高一物理必修三第9章《静电场及其应用》单元综合练习（含解析）

高一物理必修三第9章《静电场及其应用》单元综合练习
一、单选题
1．静电现象常见于在我们生活中，静电的应用也很广泛，下列不属于静电应用的是(　　)
A．医院在夜间利用静电放电产生的臭氧，进行杀菌
B．发电厂利用静电把空气电离，除去烟气中的粉尘
C．利用运油车尾部的铁链将油与油罐摩擦产生的静电导走
D．工厂里利用静电吸附，将涂料微粒均匀地喷涂在接地金属物体上
2．关于静电的防止与利用，下列说法错误的是（　　）
A．图甲为静电喷漆的示意图，静电喷漆是利用同种电荷相互排斥，使油漆与金属表面在静电斥力作用下喷涂更均匀
B．乙图的超高压带电作业，电工所穿的高压工作服内有编织的铜丝，这样做的目的是电工被铜丝衣服所包裹，使衣服内电场强度为零
C．丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理
D．丁图的自助加油机都会有除静电装置，通过与加油机接地的金属面板进行接触操作，会消除工作人员身上的静电
3．如图所示，三个点电荷q1、q2、q3固定在一直线上，q2与q3的距离为q1与q2的距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电量之比q1：q2：q3为（ ）
A．9:4:9 B．4:9:4 C．9:4:36 D．4:9:36
4．如图所示，真空中A、B、C三点的连线构成一个等腰三角形，OC为AB连线的中垂线，O为连线中点。A的电荷量为，B的电荷量为，两点电荷分别固定在A、B点，A、B相距l，静电力常量为k．现将另一个电荷量为的点电荷放置在AB连线的中垂线上距O点为的C点处，此时所受的静电力大小为（　　）
A． B． C． D．
5．如图所示，两个带电荷量为q的点电荷分别位于带电的半径相同的球壳和球壳的球心，这两个球壳上电荷均匀分布且电荷面密度相同，若甲图中带电球壳对点电荷q的库仑力的大小为F，则乙图中带电的球壳对点电荷q的库仑力的大小为（ ）
A． B． C． D．F
第5题 第6题
6．如图所示，可视为质点的两个带同种电荷的小球a和b，分别静止在竖直墙面和水平地面上，b球被光滑竖直板挡住，所有接触面均光滑，a球由于缓慢漏电而缓慢下降，在此过程中（　　）
A．地面对b的支持力变小 B．竖直挡板对b的支持力变小
C．a、b间的作用力变大 D．墙面对a的弹力变小
7．如图用金属网把验电器罩起来，使带电金属球靠近验电器，下列有关此实验现象的描述或解释正确的是（　　）
A．验电器的金属球因静电感应而带负电荷 B．箔片不张开因为金属网内场强为0
C．整个金属网会因为静电感应而带负电荷 D．验电器的金属箔片会因排斥而张开
第7题 第8题
8．如图所示，将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内（始终不与球接触），现将一个悬挂在绝缘细线上的带负电的小球B放在C附近，待稳定后，以下说法正确的是：（ ）
A．A对B无静电力作用，B对A无静电力作用
B．A向左偏离竖直方向，B向右偏离竖直方向
C．A对B的静电力向左，B对A的静电力向右
D．A的位置不变，B的位置也不变
9．如图甲所示，是一等边三角形，在顶点M、N各放置一个电荷量为Q的负点电荷，这时顶点P处电场强度的大小为；若将M点处的负点电荷取走，并放置一个电荷量为Q的正点电荷如图乙，这时顶点P处电场强度的大小为；则的比值为（　　）
A． B． C． D．
10．图为竖直面内两个固定在同一水平线上的点电荷，距离为d，电荷量分别为和。静电力常量为k。在它们的中垂线上固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管，有一电荷量为的带电小球以初速度从管口射入，则下列说法正确的是（　　）
A．小球的速度先增大再减小 B．小球对管壁的作用力先变小后变大
C．电场力对小球先做正功再做负功 D．管壁对小球的弹力的最大值为
第9题 第10题
11．如图所示，原来不带电，长为l的导体棒水平放置，现将一个电荷量为（）的点电荷放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处，A、B分别为导体棒左右两端的一点，静电力常量为k。当棒达到静电平衡后，下列说法正确的是（　　）
A．棒的两端都感应出负电荷
B．棒上感应电荷在棒的中心轴线上距棒的右端处产生的电场强度大小为
C．若用一根导线将A、B相连，导线上不会产生电流
D．棒上感应电荷在棒的中心O处产生的电场强度方向水平向右
7．均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，电荷量为Q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，轴线上CO=DO=3R。一质量为m、电荷量为q的小球（用绝缘细线悬挂于悬点），受半球面产生的电场影响偏转θ角度静止于C点，（若球C与半球面AB彼此不影响对方的电量分布）则半球面AB在D点产生的场强大小为（　　）
A． B．
C． D．
二、解答题
13．如图所示，水平细杆上套一环，环A与球B间用一不可伸长轻质绝缘绳相连，质量分别为和，A环不带电，B球带正电，电荷量。若B球处于一水平向右的匀强电场中，使环A与B球一起向右匀速运动。运动过程中，绳始终保持与竖直方向夹角，重力加速度g取10m/s2，，。求：
（1）匀强电场的电场强度E多大？
（2）环A与水平杆间的动摩擦因数μ？
14．在真空中O点放一个点电荷，直线MN通过O点，OM的距离，M点放一个点电荷（q产生的电场忽略不计），如图所示求：
（1）q在M点受到的作用力；
（2）M点的电场强度；
（3）拿走q后M点的电场强度；
（4）M、N两点的电场强度哪点大？
15．如图所示，一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B静止在图示位置，其左侧固定着另一个带电的小球A。已知B球的质量为，带电荷量为q，静止时细线与竖直方向的夹角，A和B在同一条水平线上，整个装置处于真空中（A、B可视为质点，重力加速度大小为g，静电力常量为k，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。问：
（1）小球A带何种电荷？
（2）此时小球B受到的库仑力为多大？
（3）若小球A所带电荷量为Q，A、B间的距离是多少？

16．如图所示，在倾角为的光滑斜面上放两个质量分别为m1和m2的带电小球A、B(均可视为质点)，，相距L。开始释放时，B球刚好静止平衡。斜面足够长，重力加速度为g，求：
（1）开始释放时A球的初始加速度大小？
（2）过一段时间后，A、B加速度大小之比为a1：a2=3：2，求此时两球之间的距离L'与L的比值？

17．如图所示，绝缘平板静置于水平面上，带电荷量的物块（可视为质点）置于平板最左端。平板质量，物块质量，物块与平板间动摩擦因数，平板与水平面间动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。时，空间提供水平向右的匀强电场（图中未画出），场强大小为；时，电场反向变为水平向左，场强大小不变；时，撤去电场，整个过程中，物块的电荷量保持不变，物块始终未离开平板，不计空气阻力，不考虑因电场变化产生的磁场影响，重力加速度取g=10m/s2。求：
（1）时，物块和平板的速度大小；
（2）平板长度至少为多少
（3）整个过程中，电场力对物块所做的总功。
参考答案：
一、选择题：
1、C 2、A 3、C 4、D
5、D 6、C 7、B 8、A
9、C 10、D 11、C 12、D
二、解答题：
13．（1）；（2）0.45
【详解】（1）对B球有
解得
（2）对整体有
解得
14．（1），方向沿；（2），方向沿；（3），方向沿；（4）M点的电场强度大
【详解】（1）根据库仑定律可知，q在M点受到的作用力大小为
解得
由于点电荷带负电，作用力方向沿。
（2）根据电场强度的定义式，M点的电场强度大小
解得 方向沿。
（3）由于电场强度与试探电荷无关，则拿走q后，M点的电场强度仍然为，方向沿。
（4）根据点电荷的场强决定公式可知M点距离场源电荷近，故M点的电场强度大一些。
15．（1）正电；（2）；（3）
【详解】（1）由题图可知，两个小球相互排斥，可知小球带正电
（2）对小球B受力分析，得
解得
（3）由库仑定律有
解得
16．（1）；（2）2：1
【详解】（1）对B球由平衡可知
对A球由牛顿第二定律可得
（2）过一段时间后，对A球由牛顿第二定律可得
对B球由牛顿第二定律可得 结合
解得
由可知，L'与L的比值2：1。
17．（1）5m/s，1m/s；（2）2.5m；（3）15.625J
【详解】（1）0~1s时间内，假设物块相对木板向右滑动，且物块和平板的加速度大小分别为a1、a2，对物块和平板根据牛顿第二定律分别有
解得
所以a1＞a2，假设成立。根据运动学公式可得t=1s时物块和平板的速度大小分别为
（2）0~1s时间内，物块相对平板的位移大小为
t=1s时，设物块的加速度大小为a3，对物块根据牛顿第二定律有
解得
假设物块和平板在1~1.5s时间内可以达到共同速度，即从t=1s开始经过时间t1，物块与平板达到共同速度v，则
解得
所以，假设成立。在1~1.25s时间内，物块相对平板的位移大小为
物块与平板达到共同速度后，假设物块相对平板向左滑动，且物块和木板的加速度大小分别为a4、a5，对物块和平板根据牛顿第二定律分别有
解得
所以a4＞a5，假设成立。因此t=1.25s时物块相对木板向右滑动的距离最远，则平板长度至少为
（3）物块速度从v减小至零所经历的时间为
即t=1.5s撤去电场时，物块的速度恰好减为零，整个过程中，电场力对物块所做的总功为
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