第9章 静电场及其应用 阶段质量检测(一)（课件PPT）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）

阶段质量检测(一) (本试卷满分：100分) 一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求) 1.下列各图应用的物理原理和规律说法不正确的是 (　　) A.图甲，带正电的物体C靠近金属导体，A端金属箔带负电张开 B.图乙，给车加油前手要触摸一下静电释放器，是为了利用静电 C.图丙，带电作业的工人穿戴的工作服中包含金属丝，起到静电屏蔽作用 D.图丁，带电的雷雨云接近建筑物时，安装在顶端的金属棒出现与云层相反的电荷 √ 解析：题图甲，带正电的物体C靠近金属导体，由于A端感应出负电荷，则金属箔带负电张开，选项A正确；题图乙，给车加油前手要触摸一下静电释放器，是为了防止静电，选项B错误；题图丙，带电作业的工人穿戴的工作服中包含金属丝，起到静电屏蔽作用，选项C正确；题图丁，带电的雷雨云接近建筑物时，由于静电感应，安装在顶端的金属棒出现与云层相反的电荷，选项D正确。 2.如图所示，大小为3×103 N/C、方向竖直向下的匀强电场中有相距30 cm的O、C两点，其连线与电场方向垂直。若在O点放置电荷量为4.0×10-8 C的正点电荷，静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2，则C点电场强度的大小为 (　　) A.5×103 N/C B.4×103 N/C C.3×103 N/C D.2×103 N/C √ 解析：O点的正点电荷在C点产生的电场强度大小为E1=k= N/C=4×103 N/C，方向水平向左，根据电场强度的叠加原理，C点电场强度的大小EC==5×103 N/C，故选A。 3.如图所示为点电荷a、b所形成电场的电场 线分布图，在M点放置一个电荷量大小为q的负 试探电荷，受到的静电力大小为F，以下说法中 正确的是 (　　) A.如果M点试探电荷的电荷量变为2q，则该处电场强度变为 B.M点的电场强度方向与负试探电荷所受静电力的方向相同 C.由电场线分布图可知，M点的电场强度比N点的电场强度大 D.a、b为异种点电荷 √ 解析：电场强度与试探电荷无关，可知如果M点试探电荷的电荷量变为2q，则该处电场强度仍然为，故A错误；电场强度的方向与正电荷所受静电力的方向相同，与负试探电荷所受静电力的方向相反，故B错误；电场线的疏密程度表示电场的强弱，根据题图可知，M点的电场线比N点的电场线稀疏，则M点的电场强度比N点的电场强度小，故C错误；题图中电场线起源于右侧点电荷，终止于左侧点电荷，可知题图中右侧为正点电荷，左侧为负点电荷，即a、b为异种点电荷，故D正确。 4.如图所示，不带电的金属球下面垫着干燥的泡沫块，两者一起放在电子秤上。现用毛皮摩擦塑料管使其带电，带电塑料管从上方缓慢靠近金属球，最后停在金属球上方的某一位置，这一过程中发现电子秤示数发生了变化，之后稳定。根据以上信息，判断下列说法中正确的是 (　　) A.电子秤示数逐渐增加，稳定后的示数大于泡沫与球的总重 B.电子秤示数逐渐减小，稳定后的示数小于泡沫与球的总重 C.电子秤示数先增加后减小，稳定后的示数等于泡沫与球的总重 D.电子秤示数先减小后增加，稳定后的示数等于泡沫与球的总重 √ 解析：毛皮摩擦过的塑料管带负电，从上方缓慢靠近金属球的过程中，金属球因为静电感应，上表面感应出正电荷，下表面感应出负电荷，随着塑料管的靠近金属球上感应电荷的电荷量增大，金属球整体受向上逐渐增大的引力，由平衡条件和牛顿第三定律可知，金属球对泡沫的压力逐渐减小，则整体对电子秤的压力逐渐减小，所以电子秤示数逐渐减小；最后塑料管停在金属球上方的某一位置，金属球整体受到向上的引力达到最大且保持不变，则整体对电子秤的压力达到最小值后保持稳定，稳定后的示数小于泡沫和球的总重，故选B。 5.如图所示，a、b两点分别固定等量异种点电荷+Q和-Q，c是线段ab的中点，d是ac的中点，e是ab的垂直平分线上的一点，c、d、e点电场强度的大小关系为 (　　) A.Ee>Ec>Ed B.Ed>Ec=Ee C.Ec>Ed>Ee D.Ed>Ec>Ee √ 解析：等量异种点电荷的电场线分布如图所示，根据电场线的疏密程度可知c、d、e点电场强度的大小关系为Ed>Ec>Ee，故选D。 6.如图所示，A、B两小球带同种电荷。一轻质光滑定滑轮固定于O点。一根绝缘轻绳跨过轻质滑轮，绳一端连接小球A，另一端施加拉力T。B球位于O点正下方且被固定在绝缘轻杆上，两球稳定时位于同一高度，轻绳与竖直方向的夹角为60°。已知两球质量均为m，重力加速度为g，静电力常量为k。则下列说法正确的是 (　　) A.A、B两球之间的静电力大小为mg B.拉力T的大小为mg C.B球对轻杆的作用力大小为mg D.缓慢拉动轻绳一端，使滑轮右侧绳缩短少许，则AB间距离不变 √ 解析：对A球分析，受重力mg、绳的拉力T和静电力F，由平衡条件得，Tsin 60°=F，Tcos 60°=mg，解得F=mg，T=2mg，故A、B错误；对B球分析，受重力mg、静电力F和轻杆的作用力N，由平衡条件得N===2mg，根据牛顿第三定律，可知B球对轻杆的作用力大小为2mg，故 C错误；根据相似三角形法，可知=， 则AB间距离不变，故D正确。 7.密立根因通过油滴实验测得了电子电荷量而荣获1923年诺贝尔物理学奖。密立根油滴实验原理如下：带负电的油滴自油滴盒顶部入口飘入油滴盒，油滴盒区域内存在匀强电场，通过显微镜观测油滴的运动情况，测得油滴的电荷量。某次实验观测到某一带负电油滴在油滴盒内正好做匀速运动。设油滴质量为m，油滴盒内电场强度为E，重力加速度为g，忽略空气阻力，下列说法正确的是 (　　) A.油滴盒内电场强度方向竖直向上 B.带电油滴所受静电力与重力是一对相互作用力 C.油滴所带电荷量q= D.油滴所带电荷量可以是任意值 解析：带负电的油滴在匀强电场中处于平衡状态，所受重力与静电力平衡，静电力竖直向上，则电场强度方向竖直向下，A、B错误；由平衡条件得mg=qE，解得q=，C正确；油滴所带电荷量一定是元电荷的整数倍，D错误。 √ 二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题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.绝缘水平面内某处隐藏一带电体(视为点电荷)。如图所示，将电荷量为q的正试探电荷放在O点时，试探电荷所受静电力的大小为4F、方向向右(沿x轴正方向)。将试探电荷向右移动至到O点距离为d的A点时，试探电荷所受静电力的大小为F、方向向右。静电力常量为k，不考虑其他电场的影响。下列说法正确的是(　　) A.带电体带负电 B.O点的电场强度大于A点的电场强度 C.带电体在A点右侧到A点距离为d的位置 D.带电体的电荷量为 √ √ 解析：由于试探电荷(带正电)在O、A两点所受静电力方向均向右，且试探电荷在A点所受静电力小于它在O点所受静电力，因此带电体带正电，且在O点的左侧，故A、C错误；O点距离带电体较近，则O点的电场强度大于A点的电场强度，故B正确；设带电体的电荷量为Q，带电体到O点的距离为s，根据库仑定律有4F=k，F=k，解得Q=，故D正确。 9.如图所示为静电除尘示意图，在M、N两点间加高压电源时，金属管内的空气被电离，电离出的电子在静电力的作用下运动，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电荷，因而煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了。下列说法正确的是 (　　) A.N接电源的正极 B.M接电源的正极 C.电场强度EB>EA D.电场强度EB<EA √ √ 解析：电子附着在煤粉上，使煤粉带上负电荷，煤粉能吸附在管壁上，说明管壁带正电荷，可知N接电源正极，A正确，B错误；金属棒与金属管可看成圆柱电极与圆环电极，电场线分布情况如图所示，由图可知金属棒附近的B处电场线较密，而靠近金属管壁的A处电场线较疏，故B处的电场强度比A处的电场强度大，即EB>EA，C正确，D错误。 10.如图所示的电场中，虚线为某带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则 (　　) A.粒子一定带正电 B.粒子一定是从a点运动到b点 C.粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度 D.粒子在电场中c点的速度一定大于在a点的速度 √ √ 解析：做曲线运动的物体，合力指向运动轨迹的凹侧，可知带电粒子受到的电场力的方向为沿着电场线向左，与电场的方向相同，所以粒子带正电，A正确；粒子不一定是从a点运动到b点，也可能是从b点运动到a点，B错误；由电场线的分布可知，c点的场强大于b点的场强，则粒子在c点所受的电场力大于在b点所受的电场力，在c点的加速度一定大于在b点的加速度，C正确；若粒子从c运动到a，电场力与速度的夹角成锐角，则粒子做加速运动；若粒子从a运动到c，电场力与速度的夹角成钝角，则粒子做减速运动，故粒子在电场中c点的速度一定小于在a点的速度，D错误。 三、非选择题(本题共4小题，共54分) 11.(10分)多少个电子的电荷量等于-3.2×10-5 C?干燥的天气一个人脱了鞋在地毯上走，身上聚集了-4.8×10-5 C的电荷。此人身上有多少个剩余电子?他的质量因聚集电子而增加了多少?(电子质量me=9.1×10-31kg，电子电荷量e=-1.6×10-19 C) 答案：2.0×1014个　3.0×1014个　2.73×10-16kg 解析：-3.2×10-5 C的电荷量含有的电子数为 n===2.0×1014(个) -4.8×10-5 C的电荷量含有的电子数为 n'===3.0×1014(个) 增加的质量为M=n'me=3.0×1014×9.1×10-31kg=2.73×10-16 kg。 12.(12分)如图，相同的A、B两球分别带等量异种电荷+Q和-Q，平衡时绳子与竖直方向的夹角为30°，且两球在同一水平线上，距离未知，两球质量均为m，两球均可看作点电荷，重力加速度为g，静电力常量为k，求： (1)A、B两球间的静电力大小。(6分) 答案：(1)mg　 解析：(1)对小球A受力分析如图所示， 由平衡条件可得F=mgtan 30°=mg。 (2)A、B两球间的距离。(6分) 答案：(2) 解析：(2)由库仑定律有F=k 可得r===。 13.(14分)带电荷量为q=1×10-4 C的小物块置于绝缘水平面上，所在空间存在沿水平方向且方向始终不变的电场，电场强度E的大小与时间t的关系如图甲所示，物块速度v与时间t的关系如图乙所示。若重力加速度g取10 m/s2，求： (1)物块的质量m；(6分) 答案：(1)1 kg　 解析：(1)由v-t图像可知，前2 s物块做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有 qE1-μmg=ma 2 s后物块做匀速直线运动，由平衡条件有qE2=μmg， 由E-t图像和v-t图像可得E1=3×104 N/C， E2=2×104 N/C，a=1 m/s2， 代入数据解得m=1 kg。 (2)物块与水平面之间的动摩擦因数μ。(8分) 答案：(2)0.2 解析：(2)由上述分析可得 μ===0.2。 14.(18分)两根粗糙、足够长的绝缘轻杆组成如图所示的轨道MON，MO杆与水平方向的夹角为θ=60°。将质量为ma=0.6 kg、所带电荷量为qa=-3×10-4 C的光滑小球a套在MO杆上，将带负电的粗糙小球b套在ON杆上，当两球静止时距O点距离恰好相等，已知重力加速度g=10 m/s2，小球大小忽略不计，则： (1)此时小球b所受摩擦力大小；(8分) 答案：(1)3 N　 解析：(1)两球静止时距O点距离恰好相等，根据几何关系可知，△aOb为底角等于30°的等腰三角形，设ab间的库仑力大小为F；以a球为对象，沿斜杆方向根据受力平衡可得 Fcos 30°=magsin 60° 以b球为对象，沿水平方向根据受力平衡可得Fcos 30°=f 联立解得小球b所受摩擦力大小为f=3 N。 (2)若撤掉小球b的同时在水平方向加入匀强电场，仍使小球a保持静止，求匀强电场的电场强度。(10分) 答案：(2)2×104 N/C，方向水平向右 解析：(2)若撤掉小球b的同时在水平方向加入匀强电场，仍使小球a保持静止，以a球为对象，沿斜杆方向根据受力平衡可得 Ecos 60°=magsin 60° 解得匀强电场的电场强度大小为E== N/C=2×104 N/C 方向水平向右。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $