第九章 静电场及其应用单元测试-【鼎力课堂】2024-2025学年高二物理同步备课精编优选课件+同步作业（人教版2019必修第三册）

高一物理必修第三册 第九章 静电场及其应用单元测试卷 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60分） 一、选择题（共12小题，每小题5分，共60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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1．使用带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是（　　） A．   B．   C．   D．   2．M、N都是不带电的物体，它们互相摩擦后M带正电荷，下列判断中正确的是（  ） A．在摩擦前M和N的内部没有任何电荷 B．摩擦的过程中电子从N转移到了M C．N在摩擦后一定带负电荷 D．M在摩擦过程中失去了个电子 3．关于各种“电荷”，下列说法中正确的是（　　） A．元电荷就是电子 B．场强定义式中，q指的是场源电荷的电荷量 C．体积很小的带电小球一定可以看成点电荷 D．检验电荷既要求电量足够小，又要求体积足够小 4．甲、乙、丙为三个完全相同的金属小球，甲球所带电荷量为，乙球所带电荷量为，丙球不带电。将甲、乙两球固定，相距（远大于小球的半径），甲、乙间的相互作用力为，然后让丙球反复与甲、乙球多次接触，最后移去丙球。甲、乙两球后来所带的电荷量和甲、乙两球间的相互作用力分别变为（　　） A．， B．， C．， D．， 5．如图所示，真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2m和0.7m。在A点放一个带正电的试探电荷，在B点放一个带负电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同，电场力的大小F跟试探电荷电荷量q的关系分别如图中直线a、b所示。下列说法正确的是（　　） A．A点的电场强度的大小为4N/C B．B点的电场强度的方向沿x轴正方向 C．点电荷Q的位置坐标为0.6m D．点电荷Q是负电荷 6．下列关于四幅图像的说法正确的是（　　） A．用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒上的部分电子会转移到毛皮上，从而使橡胶棒带正电 B．处于静电平衡状态的导体腔，内表面有电荷，导体壳壁W内电场强度不为0，导体壳内空腔C电场强度为0 C．通过奎宁结晶在两点电荷的电场中的分布情况，可分析判断两点电荷是等量异种点电荷 D．避雷针其实不“避雷”，反而是“接雷”，只不过是化弱为强，避免强雷电的破坏 7．直角坐标系中，M、N两点位于轴上，G、H两点的坐标（）如图所示。在M、N两点各固定一正点电荷，当电荷量为的负点电荷置于点时，点处的电场强度恰好为零，静电力常量为。若将该负点电荷移到点，其他条件不变，则点处电场强度的大小和方向分别为（　　） A．，沿轴正方向 B．，沿轴负方向 C．，沿轴正方向 D．，沿轴负方向 8．半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着总电量为Q的正电荷，点A、B、C将圆环三等分。若取走A处弧长为的小圆弧上的电荷，圆环上剩余电荷的分布不变，静电力常量为k，则（    ） A．O点场强的方向为OA的反方向 B．O点场强的大小为 C．再取走B处弧长为的小圆弧上的电荷，O点场强方向沿OC方向 D．再取走B处弧长为的小圆弧上的电荷，O点场强大小为 9．电场线能直观地反映电场的分布情况。如图甲是等量异号点电荷形成电场的电场线，图乙是电场中的一些点；O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D是两电荷连线上关于O对称的两点。则（　　）    A．E、F两点电场强度相同 B．A、D两点电场强度不同 C．B、O、C三点中，O点电场强度最小 D．从C点向O点运动的电子加速度逐渐增大 10．如图所示，两个带等量负电荷的小球A、B（可视为点电荷），被固定在光滑的绝缘水平面上，M、N是小球A、B连线的中垂线上的两点，且MO=ON。现将一个电荷量很小的带正电的小球C（可视为质点）从M点由静止释放，在小球C向N点运动的过程中，下列关于小球C的说法可能正确的是（　　）      A．速度先增大，再减小 B．速度一直增大 C．加速度先增大再减小，过O点后，加速度先减小再增大 D．加速度先减小，再增大 11．如图所示，一根放在水平面内的光滑玻璃管绝缘性能极好，内部有两个完全相同的弹性小球和B，带电荷量分别为和（），两球从图所示位置由静止释放，那么两球再次经过图中的原静止位置时，球的瞬时加速度与刚释放时相比（　　）    A．一定变大 B．一定变小 C．大小可能不变 D．方向一定相反 12．竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，小球A、B带有同种电荷。现用指向墙面的水平推力作用于小球B，两球分别静止在竖直墙和水平地面上，如图所示。如果将小球B向左推动少许，当两球重新达到平衡时，与原来的平衡状态相比较（　　） A．推力将变大 B．竖直墙面对小球A的弹力变小 C．地面对小球B的支持力变大 D．两小球之间的距离变大 第II卷（非选择题 共40分） 二、计算题（满分40分，其中15题8分，16题8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，绝缘带电小球、B用不可伸长的绝缘轻质细线通过光滑定滑轮后连接在一起。在空间内加上水平向右的匀强电场，当、B均静止时，细线与水平方向的夹角为30°。已知小球、B质量分别为、，重力加速度为，小球带负电，滑轮、小球的大小不计，两球到定滑轮的距离相等，求： （1）细线的张力大小； （2）小球、B的电荷量大小之比。 14．如图所示，带电小球A和B（可视为点电荷）放在倾角为的光滑固定绝缘斜面上，A球的质量为，所带电荷量为，B球的质量为，所带电荷量为。沿斜面向上的恒力作用于A球，可使AB保持间距不变沿斜面向上做匀加速直线运动，已知重力加速度为，静电力常量为，求： （1）加速度的大小； （2）恒力的大小。 15．如图所示，AB为半圆弧的直径，O为圆心，圆弧的半径为r，A、B两点分别固定一点电荷，已知A点的点电荷的电荷量为，C为圆弧上的一点，AC间距离为，C点的电场强度方向恰好垂直于AB向上，静电力常量为k。求： （1）B点的点电荷的电荷量Q； （2）若在圆心O处放一电荷量为的电荷，求此时C点的合电场强度E的大小（已知）。 16．如图所示，质量为，带电量的物块放在倾角为的斜面上（斜面固定）的底部，在与斜面成角斜向上的匀强电场作用下由静止沿斜面向上运动，物块与斜面间的动摩擦因数，物块运动时撤去匀强电场，斜面足够长，物体可视为点电荷，重力加速度，，，不计空气阻力。求： （1）撤去匀强电场瞬间，物体的速度为多大； （2）物块沿斜面能上升的最大距离。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高一物理必修第三册 第九章 静电场及其应用单元测试卷 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60分） 一、选择题（共12小题，每小题5分，共60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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1．使用带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是（　　） A．   B．   C．   D．   【答案】B 【详解】AC．当金属球带正电时，靠近带电金属球的验电器的金属球带异种电荷（负电荷），而验电器的金属箔片带同种电荷（正电荷），故AC错误； BD．当金属球带负电时，靠近带电金属球的验电器的金属球带异种电荷（正电荷），而验电器的金属箔片带同种电荷（负电荷），故B正确，D错误。 故选B。 2．M、N都是不带电的物体，它们互相摩擦后M带正电荷，下列判断中正确的是（  ） A．在摩擦前M和N的内部没有任何电荷 B．摩擦的过程中电子从N转移到了M C．N在摩擦后一定带负电荷 D．M在摩擦过程中失去了个电子 【答案】C 【详解】A．摩擦前M和N的内部都带电荷，且正电荷和负电荷数目相等，故对外不显电性，故A错误； BC．互相摩擦后M带正电荷，说明失去了负电荷，故电子从M转移到了N，则N带的负电荷，故C正确，B错误； D．M在摩擦过程中失去电子数量 故D错误。 故选C。 3．关于各种“电荷”，下列说法中正确的是（　　） A．元电荷就是电子 B．场强定义式中，q指的是场源电荷的电荷量 C．体积很小的带电小球一定可以看成点电荷 D．检验电荷既要求电量足够小，又要求体积足够小 【答案】D 【详解】A．迄今为止，实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量。质子、正电子所带的电荷量与它相同。人们把这个最小的电荷量叫作元电荷，所以元电荷不是电子，故A项错误； B．实验表明，无论是点电荷的电场还是其他电场，在电场的不同位置，试探电荷所受的静电力与它的电荷量之比一般说来是不一样的。它反映了电场在各点的性质，叫作电场强度。所以场强定义式中的q指是试探电荷的电荷量，故B项错误； C．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做带电的点，叫作点电荷。所以体积很小的带电小球不一定可以看成点电荷，故C项错误； D．电荷量很小，使它放入电场后不影响原来要研究的电场，体积很小，便于用它来研究电场各点的性质，这样的电荷常常叫作试探电荷或检验电荷。所以检验电荷既要求电量足够小，又要求体积足够小，故D项正确。 故选D。 4．甲、乙、丙为三个完全相同的金属小球，甲球所带电荷量为，乙球所带电荷量为，丙球不带电。将甲、乙两球固定，相距（远大于小球的半径），甲、乙间的相互作用力为，然后让丙球反复与甲、乙球多次接触，最后移去丙球。甲、乙两球后来所带的电荷量和甲、乙两球间的相互作用力分别变为（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】A 【详解】丙与甲、乙反复接触后，甲、乙原先所带电量的总和最后在三个相同的小球间均分。则甲、乙两球后来带的电量均为 甲、乙球原先是引力，大小为 甲、乙球后来是斥力，大小为 即 甲、乙间的相互作用力为。 故选A。 5．如图所示，真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2m和0.7m。在A点放一个带正电的试探电荷，在B点放一个带负电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同，电场力的大小F跟试探电荷电荷量q的关系分别如图中直线a、b所示。下列说法正确的是（　　） A．A点的电场强度的大小为4N/C B．B点的电场强度的方向沿x轴正方向 C．点电荷Q的位置坐标为0.6m D．点电荷Q是负电荷 【答案】D 【详解】A．由图像可知，A点的电场强度为 所以A错误； B．负电荷在B点受到的电场力方向为正，所以B点的电场强度方向沿x轴的负方向，B错误； C．由于A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同，Q必定在A、B两点之间，设Q的位置坐标为x，则有；解得x=0.3m，C错误； D．由于A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同，Q必定在A、B两点之间，且带负电，所以D正确。 故选D。 6．下列关于四幅图像的说法正确的是（　　） A．用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒上的部分电子会转移到毛皮上，从而使橡胶棒带正电 B．处于静电平衡状态的导体腔，内表面有电荷，导体壳壁W内电场强度不为0，导体壳内空腔C电场强度为0 C．通过奎宁结晶在两点电荷的电场中的分布情况，可分析判断两点电荷是等量异种点电荷 D．避雷针其实不“避雷”，反而是“接雷”，只不过是化弱为强，避免强雷电的破坏 【答案】C 【详解】A．用毛皮摩擦橡胶棒，毛皮上的部分电子会转移到橡胶棒上，从而使橡胶棒带负电，故A 错误； B．处于静电平衡状态的导体腔，导体壳壁W内电场强度为0，导体壳内空腔C电场强度为0，故B错误； C．奎宁结晶在两点电荷的电场中的分布情况，与等量异种点电荷的电场线分布相似，则两点电荷是等量异种点电荷，故 C正确； D．避雷针其实不“避雷”，反而是“接雷”，只不过是化强为弱，避免强雷电的破坏，故D错误。 故选C。 7．直角坐标系中，M、N两点位于轴上，G、H两点的坐标（）如图所示。在M、N两点各固定一正点电荷，当电荷量为的负点电荷置于点时，点处的电场强度恰好为零，静电力常量为。若将该负点电荷移到点，其他条件不变，则点处电场强度的大小和方向分别为（　　） A．，沿轴正方向 B．，沿轴负方向 C．，沿轴正方向 D．，沿轴负方向 【答案】B 【详解】当电荷量为的负点电荷置于点时，其在点处的电场强度方向沿y轴负方向，大小为 由于点处的电场强度恰好为零，表明M、N两点的正点电荷在点处的电场强度的大小也为，方向沿y轴正方向，由于G、H两点关于点对称，则M、N两点的正点电荷在G点处的电场强度的大小也为，方向沿y轴负方向，若将该负点电荷移到点，则其在点处电场强度的大小为 方向沿y轴正方向，由于其他条件不变，则点处电场强度的大小 解得 方向沿y轴负方向。 故选B。 8．半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着总电量为Q的正电荷，点A、B、C将圆环三等分。若取走A处弧长为的小圆弧上的电荷，圆环上剩余电荷的分布不变，静电力常量为k，则（    ） A．O点场强的方向为OA的反方向 B．O点场强的大小为 C．再取走B处弧长为的小圆弧上的电荷，O点场强方向沿OC方向 D．再取走B处弧长为的小圆弧上的电荷，O点场强大小为 【答案】D 【详解】A．环上均匀分布着电量为Q的正电荷，根据对称性可知O点场强为零，且A点的小圆弧上的电荷和A关于O点的对称点D处的小圆弧上的电荷由于对称性，在O点产生的合场强为0，因此移去A处的小圆弧上的电荷后，O点的场强可以认为是由D处的小圆弧上的电荷单独产生，带正电，其在O点的场强方向为OA。故A错误； B．由于圆环所带电荷量均匀分布，所以长度为的小圆弧所带电荷量为 O点场强的大小为 故B错误； CD．取走A、B两处的电荷后，圆环剩余电荷在O点产生的电场强度大小等于A、B处弧长为的小圆弧所带正电荷在O点产生的场强的叠加，方向相反，即O点场强方向沿CO方向，场强大小为 故C错误，D正确。 故选D。 9．电场线能直观地反映电场的分布情况。如图甲是等量异号点电荷形成电场的电场线，图乙是电场中的一些点；O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D是两电荷连线上关于O对称的两点。则（　　）    A．E、F两点电场强度相同 B．A、D两点电场强度不同 C．B、O、C三点中，O点电场强度最小 D．从C点向O点运动的电子加速度逐渐增大 【答案】AC 【详解】A．等量异号点电荷连线的中垂线是一条等势线，电场强度方向与等势线垂直，因此E、F两点电场强度方向相同，由于E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，则其电场强度大小也相等，故A正确； B．根据对称性可知，A、D两点处电场线疏密程度相同，则A、D两点电场强度大小相等，由题图甲看出，A、D两点电场强度方向相同，故B错误； C．由题图甲看出，B、O、C三点比较，O点处的电场线最稀疏，电场强度最小，故C正确； D．由题图可知，电子从C点向O点运动过程中，电场强度逐渐减小，则静电力逐渐减小，由牛顿第二定律可知电子的加速度逐渐减小，故D错误。 故选AC。 10．如图所示，两个带等量负电荷的小球A、B（可视为点电荷），被固定在光滑的绝缘水平面上，M、N是小球A、B连线的中垂线上的两点，且MO=ON。现将一个电荷量很小的带正电的小球C（可视为质点）从M点由静止释放，在小球C向N点运动的过程中，下列关于小球C的说法可能正确的是（　　）      A．速度先增大，再减小 B．速度一直增大 C．加速度先增大再减小，过O点后，加速度先减小再增大 D．加速度先减小，再增大 【答案】AD 【详解】根据等量负点电荷的电场线分布可知，在A、B连线的中垂线上，从无穷远到O点，电场强度先变大后变小，到O点变为零，电场强度方向沿中垂线指向O点。若M、N相距较远，则小球C受库仑力从M向O运动时，小球C的速度不断增大，加速度先变大后变小，在O点时加速度变为零，速度达到最大，从O向N运动时，小球C的速度不断减小，加速度先变大后变小（具有对称性）。如果M、N相距较近，则小球C受库仑力从M向O运动时，小球C的速度不断增大，加速度越来越小，在O点时加速度变为零，速度达到最大，从O向N运动时，速度不断减小，加速度越来越大。 故选AD。 11．如图所示，一根放在水平面内的光滑玻璃管绝缘性能极好，内部有两个完全相同的弹性小球和B，带电荷量分别为和（），两球从图所示位置由静止释放，那么两球再次经过图中的原静止位置时，球的瞬时加速度与刚释放时相比（　　）    A．一定变大 B．一定变小 C．大小可能不变 D．方向一定相反 【答案】CD 【详解】带电量分别为和，由异种电荷相互吸引，两球从图所示位置由静止释放，相互靠近，到相互接触后电荷中和，中和后可能变为同种电荷相互排斥，也可能不带电荷。 根据题意两球再次经过图中的原静止位置，则接触后两个小球带同种电荷，且电量相同，小球和B之间的作用力是库仑斥力，此时的库仑力可能等于原来的大小，也可能小于，也可能大于。但库仑力由原来的吸引力变为排斥力，则方向与原来的方向一定相反。 根据牛顿第二定律可知A球的瞬时加速度与刚释放时相比可能等于原来的大小，也可能小于，也可能大于。方向与原来的方向一定相反。 故选CD。 12．竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，小球A、B带有同种电荷。现用指向墙面的水平推力作用于小球B，两球分别静止在竖直墙和水平地面上，如图所示。如果将小球B向左推动少许，当两球重新达到平衡时，与原来的平衡状态相比较（　　） A．推力将变大 B．竖直墙面对小球A的弹力变小 C．地面对小球B的支持力变大 D．两小球之间的距离变大 【答案】BD 【详解】ABC．以A球为研究对象，受力如图所示 设B对A的库仑力与墙壁的夹角为，由平衡条件得竖直墙面对小球A的弹力为 将小球B向左推动少许时，减小，则竖直墙面对小球A的弹力减小；再以AB整体为研究对象，受力如图所示 由平衡条件可得 可知推力变小，地面对小球B的支持力不变，B正确，AC错误； D．由上分析可得库仑力为 可知减小，增大，减小，根据库仑定律 可知两球之间的距离变大，D正确。 故选BD。 第II卷（非选择题 共40分） 二、计算题（满分40分，其中15题8分，16题8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，绝缘带电小球、B用不可伸长的绝缘轻质细线通过光滑定滑轮后连接在一起。在空间内加上水平向右的匀强电场，当、B均静止时，细线与水平方向的夹角为30°。已知小球、B质量分别为、，重力加速度为，小球带负电，滑轮、小球的大小不计，两球到定滑轮的距离相等，求： （1）细线的张力大小； （2）小球、B的电荷量大小之比。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）（2）在空间内加上水平向右的匀强电场，小球带负电，根据平衡条件，则小球B带正电，细线与水平方向的夹角为30°，两球到定滑轮的距离相等，则为等边三角形。对A、B受力分析   对A 对B 联立得 14．如图所示，带电小球A和B（可视为点电荷）放在倾角为的光滑固定绝缘斜面上，A球的质量为，所带电荷量为，B球的质量为，所带电荷量为。沿斜面向上的恒力作用于A球，可使AB保持间距不变沿斜面向上做匀加速直线运动，已知重力加速度为，静电力常量为，求： （1）加速度的大小； （2）恒力的大小。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）根据库仑定律，两球相互吸引的库仑力 A球和B球的加速度相同，隔离B球，由牛顿第二定律有 所以 （2）把A球和B球看成整体，AB间的库仑力为系统内力，由牛顿第二定律有 所以 15．如图所示，AB为半圆弧的直径，O为圆心，圆弧的半径为r，A、B两点分别固定一点电荷，已知A点的点电荷的电荷量为，C为圆弧上的一点，AC间距离为，C点的电场强度方向恰好垂直于AB向上，静电力常量为k。求： （1）B点的点电荷的电荷量Q； （2）若在圆心O处放一电荷量为的电荷，求此时C点的合电场强度E的大小（已知）。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）由题意，C点的电场强度方向恰好垂直于AB向上，设AC、BC之间的距离为、。由几何关系结合矢量叠加原理，可得 其中 联立求得B点的点电荷的电荷量为 （2）未在圆心O处放电荷时，由矢量叠加原理结合几何知识，求得C点处的合场强大小为 若在圆心O处放一电荷量为的电荷，根据矢量叠加原理结合几何知识，可得此时C点的合电场强度的大小为 16．如图所示，质量为，带电量的物块放在倾角为的斜面上（斜面固定）的底部，在与斜面成角斜向上的匀强电场作用下由静止沿斜面向上运动，物块与斜面间的动摩擦因数，物块运动时撤去匀强电场，斜面足够长，物体可视为点电荷，重力加速度，，，不计空气阻力。求： （1）撤去匀强电场瞬间，物体的速度为多大； （2）物块沿斜面能上升的最大距离。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）设电场力大小为F，则 设匀强电场作用时物块的加速度大小为，根据牛顿第二定律有 解得 根据匀变速直线运动速度与时间的关系可得撤去拉力前瞬间物块的速度大小为 （2）电场作用期间物块的位移大小为 撤去电场后，物块的加速度大小为 物块继续沿斜面滑行的位移大小为 则物块沿着斜面上升的总距离为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$