这是一套《高中物理必修第三册：分层作业-第9章　静电场及其应用（共8份打包，含解析）》资源，包含分层作业1　电荷.docx、分层作业2　库仑定律.docx、分层作业3　静电力的求解及其作用下的力平衡问题.docx、分层作业4　电场　电场强度.docx、分层作业5　电场线.docx、分层作业6　非点电荷电场强度的求解、电场线和轨迹问题.docx、分层作业7　静电的防止与利用.docx、第九章测评.docx欢迎下载使用,下面是关于《第九章测评.docx》的文档简介内容:
第九章测评
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)
1.(2023浙江湖州统考)关于以下几幅图说法正确的是 (　　)
A.图甲验电器金属杆上端固定的金属球不能做成针尖状
B.图乙中电子点火器放电极是球形的
C.图丙中话筒线外包的金属外衣是为了增强它的强度
D.图丁中高压输电线上方两条导线是用来输电的
2.(2023山西阳泉高二期末)人类对电磁学的研究经历了漫长而曲折的过程,其中许多物理思想方法体现了物理学家的智慧,以下说法错误的是(　　)
A.电荷守恒定律是物理学中“守恒”思想的具体体现
B.“类比”在库仑定律的建立过程中发挥了重要作用
C.电场强度是通过“比值定义法”建立的
D.点电荷类似于力学中的质点,也使用了“等效替代”的思想
3.N95口罩中起阻隔作用的关键层是熔喷布,熔喷布的纤维里加入了驻极体材料,它能依靠静电感应吸附比熔喷布网状纤维孔洞小很多的0.1 μm量级或更小的微粒,从而有了更好的过滤效果。制备驻极体的一种方法是对某些电介质材料进行加热熔化,然后在强电场中进行极化冷却。电介质中每个分子都呈电中性,但分子内正、负电荷分布并不完全重合,每个分子都可以看成是等量异号的电荷对。如图所示,某种电介质未加电场时,分子取向随机排布,熔化时施加水平向左的匀强电场,正、负电荷受电场力的作用,分子取向会发生变化。冷却后撤掉电场,形成驻极体,分子取向能够较长时间维持。根据以上信息可知,下列说法正确的是(　　)
A.驻极体能够吸引带电的微粒,但不能吸引电中性的微粒
B.驻极体吸附小微粒利用了静电感应,所以驻极体所带的总电荷量一定不为零
C.不带电的微粒也能被驻极体吸引,但并不会中和驻极体表面的电荷
D.加有驻极体的口罩会因存放时间过长向外放电而使其中的电场衰减
4.如图所示,Q是真空中固定的点电荷,a、b、c是以Q所在位置为圆心、半径分别为r或2r球面上的三点,电荷量为-q的试探电荷在a点受到的库仑力方向指向Q,则(　　)
A.Q带负电
B.b、c两点电场强度相同
C.a、b两点的电场强度大小之比为4∶1
D.将a处试探电荷电荷量变为+2q,该处电场强度变为原来的2倍
5.如图所示,边长为L的正六边形ABCDEF的5条边上分别放置5根长度都为L的相同绝缘细棒,每根细棒均匀带上相同的正电荷,现将电荷量为+Q的点电荷置于BC中点,此时正六边形几何中心O点的电场强度为零,若移走+Q及AB边上的细棒,则O点电场强度大小为(k为静电力常量,不考虑绝缘细棒之间及绝缘细棒与+Q的相互影响)(　　)
A. B.
C. D.
6.(2022山东卷)半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置,圆心位于O点,环上均匀分布着电荷量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分,取走A、B处两段弧长均为Δl的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于OC延长线上距O点为2R的D点,O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变,q为(　　)
A.正电荷,q=
B.正电荷,q=
C.负电荷,q=
D.负电荷,q=
7.(2023江西景德镇一中期中)如图所示,质量相等可视为点电荷的A、B、C三个带电绝缘小球,其中A带正电并固定在绝缘竖直弹簧下端,当A、B、C三个小球球心间的距离均为L时,B、C小球所带电荷量相等并悬在空中处于静止状态,下列说法正确的是 (　　)
A.弹簧弹力大于三个小球的总重力
B.小球A受三个作用力
C.小球A的电荷量是小球B电荷量的2倍
D.剪断弹簧后三个小球一起做自由落体运动
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8.如图所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在该直线上有a、b两点,用Ea、Eb表示a、b两点的电场强度大小,则(　　)
A.a、b两点电场强度方向相同
B.电场线从a指向b,所以Ea>Eb
C.电场线是直线,所以Ea=Eb
D.不知a、b附近的电场线分布,Ea、Eb大小不能确定
9.图甲为某一点电荷Q产生的电场中的一条电场线,A、B为电场线上的两点,一电子以某一速度沿电场线由A运动到B的过程中,其速度—时间图像如图乙所示,则下列叙述正确的是(　　)
A.电场线方向由B指向A
B.电场强度大小EA>EB
C.Q可能为负电荷,也可能为正电荷
D.Q在A的左侧且为负电荷
10.如图所示,P、Q是矩形ABCD的AD边和BC边的中点,E、F是AB边和CD边的中点,M、N是PQ连线上的两点且lMP=lQN,M点和N点有等量异种点电荷。关于图中八个点的电场强度关系,下列说法正确的是(　　)
A.A点与B点电场强度不同,A点与C点电场强度不同
B.A点与D点电场强度不同,B点与D点电场强度相同
C.B点与C点电场强度不同,E点与F点电场强度不同
D.C点与D点电场强度不同,P点与Q点电场强度相同
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11.(7分)观察静电感应现象的操作如下。
(1)带正电的C移近导体A,金属箔片　　　　　,移走C之后金属箔片　　　　　。
(2)带正电的C移近导体A,先把A、B分开,再移走C,金属箔片　　　　,A带　　电,B带　　电,再让A、B接触,金属箔片　　　　　　。
(3)带正电的C移近导体A,用手摸一下A或者B,移走C,再分开A、B,金属箔片　　　　　,A、B带　　　电。
(4)把C碰一下A或者B,移走C,分开A、B,A、B带　　　电。
12.(9分)在探究“两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关”的实验中,一同学猜想可能与两电荷的距离和电荷量有关。他选用带正电的小球A和B,A球放在可移动的绝缘座上,B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点,如图所示。
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,观察到两球距离越小,B球悬线的偏角越大;再保持两球的距离不变,改变小球所带的电荷量,观察到电荷量越大,B球悬线的偏角越大。
实验表明:两电荷之间的相互作用力,随其距离的　　　　而增大,随其所带电荷量的　　　而增大。
此同学在探究中应用的科学方法是　　　　　　　(选填“累积法”“等效替代法”“控制变量法”或“演绎法”)。
13.(10分)如图所示,把一个倾角为θ的光滑绝缘斜面固定在匀强电场中,电场方向水平向右,有一质量为m、电荷量为+q的物体以初速度v0从A端滑上斜面恰好沿斜面匀速运动,求匀强电场的电场强度的大小。(重力加速度取g)
14.(12分)如图所示,竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个方向水平向右的匀强电场区域,电场强度E=3×104 N/C。在两板间用绝缘细线悬挂一个质量m=5×10-3 kg的带电小球,静止时小球偏离竖直方向的夹角θ=60°(g取10 m/s2)。
(1)求小球的电性和电荷量。
(2)求细线的拉力大小。
(3)若小球静止时离右板d=5×10-2 m,剪断细线后,小球经多长时间碰到右极板。
15.(16分)(2023全国乙卷)如图所示,等边三角形ABC位于竖直平面内,AB边水平,顶点C在AB边上方,3个点电荷分别固定在三角形的三个顶点上。已知AB边中点M处的电场强度方向竖直向下,BC边中点N处的电场强度方向竖直向上,A点处点电荷的电荷量的绝对值为q。
(1)求B点处点电荷的电荷量的绝对值并判断3个点电荷的正负。
(2)求C点处点电荷的电荷量。
第九章测评
1.A　图甲中验电器的金属杆上端做成球形,是防止出现尖端放电现象,故A正确;图乙中燃气灶点火器的放电极做成了针形,是利用尖端放电现象,故B错误;图丙中话筒线外包的金属外衣利用了静电屏蔽,致使电话线不受外界干扰,故C错误;图丁中高压输电线上方两条导线与大地相连,形成一个稀疏的金属“网”,把高压线屏蔽起来,使其免遭雷击,是用来保护高压线的,故D错误。
2.D　电荷守恒定律指出对于一个孤立系统,不论发生什么变化,其中所有电荷的代数和永远保持不变,其是物理学中“守恒”思想的具体体现,故A正确;库仑定律的建立遵循了类比—科学假说—实验验证的过程,由万有引力和静电力的类比,提出假说,最后用实验来验证,故B正确;比值法定义的物理量是反映物质的本质属性或基本运动特征,它不随定义所用的物理量的大小而改变,电场强度的大小和试探电荷所带电荷量及其所受静电力大小无关,故C正确;在研究带电体之间的相互作用时,若带电体的尺寸远小于它们之间的距离,就可以把带电体看作点电荷,这采用了理想模型法,并不是等效替代法,故D错误。
3.C　驻极体所带的总电荷量始终为零,但能够吸引带电的微粒,也能吸引电中性的微粒,A、B错误,C正确;加有驻极体的口罩会因存放时间过长其中的电场衰减而过期,这是由于外界震动等作用使驻极体内部的分子取向变得不再一致,而不是驻极体向外放电使电荷减少的结果,D错误。
4.C　电荷量为-q的试探电荷在a点受到的库仑力方向指向Q,故电场强度方向背离Q,Q带正电,A错误;由E=k得,b、c两点电场强度大小相等,方向不同,a、b两点的电场强度大小之比为4∶1,B错误,C正确;电场强度由电场本身决定,与试探电荷无关,将a处的试探电荷电荷量变为+2q,该处电场强度不变,D错误。
5.C　根据对称性的特点可知,AB棒与DE棒在O点的合电场强度为0,AF棒与DC棒在O点的合电场强度为0,所以EF棒与点电荷+Q在O点的合电场强度也为0,则EF棒在O点的电场强度大小与点电荷+Q在O点的电场强度大小相等,所以有EEF=EQ=。
若移走+Q及AB边上的细棒,则O点电场强度大小为EF棒与ED棒的合电场强度大小,如图所示,有E=2EEFcos 30°=,C正确。
6.C　若取走C处弧长为Δl的小圆弧上的电荷,根据对称性,细圆环上剩余电荷产生的电场在O点的电场强度为零,即取走A、B处电荷后,细圆环上电荷产生的电场在O点的电场强度等于C处小圆弧上电荷产生的电场在O点的电场强度。因为O点电场强度为零,说明C处小圆弧上的电荷产生的电场与q产生的电场在O点的合电场强度为零,即=k·,解得q=。因为C处小圆弧带正电,所以q带负电,选项C正确。
7.C　把三个小球看成整体,可得弹簧弹力等于三个小球的总重力,故A错误;A受重力、两个库仑力和弹簧弹力,共四个力,故B错误;根据受力平衡可得B、C小球带等量的负电,设小球A、B的电荷量绝对值分别为qA、qB,A、B之间的库仑力FAB=k,B、C之间的库仑力FBC=k,θ=60°, B受力如图所示,可得FABcos θ=FBC,代入得qA=2qB,故C正确;剪断弹簧后A受重力和B、C小球对A的库仑力,A下落的加速度大于重力加速度,剪断弹簧瞬间小球B、C受力不变,加速度为零,故D错误。
8.AD　由于电场线上每一点的切线方向跟该点的电场强度方向一致,而该电场线是直线,故a、b两点电场强度方向相同。电场线的疏密表示电场的强弱,只有一条电场线时,Ea和Eb的关系不能确定,A、D正确。
9.ABD　根据速度—时间图像分析,电荷做加速度减小的加速运动,所以静电力向右,电场线方向向左,A正确;加速度减小,静电力减小,电场强度减小,B正确;根据点电荷电场特点,Q只能在A的左侧且为负电荷,D正确。
10.BD　等量异种点电荷的电场线分布情况如图所示。根据电场线的对称性可知,A、B、C、D四点的电场线的疏密程度相同,即电场强度大小相等,并且A点与C点、B点与D点电场强度方向相同,A点与B点、A点与D点电场强度方向不同,A错误,B正确;E点与F点电场线的疏密程度相同,即电场强度大小相等,并且方向相同,C错误;P点与Q点电场强度大小相等,方向相同,D正确。
11.解析 (1)C靠近A,A端感应出负电荷,B端感应出正电荷,电子从B端移到A端,金属箔片张开,移走C之后金属箔片闭合。
(2)C靠近A,金属箔片张开,先分开A、B再移走C,金属箔片张开,A带负电,B带正电,再让A、B接触,金属箔片闭合。
(3)C靠近A,用手摸一下A或者B,手上的电子移到A、B,移走C分开A、B,A、B带负电。
(4)C碰一下A或者B,电子转移到C上,移走C再分开A、B,A、B带正电。
答案 (1)张开　闭合
(2)张开　负　正　闭合
(3)张开　负
(4)正
12.解析 由题意知,悬线偏角越大,说明受力越大,故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。此同学在探究中应用的科学方法是控制变量法。
答案 减小　增大　控制变量法
13.解析 物体匀速运动,说明它受到的重力、静电力、支持力的合力为零,如图所示。
由平衡条件知F=mgtan θ
根据电场强度的定义知E=tan θ。
答案 tan θ
14.解析 (1)小球受静电力向右,故带正电,受力分析如图所示。
由平衡条件有Eq=mgtan 60°
解得q=×10-6 C。
(2)由平衡条件得F=
解得F=0.1 N。
(3)剪断细线后,小球在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动。
有ax=,d=axt2
联立以上两式解得t=0.1 s。
答案 (1)正电　×10-6 C　(2)0.1 N　(3)0.1 s
15.解析 (1)场源为位于A、B、C三点的点电荷,场中(M点和N点)电场强度满足叠加原理。
M点处的电场强度方向竖直向下,易知C点处电荷为正点电荷,A、B点处电荷为等量同种点电荷(电荷量的绝对值均为q)。
N点处的电场强度方向竖直向上,可把此处电场分解为BC方向分量(由B、C点处点电荷决定)和AN方向分量(由A点处点电荷决定),易知A、B点处均为正电荷。
(2)设a为等边三角形ABC的边长,将N点处电场强度分解,BC方向的分量E1=
AN方向的分量E2=
且=tan 30°
联立解得qC=(1-)q。
答案 (1)q　均为正点电荷
(2)(1-)q