内容正文:
江苏省13市2024-2025学年高一下学期期末试题分类汇编
第九章 静电场及其应用
1. 电荷
1.(盐城市2024-2025学年高一下学期期末)东汉时期王充在《论衡》一书中有“顿牟拾芥”记载,意为摩擦过的玳瑁能吸引像草芥一类的轻小物体,如图所示.这一现象说明( )
A. 摩擦能使玳瑁带电 B. 自然界中存在正、负两种电荷
C. 草芥类轻小物体与玳瑁带有同种电荷 D. 玳瑁与轻小物体间不存在相互作用力
2.(南通市2024-2025学年高一下学期期末)小明用毛皮摩擦橡胶棒,然后将一束细塑料丝放在橡胶棒上,塑料丝立刻散开并悬浮在橡胶棒上方,如图所示.下列说法正确的是( )
A. 毛皮摩擦橡胶棒过程创生出了电荷
B. 毛皮摩擦橡胶棒后两者带同种电荷
C. 塑料丝接触橡胶棒后两者带同种电荷
D. 塑料丝悬浮是由于受到空气浮力的作用
3.(连云港市2024-2025学年高一下学期期末调研)在带正电的物体C的右侧有两个相互接触的金属导体A、B,均放在绝缘支座上,开始时A、B紧靠在一起,当C靠近A时,将A、B分开,再移走C后,则( )
A. A左端不带电 B. A左端带负电 C. B右端不带电 D. B右端带负电
4.(苏州市2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,在感应起电实验中,带正电的小球C靠近不带电的枕形体,下列说法正确的是( )
A. 枕形体A、B可采用绝缘材料制作
B. 仅A下端的金属箔片会张开
C. 枕形体A中的正电荷移到B中
D. 分开A、B,再拿走C,则A和B下端的金属箔片仍张开
5.(连云港市东海县2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,将带正电荷Q的导体球C靠近不带电的椭球形导体.若沿虚线将导体分成A、B两部分,这两部分所带电荷量分别为、.下列关于电性和电荷量绝对值大小比较正确的是( )
A. A端带正电, B. A端带正电,
C. A端带正电, D. A端带负电,
6.(常州市2024-2025学年高一下学期期末)如图,一对用绝缘支座的不带电导体A和B彼此接触,手握绝缘棒把带正电的带电体C移近导体A、B,分开导体A和B,再移开带电体C,则( )
A. 导体A和B都带正电 B. 导体A和B都带负电
C. 导体A和B都不带电 D. 导体A带负电,导体B带正电
7.(镇江市2024-2025学年高一下学期期末)玻璃棒用丝绸摩擦后,放到验电器上端金属球附近,则
A. 验电器整体带负电 B. 验电器上端带正电
C. 用手摸一下a处后验电器带正电 D. 用手摸一下b处后验电器带负电
8.(南京市金陵中学2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,带正电的金属球靠近不带电的验电器金属小球,则关于验电器金属小球和金属箔,下列说法正确的是( )
A. 和都带正电 B. 和都带负电
C. 带负电,带正电 D. 带正电,带负电
9.(南京市2024-2025学年高一下学期期末)将电荷量为Q带正电的导体球C靠近不带电的导体.若沿虚线1将导体分成A、B两部分,这两部分所带的电荷量分别为、;若沿虚线2将导体分成A、B两部分,这两部分所带的电荷量分别为和.关于这四部分电荷的正负及电荷量(绝对值)说法正确的是( )
A. ,为正电荷
B. ,为负电荷
C. ,为正电荷
D. ,且一定等于Q
10.(淮安市淮安区2024-2025学年高一下学期期末调研)下列关于物理学史的说法正确的是( )
A. 库仑最早提出电荷周围存在着一种特殊物质,即为电场
B. 自然界中存在正电荷、负电荷、元电荷三种电荷
C. 元电荷e的数值为,最早由美国物理学家密立根通过实验测量得出
D. 牛顿开创了实验与逻辑推理相结合的研究方法,并用这种方法研究了力与运动的关系
2. 库仑定律
1.(苏州市2024-2025学年高一下学期期末)下列说法中符合物理学史实的是( )
A. 卡文迪什通过扭秤实验测出了引力常量
B. 伽利略提出了万有引力定律
C. 法拉第最早测得了元电荷的数值
D. 相对论和量子力学的建立说明经典力学已没有应用价值
2.(南京市秦淮区2024-2025学年高一下学期期末)关于对元电荷和点电荷的理解正确的是( )
A. 两个带电体无论多大,它们都可以看作点电荷
B. 点电荷在生活中很常见
C. 体积很小的带电体就是点电荷
D. 元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量,通常取作e=1.6×10-19 C
3.(常州市2024-2025学年高一下学期期末)库仑扭秤是库仑用以研究电荷间作用力实验装置,实验过程中采用倍分法避开电量的直接测量.当代学者在复制该实验时,采用了类似装置,如图(部分),一次实验中,实验者测得A、B两个带电金属小球间斥力为F,通过接触起电使得A、B两球电量均减半,同时保持两球间距离不变,则斥力变为( )
A. B. C. 2F D. 4F
4.(南京市励志高级中学2024-2025学年高一下学期期末)两个完全相同的金属小球,分别带有+3Q和Q的电荷量,当它们相距r时,它们之间的库仑力是F.若把它们接触后分开,再置于相距的两点,则它们之间库仑力的大小将变为( )
A. 0 B. F C. 3F D. 9F
5.(南京市2024-2025学年高一下学期期末)真空中有两个静止的点电荷,它们之间的相互作用力为,若它们的电荷量都增加为原来的2倍,距离也增加为原来的2倍,则它们之间的相互作用力变为( )
A. B. C. D.
6.(苏州市2024-2025学年高一下学期期末)研究表明,中子由两个带电荷量为的下夸克和一个带电荷量为的上夸克组成.假设三个夸克等间距地分布在同一圆周上,如图所示,相邻夸克间距离均为L,夸克可视为点电荷,静电力常量为k,则左侧下夸克受到的库仑力大小为( )
A. B. C. D.
7.(宿迁市2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,A球与天花板用轻弹簧绝缘连接,B球用绝缘细线与A球连接,系统处于静止.两小球质量相等,且带异种电荷,则( )
A. 增大A球的电量,弹簧长度不变
B. 增大B球的质量,弹簧长度不变
C. 改变B球的电性,弹簧长度变长
D. 增大细线的长度,弹簧长度变长
8.(淮安市2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,用两根等长的绝缘细线把带同种电荷的A、B小球(可视为质点)悬挂在天花板同一位置处,两球静止时细线与竖直方向间的夹角、相等.设A、B球质量,电荷量分别为、、、.下列说法中可能正确的是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
9.(南京市金陵中学2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,在同一点用两根长度不同的绝缘细线悬挂两个带同种电荷的小球A和B,两小球的质量分别为和,带电量分别为和,两球平衡时悬线与竖直方向的夹角分别为和,且,两小球处于同一水平线上,下列说法正确的是( )
A. 若,则
B. 若,则
C. 若,则
D. 与电荷量无关,
10.(南京市五校共同体2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,在长为l的轻线(不可伸长)下端拴一个质量为m的带电小球.使小球在水平面内做匀速圆周运动,圆心O处也固定一带电小球,两球均可视为质点,重力加速度为g.当轻线跟竖直方向的夹角为θ时,则( )
A. 小球做匀速圆周运动的向心力指向O′
B. 小球做匀速圆周运动的向心力大小为mgtanθ
C. 小球做匀速圆周运动过程中机械能守恒
D. 两球一定带同种电荷
11.(连云港市2024-2025学年高一下学期期末调研)如图所示,在真空中,O点处固定一正点电荷,电子从距离O点处以初速度v飞出,电子到O点的距离为r,电子的加速度大小为a、动能为,在电子离O点越来越远的过程中,下列图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
3. 电场 电场强度
1.(连云港市东海县2024-2025学年高一下学期期末)“物理”二字最早出现在中文中,是取“格物致理”四字的简称,即考察事物的形态和变化,总结研究它们规律的意思.同学们除学习物理知识还要了解规律、发现过程、领悟思想方法.下列叙述正确的是( )
A. 力学中引入质点的概念,采用了等效替代法
B. 库仑首先提出了电场的概念,并引用电场线形象地表示电场的强弱和方向
C. 用比值法定义的概念在物理学中占相当大的比例,如加速度
D. 伽利略总结出自由落体的运动规律采用的是实验和逻辑推理相结合的方法
2.(盐城市2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,方框内给出的均是电场的部分电场线,则可能是两个等量同种点电荷周围电场线的是( )
A. B.
C. D.
3.(南京市金陵中学2024-2025学年高一下学期期末)某一区域的电场线分布如图所示,电场中三个点A、B、C的电场强度大小分别为、、,由图可知( )
A. B.
C. D.
4.(扬州市新华中学2024-2025学年高一下学期期末)如图所示为点电荷a、b所形成的电场线分布,以下说法正确的是( )
A. a、b为等量同种电荷
B. A点场强大于B点场强
C. A点电势大于B点电势
D. A点电场强度为零
5.(连云港市2024-2025学年高一下学期期末调研)如图所示,相距为2L的两个点电荷A、B带电荷量均为+Q,O为A、B连线中点,P位于A、B中垂线上且距O点的距离为L.静电力常量为k.P点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
6.(宿迁市2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,四根完全相同的绝缘棒,带有相同的电量且均匀分布.下列四种放置方法中,棒与坐标轴均成,则坐标原点O处电场强度最大的是( )
A. B. C. D.
7.(宿迁市沭阳县2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,电荷量为q的点电荷在均匀带电薄板上方2d处,点电荷到带电薄板的垂线通过薄板的几何中心,A、B为垂线上两点,到薄板的距离均为d、将一带电小球置于B点,释放时的加速度恰好等于重力加速度g.已知静电力常量为k,则( )
A. 薄板带正电荷
B. 薄板在A点产生电场的方向竖直向上
C. 薄板在B点产生电场的场强大小为
D. 若将带电小球移到A点释放,其加速度仍等于重力加速度g
8.(淮安市淮安区2024-2025学年高一下学期期末调研)均匀带电薄板水平放置,以板的几何中心点为坐标原点在竖直面内建立直角坐标系,、、、四个点的坐标如图所示.在点固定一个电荷量为的点电荷,使得点的电场强度恰好为零.则( )
A. 薄板带负电 B. 点电场强度的方向沿轴正方向
C. 点电场强度的大小为 D. 点电场强度的大小为
9.(扬州中学2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,竖直放置的真空光滑玻璃管内有两个大小相同的小球,两个小球带等量的同种电荷,小球的直径略小于玻璃管的直径且小球1在上.玻璃管放在竖直向上的匀强电场中,当两个小球之间的距离为d时,两个小球刚好悬停在玻璃管中间某位置,下列说法正确的是( )
A. 两个小球一定带负电
B. 小球1的质量可能大于小球2的质量
C. 两个小球可能带负电
D. 小球1的质量一定大于小球2的质量
10.(连云港市东海县2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,边长为L的正六边形的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,现将电荷量为的点电荷置于BC中点,此时正六边形几何中心O点的场强为零,若移走及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的相互影响)( )
A. B. C. D.
11.(南京市励志高级中学2024-2025学年高一下学期期末)如图,A、B两点电荷相距2m,O为AB连线上的一点,AO距离为0.5m,A、B所带电荷量分别为和,静电力常量为k=9.0×109N·m2/C2,求:
(1)电荷A对电荷B的库仑力大小;
(2)O点的电场强度大小及方向.
12.(盐城市2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,真空中A、B、C三点构成等边三角形,边长为L.若将三个电荷量均为的点电荷分别固定在A、B、C三点,已知静电力常量为k.求:
(1)A处点电荷对C处点电荷作用力的大小F;
(2)A、B连线中点电场强度的大小E.
4. 静电的防止与利用
1.(南京市秦淮区2024-2025学年高一下学期期末)关于下列四幅图像的说法正确的是( )
A. 图甲中,毛皮与橡胶棒摩擦起电时,毛皮带正电是因为在摩擦过程中它得到正电荷
B. 图乙中,处于静电平衡状态的导体腔内表面有电荷,导体壳壁W内电场强度不为0,导体壳内空腔C电场强度为0
C. 图丙中,工作人员在超高压带电作业时,穿绝缘橡胶服比金属丝编制工作服更安全
D. 图丁中,避雷针防止建筑物被雷击的原理是尖端放电
2.(南京市五校共同体2024-2025学年高一下学期期末)关于下列四幅图的说法正确的是( )
A. 图甲中,用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒上的部分电子会转移到毛皮上,从而使橡胶棒带负电
B. 图乙中,处于静电平衡状态的导体腔,左侧A点的电势等于右侧B点的电势
C. 图丙中,导体棒因静电感应A端带负电荷,B端带正电荷
D. 图丁中,燃气灶中安装了电子点火器,点火应用了静电屏蔽原理
3.(扬州市2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,将一不带电的金属导体放入点电荷的电场中,并将其左侧接地,则( )
A. 导体左右两端带等量异种电荷
B. 导体内部的电场强度处处为零
C. 导体内部A处场强小于B处场强
D. 感应电荷在导体内部产生的电场方向向右
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第九章 静电场及其应用
1. 电荷
1.(盐城市2024-2025学年高一下学期期末)东汉时期王充在《论衡》一书中有“顿牟拾芥”记载,意为摩擦过的玳瑁能吸引像草芥一类的轻小物体,如图所示.这一现象说明( )
A. 摩擦能使玳瑁带电 B. 自然界中存在正、负两种电荷
C. 草芥类轻小物体与玳瑁带有同种电荷 D. 玳瑁与轻小物体间不存在相互作用力
【答案】A
【解析】摩擦过玳瑁能吸引像草芥一类的轻小物体,这一现象说明摩擦能使玳瑁带电,带电物体可以吸引轻小物体,A正确,D错误;这一现象不能说明自然界中存在正、负两种电荷,也不能说明草芥类轻小物体是否带电,B、C错误.故选A.
2.(南通市2024-2025学年高一下学期期末)小明用毛皮摩擦橡胶棒,然后将一束细塑料丝放在橡胶棒上,塑料丝立刻散开并悬浮在橡胶棒上方,如图所示.下列说法正确的是( )
A. 毛皮摩擦橡胶棒过程创生出了电荷
B. 毛皮摩擦橡胶棒后两者带同种电荷
C. 塑料丝接触橡胶棒后两者带同种电荷
D. 塑料丝悬浮是由于受到空气浮力的作用
【答案】C
【解析】摩擦起电现象是通过摩擦的方式使电荷发生了转移,而不是创造了电荷,A错误;毛皮摩擦橡胶棒后由于电子的转移,两者带异种电荷,B错误;摩擦过的橡胶棒得到电子带负电,接触后的塑料丝也带负电,C正确;由于同种电荷相互排斥,故塑料丝悬浮,D错误.故选C.
3.(连云港市2024-2025学年高一下学期期末调研)在带正电的物体C的右侧有两个相互接触的金属导体A、B,均放在绝缘支座上,开始时A、B紧靠在一起,当C靠近A时,将A、B分开,再移走C后,则( )
A. A左端不带电 B. A左端带负电 C. B右端不带电 D. B右端带负电
【答案】B
【解析】根据静电感应原理可知,当C靠近A时,将A、B分开,再移走C后,靠近C近端的导体感应异种电荷,远端感应同种电荷,故A的左端带负电,B的右端带正电.故选B.
4.(苏州市2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,在感应起电实验中,带正电的小球C靠近不带电的枕形体,下列说法正确的是( )
A. 枕形体A、B可采用绝缘材料制作
B. 仅A下端的金属箔片会张开
C. 枕形体A中的正电荷移到B中
D. 分开A、B,再拿走C,则A和B下端的金属箔片仍张开
【答案】D
【解析】枕形体A、B不可以采用绝缘材料制作,否则实验现象会消失,A错误;根据感应起电可知,枕形体的A端带负电,B端带正电,则A、B下端的金属箔片均会张开,B错误;金属中能自由移动的是负电荷电子,正电荷不能移动,C错误;分开A、B,再拿走C,则枕形体的A端仍带负电,B端仍带正电,A和B下端的金属箔片仍张开,D正确.故选D.
5.(连云港市东海县2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,将带正电荷Q的导体球C靠近不带电的椭球形导体.若沿虚线将导体分成A、B两部分,这两部分所带电荷量分别为、.下列关于电性和电荷量绝对值大小比较正确的是( )
A. A端带正电, B. A端带正电,
C. A端带正电, D. A端带负电,
【答案】A
【解析】当导体处于静电平衡状态时,沿虚线将导体分开时,两部分所带异种电荷量的大小相等,即
由于虚线左侧距正电荷较远,A端感应出的正电荷,B端感应出的负电荷.故选A.
6.(常州市2024-2025学年高一下学期期末)如图,一对用绝缘支座的不带电导体A和B彼此接触,手握绝缘棒把带正电的带电体C移近导体A、B,分开导体A和B,再移开带电体C,则( )
A. 导体A和B都带正电 B. 导体A和B都带负电
C. 导体A和B都不带电 D. 导体A带负电,导体B带正电
【答案】D
【解析】一对用绝缘支座的不带电导体A和B彼此接触,手握绝缘棒把带正电的带电体C移近导体A、B,带正电的带电体C将导体A、B中的自由电子吸引到左端,左端多电子带负电,右端少电子带正电,分开导体A和B,导体A多电子带负电,导体B少电子带正电.再移开带电体C,导体A仍然带负电,导体B仍然带正电.故选D.
7.(镇江市2024-2025学年高一下学期期末)玻璃棒用丝绸摩擦后,放到验电器上端金属球附近,则
A. 验电器整体带负电 B. 验电器上端带正电
C. 用手摸一下a处后验电器带正电 D. 用手摸一下b处后验电器带负电
【答案】D
【解析】玻璃棒用丝绸摩擦后,玻璃棒带正电,当带正电的玻璃棒靠近验电器金属球,由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,金属箔片的自由电子被吸引到金属球一端.此时金属球因得到电子带负电,金属箔片因有失去电子带正电,但验电器整体的正、负电荷总量相等,处于电中性状态,并非带电体,A、B错误.当用手触摸验电器金属球时,人体和金属球相当于远端,所以用手摸一下金属球后验电器带负电,与摸一下a处或b处无关,C错误,D正确.
8.(南京市金陵中学2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,带正电的金属球靠近不带电的验电器金属小球,则关于验电器金属小球和金属箔,下列说法正确的是( )
A. 和都带正电 B. 和都带负电
C. 带负电,带正电 D. 带正电,带负电
【答案】C
【解析】由图可知,验电器本来不带电,由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,正金属球靠近不带电验电器金属小球,使得金属球a带负电荷,从而导致金属箔b带上正电荷.故选C.
9.(南京市2024-2025学年高一下学期期末)将电荷量为Q带正电的导体球C靠近不带电的导体.若沿虚线1将导体分成A、B两部分,这两部分所带的电荷量分别为、;若沿虚线2将导体分成A、B两部分,这两部分所带的电荷量分别为和.关于这四部分电荷的正负及电荷量(绝对值)说法正确的是( )
A. ,为正电荷
B. ,为负电荷
C. ,为正电荷
D. ,且一定等于Q
【答案】A
【解析】根据静电感应原理,导体的近端感应异种电荷,导体的远端感应等量的同种电荷,由于导体整体不带电,无论如何分割,A、B两部分电荷量绝对值相等,电性相反.由于电荷量的分布与导体的形状有关,因此感应导体的电荷量不一定等于带电体的电荷量.故选A.
10.(淮安市淮安区2024-2025学年高一下学期期末调研)下列关于物理学史的说法正确的是( )
A. 库仑最早提出电荷周围存在着一种特殊物质,即为电场
B. 自然界中存在正电荷、负电荷、元电荷三种电荷
C. 元电荷e的数值为,最早由美国物理学家密立根通过实验测量得出
D. 牛顿开创了实验与逻辑推理相结合的研究方法,并用这种方法研究了力与运动的关系
【答案】C
【解析】法拉第最早提出电荷周围存在电场,A错误;自然界中只有正、负两种电荷,B错误;元电荷的数值为,最早由美国物理学家密立根通过实验测量得出,C正确;伽利略开创了实验与逻辑推理相结合的研究方法,并用这种方法研究了力与运动的关系,D错误.故选C.
2. 库仑定律
1.(苏州市2024-2025学年高一下学期期末)下列说法中符合物理学史实的是( )
A. 卡文迪什通过扭秤实验测出了引力常量
B. 伽利略提出了万有引力定律
C. 法拉第最早测得了元电荷的数值
D. 相对论和量子力学的建立说明经典力学已没有应用价值
【答案】A
【解析】卡文迪什利用扭秤实验首次测定了引力常量G,A正确;万有引力定律由牛顿提出,伽利略的贡献主要在运动学领域,B错误;元电荷的数值由密立根通过油滴实验测得,法拉第的贡献集中在电磁学,C错误;经典力学在宏观低速条件下仍适用,相对论和量子力学是对其的补充而非否定,D错误.故选A.
2.(南京市秦淮区2024-2025学年高一下学期期末)关于对元电荷和点电荷的理解正确的是( )
A. 两个带电体无论多大,它们都可以看作点电荷
B. 点电荷在生活中很常见
C. 体积很小的带电体就是点电荷
D. 元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量,通常取作e=1.6×10-19 C
【答案】D
【解析】两个带电体的大小如果和它们之间的距离相比不能忽略,就不能看作点电荷,不是无论多大都能看作点电荷,A错误.点电荷是理想模型,在实际生活中严格意义的点电荷是很少见的,B错误;体积小的带电体,如果其大小和形状对所研究的问题有影响,就不是点电荷,体积小不是看作点电荷的充分条件,C错误.元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量,通常取作这是最小的电荷量单位,D正确.故选D.
3.(常州市2024-2025学年高一下学期期末)库仑扭秤是库仑用以研究电荷间作用力实验装置,实验过程中采用倍分法避开电量的直接测量.当代学者在复制该实验时,采用了类似装置,如图(部分),一次实验中,实验者测得A、B两个带电金属小球间斥力为F,通过接触起电使得A、B两球电量均减半,同时保持两球间距离不变,则斥力变为( )
A. B. C. 2F D. 4F
【答案】A
【解析】设接触前两个小球的带电量都等于Q,两个小球之间的距离为R.接触前两个小球之间的斥力为,接触后两个小球之间的斥力为,解得,故选A.
4.(南京市励志高级中学2024-2025学年高一下学期期末)两个完全相同的金属小球,分别带有+3Q和Q的电荷量,当它们相距r时,它们之间的库仑力是F.若把它们接触后分开,再置于相距的两点,则它们之间库仑力的大小将变为( )
A. 0 B. F C. 3F D. 9F
【答案】C
5.(南京市2024-2025学年高一下学期期末)真空中有两个静止的点电荷,它们之间的相互作用力为,若它们的电荷量都增加为原来的2倍,距离也增加为原来的2倍,则它们之间的相互作用力变为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据库仑定律,原作用力为 ,当电荷量均变为原来的2倍(即和),距离变为原来的2倍(即)时,新作用力为 ,因此,相互作用力大小不变.故选A.
6.(苏州市2024-2025学年高一下学期期末)研究表明,中子由两个带电荷量为的下夸克和一个带电荷量为的上夸克组成.假设三个夸克等间距地分布在同一圆周上,如图所示,相邻夸克间距离均为L,夸克可视为点电荷,静电力常量为k,则左侧下夸克受到的库仑力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据库伦定律左侧下夸克与上夸克的库仑力,方向沿两夸克连线指向上夸克;左侧下夸克与右侧下夸克的库仑力,方向沿两夸克连线背离左侧下夸克;由几何关系,根据余弦定理可得,可得,故选A.
7.(宿迁市2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,A球与天花板用轻弹簧绝缘连接,B球用绝缘细线与A球连接,系统处于静止.两小球质量相等,且带异种电荷,则( )
A. 增大A球的电量,弹簧长度不变
B. 增大B球的质量,弹簧长度不变
C. 改变B球的电性,弹簧长度变长
D. 增大细线的长度,弹簧长度变长
【答案】A
【解析】对AB整体分析可知,则改变AB的带电量及电性,弹簧长度不变;增大B的质量,弹簧长度变大;增大细线的长度,弹簧长度不变.故选A.
8.(淮安市2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,用两根等长的绝缘细线把带同种电荷的A、B小球(可视为质点)悬挂在天花板同一位置处,两球静止时细线与竖直方向间的夹角、相等.设A、B球质量,电荷量分别为、、、.下列说法中可能正确的是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】C
【解析】根据牛顿第三定律A、B两球所受的库仑力属于作用力和反作用力,它们是大小相等,方向相反的,与带的电荷量的大小无关;对A,由几何关系可知,对B,由几何关系可知,
因,故,故选C.
9.(南京市金陵中学2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,在同一点用两根长度不同的绝缘细线悬挂两个带同种电荷的小球A和B,两小球的质量分别为和,带电量分别为和,两球平衡时悬线与竖直方向的夹角分别为和,且,两小球处于同一水平线上,下列说法正确的是( )
A. 若,则
B. 若,则
C. 若,则
D. 与电荷量无关,
【答案】D
【解析】根据题意,小球A、B处于静止状态,受力平衡,水平方向一对库仑力等大反向,根据平衡条件有,解得,可知与电荷量无关,由于,故,
故选D.
10.(南京市五校共同体2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,在长为l的轻线(不可伸长)下端拴一个质量为m的带电小球.使小球在水平面内做匀速圆周运动,圆心O处也固定一带电小球,两球均可视为质点,重力加速度为g.当轻线跟竖直方向的夹角为θ时,则( )
A. 小球做匀速圆周运动的向心力指向O′
B. 小球做匀速圆周运动的向心力大小为mgtanθ
C. 小球做匀速圆周运动过程中机械能守恒
D. 两球一定带同种电荷
【答案】C
【解析】小球在水平面内做匀速圆周运动,向心力指向点O,A错误;竖直方向合力为零,则有,水平方向上的合力提供向心力,则,B错误;小球受到的拉力和库仑力都不做功,所以机械能守恒,C正确;两小球是吸引或排斥都可以让小球做匀速圆周运动,不一定是同种电荷,D错误.故选C.
11.(连云港市2024-2025学年高一下学期期末调研)如图所示,在真空中,O点处固定一正点电荷,电子从距离O点处以初速度v飞出,电子到O点的距离为r,电子的加速度大小为a、动能为,在电子离O点越来越远的过程中,下列图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设场源电荷电量为Q,电子电量为e,质量为m,对电子,由牛顿第二定律有.解得,可知加速度a与成反比,图像是双曲线的一支,不是线性关系,A、B错误;由动能定理可知图像斜率绝对值表示合力,对电子,其合力为,随r增大合力F减小,故图像斜率绝对值减小,C正确,D错误.故选C.
3. 电场 电场强度
1.(连云港市东海县2024-2025学年高一下学期期末)“物理”二字最早出现在中文中,是取“格物致理”四字的简称,即考察事物的形态和变化,总结研究它们规律的意思.同学们除学习物理知识还要了解规律、发现过程、领悟思想方法.下列叙述正确的是( )
A. 力学中引入质点的概念,采用了等效替代法
B. 库仑首先提出了电场的概念,并引用电场线形象地表示电场的强弱和方向
C. 用比值法定义的概念在物理学中占相当大的比例,如加速度
D. 伽利略总结出自由落体的运动规律采用的是实验和逻辑推理相结合的方法
【答案】D
【解析】质点概念引入采用了理想模型法,而非等效替代法,A错误;电场的概念及电场线是由法拉第提出的,库仑提出了库仑定律,B错误;加速度由牛顿第二定律得出,属于因果关系的定义,而非比值法定义,C错误;伽利略通过斜面实验结合逻辑推理得出自由落体规律,D正确.故选D.
2.(盐城市2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,方框内给出的均是电场的部分电场线,则可能是两个等量同种点电荷周围电场线的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】该图中电场线相互平行,所以是匀强电场的电场线,A错误;根据该图电场线分布可知,这个可能是等量同种电荷的电场线,B正确;根据该图电场线分布可知,这个可能是等量异种电荷的电场线,C错误;根据该图电场线分布可知,这个可能是点电荷的电场线,D错误.故选B.
3.(南京市金陵中学2024-2025学年高一下学期期末)某一区域的电场线分布如图所示,电场中三个点A、B、C的电场强度大小分别为、、,由图可知( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】电场线的疏密反映场强大小,因B点电场线最密集,C点电场线最稀疏,可知B点场强最大,C点场强最小,即,故选B.
4.(扬州市新华中学2024-2025学年高一下学期期末)如图所示为点电荷a、b所形成的电场线分布,以下说法正确的是( )
A. a、b为等量同种电荷
B. A点场强大于B点场强
C. A点电势大于B点电势
D. A点电场强度为零
【答案】C
【解析】由图可知,两点荷为异种电荷,且a带正电,b带负电,A错误;电场线越稀疏,电场强度越小,所以A点的电场强度小于B点,B错误;沿电场线方向电势逐渐降低,所以A点电势大于B点,C正确;由于A点的位置不确定,所以A点的场强不一定为0,D错误.故选C.
5.(连云港市2024-2025学年高一下学期期末调研)如图所示,相距为2L的两个点电荷A、B带电荷量均为+Q,O为A、B连线中点,P位于A、B中垂线上且距O点的距离为L.静电力常量为k.P点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题可知,两点电荷在P点的场强大小为,根据矢量的合成可得P点的电场强度大小为,故选B.
6.(宿迁市2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,四根完全相同的绝缘棒,带有相同的电量且均匀分布.下列四种放置方法中,棒与坐标轴均成,则坐标原点O处电场强度最大的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设每一绝缘棒在O点产生的场强大小均为E,利用矢量叠加,可知A图中O点的场强为E;B图中O点的场强为E;C图中O点的场强为E;D图中O点的场强为0.则坐标原点O处电场强度最大的是B.故选B.
7.(宿迁市沭阳县2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,电荷量为q的点电荷在均匀带电薄板上方2d处,点电荷到带电薄板的垂线通过薄板的几何中心,A、B为垂线上两点,到薄板的距离均为d、将一带电小球置于B点,释放时的加速度恰好等于重力加速度g.已知静电力常量为k,则( )
A. 薄板带正电荷
B. 薄板在A点产生电场的方向竖直向上
C. 薄板在B点产生电场的场强大小为
D. 若将带电小球移到A点释放,其加速度仍等于重力加速度g
【答案】C
【解析】将一带电小球置于B点,释放时的加速度恰好等于重力加速度g,所以小球此位置只受重力作用,此可知电荷量为q的点电荷和均匀带电薄板在B点产生的场强等大反向,均匀带电薄板在B点产生的场强竖直向上,由此可知薄板负电荷,根据对称性可知,薄板在A点产生电场的方向竖直向下,A、B错误;B点,释放时的加速度恰好等于重力加速度g,有,C正确;若将带电小球移到A点释放,根据对称性可知薄板在A点产生电场与在B点产生电场等大反向,则,由牛顿第二定律知>g,D错误.故选C.
8.(淮安市淮安区2024-2025学年高一下学期期末调研)均匀带电薄板水平放置,以板的几何中心点为坐标原点在竖直面内建立直角坐标系,、、、四个点的坐标如图所示.在点固定一个电荷量为的点电荷,使得点的电场强度恰好为零.则( )
A. 薄板带负电 B. 点电场强度的方向沿轴正方向
C. 点电场强度的大小为 D. 点电场强度的大小为
【答案】C
【解析】由于点的电场强度恰好为零,则薄板在点产生的场强与正点电荷在点产生的场强大小相等,方向相反,可知薄板带正电,A错误;根据对称性可知,带电薄板在点合场强为0,而正点电荷在点的场强方向沿轴负方向,则点电场强度的方向沿轴负方向,B错误;根据题意可知,带电薄板在点产生的场强大小,根据对称性可知带电薄板在点产生的场强大小,根据场强叠加原则可知点电场强度的大小为,C正确;在带电薄板上取相对于点对称的两点电荷,如图所示,
则有,,可得,则图中点电荷在在C、D两点沿轴方向分场强大小关系满足根据叠加原则可知,带电薄板在D点场强大小满足,则点电场强度的大小为,D错误.故选C.
9.(扬州中学2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,竖直放置的真空光滑玻璃管内有两个大小相同的小球,两个小球带等量的同种电荷,小球的直径略小于玻璃管的直径且小球1在上.玻璃管放在竖直向上的匀强电场中,当两个小球之间的距离为d时,两个小球刚好悬停在玻璃管中间某位置,下列说法正确的是( )
A. 两个小球一定带负电
B. 小球1的质量可能大于小球2的质量
C. 两个小球可能带负电
D. 小球1的质量一定大于小球2的质量
【答案】D
【解析】若两个小球均带负电,小球2受到的重力竖直向下,电场力竖直向下,小球1的库仑力竖直向下,小球2不可能悬停在空中.又因为两个小球带等量的同种电荷,所以两个小球一定带等量的正电荷,A、C错误.设电场强度为E,小球所带电量均为q,1球的质量为m1,2球的质量为m2,两个小球之间的距离为r.对整体根据平衡条件得,对2球根据平衡条件得,解得,D正确,B错误.故选D.
10.(连云港市东海县2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,边长为L的正六边形的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,现将电荷量为的点电荷置于BC中点,此时正六边形几何中心O点的场强为零,若移走及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的相互影响)( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据对称性的特点可知,AB棒与DE棒在O点的合场强为0,AF 棒与DC棒在O点的合场强也为0,所在EF棒与点电荷+Q的合场强也为0,则有EF棒的场强大小与点电荷+Q的在O点的场强大小相等,所以有,若移走及AB边上的细棒,则O点电场强度大小为EF棒与ED棒的合场强大小,有,所以C正确;ABD错误;故选C.
11.(南京市励志高级中学2024-2025学年高一下学期期末)如图,A、B两点电荷相距2m,O为AB连线上的一点,AO距离为0.5m,A、B所带电荷量分别为和,静电力常量为k=9.0×109N·m2/C2,求:
(1)电荷A对电荷B的库仑力大小;
(2)O点的电场强度大小及方向.
【答案】(1)09N (2),方向由O指向B
12.(盐城市2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,真空中A、B、C三点构成等边三角形,边长为L.若将三个电荷量均为的点电荷分别固定在A、B、C三点,已知静电力常量为k.求:
(1)A处点电荷对C处点电荷作用力的大小F;
(2)A、B连线中点电场强度的大小E.
【答案】(1) (2)
【解析】(1)由库仑定律可知,A处点电荷对C处点电荷作用力的大小.
(2)如图所示
由电场叠加原理可知,两处的点电荷在处合场强为零,因此A、B连线中点电场强度的大小.
4. 静电的防止与利用
1.(南京市秦淮区2024-2025学年高一下学期期末)关于下列四幅图像的说法正确的是( )
A. 图甲中,毛皮与橡胶棒摩擦起电时,毛皮带正电是因为在摩擦过程中它得到正电荷
B. 图乙中,处于静电平衡状态的导体腔内表面有电荷,导体壳壁W内电场强度不为0,导体壳内空腔C电场强度为0
C. 图丙中,工作人员在超高压带电作业时,穿绝缘橡胶服比金属丝编制工作服更安全
D. 图丁中,避雷针防止建筑物被雷击的原理是尖端放电
【答案】D
【解析】图甲中,毛皮带正电是因为在摩擦过程中失去电子,A错误;图乙中,处于静电平衡状态的导体腔,内表面没有电荷,导体壳壁W内电场强度为0,导体壳内空腔C电场强度也为0,B错误;图丙中,工作人员在超高压带电作业时,金属丝编制的衣服可起到静电屏蔽的作用,因此穿金属丝编制的工作服比绝缘像胶服更安全,C错误;图丁中,避雷针防止建筑物被雷击的原理是尖端放电,D正确.故选D.
2.(南京市五校共同体2024-2025学年高一下学期期末)关于下列四幅图的说法正确的是( )
A. 图甲中,用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒上的部分电子会转移到毛皮上,从而使橡胶棒带负电
B. 图乙中,处于静电平衡状态的导体腔,左侧A点的电势等于右侧B点的电势
C. 图丙中,导体棒因静电感应A端带负电荷,B端带正电荷
D. 图丁中,燃气灶中安装了电子点火器,点火应用了静电屏蔽原理
【答案】B
【解析】用毛皮摩擦橡胶棒,毛皮上的部分电子会转移到橡胶棒上,从而使橡胶棒带负电,A错误;处于静电平衡状态的导体腔是等势体,导体表面是等势面,故左侧A点的电势等于右侧B点的电势,B正确;图丙中,由于导体棒A 端与大地连接,大地等效于远端,导体棒AB整体等效于近端,根据静电感应规律“近异远同”,可知大地带正电荷,B端不带电,A端带负电,C错误;燃气灶中安装了电子点火器,点火应用了尖端放电原理,D错误.故选B.
3.(扬州市2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,将一不带电的金属导体放入点电荷的电场中,并将其左侧接地,则( )
A. 导体左右两端带等量异种电荷
B. 导体内部的电场强度处处为零
C. 导体内部A处场强小于B处场强
D. 感应电荷在导体内部产生的电场方向向右
【答案】B
【解析】导体放在正电荷的电场中,电势高于大地,因导体左端接地,则大地中的负电荷将从大地移向导体,则导体左端带负电荷,右端不带电,A错误;导体处于平衡时内部的电场强度处处为零,内部A处场强等于B处电场强度,B正确,C错误;正电荷和感应电荷在导体内的合电场强度为零,因正电荷在导体内部的电场强度方向向右,则感应电荷在导体内部产生的电场方向向左,D错误.故选B.
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