第09章-静电场及其应用必刷卷(作业)(人教版2019必修第三册)(解析版).docx

高二物理必修第三册
第九章 静电场及其应用必刷卷
班级 姓名 学号 分数
（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）
注意事项：
1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。
2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。
3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。

第Ⅰ卷（选择题 共48分）

一、选择题（共14小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
1．关于元电荷，下列说法中不正确的是（　　）
A．元电荷实质上是指电子和质子本身
B．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍
C．元电荷的值通常取
D．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的
【答案】A
【详解】A．元电荷是最小的电量单位，不是指电子和质子本身，故A错误，符合题意；
B．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍，故B正确，不符合题意；
C．元电荷的值通常取，故C正确，不符合题意；
D．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的，故D正确，不符合题意；
故选A。
2．关于点电荷的说法，正确的是（　　）
A．只有体积很小的带电体，才能作为点电荷
B．体积很大的带电体一定不能看作点电荷
C．点电荷一定是电量很小的电荷
D．两个带电的金属小球，若它们的大小远小于它们之间的距离，可以把它们看作点电荷
【答案】D
【详解】当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作带电的点，叫作点电荷。所以，不能单从体积或带电量上判断是否可以看作点电荷。
故选D。
3．关于库仑定律，下列说法正确的是（　　）
A．库仑定律只适用于两点电荷之间的相互作用
B．库仑定律适用于任意两带电体之间的相互作用
C．置于带电空心球球心处的点电荷所受库仑力为
D．把电荷的正负号代入库仑定律进行计算时，F为正值表示引力，F为负值表示斥力
【答案】A
【详解】AB．库仑定律只适用于求两个点电荷之间的相互作用力，故A正确，B错误；
C．由公式可知，当时此时已不满足点电荷条件，所以公式不适用，故C错误；
D．把电荷的正负号代入库仑定律进行计算时，F为正值表示斥力，F为负值表示引力，故D错误。
故选A。
4．有关电场的理解，下述正确的是（　　）
A．由可知，电场强度E跟放入的电荷q所受的电场力成正比
B．只有当电场中存在试探电荷时，电荷周围才出现电场这种特殊的物质，才存在电场强度
C．电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关
D．由公式E=可知，在离带电体很近时，r接近于零，电场强度达无穷大
【答案】C
【详解】A．由可知，电场强度E跟放入的电荷q所受的电场力无关，由电场本身性质决定。A错误；
B C．电场由场源电荷激发，电场强度由电场本身性质决定，电场强度是反映电场本身特性的物理量，与试探电荷存在与否无关。B错误；C正确；
D．在离带电体很近时，r接近于零，带电体不能看成点电荷，E=不适用，r接近于零，电场强度不是无穷大。D错误。
故选C。
5．如图所示，用绝缘柱支撑的导体A和B彼此接触，起初它们不带电，贴在两端下部的金属箔是闭合的。把带正电的物体C移近A端但不接触，然后把A和B分开较远的距离，再移去C，则（　　）

A．C移近A端时，A端的金属箔张开，B端的金属箔闭合
B．C移近A端时，A端的金属箔闭合，B端的金属箔张开
C．A和B分开，移去C后，A端的金属箔会立即闭合
D．A和B分开，移去C后，A端的金属箔仍会张开
【答案】D
【详解】AB．C移近A端时，由于感应起电使A、B两端带等量异种电荷，两金属箔都张开，故AB错误；
CD．A和B分开，两端电荷无法中和，移去C后，两端仍然带电，金属箔仍会张开，故C错误，D正确。
故选D。
6．下列关于电场线的说法，正确的是（　　）
A．电场线是正电荷运动的轨迹
B．电场线是实际存在的曲线
C．等量异种电荷形成的电场线都是闭合的曲线
D．带电粒子只受电场力作用，不可能沿着弯曲的电场线运动
【答案】D
【详解】AB．电场线是人们为了形象地描述电场而引入的线，并不是电荷运动的轨迹，实际上是不存在的，选项AB错误；
C．静电场的电场线都起始于正电荷或者无穷远处，终止于负电荷或者无穷远处，不是闭合曲线，选项C错误；
D．根据力和运动的关系，若带电粒子只受电场力，且电场线是曲线时，电场线不可能和轨迹线重合，如果重合则受力沿切向不能提供向心力使粒子轨迹弯曲，选项D正确。故选D。
7．静电给人们带来很多方便，但有时也带来很多麻烦，甚至造成危害。因此我们在应用静电的同时也要注意防止，下列生活情境中，利用了静电屏蔽原理的是（　　）
A．静电复印机
B．燃气灶上电子点火器的针头电极
C．超高压带电作业所穿衣服的织物中掺入了金属丝
D．雷雨天，武当山金殿的屋顶常出现“雷火炼殿”的奇观
【答案】C
【详解】A．静电复印机利用了静电吸附原理，A错误；
B．燃气灶上电子点火器的针头电极利用了尖端放电原理，B错误；
C．超高压带电作业所穿衣服的织物中掺入了金属丝利用了静电屏蔽原理，C正确；
D．雷雨天，武当山金殿的屋顶常出现“雷火炼殿”的奇观是放电现象，D错误；
故选C。
8．日常生活中常常需要利用话筒和功率放大器将声音进行放大。如图所示为有线话筒线的内部结构，两根信号线外面包一层金属网起到的作用是（　　）

A．感应起电 B．静电屏蔽 C．静电吸附 D．交流互感
【答案】B
【详解】金属导体和金属网对外部电场有静电屏蔽作用；两根信号线外面包一层金属网起到的作用是静电屏蔽，以防止外部信号对电缆内部电信号的干扰。
故选B。
9．用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱。如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点，O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称。则（　　）

A． B、C两点场强大小相等，方向相同
B．A、D两点场强大小相等，方向相反
C．E、O、F三点比较，O点场强最强
D．B、O、C三点比较，O点场强最弱
【答案】ACD
【详解】ABD．根据等量异种电荷的电场特点可知，两电荷连线上各点的场强方向向右，且大小关于O点对称，中点场强最小，向两侧场强逐渐增大。沿连线方向两电荷两侧，正电荷左侧和负电荷右侧场强均向左，且大小关于O点对称，故AD正确，B错误；
C．两电荷连线中垂线上各点的场强方向相同，均向右，且大小关于O点对称，中点场强最大，向两侧场强逐渐减小，故C正确。
故选ACD。
10．如图为真空中两点电荷A、B形成的电场中的一簇电场线，该电场线关于虚线对称，O点为A、B点电荷连接的中点，a、b为其连线的中垂线上对称的两点，则下列说法正确的是（　　）

A．A、B可能带等量异号的正、负电荷
B．A、B是两个带等量同种正电荷
C．a、b两点处无电场线，故其电场强度为零
D．同一试探电荷在a、b两点处所受电场力大小相等，方向相反
【答案】BD
【详解】AB．由电场线从正电荷开始到负电荷终止，再由电场线的分布特点，可知A、B是两个带等量同种正电荷，A错误，B正确；
C．电场线只是形象描述电场而假想的曲线，a、b两点处无电场线，可其电场强度不是零，C错误；
D．a、b两点是对称点，由图可知，a、b两点的电场线疏密程度相同，场强大小相等方向相反，所以同一试探电荷在a、b两点处所受电场力大小相等，方向相反，D正确。
故选BD。
11．在一个点电荷Q的电场中，让x轴与电场中的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.3m和0.6m（如图甲所示），在A、B两点分别放置带正电的试探电荷，其受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系分别如图乙中直线a、b所示。已知静电力常量，下列说法正确的是（　　）

A．A点的电场强度是40N/C，方向沿x轴负方向
B．B点的电场强度是2.5N/C，方向沿x轴正方向
C．点电荷Q带正电，所在位置为坐标原点
D．点电荷Q的带电荷量约为
【答案】BD
【详解】AB．根据图像乙的斜率可求出A点的电场强度大小为
同理可求出B点的电场强度大小为
由于试探电荷带正电，可知A、B两点的电场强度方向均沿x轴正方向，A错误，B正确；
CD．由于点电荷Q在两点产生的电场强度方向相同，且A点的电场强度大于B点的电场强度，所以场源电荷必定在A点的左侧。设场源电荷的坐标为x，据点电荷场强公式可得；
联立解得x=0.2m；，C错误，D正确。
故选AD。
12．如图，在（a，0）位置放置电荷量为q的正点电荷，在（0，a）位置放置电荷量为q的负点电荷，在距P（a，a）为a的某点处放置点电荷Q，使得P点的电场强度为零，下列措施可行的是（　　）

A．将电荷量为的点电荷置于（0，2a）位置
B．将电荷量为的点电荷置于（0，2a）位置
C．将电荷量为的点电荷置于（2a，0）位置
D．将电荷量为的点电荷置于（2a，0）位置
【答案】AC
【详解】A.若Q为正电荷，作出各点电荷在P(a，a)点处产生的电场强度，如图所示。

根据点电荷电场强度公式E=k两等量异种点电荷在P点的电场强度大小
方向如图所示，两等量异种点电荷在P点的合电场强度为E1=E0=
方向与+q点电荷与-q点电荷的连线平行
Q点电荷在P点的电场强度大小
三点电荷的合电场强度为0，则E2方向如图所示，大小有E1=E2
解得Q=+2q
由几何关系可知Q的坐标为(0，2a)；Q=-2q，根据对称性可知Q的坐标为(2a,0)，A、C正确，BD错误；
故选AC。
第II卷（非选择题 共52分）

二、计算题（满分44分，其中15题10分，16题10分，17题12分，18题12分，每小题需写出必要的解题步骤，只有答案不得分）
13．如图所示，一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B静止在图示位置，其左侧固定着另一个带正电的小球A，已知B球的质量为m，带电荷量为q，静止时细线与竖直方向的夹角，A和B在同一条水平线上，整个装置处于真空中（A、B可视为质点，重力加速度大小为g，静电力常量为k，，）。
（1）求此时小球B受到的电场力大小和方向；
（2）若小球A所带电荷量为Q，求A、B间的距离。

【答案】（1），A指向B；（2）
【详解】（1）对小球B受力分析，得解得方向为由A指向B。
（2）由库仑定律有解得
14．真空中，绝缘水平面上有两个带电荷量均为＋q的小物体A、B，质量分别为mA、mB，两者均可看做质点。当相距L时，A、B均静止，如图所示。已知两物体和水平面间的动摩擦因数均为，静电力常量为k。求：
（1）B物体受到的摩擦力大小；
（2）若只将A物体的电荷量增至＋Q，释放后两物体均运动，开始运动时B的加速度大小。

【答案】（1）；（2）
【详解】（1）根据题意和已知条件可得知，B物体所受合力等于0，静摩擦力大小为
（2）释放时，A、B间的库仑力
B物体受的滑动摩擦力
根据牛顿第二定律
可得开始运动时B的加速度大小
15．如图所示，竖直面内分布有水平向右的匀强电场，一带电微粒的质量为1.0×10-3kg，所带电量为2.0×10-8C，该微粒沿图中虚线从a沿直线运动到b，虚线与水平方向的夹角为θ=45°，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）画出带电粒子的受力分析图，并判断带电粒子的电性；
（2）电场强度E的大小。

【答案】（1）带负电；（2）5×105N/C
【详解】（1）受力分析如图所示

带电粒子受到电场力的方向与电场线方向相反，所以带电粒子带负电
（2）由图可得得
16．地面上方存在水平的匀强电场，一质量为m带电量大小为q的带负电小球用绝缘丝线悬挂在电场中，当小球静止时丝线与竖直方向的夹角为θ，此时小球到地面的高度为h。求：（重力加速度为g，不计空气阻力）
（1）匀强电场的方向；
（2）匀强电场的场强大小；
（3）若丝线突然断掉，小球经过多长时间落地。

【答案】（1）水平向左；（2）；（3）
【详解】（1）对小球进行受力分析如图所示

小球带负电，电场力方向水平向右，则匀强电场方向水平向左。
（2）对小球进行分析有解得
（3）若丝线突然断掉，则小球做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有
根据位移公式有解得