【备考2024：高一下学期期末考试】江苏省13大市高一物理下学期期末考试真题分类汇编（人教版2019必修第三册）——第九章 静电场及其应用

第九章 静电场及其应用 一、电荷 1. （2023泰州高一期末）保护知识产权，抵制盗版是我们每个公民的责任与义务，小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有一个关键数据看不清，拿来问老师，如果你是老师，你认为数据可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】带电体所带电荷量一定等于元电荷e的整数倍，即，故选D。 2.（2023扬州高一期末） 如图所示，用一对绝缘柱支持的不带电导体和，使它们彼此接触。现将一带正电荷的物体置于附近，贴在、下部的金属箔都张开，则（　　） A. 此时、都带负电 B. 此时带正电，带负电 C. 先移去，再分开、，金属箔仍然张开 D. 先分开、，再移去，金属箔仍然张开 【答案】D 【解析】一带正电荷的物体置于附近，由于静电感应此时带负电，带正电，A、B错误；先移去，再分开、，由于电荷间的相互作用，重新中和后、不带电，金属箔均闭合，C错误；先分开、，则带负电，带正电，再移去，电荷不能再进行中和，、带电，金属箔仍然张开，D正确。故选D。 二、电场力 1. （2023泰州高一期末）在物理学的发展过程中，许多科学家做出了巨大贡献，他们的科学发现推动了人类社会的进步。下列说法正确的是（　　） A. 卡文迪什发现了万有引力定律，并测出了引力常量 B. 库仑发现了电荷间相互作用规律，并发明了库仑扭秤 C. 牛顿在研究第谷的天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律 D. 法拉第首先提出了电场的概念，并用真实存在的电场线来描述电场 【答案】B 【解析】牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什测出了引力常量，A错误；库仑发现了电荷间相互作用规律，并发明了库仑扭秤，B正确；开普勒在研究第谷的天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，C错误；法拉第首先提出了电场的概念，并用电场线来描述电场，但是电场线不是真实存在的，D错误。故选B。 3.（2023江宁区高一期末）两个分别带有电荷量为-3Q和+7Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F1，当两小球相互接触后再将它们的距离变为2r，它们间库仑力的大小变为F2，则（　　） A. F1 ∶F2 = 21∶1 B. F1∶F2 = 21∶25 C. F1 ∶F2 = 21∶4 D. F1∶F2 = 84∶25 【答案】A 【解析】根据题意，由库伦定律可得，当两带电小球接触后正负电荷中和，再分开后电荷平均分配，可知两小球分开后所带电荷量均为，则由库伦定律可可得 由此可得，故选A。 4. 如图所示是库仑做实验用的库仑扭秤。带电小球A与不带电小球B等质量，带电金属小球C靠近A，两者之间的库仑力使横杆旋转，转动旋钮M，使小球A回到初始位置，已知A、C间的库仑力与旋钮旋转的角度成正比。现用一个电荷量是小球C的五倍，其他完全一样的小球D与C完全接触后分开，再次转动旋钮M使小球A回到初始位置，此时旋钮旋转的角度与第一次旋转的角度之比为（ ） A. 1 B. C. 2 D. 3 【答案】D 【解析】AC带点球之间的力为库仑力，大小为，若用一个电荷量是小球C的五倍、其他完全一样的小球D与C完全接触后分开，根据电荷守恒可知，两个小球的带电量都是C开始时的3倍，则库仑力的大小也变成原来的3倍，转动的角度与力F的大小成正比，所以转动的角度为原来的3倍；故选D。 5.（2023扬州高一期末）如图所示是研究“点电荷之间相互作用规律”的库仑扭秤装置，下列说法正确的是（　　） A. 球带电量必须相等 B. 需要精确测量小球的电荷量 C. 通过悬丝扭转的角度比较力的大小 D. 探究出库仑力与距离成反比 【答案】C 【解析】实验中将球接触，使两球所带的电荷量相同，故A、C球带电量不需要相等，A错误；在库仑那个时代，没有电荷量的单位，不可能准确测出每个小球的电荷量，B错误；悬丝扭转的角度越大说明球间的库仑力越大，故通过悬丝扭转的角度比较力的大小，C正确；图中探究出库仑力与距离的平方成关系，D错误。故选C。 6. （2023南通高一期末）如图所示，竖直平面内固定一光滑圆形绝缘轨道，A、B分别为轨道上的最高点和最低点，圆心O处固定一负点电荷，带正电的小球沿轨道外做完整的圆周运动，则（　　） A. 球在A点时受到的弹力方向指向圆心 B. 球在B点时受到的弹力大于库仑力 C. 球从A运动到B过程动能不变 D. 球从A运动到B过程机械能守恒 【答案】D 【解析】根据弹力的方向特点可知球在A点时受到的弹力方向背离圆心，A错误；球在B点时，由牛顿第二定律可得，易知受到的弹力小于库仑力，B错误；球从A运动到B过程，库仑力不做功，重力做正功，由动能定理可知动能增加，C错误；球从A运动到B过程只有重力做功，机械能守恒，D正确。故选D。 三、电场强度 1. （2023江宁区高一期末）在电场中的某点放一个试探电荷，其电荷量为+q，受到的电场力为F，则该点的电场强度为E=，下列说法中正确的是（　　） A. 若移去试探电荷，该点的电场强度为0 B. 若将试探电荷的电荷量加倍，该点的电场强度加倍 C. 若放置到该点的试探电荷换成等量负电荷，该点的电场强度不变 D. 电场强度E与试探电荷受到的电场力成正比 【答案】C 【解析】电场强度是电场的固有属性，不会因放入的电荷而改变，正电荷受力方向与电场强度方向相同，负电荷受力方向与电场方向方向相反。移去试探电荷，与试探电荷的量无关，则该点的电场强度仍然是E=，A、D错误；若试探电荷的电荷量变为2q，则该点的场强仍然为，B错误；若放置到该点的试探电荷变为-q，则场中该点的场强大小和方向均不变，C正确。故选C。 2. （2023南京市宁海中学期末）如图所示，B为线段AC的中点，如果在A点放一个+Q的点电荷，测得B点的电场强度大小EB=48N/C，则（　　） A. C点的电场强度大小EC=24N/C B. C点的电场强度方向向左 C. 把q=10﹣9C的试探电荷放在C点，则其所受电场力的大小为1.2×10﹣8N D. 若要使B点的电场强度EB=0，可在C处放一个﹣Q的点电荷 【答案】C 【解析】设B点到A点的距离为R，则C点到A点的距离为2R，由点电荷的电场强度公式有， 同理有，由于EB=48N/C，所以可得EC=12N/C，由于场源电荷带正电，所以C点的电场强度的方向向右，A、B错误；把q=10﹣9C的试探电荷放在C点，则其所受电场力的大小为F=ECq=1.2×10﹣8N，C正确；若要使B点的电场强度EB=0，根据叠加原理可知可以在C处放一个+Q的点电荷，D错误。 3. （2023扬州高一期末）硒鼓是激光打印机核心部件，主要由感光鼓、充电辊等装置构成，如图1所示．工作中充电辊表面的导电橡胶给感光鼓表面均匀的布上一层负电荷。我们可以用图2模拟带电的感光鼓：电荷量均为的点电荷，均匀对称地分布在半径为的圆周上．若某时刻圆周上点的一个点电荷的电量突变成，则圆心点处的电场强度为（　　） A. ，方向沿半径背离点 B. ，方向沿半径指向点 C. ，方向沿半径背离点 D. ，方向沿半径指向点 【答案】D 【解析】当点的点电荷为时，根据电场的对称性，可得在圆心点处的电场强度为0，当点的点电荷为时，可由和两个电荷等效替代，故圆心点处的电场强度可以看成均匀带电圆环和产生的两个场强叠加，故圆心点处的电场强度为，电场方向为在点处的电场方向，即方向沿半径指向点，故ABC错误，D正确。故选D。 4. （2023南京市六校联合期末）将点电荷Q固定在x轴上，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.3m和0.7m，如图甲。在A、B两点分别放置带正电的试探电荷，它们受到的静电力方向相反、大小跟试探电荷的电荷量的关系分别对应图乙中的直线a、b。已知，求： （1）A、B两点的电场强度大小； （2）点电荷Q所在位置的坐标及其电量。 【答案】（1）4N/C 36N/C （2）0.6m 4×10-11C 【解析】（1）由图可得，，（2）由题意，点电荷在A、B之间，设其位置坐标为,则有，，解得，。 5. （2023南京汉开中学期末）真空中有两个点电荷，电量均为+Q，将它们分别固定在等腰三角形底边的顶点A、B上，AB间的距离为d，现将电量为q的试探电荷放到顶点C，测得它所受静电力为F。求： （1）C处的电场强度E； （2）A、B两处点电荷之间的库仑力F。 【答案】（1） （2） 【解析】（1）根据电场强度的定义可知。 （2）AB间的距离为d，电量均为+Q，则A、B两处点电荷之间的库仑力为。 四、电场力的平衡问题 1. （2023南大附中期末）如图所示，质量分别为、的两个带同种电荷的小球、，分别用长为的绝缘细线悬挂在同一点，两细线与竖直方向各成一定的角度、，两小球用一绝缘轻质弹簧相接，A、B球连线与过点竖直线交于点，初始时刻弹簧处在压缩状态，现增加球的电荷量，下列说法中正确的是（　　） A. 两细线的拉力之比变大 B. 两细线的夹角不变 C. 与的长度之比不变 D. 长度一定变大 【答案】C 【解析】对两小球受力分析如图 、为A、B两小球之间的库仑力，、为两小球之间的弹簧弹力，满足，对球受力分析，、、、三力满足相似三角形，则有，同理对球亦有，当球的电荷量增大则两球距离会增大，夹角、增大，但仍有，， 绳长不变，点上移，长度变小。故选C。 2. （2023南大附中期末）如图所示，轻质绝缘细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向左足够大的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角，已知小球所带电荷量，匀强电场的场强，取重力加速度，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求： （1）小球的带电性质及所受电场力F的大小； （2）小球的质量m； （3）其他条件不变小球还平衡，只改变电场，则最小的电场强度为多少？方向如何？ 【答案】（1）负电 6.0N （2）0.8kg （3），沿与水平方向成角斜向下 【解析】（1）小球静止在水平向左足够大的匀强电场中，受力如图所示： 可知小球所受电场力方向水平向右，则小球带负电，小球所受电场力大小。 （2）根据平衡条件有， 解得。 （3）改变电场强度时，小球仍处于平衡状态，绳与竖直方向的夹角不变，根据平衡条件，由图解法有 当电场力方向与细绳方向垂直时，电场力最小，电场强度最小，则有，解得，电场强度方向沿与水平方向成角斜向下。 3. （2023南大附中期末）如图所示，将带正电的中心穿孔小球A套在倾角为θ的固定光滑绝缘杆上某处，在小球A的正下方固定着另外一只带电小球B，此时小球A恰好静止，且与绝缘杆无挤压．若A的电荷量为q，质量为m；A与B的距离为h；重力加速度为g，静电力常量为k；A与B均可视为质点． (1)试确定小球B的带电性质； (2)求小球B的电荷量； (3)若出于某种原因，小球B在某时刻突然不带电，求小球A下滑到与小球B在同一水平线杆上某处时，重力对小球做功的功率． 【答案】(1)带正电 (2) (3) 【解析】(1)根据题意，小球A受到B的库仑力必与A受到的重力平衡，即A、B之间相互排斥，所以B带正电．(2)由库仑定律，B对A的库仑力为F＝，由平衡条件有mg＝，解得qB＝。(3)B不带电后，小球A受到重力、支持力作用沿杆向下做匀加速直线运动，设到达题中所述位置时速度为v，由机械能守恒定律有mgh＝mv2，解得v＝，所以重力的瞬时功率为P＝mgvsin θ＝mgsin θ。 五、静电现象 1.（2023江宁区高一期末）下列做法中，不属于预防静电危害的是（　　） A. 运输易燃易爆物品车辆要在车尾拖一条铁链 B. 用导电橡胶做飞机轮胎 C. 印染车间要保持适当的湿度 D. 静电除尘 【答案】D 【解析】运输汽油等易燃易爆物品的车辆总有一条铁链拖在地上，这是为了把静电引入大地，避免因放电引起爆炸，这是防止静电带来的危害，A不符合题意；飞机在飞行时，与空气摩擦产生大量静电。所以着落时通过飞机导电橡胶制造的轮胎，将静电导走，防止静电带来的危害，B不符合题意；印染车间里，纸张或布料间摩擦将容易产生静电，由于水是导体，车间里保持适当的湿度，可以将静电及时导走，防止静电带来的危害，C不符合题意；静电除尘是利用静电，D符合题意。故选D。 2.（2023秦淮区高一期末）静电学知识在生活中有着广泛的应用，下列应用中说法错误的是（　　） A. 印染厂应保持空气干燥，避免静电积累带来的潜在危害 B. 高压输电线上方有两根导线与大地相连是为了输电线免遭雷击 C. 燃气灶的电子点火器的放电电极做成钉尖形比球形好 D. 超高压带电作业的工人穿戴的工作服含金属丝是为了静电屏蔽 【答案】A 【解析】印染厂应保持空气湿润，避免静电积累带来的潜在危害，A错误，符合题意；高压输电线上方有两根导线与大地相连是为了输电线免遭雷击，B正确，不符合题意；因尖端容易放电，则燃气灶的电子点火器的放电电极做成钉尖形比球形好，C正确，不符合题意；超高压带电作业的工人穿戴的工作服含金属丝是为了静电屏蔽，防止静电对人体的危害，D正确，不符合题意。故选A。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$