第九章：静电场及其应用 章末综合检测（基础卷）- 2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册同步题型分类讲与练

第九章：静电场及其应用（基础卷） 物 理 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 第Ⅰ卷 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。） 1．（23-24高一下·内蒙古乌海·期末）已知一个电子所带电量 ，现乌海市第一中学有位同学发现某本资料书上有个数值很模糊，根据你所学知识，推断该数值不可能是下列哪一个？（　　） A．0.03C B． C．4.8C D． 2．（23-24高一下·天津河北·期末）关于电荷，下列说法正确的是（    ） A．在国际单位制中，电荷量的单位是库仑 B．元电荷e的数值，最早是科学家卡文迪什测得的 C．电荷量很小的电荷就是元电荷 D．物体所带的电荷量可以是任意的 3．（23-24高二上·上海黄浦·期末）如图，在电荷量为Q的正点电荷产生的电场中，将电荷量为q的负检验电荷放在A点，它们之间的距离为r。则放在A点的检验电荷q所受的电场力（　　） A．，方向水平向左 B．，方向水平向右 C．，方向水平向左 D．，方向水平向右 4．（23-24高二上·安徽合肥·期末）静止电荷会在其周围产生静电场，为了形象地描述电场，法拉第采用了画电场线的方法。如图是某一电场的电场线分布图，下列关于电场和电场线的说法正确的是（　　） A．由于电场是看不见、摸不着的，所以电场实际并不存在 B．电场线可以形象地描述电场，电场线是实际存在的 C．同一幅电场线分布图中，电场线密集的地方电场强度较大 D．电场线分布图中没画电场线的地方（如B点），电场强度为零 5．（2024·湖南长沙·二模）半径为的半圆弧金属丝均匀带的电荷时，在其圆心处产生的电场强度大小为为静电力常量。若让一根半径为的圆弧金属丝均匀带的电荷，则在其圆心处产生的电场强度大小为（　　） A． B． C． D． 6．（23-24高一下·江苏徐州·期中）在如图所示的电场中，将一电子从A点移到B点。A、B两点电场强度大小分别记为、，电子在A、B两点所受电场力大小分别记为、，则（　　） A． B． C． D． 7．（23-24高一下·山西长治·期末）静电现象在自然界普遍存在，在生产生活中也时常会发生静电现象。人们可让静电服务于生产生活，但也需对其进行防护，做到趋利避害。下列关于静电现象的说法正确的是（    ） A．静电除尘的原理是静电屏蔽 B．印刷车间的空气应保证适当潮湿，以便导走纸页间相互摩擦产生的静电 C．避雷针利用了带电导体凸起尖锐的地方电荷稀疏、附近空间电场较弱的特点 D．干燥天气里脱毛衣时会产生火花，是因为摩擦过程中凭空创造出了电荷 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 8．（23-24高一下·浙江宁波·期末）下列有关电学知识的相关说法，正确的是（　　） A．图甲在加油站给车加油前，触摸一下静电释放器是为了导走加油枪上的静电 B．图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电原理而制成的 C．图丙中野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在三条输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，把高压线屏蔽起来，使其免遭雷击 D．图丁为一根优质电话线，给话筒线套上金属外衣，可以起到静电屏蔽的效果，防止干扰信号从话筒线上“入侵” 9．（24-25高二上·全国·课后作业）如图所示，A、B、C、D为四个带电小球，两球之间的作用分别为A吸D，B斥C，C斥A，D吸B，则（　　） A．仅有两个小球带同种电荷 B．仅有三个小球带同种电荷 C．C、D两小球带同种电荷 D．C、D两小球带异种电荷 10．（23-24高一下·黑龙江哈尔滨·期末）真空中相距为3a的两个点电荷M、N，分别固定于x轴上和的两点上，在它们连线上各点电场强度E随x变化关系如图所示，以下判断正确的是（　　） A．点电荷M、N一定为同种电荷 B．点电荷M、N一定为异种电荷 C．点电荷M、N电荷量的绝对值之比为 D．点电荷M、N电荷量的绝对值之比为 第Ⅱ卷 三、非选择题（本题共8小题，共54分。） 11．（6分）（23-24高一下·黑龙江牡丹江·期末）如图所示，两个不带电的金属导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。现把带正电的小球C靠近导体A，贴在A、B下部的金属箔片都张开，此时A端 ，B端 （选填“带正电”、“带负电”或“不带电”）。这时手持绝缘柱把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔片都将处于 状态。（选填“张开”或“闭合”） 12．（4分）（23-24高一下·福建三明·期末）如图所示是某电场中的几条电场线，在电场中有A、B两点，同一负电荷在两点所受电场力方向 （选填“相同”或“不同”），这两点的电场强度大小 （选填“＞”“＜”或“＝”）。 13．（4分）（23-24高一下·海南省直辖县级单位·阶段练习）如图所示，一带负电的小球用绝缘细线悬挂在水平方向的电场中处于平衡状态。由图可判定小球受到的电场力方向 （填“向左”或“向右”），电场强度的方向 （填“向左”或“向右”）。 14．（6分）（23-24高一下·广西百色·期末）某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。 步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的，，等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。 步骤二：使小球处于同一位置，增大（或减小）小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。 （1）图甲中实验采用的方法是________填正确选项前的字母。 A．理想实验法 B．等效替代法 C．微小量放大法 D．控制变量法 （2）图甲实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的减小而 填“增大”“减小”或“不变”。 （3）接着该组同学使小球处于同一位置，增大（或减小）小球A所带的电荷量，比较小球所受作用力大小的变化。如图乙，悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B，在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上，B处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为，若两次实验中A的电量分别为和，分别为和，则为 。 15．（6分）（23-24高一下·贵州遵义·阶段练习）如图为库仑扭秤实验的装置示意图。细悬丝的下端悬挂着一根绝缘棒，棒的两端分别是小球A和小球B。将小球A带上电以后，用另一个带有同种电荷的金属小球C去靠近小球A，A和C之间的作用力使A远离。扭转顶部旋钮，使A回到初始位置并静止，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小。 （1）该实验设计中突出的物理思想方法是（　　）（填标号）。 A．极限的思想方法 B．微元的思想方法悬丝 C．放大的思想方法 D．等效替代的思想方法 （2）小球B在该实验中的作用是 。 （3）在库仑那个年代，还不知道如何测量物体所带的电荷量，甚至连电荷量的单位都没有。为了得到电荷之间作用力与电荷量的关系，可以通过 得到不同电荷量。 16．（6分）（22-23高一下·江苏南京·期末）将点电荷Q固定在x轴上，坐标轴上A、B两点的坐标分别为和，如图甲。在A、B两点分别放置带正电的试探电荷，它们受到的静电力方向相反。大小跟试探电荷的电荷量的关系分别对应图乙中的直线a、b。已知，求： （1）A点的电场强度大小； （2）点电荷Q所在位置的坐标及其电量。 17．（23-24高一下·云南大理·阶段练习）（8分）如图所示，把一带电荷量为的小球A用绝缘细绳悬起，若将带电荷量为的带电小球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距30cm时，绳与竖直方向成45°角，取，，且A、B两小球均可视为点电荷，求： （1）A、B两球间的库仑力大小； （2）细绳拉力的大小。 18．（14分）（23-24高一下·宁夏吴忠·期末）在真空中O点放一个点电荷，直线MN通过O点，OM的距离，M点放一个点电荷（q产生的电场忽略不计），如图所示求： （1）q在M点受到的作用力； （2）M点的电场强度； （3）拿走q后M点的电场强度； （4）M、N两点的电场强度哪点大？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第九章：静电场及其应用（基础卷） 物 理 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 第Ⅰ卷 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。） 1．（23-24高一下·内蒙古乌海·期末）已知一个电子所带电量 ，现乌海市第一中学有位同学发现某本资料书上有个数值很模糊，根据你所学知识，推断该数值不可能是下列哪一个？（　　） A．0.03C B． C．4.8C D． 【答案】D 【解析】所有带电体所带电量都是e的整数倍，所以ABC均有可能，D不可能。 故选D。 2．（23-24高一下·天津河北·期末）关于电荷，下列说法正确的是（    ） A．在国际单位制中，电荷量的单位是库仑 B．元电荷e的数值，最早是科学家卡文迪什测得的 C．电荷量很小的电荷就是元电荷 D．物体所带的电荷量可以是任意的 【答案】A 【解析】A．在国际单位制中，电荷量的单位是库仑，故A正确； B．元电荷e的数值，最早是科学家密立根测得的，故B错误； C．元电荷是最小的电荷量，即为e，元电荷不是带电体，电荷量很小的电荷不一定就是元电荷，故C错误； D．物体所带的电荷量是元电荷的整数倍，并不是任意的，故D错误。 故选A。 3．（23-24高二上·上海黄浦·期末）如图，在电荷量为Q的正点电荷产生的电场中，将电荷量为q的负检验电荷放在A点，它们之间的距离为r。则放在A点的检验电荷q所受的电场力（　　） A．，方向水平向左 B．，方向水平向右 C．，方向水平向左 D．，方向水平向右 【答案】C 【解析】根据库仑定律可知，检验电荷受到的电场力大小 由于检验电荷与点电荷的电性相反，故其二者之间为引力，检验电荷受到的电场力方向水平向左，C正确。 故选C。 4．（23-24高二上·安徽合肥·期末）静止电荷会在其周围产生静电场，为了形象地描述电场，法拉第采用了画电场线的方法。如图是某一电场的电场线分布图，下列关于电场和电场线的说法正确的是（　　） A．由于电场是看不见、摸不着的，所以电场实际并不存在 B．电场线可以形象地描述电场，电场线是实际存在的 C．同一幅电场线分布图中，电场线密集的地方电场强度较大 D．电场线分布图中没画电场线的地方（如B点），电场强度为零 【答案】C 【解析】AB．电场是实际存在于电荷周围的一种特殊的物质，电场线是为了形象地描述电场人为引入的，电场线实际上不存在，故AB错误； C．电场线的疏密程度能够表示电场的强弱，电场线越密集的位置电场强度越大，电场线越稀疏的地方，电场强度小，故C正确； D．电场线的疏密程度能够表示电场的强弱，图中B点位置虽然没有画电场线，但其所在空间区域的电场线分布仍然能够反映一定的疏密程度，可知，该点的电场强度不为0，故D错误。 故选C。 5．（2024·湖南长沙·二模）半径为的半圆弧金属丝均匀带的电荷时，在其圆心处产生的电场强度大小为为静电力常量。若让一根半径为的圆弧金属丝均匀带的电荷，则在其圆心处产生的电场强度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】将带电荷的半径为的半圆弧金属丝等分成两部分来看，两部分在圆心处产生的电场大小相同为，则 即带电荷的圆弧金属丝在其圆心处产生的电场强度 因此带电荷的圆弧金属丝在其圆心处产生的电场强度为 ， 故选C。 6．（23-24高一下·江苏徐州·期中）在如图所示的电场中，将一电子从A点移到B点。A、B两点电场强度大小分别记为、，电子在A、B两点所受电场力大小分别记为、，则（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】AB．B点电场线的更加密，因此电场强度更大，即 故A错误，B正确； CD．根据电场力与电场强度的关系 则 故CD错误。 故选B。 7．（23-24高一下·山西长治·期末）静电现象在自然界普遍存在，在生产生活中也时常会发生静电现象。人们可让静电服务于生产生活，但也需对其进行防护，做到趋利避害。下列关于静电现象的说法正确的是（    ） A．静电除尘的原理是静电屏蔽 B．印刷车间的空气应保证适当潮湿，以便导走纸页间相互摩擦产生的静电 C．避雷针利用了带电导体凸起尖锐的地方电荷稀疏、附近空间电场较弱的特点 D．干燥天气里脱毛衣时会产生火花，是因为摩擦过程中凭空创造出了电荷 【答案】B 【解析】A．静电除尘的原理是带电粒子受到电场力作用，故A错误； B．印刷车间中，纸张间摩擦产生大量静电，需空气保持一定湿度，以便及时导走静电，故B正确； C．避雷针利用了带电导体凸起尖锐的地方电荷密集、附近空间电场较强的特点，故C错误； D．摩擦起电是电子从一个物体转移到另一个物体，而不是创造出新的电荷，故D错误； 故选B。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 8．（23-24高一下·浙江宁波·期末）下列有关电学知识的相关说法，正确的是（　　） A．图甲在加油站给车加油前，触摸一下静电释放器是为了导走加油枪上的静电 B．图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电原理而制成的 C．图丙中野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在三条输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，把高压线屏蔽起来，使其免遭雷击 D．图丁为一根优质电话线，给话筒线套上金属外衣，可以起到静电屏蔽的效果，防止干扰信号从话筒线上“入侵” 【答案】BCD 【解析】A．给车加油前触摸一下静电释放器的目的是将人体由于摩擦产生的电荷释放到大地，故A错误； B．家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电原理而制成的，故B正确； C．三条高压输电线上方的两条导线与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，可把高压线屏蔽起来，免遭雷击，故C正确； D．给话筒线套上金属外衣，可以起到静电屏蔽的效果，防止干扰信号从话筒线上“入侵”，故D正确。 故选BCD。 9．（24-25高二上·全国·课后作业）如图所示，A、B、C、D为四个带电小球，两球之间的作用分别为A吸D，B斥C，C斥A，D吸B，则（　　） A．仅有两个小球带同种电荷 B．仅有三个小球带同种电荷 C．C、D两小球带同种电荷 D．C、D两小球带异种电荷 【答案】BD 【解析】AB．设A球带正电，A吸D，则D带负电；D吸B，则B带正电；B斥C，则C带正电；则有C斥A，假设成立，可知仅有三个小球带同种电荷，A错误，B正确； CD．由以上分析可知，C带正电，D带负电，即C、D两小球带异种电荷，C错误，D正确。 故选BD。 10．（23-24高一下·黑龙江哈尔滨·期末）真空中相距为3a的两个点电荷M、N，分别固定于x轴上和的两点上，在它们连线上各点电场强度E随x变化关系如图所示，以下判断正确的是（　　） A．点电荷M、N一定为同种电荷 B．点电荷M、N一定为异种电荷 C．点电荷M、N电荷量的绝对值之比为 D．点电荷M、N电荷量的绝对值之比为 【答案】AC 【解析】AB．因M、N之间的坐标为2a处的合场强为零，可知点电荷M、N在2a处的场强大小相等，方向相反，所以点电荷M、N一定为同种电荷，故A正确，B错误； CD．根据2a处的合场强为零，由场强叠加可知 可得点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为 故C正确，D错误。 故选AC。 第Ⅱ卷 三、非选择题（本题共8小题，共54分。） 11．（6分）（23-24高一下·黑龙江牡丹江·期末）如图所示，两个不带电的金属导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。现把带正电的小球C靠近导体A，贴在A、B下部的金属箔片都张开，此时A端 ，B端 （选填“带正电”、“带负电”或“不带电”）。这时手持绝缘柱把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔片都将处于 状态。（选填“张开”或“闭合”） 【答案】带负电 带正电 张开 【解析】[1] [2]现把带正电的小球C靠近导体A，导体A、B中的电子在小球C库仑引力的作用下向A移动，A有多余的电子带负电，B带正电，所以贴在A、B下部的金属箔片都张开，此时A端带负电，B端带正电； [3] 这时手持绝缘柱把A和B分开，A带负电，B带正电，然后移去C，A仍然带负电，B仍然带正电，贴在A、B下部的金属箔片由带电都将处于张开状态。 12．（4分）（23-24高一下·福建三明·期末）如图所示是某电场中的几条电场线，在电场中有A、B两点，同一负电荷在两点所受电场力方向 （选填“相同”或“不同”），这两点的电场强度大小 （选填“＞”“＜”或“＝”）。 【答案】不同 ＞ 【解析】[1] 由电场线分布情况可知，该电场为非匀强电场，A、B两点的电场强度方向不同，分别为两点所处的电场线的切线方向，同一负电荷在两点所受电场力方向与两点电场强度的方向相反，同一负电荷在两点所受电场力方向不同。 [2]电场线密集的地方，电场强度大，故有 13．（4分）（23-24高一下·海南省直辖县级单位·阶段练习）如图所示，一带负电的小球用绝缘细线悬挂在水平方向的电场中处于平衡状态。由图可判定小球受到的电场力方向 （填“向左”或“向右”），电场强度的方向 （填“向左”或“向右”）。 【答案】向左 向右 【解析】[1]小球受到竖直向下的重力，右上方的拉力，由平衡可知，电场力的方向应该水平向左，受力图如图所示 [2]因为小球带负电，所受电场力方向与电场强度方向相反，电场强度的方向向右。 14．（6分）（23-24高一下·广西百色·期末）某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。 步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的，，等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。 步骤二：使小球处于同一位置，增大（或减小）小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。 （1）图甲中实验采用的方法是________填正确选项前的字母。 A．理想实验法 B．等效替代法 C．微小量放大法 D．控制变量法 （2）图甲实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的减小而 填“增大”“减小”或“不变”。 （3）接着该组同学使小球处于同一位置，增大（或减小）小球A所带的电荷量，比较小球所受作用力大小的变化。如图乙，悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B，在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上，B处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为，若两次实验中A的电量分别为和，分别为和，则为 。 【答案】（1）D （2）增大 （3） 【解析】（1）图甲中先保持带电小球的电荷量不变，把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的、、等位置，改变两个小球之间的距离，比较库仑力的大小；后来保持小球之间的距离不变，改变小球所带的电荷量大小，分析小球之间的库仑力，所以实验采用的方法是控制变量法。 故选D。 （2）本实验中，根据小球的摆角可以看出小球所受作用力的大小，由图可知，电荷量越大、距离越小，丝线偏离竖直方向的角度越大，根据对小球受力分析可知电荷之间的静电力随着电荷量的增大、距离的减小而增大。 （3）设小球B的质量为m，电量为q，B球的受力情况如图所示 当A球带电量为时，由平衡条件得 其中 当A球带电量为时，由平衡条件得 其中 联立，解得 15．（6分）（23-24高一下·贵州遵义·阶段练习）如图为库仑扭秤实验的装置示意图。细悬丝的下端悬挂着一根绝缘棒，棒的两端分别是小球A和小球B。将小球A带上电以后，用另一个带有同种电荷的金属小球C去靠近小球A，A和C之间的作用力使A远离。扭转顶部旋钮，使A回到初始位置并静止，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小。 （1）该实验设计中突出的物理思想方法是（　　）（填标号）。 A．极限的思想方法 B．微元的思想方法悬丝 C．放大的思想方法 D．等效替代的思想方法 （2）小球B在该实验中的作用是 。 （3）在库仑那个年代，还不知道如何测量物体所带的电荷量，甚至连电荷量的单位都没有。为了得到电荷之间作用力与电荷量的关系，可以通过 得到不同电荷量。 【答案】（1）C （2）平衡，使横杆保持水平 （3）倍减法或者接触平分法 【解析】（1）该实验通过悬丝扭转的角度来比较力的大小，该设计中突出的物理思想方法是放大的思想方法。 故选C。 （2）小球B在该实验中的作用是平衡，使横杆保持水平。 （3）在库仑那个年代，还不知道如何测量物体所带的电荷量，甚至连电荷量的单位都没有。为了得到电荷之间作用力与电荷量的关系，可以通过倍减法或者接触平分法得到不同电荷量。 16．（6分）（22-23高一下·江苏南京·期末）将点电荷Q固定在x轴上，坐标轴上A、B两点的坐标分别为和，如图甲。在A、B两点分别放置带正电的试探电荷，它们受到的静电力方向相反。大小跟试探电荷的电荷量的关系分别对应图乙中的直线a、b。已知，求： （1）A点的电场强度大小； （2）点电荷Q所在位置的坐标及其电量。 【答案】（1）；（2）， 【解析】（1）由图知斜率代表场强，根据 带入得 （2）由题意，点电荷在A、B之间，设其位置坐标为，则A点有 B点有 由图知 联立解得 代入得 17．（23-24高一下·云南大理·阶段练习）（8分）如图所示，把一带电荷量为的小球A用绝缘细绳悬起，若将带电荷量为的带电小球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距30cm时，绳与竖直方向成45°角，取，，且A、B两小球均可视为点电荷，求： （1）A、B两球间的库仑力大小； （2）细绳拉力的大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】（1）A、B间的库仑力大小 （2）小球A受力如图所示 由平衡条件 解得A球所受拉力 18．（14分）（23-24高一下·宁夏吴忠·期末）在真空中O点放一个点电荷，直线MN通过O点，OM的距离，M点放一个点电荷（q产生的电场忽略不计），如图所示求： （1）q在M点受到的作用力； （2）M点的电场强度； （3）拿走q后M点的电场强度； （4）M、N两点的电场强度哪点大？ 【答案】（1），方向沿；（2），方向沿；（3），方向沿；（4）M点的电场强度大 【解析】（1）根据库仑定律可知，q在M点受到的作用力大小为 解得 由于点电荷带负电，作用力方向沿。 （2）根据电场强度的定义式，M点的电场强度大小 解得 方向沿。 （3）由于电场强度与试探电荷无关，则拿走q后，M点的电场强度仍然为，方向沿。 （4）根据点电荷的场强决定公式可知M点距离场源电荷近，故M点的电场强度大一些。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$