2025年高考物理人教版必修第3冊第9章第3節(jié)含答案第九章第3節(jié)課后知能作業(yè)基礎(chǔ)鞏固練1．下列關(guān)于電場和電場線說法正確的是()A．電場是人為假想的，電場線是客觀存在的B．只有點電荷周圍才存在電場C．沿著電場線的方向，電場強度越來越大D．電場線不可以相交答案：D解析：電場是客觀存在的一種特殊物質(zhì)，而電場線是描述電場而虛擬的，實際上不存在，故A錯誤；不僅點電荷，其他帶電體周圍也存在電場，故B錯誤；電場線的疏密程度描述電場的強弱，電場線越密集的地方電場越強，與是否沿電場線的方向無關(guān)，故C錯誤；電場線上某點沿電場線的切線方向代表該點場強的方向，電場線既不重合也不相交，故D正確。故選D。2．關(guān)于場強的兩個公式①E＝eq\f(F,q)，②E＝keq\f(Q,r2)，下列說法不正確的是()A．公式①適用于任何電荷形成的電場B．公式①中，F(xiàn)是放入電場中的點電荷受的電場力，q是產(chǎn)生電場電荷的電荷量C．公式②只能在真空中適用且只能用于點電荷形成的電場D．公式②中，Q是產(chǎn)生電場電荷的電荷量答案：B解析：因公式①為電場強度的定義式，適用于任意電場，故A正確；公式①中，q為試探電荷的電荷量，即為放入電場中電荷的電荷量，而F是放入電場中的電荷所受的力，故B錯誤；公式②是由庫侖定律得出的真空中點電荷周圍的場強，故只能適用于真空中點電荷形成的電場，故C正確；公式②中，Q是場源電荷，r是到場源電荷的距離，故D正確。故選B。3．電場中某區(qū)域的電場線分布如圖所示，A、B是電場中的兩點，則()A．A點的電場強度較大B．因為B點沒有電場線，所以電荷在B點不受電場力作用C．同一點電荷放在A點受到的電場力比放在B點時受到的電場力小D．正電荷放在A點由靜止釋放，電場線就是它的運動軌跡答案：A解析：電場線的疏密反映電場強度的相對大小，A處電場線比B處密，則A點的電場強度比B點的大，A正確；電場線可以形象描述電場的強弱和方向，在B點沒有畫出電場線，但仍有電場，電荷在B點要受到靜電力作用，B錯誤；電場線的疏密反映電場強度的相對大小，A處電場線比B處密，則A點的電場強度比B點的大，根據(jù)F＝qE，同一點電荷在A點受到的靜電力比在B點時受到的靜電力大，C錯誤；正電荷放在A點受到的電場力沿電場線的切線方向，由靜止釋放后，正電荷將離開原電場線，所以其運動軌跡與電場線不一致，D錯誤。故選A。4.如圖所示，a、b為某電場中一條電場線上的兩點，則以下說法中正確的是()A．a(chǎn)點的電場強度一定比b點的電場強度大B．某一電荷在a點所受到的電場力可能比在b點受到的電場力小C．電荷在a點受到的電場力方向與a點的電場強度方向相同D．如果從b點由靜止釋放一個電荷，即使不計重力，它也不可能沿直線運動到a點答案：B解析：一條電場線無法判斷電場線的疏密，不能判斷a點和b點的電場強度的大小，A錯誤；若a點電場強度比b點小，某一電荷在a點所受到的電場力比在b點受到的電場力小，B正確；負(fù)電荷在a點受到的電場力方向與a點的電場強度方向相反，C錯誤；如果從b點由靜止釋放一個電荷，不計重力，若電荷為負(fù)電荷，它可能沿直線運動到a點，D錯誤。故選B。5．在如圖所示的各電場中，A、B兩點場強相同的是()答案：C解析：圖中A、B是在以負(fù)點電荷為圓心的同一圓周上的兩點，場強大小相等，但方向不同，則電場強度不同，A錯誤；圖中A、B場強方向相同，但大小不等，則電場強度不同，B錯誤；圖中A、B是勻強電場中的兩點，電場強度相同，C正確；圖中電場線的疏密表示場強的大小，兩點處切線方向不同，所以A、B場強大小和方向均不同，則場強不同，D錯誤。故選C。6．如圖是表示在同一點電荷電場中a，b，c，d四點分別引入檢驗電荷時，測得的檢驗電荷的電荷量跟它所受電場力的函數(shù)關(guān)系圖像，那么下列敘述正確的是()A．這個電場是勻強電場B．a(chǎn)，b，c，d四點的場強大小關(guān)系是Ea>Eb>Ec>EdC．a(chǎn)，b，c，d四點的場強方向相同D．a(chǎn)，b，c，d四點一定在同一直線上答案：D解析：由F－q圖像的斜率大小等于場強的大小得知，四點的場強大小關(guān)系是Ea>Ec>Eb>Ed，所以此電場是非勻強電場，A、B錯誤；由F－q圖像斜率的正負(fù)反映場強的方向得知，a、b、d三條直線的斜率均為正值，說明三點的場強方向均為正方向，方向相同，而c圖線的斜率是負(fù)值，說明c點的場強方向為負(fù)方向，C錯誤；由F－q圖像可知，電場力只有正負(fù)，說明四點一定在同一直線上，D正確。故選D。能力提升練7.如圖所示的實線為某靜電場的電場線，虛線是僅在電場力作用下某帶負(fù)電粒子的運動軌跡，A、B、C、D是電場線上的點，其中A、D兩點在粒子的軌跡上，下列說法正確的是()A．該電場可能是正點電荷產(chǎn)生的B．由圖可知，同一電場的電場線在空間是可以相交的C．該粒子在A點的速度一定大于在D點的速度D．將該粒子在C點由靜止釋放，它可能一直沿電場線運動答案：C解析：正點電荷周圍的電場線是從正點電荷出發(fā)，呈輻射狀分布的，A錯誤；同一電場的電場線在空間不能相交，否則同一點具有兩個電場強度方向，B錯誤；由于做曲線運動的物體受力的方向指向曲線的凹側(cè)，若粒子從A點到D點，則粒子的速度方向與所受電場力方向的夾角為鈍角，則粒子的速度減小，若粒子從D點到A點，則粒子的速度方向與所受電場力方向的夾角為銳角，則粒子的速度變大，都是粒子在A點的速度大于在D點的速度，C正確；只有粒子的初速度為零，且電場線為直線的情況下粒子才可能沿電場線運動，D錯誤。故選C。8．一只蜜蜂給一朵花帶上負(fù)電荷后飛走了。另一只與花帶同樣數(shù)量負(fù)電荷的蜜蜂靠近花朵時，圖中電場線能表示蜜蜂和花朵之間電場的是()答案：D解析：根據(jù)題意可知，花朵和蜜蜂帶等量負(fù)電荷，根據(jù)等量同種電荷的電場分布如下圖所示，故選D。9.空間有兩個帶等量正電荷的點電荷處于水平位置如圖所示，O點為兩點電荷連線的中點，A、B為連線上相對O點對稱的點，C、D在兩點電荷連線的中垂線上，OC>OD。下列說法正確的是()A．A、B兩點場強相同B．從A點靜止釋放一不計重力的帶正電粒子，在從A點向B點運動的過程中，加速度越來越小，速度越來越大C．C點場強比D點場強小D．若電子(不計重力)在C點以一垂直于紙面向里的初速度被釋放，則電子可能繞O點做勻速圓周運動答案：D解析：等量同種點電荷形成的電場關(guān)于O點對稱的A、B兩點場強等大反向，場強不同，故A錯誤；等量同種正點電荷形成的電場在O點場強為零，從A點靜止釋放一不計重力的帶正電粒子，在從A點向B點運動的過程中，場強先減小后增大，電場力始終指向O點，加速度先減小后增大，速度先增大后減小，故B錯誤；中垂線上的任意一點場強為E＝2keq\f(Q,r2)cosθ，其中r為該點距點電荷的距離，θ為點電荷在該處場強與中垂線的夾角，由于OC>OD，則rC>rD，θD>θC，即cosθC>cosθD，所以C、D兩點場強無法判定，故C錯誤；電子(不計重力)在C點以一垂直于紙面向里的初速度被釋放，若電子所受的電場力等于圓周運動的向心力，則電子可以繞O點做勻速圓周運動，故D正確。故選D。10．如圖所示，真空中O點有一點電荷，在它產(chǎn)生的電場中有a、b兩點，a點的場強大小為Ea，方向與ab連線成60°角，b點的場強大小為Eb，方向與ab連線成30°角。關(guān)于a、b兩點場強大小Ea、Eb的關(guān)系，以下結(jié)論正確的是()A．Ea＝eq\f(\r(3),3)Eb B．Ea＝3EbC．Ea＝eq\r(3)Eb D．Ea＝eq\f(1,3)Eb答案：B解析：結(jié)合幾何關(guān)系，有aO∶bO＝1∶eq\r(3)，根據(jù)公式E＝keq\f(Q,r2)得eq\f(Ea,Eb)＝eq\f(Ob2,Oa2)＝3，即Ea＝3Eb，故選B。11.如圖所示，電荷量為－q的點電荷與均勻帶電圓形薄板相距為2d，點電荷到帶電薄板的垂線通過板的幾何中心，垂線上的a、b兩點關(guān)于薄板對稱，到薄板的距離都是d。若圖中a點的電場強度為零，則b點的電場強度大小和方向分別為(靜電力常數(shù)k)()A．eq\f(kq,d2)，垂直薄板向左 B.eq\f(10kq,9d2)，垂直薄板向右C．eq\f(10kq,9d2)，垂直薄板向左 D.eq\f(8kq,9d2)，垂直薄板向右答案：B解析：由題意可知，薄板和點電荷在a點的場強大小相等，方向相反，即E板＝E1＝keq\f(q,d2)，由對稱性可知，薄板在其左右兩側(cè)等距離處產(chǎn)生的場強大小相等，方向相反，故b點的合場強大小為E＝E板＋E2＝keq\f(q,d2)＋keq\f(q,3d2)＝eq\f(10kq,9d2)，方向垂直薄板向右。故選B。12．(多選)如圖所示，兩個帶等量負(fù)電荷的小球A、B(可視為點電荷)，被固定在光滑的絕緣水平面上，M、N是小球A、B連線的水平中垂線上的兩點，且MO＝ON。現(xiàn)將一個電荷量很小的帶正電的小球C(可視為質(zhì)點)由M點靜止釋放，在小球C向N點運動的過程中，下列關(guān)于小球C的說法可能正確的是()A．速度先增大，再減小B．速度一直增大C．加速度先增大再減小，過O點后，加速度先減小再增大D．加速度先減小，再增大答案：AD解析：根據(jù)等量負(fù)點電荷的電場線分布可知，在AB的中垂線上，從無窮遠處到O點，電場強度先變大后變小，到O點變?yōu)榱悖妶鰪姸确较蜓刂写咕€指向O點；若M、N相距較遠，則小球C受庫侖力從M向O運動時，小球C的速度不斷增大，加速度先變大后變小，在O點時加速度變?yōu)榱悖俣冗_到最大，從O向N運動時，小球C的速度不斷減小，加速度先變大后變小——具有對稱性。如果M、N相距較近，則小球C受庫侖力從M向O運動時，小球C的速度不斷增大，加速度越來越小，在O點時加速度變?yōu)榱悖俣冗_到最大，從O向N運動時，速度不斷減小，加速度越來越大。故選AD。第九章第4節(jié)課后知能作業(yè)基礎(chǔ)鞏固練1．某研究性學(xué)習(xí)小組學(xué)習(xí)電學(xué)知識后對電工穿的高壓作業(yè)服進行研究，發(fā)現(xiàn)高壓作業(yè)服是用銅絲編織的，下列各同學(xué)的理由正確的是()A．甲認(rèn)為銅絲編織的衣服不易拉破，所以用銅絲編織B．乙認(rèn)為電工被銅絲紡織的衣服包裹，使身體能夠?qū)щ姡瑢θ梭w起保護作用C．丙認(rèn)為電工被銅絲紡織的衣服包裹，使體內(nèi)場強保持為零，對人體起保護作用D．丁認(rèn)為銅絲必須達到一定的厚度，才能對人體起到保護作用答案：C解析：電工穿的銅絲編織的高壓作業(yè)服使內(nèi)部場強處處為零，可以有效避免電工受到電擊，對人體起到保護作用，主要應(yīng)用了靜電屏蔽原理，選項C正確，A、B、D錯誤。故選C。2．電梯轎廂、電梯門都為金屬材質(zhì)，對手機信號的衰減極大，這是封閉的金屬轎廂靜電屏蔽作用導(dǎo)致的。下列情景中不是利用靜電屏蔽的選項是()A．高樓大廈的頂端裝有避雷針B．優(yōu)質(zhì)話筒線外面有一層金屬網(wǎng)將導(dǎo)線包圍，以防止干擾信號侵入C．超高壓帶電作業(yè)的工人穿戴的工作服是用包含金屬絲的織物制成D．高壓輸電線線塔上有三根較粗的輸電線，其上方還有兩條較細(xì)的電線，它們與大地相連形成一個稀疏的金屬“網(wǎng)”答案：A解析：高樓大廈的頂端裝有避雷針，是靜電的防止，不是利用靜電屏蔽，故A滿足題意；優(yōu)質(zhì)話筒線外面有一層金屬網(wǎng)將導(dǎo)線包圍，以防止干擾信號侵入，是靜電屏蔽的利用，故B不滿足題意；超高壓帶電作業(yè)的工人穿戴的工作服是用包含金屬絲的織物制成，工作服就像一個金屬網(wǎng)罩，可以起到靜電屏蔽的作用，保護工人的安全，故C不滿足題意；高壓輸電線線塔上有三根較粗的輸電線，其上方還有兩條較細(xì)的電線，它們與大地相連形成一個稀疏的金屬“網(wǎng)”，利用的是靜電屏蔽的原理，故D不滿足題意。故選A。3.武當(dāng)山位于湖北省西北部，其主峰天柱峰頂屹立著一座光耀百里的金殿。殿高5.54米，寬4.4米，進深3.15米，全部為銅鑄鎏金。金殿頂部，除海馬等屋頂上的裝飾外，很少有帶尖的結(jié)構(gòu)。在雷雨天氣時，出現(xiàn)“雷火煉殿”奇觀。近年來因為金殿周圍的一些建筑物常遇雷擊，金殿也安裝了避雷針，此后奇觀消失，金殿的色澤暗淡了許多。下列關(guān)于此現(xiàn)象的分析錯誤的是()A．“雷火煉殿”奇觀的本質(zhì)是劇烈的放電現(xiàn)象B．少有帶尖的結(jié)構(gòu)，不易放電，能使電壓升得比較高，保證“煉殿”之需C．當(dāng)出現(xiàn)奇觀時，人在大殿內(nèi)部也是非常危險的D．當(dāng)帶負(fù)電的積雨云靠近時，由于避雷針，奇觀消失，避雷針會受到向西的安培力作用答案：A解析：“雷火煉殿”奇觀的本質(zhì)是云層與金殿頂部之間形成巨大的電壓，使空氣電離，故A項錯誤；少有帶尖的結(jié)構(gòu)，不易放電，能使電壓升得比較高，保證“煉殿”之需，故B項正確；當(dāng)出現(xiàn)奇觀時，人在大殿內(nèi)部也是非常危險的，故C項正確；當(dāng)帶負(fù)電的積雨云靠近時，由于靜電感應(yīng)，大量的負(fù)電荷從避雷針頂部移動到地面，形成向上的電流，而地球的磁場大致從南到北，根據(jù)左手定則，避雷針受到偏西的安培力，故D項正確。故選A。4．關(guān)于下列四幅圖的說法錯誤的是()A．圖甲為靜電除塵原理的示意圖，帶負(fù)電的塵埃將被吸附到帶正電的板狀收集器A上B．如圖乙所示，給汽車加油前要觸摸一下靜電釋放器，是為了導(dǎo)走人身上的電荷C．圖丙為靜電噴漆的原理圖，涂料微粒在電場力作用下沿電場線運動到電極上D．如圖丁所示，高層建筑物頂端安裝有避雷針，避雷針的原理為尖端放電答案：C解析：圖甲為靜電除塵原理的示意圖，根據(jù)電荷間的相互作用可知，異種電荷相互吸引，因此帶負(fù)電的塵埃將被吸附到帶正電的板狀收集器A上，故A正確；給汽車加油前要觸摸一下靜電釋放器，其原理是導(dǎo)走人身的靜電，故B正確；圖丙為靜電噴漆的原理圖，因為電場線是曲線，涂料微粒在電場力作用下不會沿電場線運動，故C錯誤；高層建筑物頂端安裝有避雷針，避雷針的原理為尖端放電，故D正確。本題選錯誤的，故選C。5.為了減少污染，工業(yè)廢氣需用靜電除塵器除塵，某除塵裝置如圖所示，其收塵極為金屬圓筒，電暈極位于圓筒中心。當(dāng)兩極接上高壓電源時，電暈極附近會形成很強的電場使空氣電離，廢氣中的塵埃吸附離子后在電場力的作用下向收塵極運動并沉積，以達到除塵目的。假設(shè)塵埃向收塵極運動過程中所帶電荷量不變，下列判斷正確的是()A．金屬圓筒內(nèi)存在勻強電場B．金屬圓筒內(nèi)越靠近收塵極電場強度越小C．帶電塵埃向收塵極運動過程中動能越來越小D．帶電塵埃向收塵極運動過程中加速度越來越大答案：B解析：根據(jù)題圖信息可知除塵器內(nèi)電場在水平面上的分布類似于負(fù)點電荷電場，電場線方向由收塵極指向電暈極，故A錯誤；逆電場線方向，電場線是平面輻射狀，故越靠近收塵極，電場強度越小，故B正確；塵埃帶負(fù)電后受電場力作用向收塵極運動，電場力做正功，動能越來越大，故C錯誤；離電暈極越遠，場強越小，塵埃帶電荷量不變，電場力越小，由牛頓第二定律可知，加速度越來越小，故D錯誤。6．如圖所示，口罩中間層的熔噴布是一種用絕緣材料做成的帶有靜電的超細(xì)纖維布，它能阻隔幾微米的粉塵、飛沫等，這種阻隔作用是利用了()A．靜電吸附 B．尖端放電C．靜電屏蔽 D．電磁感應(yīng)答案：A解析：由題意可知，熔噴布是一種用絕緣材料做成的帶有靜電的超細(xì)纖維布，所以當(dāng)幾微米的病毒靠近時，由于靜電感應(yīng)而帶電，從而被熔噴布吸附，可知，其原理為靜電感應(yīng)和靜電吸附。故A正確；B、C、D錯誤。故選A。能力提升練7．物理課時，老師將一不帶電的金屬球殼用絕緣支架固定。球殼橫截面如圖所示，球心為O，A是球心左側(cè)一點。當(dāng)老師把絲綢摩擦過的玻璃棒緩慢靠近A點，可判定()A．球殼將帶上負(fù)電B．沿過A的虛線將球殼分為左、右兩部分，則左側(cè)球殼的帶電荷量小于右側(cè)球殼的帶電荷量C．A點的電場強度逐漸增大D．球殼上的感應(yīng)電荷在A點產(chǎn)生的電場強度逐漸增大答案：D解析：絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，靠近A點，則球殼左邊帶負(fù)電右邊帶正電，整體仍顯示電中性，不帶電，故A錯誤；因為整體顯示電中性，正電荷與負(fù)電荷數(shù)量相等，無論怎樣將球殼分開，兩部分的帶電荷量始終相同，故B錯誤；球殼內(nèi)部場強處處為零，玻璃棒緩慢靠近A點，A點的電場強度一直為零，故C錯誤；玻璃棒緩慢靠近A點，玻璃棒在A點形成的場強增大，而A點的電場強度一直為零，則球殼上的感應(yīng)電荷在A點產(chǎn)生的電場強度逐漸增大，故D正確。故選D。8．下列做法中屬于防止靜電產(chǎn)生危害的是()A．在高大的建筑物頂端裝避雷針B．靜電復(fù)印C．在高大的煙囪中安裝靜電除塵器D．汽車制造廠車間里進行靜電噴漆答案：A解析：當(dāng)打雷的時候，由于靜電感應(yīng)，在高大的建筑物頂端積累了很多的靜電，容易導(dǎo)致雷擊事故，所以在高大的建筑物頂端安裝避雷針可以把雷電引入地下，保護建筑物的安全，屬于靜電防止，故A符合題意；靜電復(fù)印是利用異種電荷相互吸引而使碳粉吸附在紙上，屬于靜電應(yīng)用，故B不符合題意；靜電除塵時除塵器中的空氣被電離，煙霧顆粒吸附電子而帶負(fù)電，顆粒向電源正極運動，屬于靜電應(yīng)用，故C不符合題意；噴槍噴出的油漆微粒帶正電，因相互排斥而散開，形成霧狀，被噴涂的物體帶負(fù)電，對霧狀油漆產(chǎn)生引力，把油漆吸到表面，屬于靜電應(yīng)用，故D不符合題意。所以選A。9.(多選)如圖所示，在距離原來不帶電的金屬球中心r處P點放置一個電荷量為q(q＞0)的負(fù)點電荷，當(dāng)金屬球達到靜電平衡后，下列說法正確的是()A．金屬球的左側(cè)帶負(fù)電，右側(cè)帶正電B．金屬球的左側(cè)帶正電，右側(cè)帶負(fù)電C．金屬球內(nèi)O處的場強為0D．感應(yīng)電荷在金屬球內(nèi)O處的場強大小為E＝eq\f(kq,r2)答案：BCD解析：根據(jù)靜電感應(yīng)帶電本質(zhì)：電子的轉(zhuǎn)移，因此金屬球左側(cè)帶正電，右側(cè)帶負(fù)電，并且正負(fù)電荷等量，故A錯誤，B正確；金屬球內(nèi)部處于靜電平衡狀態(tài)，故合場強處處為零。故C正確；感應(yīng)電荷在球心處產(chǎn)生的場強和點電荷q產(chǎn)生的場強方向相反，由于P處是負(fù)電荷，P在O處的電場方向水平向左，所以感應(yīng)電荷在O點產(chǎn)生的電場方向水平向右，大小與P點負(fù)電荷在O處產(chǎn)生電場強度大小相等，即為E＝eq\f(kq,r2)，故D正確。故選BCD。10.如圖所示，在玻璃管中心軸上安裝一根直導(dǎo)線，玻璃管外繞有線圈，直導(dǎo)線的一端和線圈的一端分別跟感應(yīng)圈的兩放電柱相連。開始，感應(yīng)圈未接通電源，點燃蚊香，讓煙通過玻璃管冒出。當(dāng)感應(yīng)圈電源接通時，玻璃管中的導(dǎo)線和管外線圈間就會加上高電壓，立即可以看到，不再有煙從玻璃管中冒出來了。過一會兒還可以看到管壁吸附了一層煙塵。請思考一下：這是什么原因？答案：當(dāng)感應(yīng)圈電源接通時，玻璃管中的導(dǎo)線和管外線圈間就會加上高電壓，形成強電場。煙塵顆粒都是帶電的，在強電場中受靜電力作用偏轉(zhuǎn)后被吸附在管壁上。解析：靜電場使氣體電離從而使塵粒帶電吸附到電極上的收塵方法。在強電場中空氣分子被電離為正離子和電子，電子奔向正極過程中遇到塵粒，使塵粒帶負(fù)電吸附到正極。11．在一個導(dǎo)體尖端附近放一根點燃的蠟燭，當(dāng)我們不斷地給導(dǎo)體充電時，火焰就好像被風(fēng)吹動一樣朝背離尖端的方向偏斜。應(yīng)用尖端放電解釋這一現(xiàn)象。答案：見解析解析：我們不斷地給導(dǎo)體充電時，在導(dǎo)體尖端附近強電場的作用下，空氣中殘留的離子會發(fā)生激烈運動，在激烈運動的過程中它們和空氣分子相碰時，會使空氣分子電離。從而產(chǎn)生了大量新的離子，與尖端上電荷同號的離子受排斥而飛向遠方，蠟燭火焰偏斜就是受到這種離子流形成的“電風(fēng)”吹動的結(jié)果。12．(1)一個帶電金屬球達到靜電平衡時，球內(nèi)部沒有凈剩電荷，電荷均勻分布在外表面，球內(nèi)部場強處處為0，其在球的外部產(chǎn)生的電場，與一個位于球心、電荷量相等的點電荷在同一點產(chǎn)生的電場相同。已知靜電力常量為k。①根據(jù)電場強度的定義式和庫侖定律，推導(dǎo)一個電荷量為Q的點電荷，在與之相距r處的電場強度的表達式________。②若將金屬球內(nèi)部挖空，使其成為一個均勻球殼，如圖1