2011高中物理 第1章《静电场》单元测试 鲁科版选修3-1

用心 爱心 专心1 第第 1 1 章章 静电场静电场 单元测试单元测试 一 单项选择题 本题共 12 小题 每小题 5 分 共 60 分 在每小题给出的四个选项中 只有一个选项正确 1 对点电荷的理解 你认为正确的是 A 体积很大的带电体都不能看成点电荷 B 只要体积很小的带电体就能看成点电荷 C 只要是均匀的球形带电体 不管球的大小 都能被看成点电荷 D 带电体间的距离比它们本身的大小大得多 以至于带电体的形状和大小对它们间相 互作用力的影响可忽略不计时 带电体就可以视为点电荷 解析 选 D 带电体能否被看成点电荷 不是因为带电体的大小问题 而是要考虑带电 体的形状和体积对所研究问题有无影响 2 如图 1 6 所示 用与丝绸摩擦过的玻璃棒 带正电 靠近原来不带电的验电器的金属 球 但两者不接触 通过观察发现指针发生了偏转 关于这一现象的解释正确的是 图 1 6 A 金属球带正电 指针带正电 B 金属球带负电 指针带负电 C 金属球带负电 指针带正电 D 金属球带正电 指针带负电 解析 选 C 带正电的玻璃棒靠近验电器时 验电器金属球发生静电感应现象 故金属 球带负电 指针带正电 选项 C 正确 3 电工穿的高压作业服是用铜丝纺织的 下列说法正确的是 A 铜丝编织的衣服不易拉破 所以用铜丝编织 B 电工被铜丝纺织的衣服所包裹 使体内电势保持为零 对人体起保护作用 C 电工被铜丝纺织的衣服所包裹 使体内电场强度保持为零 对人体起保护作用 D 铜丝必须达到一定的厚度 才能对人体起到保护作用 解析 选 C 用铜丝编织的高压作业服起静电屏蔽的作用 使电工体内不受高压线上电 荷的影响 场强为零 人体的电势与高压线等电势 故 C 正确 A B 错误 与铜丝的厚度 没有关系 D 错误 4 带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的 用心 爱心 专心2 A 2 4 10 19 C B 6 4 10 19 C C 1 6 10 18 C D 4 0 10 17 C 解析 选 A 任何带电体的电荷量都只能是元电荷电荷量的整数倍 元电荷电荷量为 e 1 6 10 19 C 选项 A 中电荷量为 3 2 倍 B 中电荷量为 4 倍 C 中电荷量为 10 倍 D 中电荷量为 250 倍 也就是说 B C D 选项中的电荷量数值均是元电荷的整数倍 所以只 有选项 A 是不可能的 5 2011 年厦门外国语高二检测 在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为 104 V m 已知 一半径为 1 mm 的雨滴在此电场中不会下落 取重力加速度大小为 10 m s2 水的密度为 103 kg m3 这雨滴携带的电荷量的最小值约为 A 2 10 9 C B 4 10 9 C C 6 10 9 C D 8 10 9 C 解析 选 B 带电雨滴在电场力和重力作用下保持静止 根据平衡条件电场力和重力必 然等大反向mg qE 则q mg E 4 3 r3g E 103 4 3 3 14 10 9 10 104 C 4 10 9 C 6 如图 1 7 所示 左边是一个原先不带电的导体 右边C是后来靠近导体的带正电 金属球 若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开 分导体为A B两部分 这两部分所带 电荷量的数值分别为QA QB 则下列结论正确的是 图 1 7 A 沿虚线d切开 A带负电 B带正电 且QB QA B 只有沿虚线b切开 才有A带正电 B带负电 并QB QA C 沿虚线a切开 A带正电 B带负电 且QB QA D 沿任意一条虚线切开 都有A带正电 B带负电 而QA QB的值与所切的位置有关 解析 选 D 静电感应使得A带正电 B带负电 导体原来不带电 只是在C的电荷的 作用下 导体中的自由电子向B部分移动 使B部分带了多余的电子 而带负电 A部分 少了电子 因而带正电 A部分移去的电子数目和B部分多余电子的数目是相同的 因此 无论从哪一条虚线切开 两部分的电荷量总是相等的 但由于电荷之间的作用力与距离有 关 自由电子在不同位置所受C的作用力的强弱是不同的 这样导致电子在导体上的分布 不均匀 越靠近右端负电荷密度越大 越靠近左端正电荷密度越大 所以从不同位置切开 用心 爱心 专心3 时 QA QB的值是不同的 故只有 D 正确 7 2011 年福建 四校 联考 A B是一条电场线上的两个点 一带负电的粒子仅在 电场力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点 其速度v和时间t的关系图象 如图 1 8 所示 则此电场的电场线分布可能是图 1 9 中的 图 1 8 图 1 9 解析 选 A 由图象可知 粒子的速度随时间逐渐减小 粒子的加速度逐渐变大 则电 场强度逐渐变大 从A到B电场线逐渐变密 综合分析知 带负电的粒子是顺电场线方向 运动 由电场线疏处到达密处 故 A 对 8 2011 年福建三明市高二检测 如图 1 10 所示 在绝缘的光滑水平面上 相隔一 定距离有两个带同种电荷的小球 从静止同时释放 则两个小球的加速度和速度大小随时 间变化的情况是 图 1 10 A 速度变大 加速度变大 B 速度变小 加速度变小 C 速度变大 加速度变小 D 速度变小 加速度变大 解析 选 C 根据同种电荷相斥 每个小球在库仑斥力的作用下运动 由于力的方向与 运动方向相同 均做加速直线运动 速度变大 再由库仑定律F k知随着距离的增大 q1q2 r2 库仑斥力减小 加速度减小 所以只有选项 C 正确 9 2010 年高考课标全国卷 图 1 11 静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器 某除尘器模型的收尘板是很长的条形 金属板 图中直线ab为该收尘板的横截面 工作时收尘板带正电 其左侧的电场线分布如 图 1 11 所示 粉尘带负电 在电场力作用下向收尘板运动 最后落在收尘板上 若用粗 用心 爱心 专心4 黑曲线表示原来静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹 下列 4 幅图中可能正确的是 忽略 重力和空气阻力 图 1 12 解析 选 A 根据力和运动的关系知 当粒子运动至电场中某一点时 运 动速度与受力如图所示 又据曲线运动知识知粒子运动轨迹夹在合外力与速度 之间 可判定粉尘颗粒的运动轨迹如 A 选项中图所示 10 2009 年高考海南卷改编 如图 1 13 所示 两等量异号的点电荷相距为 2a M与 两点电荷共线 N位于两点电荷连线的中垂线上 两点电荷连线中点到M和N的距离都为 L 且L a 略去 a L n n 2 项的贡献 则两点电荷的合电场在M和N点的电场强度 图 1 13 A 大小之比为 2 方向相同 B 大小之比为 1 方向相反 C 大小均与a成正比 方向相反 D 大小均与L的平方成反比 方向相互垂直 解析 选 C 两电荷在M点的合电场为EM 由 kq L a 2 kq L a 2 4kqLa L2 a2 2 于L a 所以EM 所以EM a 方向水平向右 两电荷在N点的合电场为EN 2 4kqa L3 用心 爱心 专心5 由于L a 所以EN 所以EN a 方向水平向左 且EM 2EN kq a2 L2 a a2 L2 2kqa L3 故选项 C 正确 A B D 错误 11 如图 1 14 所示 在一电场强度沿纸面方向的匀强电场中 用一绝缘丝线系一带 电小球 小球的质量为m 电荷量为q 为了保证当丝线与竖直方向的夹角为 60 时 小球处于平衡状态 则匀强电场的电场强度大小不可能为 图 1 14 A B mgtan 60 q mgcos 60 q C D mgsin 60 q mg q 解析 选 B 取小球为研究对象 它受到重力mg 丝线的拉力F 和电场力Eq的作用 因小球处于平衡状态 则它受到的合外力等于 零 由平衡条件知 F和Eq的合力与mg是一对平衡力 根据力的平行四边形定则可知 当电场力Eq的方向与丝线的拉力方向垂直时 电场力为最小 如图所示 则Eq mgsin 得E 所以 该匀强电场的场强大小可能值为E mgsin q 3mg 2q 3mg 2q 12 2011 年福州高二过关测试 如图 1 15 所示A B是带有等量的同种电荷的两小球 它们的质量都是m 它们的悬线长度是L 悬线上端都固定在同一点O B球悬线竖直且被 固定 A球在力的作用下 偏离B球x的地方静止平衡 此时A受到绳的拉力为F 现保持 其他条件不变 用改变A球质量的方法 使A球在距B为x 2 处平衡 则A受到绳的拉力 为 图 1 15 A F B 2F C 4F D 8F 解析 选 D 对A球受力分析如图所示 F斥和F的合力F合与mg 用心 爱心 专心6 等大反向 由几何知识知 F合 F F斥组成的力的矢量三角形与几何 OAB相似 所以 当A B间距变为 时 解以上两式得F 8F 故选 D x kQAQB x2 L F x 2 x 2 k QAQB x 2 2 L F 二 计算题 本题共 4 小题 共 40 分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要的 演算步骤 只写出最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单 位 13 8 分 2011 年济南高二测试 如图 1 16 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 若固定的带正电小球A的电荷量为Q B球的质量为m 带电 荷量为q 30 A和B在同一条水平线上 整个装置处于真空中 求A B两球间的 距离 图 1 16 解析 如图所示 小球B受竖直向下的重力mg 沿绝缘细线的拉 力F A对它的库仑力F 由力的平衡条件 可知F mgtan 2 分 根据库仑定律F k 2 分 Qq r2 解得r 4 分 kQq mgtan 3kQq mg 答案 3kQq mg 14 10 分 如图 1 17 所示 相距为 2d的A和B两点上固定着等量异种的两个点电 荷 电荷量分别为 Q和 Q 在AB连线的中垂线上取一点P 垂足为O PAO 求 图 1 17 1 P点的场强的大小和方向 用心 爱心 专心7 2 为何值时 场强最大 其最大值是多少 解析 1 如图所示 P点场强是正 负电荷在P点产生场 强的矢量和 由E k得 Q r2 EP 2Ecos 2kcos cos3 3 分 Q d cos 2 2kQ d2 方向向右 2 分 2 由上式表明 当 0 时 得 1 分 EP max 2 分 2kQ d2 方向向右 2 分 答案 1 cos3 方向向右 2 当 0 时 EP max 方向向右 2kQ d2 2kQ d2 15 10 分 2011 年清流一中质检 如图 1 18 所示 绝缘水平面上静止着两个质量均 为m 电量均为 Q的物体A和B A B均可视为质点 它们间的距离为r 与水平面间的 动摩擦因数均为 求 图 1 18 1 A受到的摩擦力 2 如果将A的电量增至 4Q 则两物体将开始运动 当它们的加速度第一次为零时 A B各运动了多远的距离 解析 1 由平衡条件可知A受到的摩擦力的大小 f F库 k 2 分 Q2 r2 方向沿AB连线指向B 1 分 2 设A B间距离为r 当加速度a 0 时 mg 2 分 k4Q2 r 2 得到 r 2 分 4kQ2 mg 由题可知A B运动距离均为 s 1 分 r r 2 用心 爱心 专心8 故s 2 分 kQ2 mg r 2 答案 见解析 16 12 分 如图 1 19 所示 光滑斜面倾角为 37 质量为m 电荷量为q的一带有 正电的小物块 置于斜面上 当沿水平方向加有如图所示的匀强电场时 带电小物块恰好 静止在斜面上 从某时刻开始 电场强度变为原来的 求 1 2 图 1 19 1 原来的电场强度为多大 2 物体运动的加速度大小 3 沿斜面下滑距离为L时的速度大小 sin 37 0 6 cos 37 0 8 g取 10 m s2 解析 1 平衡时 物块受重力mg 电场力qE 斜面的支持力N的作 用 如图所示 有 qE mgtan 37 2