济南市高中物理必修第3册 静电场及其应用试卷检测题

济南市高中物理必修第3册 静电场及其应用试卷检测题一、第九章 静电场及其应用选择题易错题培优（难）1．如图，真空中x 轴上关于O 点对称的M 、N 两点分别固定两异种点电荷，其电荷量分别为1Q +、2Q -，且12Q Q >。

取无穷远处电势为零，则（ ）A ．只有MN 区间的电场方向向右B ．在N 点右侧附近存在电场强度为零的点C ．在ON 之间存在电势为零的点D ．MO 之间的电势差小于ON 之间的电势差 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AB ．1Q +在N 点右侧产生的场强水平向右，2Q -在N 点右侧产生的场强水平向左，又因为12Q Q >，根据2QE kr=在N 点右侧附近存在电场强度为零的点，该点左右两侧场强方向相反，所以不仅只有MN 区间的电场方向向右，选项A 错误，B 正确；C ．1Q +、2Q -为两异种点电荷，在ON 之间存在电势为零的点，选项C 正确；D ．因为12Q Q >，MO 之间的电场强度大，所以MO 之间的电势差大于ON 之间的电势差，选项D 错误。

故选BC 。

2．如图所示，空间有竖直方向的匀强电场，一带正电的小球质量为m ，在竖直平面内沿与水平方向成30º角的虚线以速度v 0斜向上做匀速运动．当小球经过O 点时突然将电场方向旋转一定的角度，电场强度大小不变，小球仍沿虚线方向做直线运动，选O 点电势为零，重力加速度为g ，则A ．原电场方向竖直向下B ．改变后的电场方向垂直于ONC ．电场方向改变后，小球的加速度大小为gD ．电场方向改变后，小球的最大电势能为204mv【答案】CD【解析】 【分析】 【详解】开始时，小球沿虚线做匀速运动，可知小球受向下的重力和向上的电场力平衡Eq=mg ，小球带正电，则电场竖直向上，选项A 错误；改变电场方向后，小球仍沿虚线做直线运动，可知电场力与重力的合力沿着NO 方向，因Eq=mg ，可知电场力与重力关于ON 对称，电场方向与NO 成600，选项B 错误；电场方向改变后，电场力与重力夹角为1200，故合力大小为mg ，小球的加速度大小为g ，选项C 正确；电场方向改变后，小球能沿ON 运动的距离为202m v x g = ，则克服电场力做功为：220011cos 60224m v W Eq x mg mv g ==⨯= ，故小球的电势能最大值为2014mv ，选项D 正确；故选CD.3．某老师用图示装置探究库仑力与电荷量的关系。

A 、B 是可视为点电荷的两带电小球，用绝缘细线将A 悬挂，实验中在改变电荷量时，移动B 并保持A 、B 连线与细线垂直。

用Q 和q 表示A 、B 的电荷量，d 表示A 、B 间的距离，θ（θ不是很小）表示细线与竖直方向的夹角，x 表示A 偏离O 点的水平距离，实验中（ ）A ．d 可以改变B ．B 的位置在同一圆弧上C ．x 与电荷量乘积Qq 成正比D ．tan θ与A 、B 间库仑力成正比【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A ．因实验要探究库仑力与电荷量的关系，故两电荷间距d 应保持不变，选项A 错误；B ．因要保持A 、B 连线与细线垂直且A 、B 距离总保持d 不变，可知B 到O 点的距离不变，故B 的位置在同一圆弧上，选项B 正确；C ．对A 球由平衡知识可知2sin qQ xkmg mg d Lθ== 可知x 与电荷量乘积Qq 成正比，选项C 正确； D ．因为2tan=qQkd dL mgxθ=由于x变化，所以不能说tanθ与A、B间库仑力成正比，故D错误。

故选BC。

4．如图()a所示，光滑绝缘水平面上有甲、乙两个点电荷．0t=时，甲静止，乙以6m/s的初速度向甲运动．此后,它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动(整个运动过程中没有接触),它们运动的v t-图像分别如图()b中甲、乙两曲线所示．则由图线可知( )A．两电荷的电性一定相反B．甲、乙两个点电荷的质量之比为2：1C．在20t～时间内，两电荷的静电力先减小后增大D．在30t～时间内，甲的动能一直增大，乙的动能先减小后增大【答案】BD【解析】【详解】A．由图象0-t1段看出，甲从静止开始与乙同向运动，说明甲受到了乙的排斥力作用，则知两电荷的电性一定相同，故A错误．B．由图示图象可知：v甲0=0m/s，v乙0=6m/s，v甲1=v乙1=2m/s，两点电荷组成的系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：+=+m v m v m v m v甲甲0乙乙0甲甲1乙乙1代入数据解得：m甲:m乙=2:1故B正确；C．0～t1时间内两电荷间距离逐渐减小，在t1～t2时间内两电荷间距离逐渐增大，由库仑定律得知，两电荷间的相互静电力先增大后减小，故C错误．D．由图象看出，0～t3时间内，甲的速度一直增大，则其动能也一直增大，乙的速度先沿原方向减小，后反向增大，则其动能先减小后增大，故D正确．5．如右图，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，.电荷量相等、符号相反的两个电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的场强大小变为E2.E1与E2之比为( )A．1：2 B．2：1 C．D．【答案】B【解析】【分析】【详解】试题分析：由得：；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的场强大小变为E2，知两点电荷在O点的场强夹角为1200，由矢量的合成知，得：，B对6．如图所示，半径为R的绝缘光滑半球内有A、B两个带电小球（均可视为点电荷），A 球固定在半球的最低点，B球静止时，A、B两球之间的距离为R，由于漏电，B球缓慢向A球靠近，设A、B两球之间的库仑力大小为F，光滑半球对B球的弹力大小为N，A、B两球之间的距离用x表示，则F－x、N－x的关系图象正确的是（）A．B．C．D．【答案】B【解析】【分析】【详解】以B球为研究对象，受到重力G，A球对它的斥力F和光滑半球对B的弹力N三个力作用，受力如图：由几何关系可知，力的三角形F BN 合与三角形ABO 相似，则有=G N F R OB AB= 因为G 、R 、OB 不变，则N 不变，AB 在减小，因此F 减小 选项B 正确，ACD 错误。

故选B 。

7．如图所示，MON 是固定的光滑绝缘直角杆，MO 沿水平方向，NO 沿竖直方向，A B 、为两个套在此杆上的带有同种电荷的小球，用水平向右的力F 作用在A 球上，使两球均处于静止状态，已知A B 、两球连线与水平方向成θ角。

下列说法正确的是（ ）A ．杆MO 对A 球的弹力大小为tan F θB ．杆NO 对B 球的弹力大小为sin F θC ．B 球的重力大小为tan F θD ．A B 、两球间的库仑力大小为cos F θ 【答案】C 【解析】 【详解】对A 球受力分析，设A 的质量为m 、拉力F 、支持力N 1，两球间的库仑力大小为F 1，如图，根据平衡条件，有x方向F=F1cosθ①y方向N1=mg+F1sinθ②再对B球受力分析，受重力Mg、静电力F1、杆对其向左的支持力，如图，根据平衡条件，有x方向F1cosθ=N2③y方向F1sinθ=M g ④有上述四式得到Mg=F tanθ1FFcosθ=N1=mg+MgN2=F可知由于不知道A的质量，所以不能求出A受到的弹力N1。

故ABD错误，C正确；故选C。

8．如图所示,导体球A与导体球壳B同心,原来都不带电,也不接地,设M、N两点的场强大小为E M和E N,下列说法中正确的是A．若使A带电,则E M≠0,E N=0B．若使B带电,则E M≠0,E N≠0C．若使A，B两球分别带上等量异种电荷,则E M≠0,E N=0D．若使A球带电,B球接地,则E M=0,E N=0【答案】C 【解析】 【详解】A ．如果A 带电，则会感应B 内部带异种电荷，外部电性与A 相同，那么E M ≠0，E N ≠0；故A 错误；B ．如果B 带电，由于同种电荷的排斥，电荷只分布在外表面E 内=0，即E M ＝0，E N ≠0，B 错误；C ．如果A 、B 带等量异种电荷，A 与B 的静电感应使B 外表面恰好无电荷量，则E M ≠0，E N =0，故C 正确；D ．如使A 球带电，B 球接地，是接地屏蔽，E M ≠0，E N =0，D 错误。

9．一均匀带负电的半球壳，球心为O 点，AB 为其对称轴，平面L 垂直AB 把半球壳分为左右两部分，L 与AB 相交于M 点，对称轴AB 上的N 点和M 点关于O 点对称，已知一均匀带电球壳内部任一点的电场强度为零；取无穷远处电势为零，点电荷q 在距离其为r 处的电势为φ=kqr（q 的正负对应φ的正负）。

假设左侧部分在M 点的电场强度为E 1，电势为φ1；右侧部分在M 点的电场强度为E 2，电势为φ2；整个半球壳在M 点的电场强度为E 3，在N 点的电场强度为E 4．下列说法正确的是（ ）A ．若左右两部分的表面积相等，有12E E >，12ϕϕ>B ．若左右两部分的表面积相等，有12E E <，12ϕϕ<C ．不论左右两部分的表面积是否相等，总有12E E >，34E E =D ．只有左右两部分的表面积相等，才有12E E >，34E E = 【答案】C 【解析】 【详解】A 、设想将右侧半球补充完整，右侧半球在M 点的电场强度向右，因完整均匀带电球壳内部任一点的电场强度为零，可推知左侧半球在M 点的电场强度方向向左，根据对称性和矢量叠加原则可知，E 1方向水平向左，E 2方向水平向右，左侧部分在M 点产生的场强比右侧电荷在M 点产生的场强大，E 1＞E 2，根据几何关系可知，分割后的右侧部分各点到M 点的距离均大于左侧部分各点到M 点的距离，根据k qrϕ=，且球面带负电，q 为负，得：φ1＜φ2，故AB 错误；C 、E 1＞E 2与左右两个部分的表面积是否相等无关，完整的均匀带电球壳内部任一点的电场强度为零，根据对称性可知，左右半球壳在M 、N 点的电场强度大小都相等，故左半球壳在M 、N 点的电场强度大小相等，方向相同，故C 正确，D 错误。

10．如图所示，竖直绝缘墙上距O 点l 处固定一带电量Q 的小球A ，将另一带等量同种电荷、质量为m 的小球B 用长为l 的轻质绝缘丝线悬挂在O 点，A 、B 间用一劲度系数为k ′原长为54l的绝缘轻质弹簧相连，静止时，A 、B 间的距离恰好也为l ，A 、B 均可看成质点，以下说法正确的是（ ）A ．A 、B 间库仑力的大小等于mg B ．A 、B 间弹簧的弹力大小等于k ′lC ．若将B 的带电量减半，同时将B 球的质量变为4m ，A 、B 间的距离将变为2l D ．若将A 、B 的带电量均减半，同时将B 球的质量变为2k lm g'+，A 、B 间的距离将变为2l 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A ．对小球受力分析如图；小球受弹簧的弹力与B 所受的库仑力的合力（F 库+F 弹）沿AB 斜向上，由几何关系以及平衡条件可知F 库+F 弹=mg则F 库= mg -F 弹选项A 错误；B ．A 、B 间弹簧的弹力大小等于''51=()44l F k l k l -=弹 选项B 错误；C ．若将B 的带电量减半，A 、B 间的距离将变为2l，则库仑力变为2F 库，则弹力和库仑力的合力为''53=()22424l l k l F k F F -+=+合库库则由相似三角形关系可知11'=13224m g m g lk l F l F =+合库 而'14F k l mg +=库解得'114=42m g mg k l mg =+≠选项C 错误；D ．若将A 、B 的带电量都减半，A 、B 间的距离将变为2l，则库仑力仍F 库，则弹力和库仑力的合力为'''53=()424l l k lF k F F -+=+合库库则由相似三角形关系可知22''=1324m g m g lk l F l F =+合库 而'14F k l mg +=库解得'22m g mg k l =+即'22k lm m g=+选项D 正确； 故选D 。