Q2，Q1=2Q2，用E1和E2，分别表示两个电荷所产生场强的大小，则在x轴上（ ）
A．E1=E2之点只有一处，该处合场强为零
B．E1=E2之点只有两处，一处合场强为零，另一处合场强为2E2
C．E1=E2之点只有三处，其中两处合场强为零，另一处合场强为2E2
D．E1=E2之点只有三处，其中两处合场强为零，另两处合场强为2E2
6．如图所示，有一带电荷量为的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为2d，此点电荷到带电薄板的垂线通过板的圆心。若图中a点处的电场强度为零，则图中b点处的电场强度大小是（　　）

A． B．－
C．0 D．k
7．如图所示，处于同一竖直平面内的两根光滑绝缘细杆与竖直方向的夹角分别为，套在两根杆上的带电小球A、B（均可视为点电荷）恰好静止在同一水平面上。下列说法正确的是（　　）
A．A球所带电荷量一定小于B球所带电荷量
B．A球质量一定大于B球质量
C．若因漏电A球电荷量逐渐减小，重新平衡后，A、B之间的库仑力可能减小
D．若因漏电A球电荷量逐渐减小，重新平衡后，A、B连线一定水平
评卷人得分
二、多选题
8．如图所示，不规则的导体处于电场强度大小为、方向水平向右的匀强电场中，处于静电平衡状态。对于导体内部由静电感应产生的电场的电场强度，下列说法正确的是（ ）
A．大小为 B．大小为
C．方向水平向左 D．方向水平向右
9．关于雷电现象的认识正确的是（　　）
A．打雷闪电是天上的雷公电母在控制着
B．闪电是由于高压放电使空气在高温的情况下发光的结果
C．雷声是由于空气在高温下膨胀的结果
D．先发生闪电后发出雷声
10．两个分别带有电荷量比值为1：3的相同金属小球，固定在相距为r的两处，两带电小球均可视为点电荷，它们间的库仑力大小为F。两小球接触后放回原处，两球间的库仑力大小变为（　　）
A． B． C． D．
11．如图所示，一带电小球P用绝缘轻质细线悬挂于O点。带电小球Q与带电小球P处于同一水平线上，小球P平衡时细线与竖直方向成θ角（θ<45°）。现在同一竖直面内向右下方缓慢移动带电小球Q，使带电小球P能够保持在原位置不动，直到小球Q移动到小球P位置的正下方。对于此过程，下列说法正确的是（　　）
A．小球P受到的库仑力先减小后增大
B．小球P、Q间的距离越来越小
C．轻质细线的拉力先减小后增大
D．轻质细线的拉力一直在减小
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、实验题
12．为探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，选用带负电的小球A和B，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，A球放在可移动的绝缘座上，如图所示。
（1）实验时，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B球悬线与竖直方向的夹角 （增大或减小）；
（2）再保持两球距离不变，增大两个小球所带的电荷量，观察B球悬线与竖直方向的夹角增大。
（3）实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的 （增大或减小）而增大，随其所带电荷量的 （增大或减小）而增大。
13．高中物理的实验方法主要有等效替代法、微小量放大法、极限法、控制变量法和逐差法等。如图所示的实验装置为库仑扭秤。细丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个带电的金属小球A，另一端有一个不带电的B球，B与A处于静止状态；当把另一个带电的金属球C插入容器并使它靠近A时，A和C之间的作用力使细丝扭转，通过细丝扭转的角度可以比较力的大小，这里用到的实验方法为 。保持电荷量不变，改变A和C的距离，得到相互作用力F和A、C间距离r的关系，这里用到的实验方法为 ；
根据该实验方法，接下来进行的实验操作是 。
评卷人得分
四、解答题
14．现有点电荷，，两个点电荷之间的距离为2m，求两个点电荷之间的作用力是多少？ （）
15．长为l的绝缘细线下系一带正电荷的小球，其带电荷量为Q，悬于О点，如图所示。当在О点处另外固定一个正电荷时，若小球静止在A处，则细线拉力是重力mg的3倍。现将小球拉至图中B处（θ=60°），由静止释放小球，不计空气阻力（已知静电力常量为k）。问：
（1）固定在О处的正电荷带的电荷量为多少？
（2）小球回到A处时细线拉力为多少？
16．我们可以借鉴研究静电场的方法来研究地球周围空间的引力场，如用“引力场强度”、“引力势”的概念描述引力场。已知地球质量为M，半径为R，万有引力常量为G，将地球视为均质球体，且忽略自转。
(1)类比电场强度的定义方法，写出地球引力场的“引力场强度E”的定义式，并结合万有引力定律，推导距离地心为r（r>R）处的引力场强度的表达式；
(2)设地面处和距离地面高为h处的引力场强度分别为和，如果它们满足，则该空间就可以近似为匀强场，也就是我们常说的重力场。请估算地球重力场可视为匀强场的高度h（取地球半径R=6400km）；
(3)某同学查阅资料知道:地球引力场的“引力势”的表达式为（以无穷远处引力势为0）。请你设定物理情景，简要叙述推导该表达式的主要步骤。
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
解析：ABD．电荷即不会创造，也不会消失．不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移，摩擦起电是电荷从一个物体转移到另一物体，感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一部分，所以AB错误，D正确；
C．摩擦起电的两摩擦物体带等量异种电荷，故C错误。
答案：D。
2．C
解析：使带负电的橡胶棒C靠近A，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，则A的左端将感应出正电，B的右端感应出负电；导体A和B分开，再移走C，导体A和B由于感应起电带上异种电荷， 所以此时A带正电，B带负电．答案：C．
点拨：解决本题的关键知道摩擦起电、感应起电、接触带电的实质都是电荷的移动，电荷的总量保持不变．
3．B
解析：A．根据电荷守恒定律可知棒整体不带电，故A错误；
B．静电平衡后整根棒为一个等势体，内部场强处处为零，故B正确；
C．静电平衡时导体内部没有净剩电荷，电荷只分布在导体的外表面，故C错误；
D．导体棒静电平衡后，棒上感应电荷在O处产生的场强大小与点电荷q在该次产生的电场强度大小相同、方向相反，故感应电荷在棒的中点O处产生的场强大小为
故D错误。
答案：B。
4．B
解析：依题意，小球B受到重力，绳的拉力F及置点电荷对它的库仑力，处于平衡状态，根据矢量三角形可知，当库仑力与绳的拉力F垂直时，此时库仑力最小，置点电荷电荷量最小，此时有
且
联立求得置点电荷最小电荷量为
答案：B。
5．B
解析：由于Q1>Q2，所以，在x轴上E1=E2的点只能在两电荷Q1、Q2的连线中间或点电荷Q2的右侧。根据
Q1、Q2在连线中间产生场强的方向相同，当该处到Q1、Q2的距离之比时，即可使E1=E2，合场强为2E2；Q1、Q2在Q2右侧产生的场强相反，当该处到Q1、Q2的距离之比时，则E2=E1，合场强为零，故B正确，ACD错误。
故应选B。
6．A
解析：在a处产生的场强大小为
方向水平向左。据题，a点处的电场强度为零，与带电薄板在a点产生的场强大小相等，方向相反，则带电薄板在a点产生的场强大小为
方向水平向右。根据对称性可知，带电薄板在b点产生的场强大小为
方向水平向左。在b处产生的场强大小为
方向水平向左，则b点处的电场强度大小是
答案：A。
7．D
解析：A．AB间的库仑力大小相等设为，根据库仑定律有
则不能判断电荷量的大小关系，故A错误；
B．对B受力分析如图
根据平衡条件有
同样对A有
已知，则
故B错误；
CD．若因漏电A球的电荷量逐渐减小，重新平衡后，由于A、B受到的重力和杆对A、B的弹力也不变，故库仑力也不变，AB连线仍在一条直线上，故C错误，D正确。
答案：D。
8．AC
解析：静电平衡状态下，对于导体内部合场强为零，故感应电场的电场强度与原电场的电场强度等大反向，故AC正确，BD错误。
答案：AC。
9．BC
解析：雷电是一种自然现象，是由于高压放电，产生几十万安培的瞬间电流，电流生热使空气发光，使空气受热突然膨胀发出巨响，是同时发生的，只是光的传播速度比声音快，所以我们是先看到闪电后听到雷声。
答案：BC。
10．BC
解析：两小球接触前，由库仑定律得
若两小球电性相反，两小球接触后，两小球所带电荷量
两小球接触后放回原处，由库仑定律得
若两小球电性相同，两小球接触后，两小球所带电荷量
两小球接触后放回原处，由库仑定律得
故BC正确，AD错误；
答案：BC。
11．AD
解析：画出小球P的受力示意图，如图所示
当小球P位置不动，Q缓慢向右下移动时，Q对P的库仑力先减小后增大，根据库仑定律可得，QP间的距离先增大后减小；轻质细线的拉力则一直在减小，当Q到达P的正下方时，轻质细线的拉力减小为零，答案：AD。
12． 增大 减小 增大
解析：（1）[1]实验时，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B球悬线与竖直方向的夹角增大。
（3）[2][3]实验表明：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。
13． 微小量放大法 控制变量法 保持A和C的距离不变，改变金属球C的带电荷量q，得到相互作用力F和电荷量q的关系
解析：[1]把微弱的库仑力放大成可以看得到的扭转角度，并通过扭转角度的大小找出力和距离的关系，这是微小量放大法
[2]保持电荷量不变，改变A和C的距离可得到F和r的关系，这是控制变量法；
[3]接下来控制另一个变量不变，即保持A和C的距离不变，改变金属球C的带电荷量q，可得到相互作用力F和电荷量q的关系。
14．9×1011N
解析：根据库仑定律可得两个点电荷之间的作用力大小为
15．（1）；（2）
解析：（1）球静止在A处经受力分析知受三个力作用，即重力mg、静电力F和细线拉力F拉，由受力平衡和库仑定律可得
F拉=3mg
联立方程，解得
（2）摆回的过程只有重力做功，所以机械能守恒，规定最低点重力势能等于零，则有
小球回到A处时，由牛顿第二定律，可得
由（1）知静电力
F=2mg
联立方程，解得
16．(1)引力场强度定义式，推导见解析；(2)h=64976m；(3)推导见解析.
解析：(1)引力场强度定义式
联立得
(2)根据题意
解得
h=64976m
(3)定义式引力势，式中为某位置的引力势能
把某物体从无穷远移动到某点引力做的功
即
则当质量为m的物体自无穷远处移动到距离地球r处时，引力做功为
通过计算得
所以
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