第九章:静电场及其应用单元检测(B卷)-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册
2026-07-17
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2份
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19页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版必修 第三册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第九章 静电场及其应用 |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 辽宁省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.13 MB |
| 发布时间 | 2026-07-17 |
| 更新时间 | 2026-07-17 |
| 作者 | 彩虹物理 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58851677.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以静电场为核心,融合《博物志》等文化典籍素材与静电感应实验,通过单选、多选、实验、解答题梯度设计,考查物理观念与科学思维。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|7/28|摩擦起电、电场强度、电势|第1题以古籍记载考静电现象,体现文化传承|
|多选题|3/18|避雷针原理、库仑力、电场叠加|第8题结合广州塔避雷针考尖端放电,联系实际|
|实验题|2/14|静电感应、库仑定律验证|第11题通过金属网屏蔽实验,培养科学探究能力|
|解答题|3/40|带电体在电场中的运动、能量守恒|第15题综合电场与圆周运动,考查科学推理|
内容正文:
第九章:静电场及其应用单元检测(B卷)
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑;非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答;字体工整,笔迹清楚。
4.考试结束后,请将试卷和答题卡一并上交。
建议时长:75分钟 总分:100分
一、单选题(共28分)
1.(本题4分)晋张华《博物志》云:“今人梳头、脱着衣时,有随梳、解结有光者,也有咤声。”和王充在《论衡》中写下的“顿牟掇芥”,这里记载了几个起电现象。关于这几个起电现象说法正确的是( )
A.都属于感应起电 B.都属于摩擦起电
C.都属于接触起电 D.属于摩擦起电和接触起电
2.(本题4分)如图所示,椭圆绕x轴旋转形成一个椭球面,有一个金属椭球壳带正电荷,球壳的外表面有M、N两点,在N点周围取一个面积极小微元,该微元在N点产生的场强沿+x方向,大小为E。关于带电金属椭球形成的电场,下列说法正确的是( )
A.N点的场强大小为2E
B.M点的电势高于N点的电势
C.M点的场强比N点的场强大
D.M、N两点电场强度方向互相平行
3.(本题4分)在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点,其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是( )
A.甲图中与点电荷等距的a、b两点
B.乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C.丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
D.丁图中非匀强电场中的a、b两点
4.(本题4分)正六边形的顶点上固定有六个点电荷,电荷量如图所示,此时正六边形中心点的电场强度为。移走电荷量为的两个点电荷后,中心点的电场强度变为。则( )
A.与同向, B.与同向,
C.与反向, D.与反向,
5.(本题4分)均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示,在半球面AB上均匀分布正电荷,电荷量为Q,球面半径为R,CD为通过半球顶点与球心O的轴线,轴线上CO=DO=3R。一质量为m、电荷量为q的小球(用绝缘细线悬挂于悬点),受半球面产生的电场影响偏转θ角度静止于C点,(若球C与半球面AB彼此不影响对方的电量分布)则半球面AB在D点产生的场强大小为( )
A. B.
C. D.
6.(本题4分)如图所示,一带电量为+Q的均匀带电圆筒竖直放置,以圆筒中心为坐标原点O在竖直方向上建立x轴,以竖直向上为正方向。从x轴上某高度由静止释放一带电荷量大小为q的小球,小球向下运动,当它经过x=h位置时它的速度为v0,加速度为0。已知重力加速度为g,静电力常量为k,不考虑小球所带电荷对带电圆筒上电荷分布的影响。下列说法中正确的是( )
A.小球可能带负电
B.小球的质量
C.小球经过O点时的加速度大于g
D.小球经过x=−h处时的速度为
7.(本题4分)如图所示,两根绝缘细线一端分别连接a、b两个带电的小球(可视为质点),细线另一端悬挂于同一点,两球静止时处于同一水平高度,细线与竖直方向的夹角分别为、。下列说法正确的是( )
A.a、b两球质量比为2:1
B.a的电荷量一定大于b的电荷量
C.若同时剪断两根细线,a、b同时落地
D.若同时剪断两根细线,a、b均做匀变速运动
二、多选题(共18分)
8.(本题6分)如图所示是闪电击中广州塔的画面,广州塔的尖顶是一避雷针,雷雨天气时,底端带负电的云层经过避雷针上方时,避雷针尖端放电形成瞬间强电流,乌云所带的负电荷经避雷针导入大地,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.云层靠近避雷针时,针尖感应出正电荷
B.避雷针上的电流方向从尖端流向底端
C.避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度小
D.地磁场对避雷针的作用力方向向西
9.(本题6分)如图所示,带电荷量为的点电荷固定在点,点是半径为的光滑绝缘半球壳的球心,为球壳竖直截面的直径,质量为、带电荷量为的小球(可看成点电荷)从点由静止释放,沿球壳外侧运动一段时间后,从点(未画出)脱离球壳,已知重力加速度为,静电力常量为,则( )
A.沿球壳运动过程,小球机械能守恒
B.、间的高度差为
C.小球、点电荷带电荷量的值满足关系式
D.脱离球壳后,小球水平方向速度一定一直减小
10.(本题6分)A、B两点相距l,O为AB连线的中点,C为AB连线的中垂线上距O为x处的点。图甲中A、B两点分别固定两个电荷量都是+Q的点电荷,置于C点的电荷量为+q的点电荷所受静电力大小记为F1;图乙中A、B两点分别固定电荷量为-Q和+Q的点电荷,置于C点的电荷量也为+q的点电荷所受静电力大小记为F2。则以下说法正确的是( )
A.图甲中所受的静电力大小为
B.图乙中所受的静电力大小为
C.为使,则应使
D.为使,则应使
三、实验题(共14分)
11.(本题8分)小明学习静电现象时,做了以下实验:
(1)如图甲所示,取一对用绝缘柱支持的导体和B,使它们彼此接触。起初它们不带电,贴在下部的金属箔片均是闭合的。先把带正电荷的物体C移近导体A,B导体的金属箔片___________;接着保持C位置不动,用手摸一下导体B,然后移走B,B导体的金属箔片___________。(均选填“张开”或“闭合”)
(2)用金属网把验电器罩起来,再使带电荷量为的金属球(可看成点电荷)靠近验电器,如图乙所示,箔片________(选填“张开”或“闭合”),分析可知,当达到静电平衡时(已知静电力常量为,金属网内与点电荷相距处点的电场强度大小为________。
12.(本题6分)某研究小组用如图所示装置验证库仑定律。控制两球所带电荷量不变,改变两球之间的距离,从而得到两球之间库仑力与距离的关系。器材有:专用支架、相同的导体小球A和B、刻度尺、丝线、米尺、天平、绝缘底座。
(1)实验中发现B球水平靠近A球的过程中,丝线与竖直方向夹角变大,说明两球之间的库仑力__________(填“变大”“不变”或“变小”)
(2)实验中测得悬点到A球球心的距离为,悬点正下方点到A球球心的距离为,A球质量为,重力加速度为,则A、B两球间库仑力可表示为__________。
(3)缓慢移动绝缘底座,记录若干组两球间距离及库仑力的数据,得到的库仑力与距离的关系图像应该是( )
A. B. C.
四、解答题(共40分)
13.(本题10分)如图所示,质量为m的小球A穿在绝缘细杆上,杆的倾斜角为α,小球A带正电,电荷量为q。在杆上B点处固定一个电荷量为Q的正电荷。将小球A由距B竖直高度为H处无初速度释放,小球A下滑过程中电荷量不变。不计A与细杆间的摩擦,整个装置处在真空中,已知静电力常量k和重力加速度g。求:
(1)A球刚释放时的加速度大小;
(2)当A球的速度最大时,A球与B点的距离。
14.(本题12分)在光滑绝缘的水平面上,长为的绝缘轻质细杆的两端各连接一个质量均为m的带电小球A和B(均可视为质点)组成一个带电系统,球A所带的电荷量为,球B所带的电荷量为。现让A处于如图所示的有界匀强电场区域内,已知虚线位于细杆的中垂线,和的距离为,匀强电场的电场强度大小为E、方向水平向右。释放带电系统,让A、B从静止开始运动,不考虑其他因素的影响。求:
(1)释放带电系统的瞬间,两小球加速度的大小;
(2)带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间。
15.(本题18分)如图所示,光滑水平轨道与半径为R 的光滑竖直半圆轨道在B 点平滑连接,在过圆心O 的水平界面MN 的下方分布有水平向右的匀强电场,现将一质量为m、电荷量为 +q 的小球(可视为质点)从水平轨道上A 点由静止释放,小球运动到C 点离开半圆轨道后, 经界面MN上的P 点进入电场,已知P 点在A 点的正上方,整个运动过程小球的电荷量保 持不变,A 、B间的距离为2R, 重力加速度为g。求:
(1)匀强电场的电场强度E 的大小;
(2)小球在半圆轨道上运动的最大速率及轨道小球支持力的最大值;
(3)小球在水平轨道上的落点到A 点的距离。
试卷第6页,共11页
试卷第1页,共11页
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第九章:静电场及其应用单元检测(B卷)
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑;非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答;字体工整,笔迹清楚。
4.考试结束后,请将试卷和答题卡一并上交。
建议时长:75分钟 总分:100分
一、单选题(共28分)
1.(本题4分)晋张华《博物志》云:“今人梳头、脱着衣时,有随梳、解结有光者,也有咤声。”和王充在《论衡》中写下的“顿牟掇芥”,这里记载了几个起电现象。关于这几个起电现象说法正确的是( )
A.都属于感应起电 B.都属于摩擦起电
C.都属于接触起电 D.属于摩擦起电和接触起电
2.(本题4分)如图所示,椭圆绕x轴旋转形成一个椭球面,有一个金属椭球壳带正电荷,球壳的外表面有M、N两点,在N点周围取一个面积极小微元,该微元在N点产生的场强沿+x方向,大小为E。关于带电金属椭球形成的电场,下列说法正确的是( )
A.N点的场强大小为2E
B.M点的电势高于N点的电势
C.M点的场强比N点的场强大
D.M、N两点电场强度方向互相平行
3.(本题4分)在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点,其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是( )
A.甲图中与点电荷等距的a、b两点
B.乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C.丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
D.丁图中非匀强电场中的a、b两点
4.(本题4分)正六边形的顶点上固定有六个点电荷,电荷量如图所示,此时正六边形中心点的电场强度为。移走电荷量为的两个点电荷后,中心点的电场强度变为。则( )
A.与同向, B.与同向,
C.与反向, D.与反向,
5.(本题4分)均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示,在半球面AB上均匀分布正电荷,电荷量为Q,球面半径为R,CD为通过半球顶点与球心O的轴线,轴线上CO=DO=3R。一质量为m、电荷量为q的小球(用绝缘细线悬挂于悬点),受半球面产生的电场影响偏转θ角度静止于C点,(若球C与半球面AB彼此不影响对方的电量分布)则半球面AB在D点产生的场强大小为( )
A. B.
C. D.
6.(本题4分)如图所示,一带电量为+Q的均匀带电圆筒竖直放置,以圆筒中心为坐标原点O在竖直方向上建立x轴,以竖直向上为正方向。从x轴上某高度由静止释放一带电荷量大小为q的小球,小球向下运动,当它经过x=h位置时它的速度为v0,加速度为0。已知重力加速度为g,静电力常量为k,不考虑小球所带电荷对带电圆筒上电荷分布的影响。下列说法中正确的是( )
A.小球可能带负电
B.小球的质量
C.小球经过O点时的加速度大于g
D.小球经过x=−h处时的速度为
7.(本题4分)如图所示,两根绝缘细线一端分别连接a、b两个带电的小球(可视为质点),细线另一端悬挂于同一点,两球静止时处于同一水平高度,细线与竖直方向的夹角分别为、。下列说法正确的是( )
A.a、b两球质量比为2:1
B.a的电荷量一定大于b的电荷量
C.若同时剪断两根细线,a、b同时落地
D.若同时剪断两根细线,a、b均做匀变速运动
二、多选题(共18分)
8.(本题6分)如图所示是闪电击中广州塔的画面,广州塔的尖顶是一避雷针,雷雨天气时,底端带负电的云层经过避雷针上方时,避雷针尖端放电形成瞬间强电流,乌云所带的负电荷经避雷针导入大地,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.云层靠近避雷针时,针尖感应出正电荷
B.避雷针上的电流方向从尖端流向底端
C.避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度小
D.地磁场对避雷针的作用力方向向西
9.(本题6分)如图所示,带电荷量为的点电荷固定在点,点是半径为的光滑绝缘半球壳的球心,为球壳竖直截面的直径,质量为、带电荷量为的小球(可看成点电荷)从点由静止释放,沿球壳外侧运动一段时间后,从点(未画出)脱离球壳,已知重力加速度为,静电力常量为,则( )
A.沿球壳运动过程,小球机械能守恒
B.、间的高度差为
C.小球、点电荷带电荷量的值满足关系式
D.脱离球壳后,小球水平方向速度一定一直减小
10.(本题6分)A、B两点相距l,O为AB连线的中点,C为AB连线的中垂线上距O为x处的点。图甲中A、B两点分别固定两个电荷量都是+Q的点电荷,置于C点的电荷量为+q的点电荷所受静电力大小记为F1;图乙中A、B两点分别固定电荷量为-Q和+Q的点电荷,置于C点的电荷量也为+q的点电荷所受静电力大小记为F2。则以下说法正确的是( )
A.图甲中所受的静电力大小为
B.图乙中所受的静电力大小为
C.为使,则应使
D.为使,则应使
三、实验题(共14分)
11.(本题8分)小明学习静电现象时,做了以下实验:
(1)如图甲所示,取一对用绝缘柱支持的导体和B,使它们彼此接触。起初它们不带电,贴在下部的金属箔片均是闭合的。先把带正电荷的物体C移近导体A,B导体的金属箔片___________;接着保持C位置不动,用手摸一下导体B,然后移走B,B导体的金属箔片___________。(均选填“张开”或“闭合”)
(2)用金属网把验电器罩起来,再使带电荷量为的金属球(可看成点电荷)靠近验电器,如图乙所示,箔片________(选填“张开”或“闭合”),分析可知,当达到静电平衡时(已知静电力常量为,金属网内与点电荷相距处点的电场强度大小为________。
12.(本题6分)某研究小组用如图所示装置验证库仑定律。控制两球所带电荷量不变,改变两球之间的距离,从而得到两球之间库仑力与距离的关系。器材有:专用支架、相同的导体小球A和B、刻度尺、丝线、米尺、天平、绝缘底座。
(1)实验中发现B球水平靠近A球的过程中,丝线与竖直方向夹角变大,说明两球之间的库仑力__________(填“变大”“不变”或“变小”)
(2)实验中测得悬点到A球球心的距离为,悬点正下方点到A球球心的距离为,A球质量为,重力加速度为,则A、B两球间库仑力可表示为__________。
(3)缓慢移动绝缘底座,记录若干组两球间距离及库仑力的数据,得到的库仑力与距离的关系图像应该是( )
A. B. C.
四、解答题(共40分)
13.(本题10分)如图所示,质量为m的小球A穿在绝缘细杆上,杆的倾斜角为α,小球A带正电,电荷量为q。在杆上B点处固定一个电荷量为Q的正电荷。将小球A由距B竖直高度为H处无初速度释放,小球A下滑过程中电荷量不变。不计A与细杆间的摩擦,整个装置处在真空中,已知静电力常量k和重力加速度g。求:
(1)A球刚释放时的加速度大小;
(2)当A球的速度最大时,A球与B点的距离。
14.(本题12分)在光滑绝缘的水平面上,长为的绝缘轻质细杆的两端各连接一个质量均为m的带电小球A和B(均可视为质点)组成一个带电系统,球A所带的电荷量为,球B所带的电荷量为。现让A处于如图所示的有界匀强电场区域内,已知虚线位于细杆的中垂线,和的距离为,匀强电场的电场强度大小为E、方向水平向右。释放带电系统,让A、B从静止开始运动,不考虑其他因素的影响。求:
(1)释放带电系统的瞬间,两小球加速度的大小;
(2)带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间。
15.(本题18分)如图所示,光滑水平轨道与半径为R 的光滑竖直半圆轨道在B 点平滑连接,在过圆心O 的水平界面MN 的下方分布有水平向右的匀强电场,现将一质量为m、电荷量为 +q 的小球(可视为质点)从水平轨道上A 点由静止释放,小球运动到C 点离开半圆轨道后, 经界面MN上的P 点进入电场,已知P 点在A 点的正上方,整个运动过程小球的电荷量保 持不变,A 、B间的距离为2R, 重力加速度为g。求:
(1)匀强电场的电场强度E 的大小;
(2)小球在半圆轨道上运动的最大速率及轨道小球支持力的最大值;
(3)小球在水平轨道上的落点到A 点的距离。
试卷第8页,共8页
试卷第7页,共8页
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《第九章:静电场及其应用单元检测(B卷)》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
A
C
A
D
D
C
AD
AB
ABC
11.(1)张开 张开 (2)闭合 0
12.(1)变大 (2) (3)C
13.(1) (2)
解:(1)A球刚释放时,由牛顿第二定律可得
根据库仑定律则有
由几何关系可得
联立解得
(2)当A球受到的合力为零,即加速度为零时,速度最大。设此时A球与B点间的距离为d,则有
解得
14.(1) (2)
【详解】(1)对整体应用牛顿第二定律有
解得两小球加速度大小为
(2)系统向右加速运动阶段 解得
此时B球刚刚进入MN,带电系统的速度
假设小球A不会出电场区域,带电系统向右减速运动阶段有
加速度
减速运动时间
减速运动的距离
可知小球A恰好运动到边界时速度减为零,假设成立。所以带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间
15.(1)E=;(2)vm=,F=(2+3)mg;(3)x=(4-5)R
解:(1)设小球过C点时的速度大小为vC,小球从A运动到C的过程中,根据动能定理有
qE·3R-mg·2R=mvC2
小球离开C点后做平抛运动,小球从C运动到P的过程中,水平方向有
2R=vCt1
竖直方向有
R=gt12
联立解得
E=
(2)小球运动到等效最低点D时速度最大,设最大速度为v,OD与竖直线OB夹角为α,由于mg=qE,则α=45°,小球从A点运动到D点的过程中,根据动能定理有
qE(2R+Rsinα)-mgR(1-cosα)=mvm2
即
mvm2=mgR(sinα+cosα+1)
解得最大速率
vm=
由于小球在D点时速度最大且静电力与重力的合力恰好背离半径方向,故小球在D点时对半圆轨道的压力最大,设此压力大小为F,在D点对小球进行受力分析,并建立如图所示的直角坐标系,设在D点受到的支持力大小为F′
F′-qEsin45°-mgcos45°=
即小球对半圆轨道压力的最大值为
F=(2+3)mg
(3)小球通过P点时水平方向速度大小为
v1=vC=
竖直方向速度大小为
v2=gt1=
进入电场后,水平方向加速度大小为
a1==g
竖直方向加速度大小为
a2==g
故小球在水平方向做匀减速运动,在竖直方向做匀加速运动,水平方向有
x=v1t2-a1t22
竖直方向有
R=v2t2+a2t22
联立解得
x=(4-5)R
《第九章:静电场及其应用单元检测(B卷)》参考答案详解
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
A
C
A
D
D
C
AD
AB
ABC
1.B
【详解】两种记载的起电现象均通过物体间的相互摩擦使电子发生转移,从而使物体带上静电:梳头时梳子与头发摩擦、脱衣时衣物间摩擦产生静电并放电发光发声;“顿牟掇芥”中顿牟(琥珀类物质)经摩擦后带电,可吸引轻小物体。二者的起电本质均为摩擦起电,故ACD错误,B正确。
故选B。
2.A
【详解】A.微元可视为带正电的点电荷,在球壳的外表面N点产生的场强沿+x方向,大小为E,则在内部产生的场强沿-x方向,大小为E,带正电金属椭球壳静电平衡,内部场强处处为零,根据电场叠加原理,除微元外其他部分在N点产生的场强沿+x方向,大小为E,则N点的合场强大小为2E,故A正确;
B.金属椭球壳静电平衡,是个等势体,则M点的电势等于N点的电势,故B错误;
C.场强大小与电荷密度相关,根据导体表面电荷分布特点,N点电荷密度更高,故M点的场强比N点的小,故C错误;
D.电场线与等势面相互垂直,故M、N点的电场强度垂直于椭圆过M、N点的切面,因两切面相互垂直,则M、N点的电场强度也相互垂直,故D错误。
故选A。
3.C
【详解】A.甲图为正点电荷的电场。根据点电荷电场公式可知,与点电荷等距的、两点电场强度大小相等。但在电场线分布图中,、两点的电场方向均沿该点的径向向外,两者的方向不同但不相反,故A错误;
B.乙图为等量异种点电荷的电场。在两点电荷连线的中垂线上,电场线的切线方向均垂直于中垂线并指向负电荷一侧。因此,等距的、两点电场强度大小相等,且方向相同,故B错误;
C.丙图为等量同种点电荷的电场。在两点电荷连线的中垂线上,电场线从连线中点向外发散。与连线等距的、两点,其电场强度大小相等;由于点电场线向上,点电场线向下,故二者方向相反,符合题意,故C正确;
D.丁图为非匀强电场。电场线的疏密程度代表了电场强度的大小,点处的电场线比点处的密集,因此的电场强度大于点的电场强度,故D错误。
故选C。
4.A
【详解】正上方和正下方的两个q关于O点对称,在O点产生的场强大小相等、方向相反,相互抵消,根据场强叠加原理可知,其余四个电荷在O点产生的场强大小(方向竖直向下)
移走电荷量为的两个点电荷后,其余两个电荷在O点产生的场强大小(方向竖直向下),综上可知。
故选A。
5.D
【详解】设半球面AB在D点产生的场强大小为E1,在C点产生的场强大小为E2,根据平衡条件得
补齐右半球,D点的合场强为 ,解得。故选D。
6.D
【详解】A.由于经过x=h位置时,小球的加速度为0,所以小球和带电圆筒间的静电力为斥力,所以小球必须带正电,故A错误;
B.小球经过x=h位置时受到的静电力与重力平衡,所以有
但小球和带电圆筒间的静电力不满足库仑定律,所以,故B错误;
C.由于对称性,小球经过O点时受到圆筒的静电力为0,所以小球在O点只受重力,所以它的加速度一定为g,故C错误;
D.对小球从x=h运动到x=−h的过程分析有
由于对称性,小球从x=h运动到x=−h的过程中静电力做功为0,所以,故D正确。
故选D。
7.C
【详解】A.设a球质量为m,所带电荷量为q,b小球质量为M,所带电荷量为Q,如图所示
a、b球分别受到绳子拉力、自身重力、库仑力而保持平衡,对a球,由平衡条件得对b球,由平衡条件得 又 联立以上解得a、b两球质量比为3:1,故A错误;
B.两小球之间的静电力是相互作用力,大小相等,方向相反,根据库仑定律可得,仅能确定两小球带电量的乘积,但电荷量大小关系不确定,故B错误;
CD.剪断细线后,两球水平方向受相等的库仑力,竖直方向受重力作用,竖直方向做自由落体运动,高度相等,则时间相等,两球水平方向相互排斥,距离变大,库仑力变小,所以合外力不恒定,加速度发生变化,不是匀变速运动,故C正确,D错误。
故选C。
8.AD
【详解】A.根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,可知云层靠近避雷针时,针尖感应出正电荷,A正确;
B.负电荷从尖端流向底端,而电流的方向规定为正电荷运动的方向,因此电流的方向从底端流向尖端,B错误;
C.由于电荷更容易集中到尖端,从而避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度大,C错误;
D.根据左手定则可知,地磁场对避雷针的作用力方向向西,D正确。
故选AD。
9.AB
【详解】A.沿球壳运动过程,仅重力对小球做功,小球机械能守恒,故A正确;
B.设小球脱离球壳的位置与球心的连线和水平方向的夹角为,在该位置对小球进行受力分析,如图所示
小球沿球壳运动过程,根据动能定理有
根据牛顿第二定律有
联立得
则、间的高度差为,故B正确;
C.小球能脱离球壳,结合圆周运动知识可得,点最低能与球壳的最低点重合,有,,整理得,故C错误;
D.小球从右侧脱离球壳,脱离球壳时的速度方向沿球壳过点的切线方向向下,小球所受静电力在水平方向的分力先向左后向右,则小球水平方向速度先增大后减小,故D错误。
故选AB。
10.ABC
【详解】A.设,图甲中点的电场强度大小为
其中,
图甲中所受的静电力大小为
联立解得,故A正确;
B.图乙中点的电场强度大小为 其中,
图乙中所受的静电力大小为
联立解得,故B正确;
CD.为使,即
可得,为使,即
可得,故C正确,D错误。
故选ABC。
11.(1)张开 张开 (2)闭合 0
【详解】(1)[1]起初导体A和B不带电,先把带正电荷的物体C移近导体A,发生静电感应现象,则A端带负电,B端带正电,金属箔片张开;
[2]接着保持C位置不动,用手摸一下导体B,导体、人和大地形成了新的巨大导体,此时A端和B端都是近端,都带负电,此时远端在地球另一端,带正电,然后移走B,B带负电,则B导体的金属箔片张开。
(2)[1][2]根据静电屏蔽原理可知,由于金属网的静电屏蔽使得金属网内场强为0,验电器的金属球不带电,验电器的金属箔片闭合。当达到静电平衡时(已知静电力常量为,金属网内与点电荷相距处点的电场强度大小为0。
12.(1)变大 (2) (3)C
【详解】(1)设丝线与竖直方向夹角为,根据平衡条件可得两球之间的库仑力
所以,丝线与竖直方向夹角变大,说明两球之间的库仑力变大。
(2)由题意可知,两球之间的库仑力为,可得
(3)根据库仑定律 即 所以,图线是过原点倾斜的直线。
故选C。
答案第6页,共11页
答案第1页,共11页
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