阶段检测练(1) 静电力与电场强度（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中物理必修第三册（鲁科版2019）

阶段检测练(一)　静电力与电场强度 [对应学生用书P146] 一、选择题(本题共12小题，在每小题给出的四个选项中，1～8题只有一项符合题目要求，9～12题有多项符合题目要求) 1．(2022·重庆一中高一期末)下列关于电的说法中，正确的是(　　) A．摩擦起电是创造了电荷 B．一对正、负电子相遇可以同时湮没，违背了电荷守恒定律 C．元电荷是一种带电物体 D．带电是物体表现出来吸引轻小物体的性质 D　解析：摩擦起电只是电荷发生转移，不是产生电荷，A错误；在一定条件下，一对正、负电子相遇可以同时湮没，转化为光子，这不违背电荷守恒定律，B错误；元电荷是电荷量的最小值，C错误；带电是物体表现出来吸引轻小物体的性质，D正确。 2．(2021·上海第二工业大学附属中学高二期中)关于静电的利用和防护，以下说法中正确的是(　　) A．没有安装避雷针的建筑物一定会被雷电击毁 B．油罐车行驶途中车尾有一条铁链拖在地上，避免产生电火花引起爆炸 C.飞机起落架的轮胎用绝缘橡胶制成，可防止静电积聚 D．手术室的医生和护士都要穿绝缘性能良好的化纤制品，可防止麻醉药燃烧 B　解析：安装避雷针的建筑物，通过避雷针与大地相连，从而避免建筑物被雷电击坏，如果没有安装就会有危险，但对低矮的建筑不至于一定被雷电击毁，故A错误；油罐车行驶途中车尾有一条铁链拖在地上，可以及时地把产生的静电导走，有利于消除静电，避免产生电火花引起爆炸，故B正确；飞机起落架的轮胎用导电橡胶做轮胎，是为了及时地把飞机因为摩擦而产生的电荷转移给大地，以免产生放电现象，不能用绝缘轮胎，故C错误；绝缘性能良好的化纤制品做成的衣服不能及时把静电导入大地，容易产生手术事故，所以手术室的医生和护士不能穿绝缘性能良好的化纤制品，故D错误。 3．(2022·浙江温州高一期末)下列四个电场中，a、b两点电场强度相同的是(　　) D　解析：A图中a、b两点电场强度大小相等，方向不相同，A错误；B图中a、b两点电场强度大小相等，方向不相同，B错误；C图中a、b两点电场强度方向相同，大小不相等，C错误；D图中电场为匀强电场，则a、b两点电场强度相同，D正确。 4．(2021·海南鑫源高级中学高一期中)真空中有一个电场，在其中某点放入电荷量q＝8.0×10-9 C的点电荷，它受到的静电力F＝4.0×10-4 N，则该点的电场强度的大小为(　　) A．5.0×104 N/C B．5.0×103 N/C C．2.0×10-5 N/C D．2.0×104 N/C A　解析：该点的电场强度的大小为E＝＝ N/C＝5.0×104 N/C，故选A。 5．(2021·山东烟台招远第一中学高一期末)在真空中有两个静止的点电荷，当它们之间的距离为r时，静电力大小为F。现将它们之间的距离增大为3r，其他条件不变，则此时静电力大小为(　　) A．3F B．9F C． D． D　解析：根据库仑定律可得F＝，F′＝，解得F′＝，故选D。 6．(2022·黑龙江鹤岗一中高一期末)如图所示是一对不等量异种点电荷的电场线分布图，图中两点电荷连线长度为2r，左侧点电荷电荷量为＋2q，右侧点电荷电荷量为－q，P、Q两点关于两电荷连线对称。由图可知(　　) A．P、Q两点的电场强度相同 B．M点的电场强度小于N点的电场强度 C．同一试探电荷放在N点所受电场力大于放在M点所受的电场力 D．两点电荷连线的中点处的电场强度为3k D　解析：由图可知，P点场强方向与Q点场强方向不同，所以P、Q两点的电场强度不相同，故A错误；电场线的疏密表示电场强度的大小，M点的电场强度大于N点的电场强度，故B错误；因为M点的电场强度大于N点的电场强度，根据F＝qE可知试探电荷在M点所受电场力大于在N点所受的电场力，故C错误；依据点电荷的电场强度公式E＝k及叠加原则，两点电荷连线的中点处的电场强度为E合＝2k＋k＝3k，故D正确。 7．(2022·四川成都高二期末)在x轴上有两个点电荷，一个带正电Q1，一个带负电Q2，Q1＝2Q2。用E1和E2分别表示两个点电荷所产生的场强大小。关于在x轴上的电场强度，下列说法中正确的是(　　) A．E1＝E2的点共有两处，一处合场强为零，另一处合场强为2E2 B．E1＝E2的点只有一处，该处合场强为零 C．E1＝E2的点共有三处，其中两处合场强为零，另一处合场强为2E2 D．E1＝E2的点共有三处，其中一处合场强为零，另两处合场强为2E2 A　解析：根据点电荷的电场强度公式可知，Q1的电场强度E1＝＝，Q2的电场强度E2＝，要使E1＝E2，则有r1＝r2，满足此距离有两处，一处是两点电荷的连线之间，一处在负电荷的外侧，由于两者是异种电荷，所以连线间的这处的电场强度是2E2，而在负电荷外侧的一处，两者电场强度等大反向，所以合场强为零，故选A。 8．(2022·江苏南京高一期末)如图所示，均匀带正电的半圆环ABC在其圆心O处产生的场强大小为E，方向与直径AC垂直，则AB部分(∠AOB＝90°)所带电荷在O点产生的场强大小为(　　) A.E B．E C．E D．E B　解析：半圆环ABC在其圆心O处产生的场强E，可看作是AB部分和BC部分在O处产生的场强E1和E2的矢量和，由于半圆环ABC均匀带电，所以场强E1和E2的大小相等，且与BO的夹角相等，由于圆弧AB和BC是轴对称图形，所以场强E1和E2的方向沿着圆弧AB和BC的对称轴，即E1和E2的夹角为90°，则有E1＝E2，E＝，解得E1＝E2＝E，故选B。 9．如图所示，A、B为相互接触并用绝缘支柱支持的金属导体，起初都不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法正确的是(　　) A．把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开 B．把C移近导体A，再把A、B分开，然后移去C，A、B上的金属箔片仍张开 C．把C移近导体A，先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开 D．把C移近导体A，先把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合 AB　解析：虽然A、B起初都不带电，但带正电的小球C对A、B内的电荷有力的作用，使A、B中的自由电子向左移动，使得A端积累了负电荷，B端积累了正电荷，其下部的金属箔片因为接触带电，也分别带上了与A、B相同的电荷，所以金属箔片都张开，A正确；带正电的小球C只要一直在A、B附近，A、B上的电荷就因为受C的作用力而使A、B带等量的异种感应电荷，把A、B分开，因为A、B已经绝缘，此时即使再移走C，A、B所带电荷量也不变，金属箔片仍张开，B正确；但如果先移走C，A、B上的感应电荷会马上中和，不再带电，所以金属箔片都不会张开，C错误；先把A、B分开，再移走C，A、B仍然带电，但重新让A、B接触后，A、B上的感应电荷完全中和，金属箔片都不会张开，D错误。 10．如图所示，带箭头的线表示某一电场中的电场线。一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示。若不考虑其他力，则下列判断中正确的是(　　) A．若粒子是从A运动到B，则粒子带正电；若粒子是从B运动到A，则粒子带负电 B．不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电 C.若粒子是从B运动到A，则其加速度减小 D．若粒子是从B运动到A，则其速度减小 BC　解析：根据做曲线运动的物体所受合力指向曲线内侧可知，粒子所受静电力与电场线的方向相反，所以不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电，故A错误，B正确；电场线密的地方电场强度大，所以粒子在B点受到的静电力大，在B点时的加速度较大，若粒子是从B运动到A，则其加速度减小，故C正确；从B到A过程中静电力与速度方向成锐角，粒子速度增大，故D错误。 11．如图所示，在一电场强度沿纸面方向的匀强电场中，用一绝缘细线系一带电小球，小球的质量为m，电荷量为q。为了保证当细线与竖直方向的夹角为60°时，小球处于平衡状态，则匀强电场的场强大小可能为(　　) A． B． C． D． ACD　解析：取小球为研究对象，它受到重力mg、细线的拉力F和静电力Eq的作用，因为小球处于平衡状态，则它受到的合外力等于零，由平衡条件知，F和Eq的合力与mg是一对平衡力，根据力的平行四边形定则可知，当静电力Eq的方向与细线拉力方向垂直时，静电力最小，如图所示，则Eminq＝mg sin 60°，可得最小场强Emin＝，A、C、D正确。 12．如图所示，光滑绝缘的水平桌面上，固定着一个电荷量为＋Q的小球P。电荷量分别为－q和＋2q的小球M和N，由绝缘细杆相连，静止在桌面上，P与M相距L，P、M和N视为点电荷，且三者在同一直线上，下列说法正确的是(　　) A．其他条件不变，将P释放，P也能静止 B．M与N的距离为L C．P在M、N处产生的电场强度满足EM＝EN D．其他条件不变，小球P的电荷量增加为＋2Q，M、N及细杆组成的系统所受合外力仍为零 AD　解析：P固定时，M、N及杆静止且P、M、N三者共线，则M、N及杆受到的合外力为零，由牛顿第三定律知P受M、N的库仑力的合力也为零，A正确；设M、N间距为x，由平衡方程得＝，解得x＝(－1)L，B错误；由EM＝，EN＝可得EM＝2EN，C错误；其他条件不变，仅将P的电荷量增加为＋2Q，仍有＝，M、N及细杆组成的系统所受合力为零，D正确。 二、非选择题 13．在如图所示的电场中，A点的电场强度E＝1.0×104 N/C，将电荷量q＝＋1.0×10-8 C的点电荷放在电场中的A点。 (1)求该点电荷在A点所受电场力F的大小。 (2)在图中画出该点电荷在A点所受电场力F的方向。 (3)若在A点放入一个q＝－2.0×10-8 C的点电荷，受力大小和方向如何呢？ (4)拿走A点的点电荷，A点场强又是多少？ 答案：(1)1×10-4 N　(2)见解析图 (3)2×10-4 N，方向向左 (4)1×104 N/C，方向向右 解析：(1)点电荷在A点所受电场力 F＝qE＝1×10-8×1×104 N＝1×10-4 N。 (2)根据正电荷受力方向和电场方向一致可得，点电荷在A点所受电场力的方向与电场强度方向相同，如图所示。 (3)点电荷在A点所受电场力 F＝qE＝2×10-8×1×104 N＝2×10-4 N， 该点电荷所带电荷为负，故与正电荷所受电场力方向相反，方向向左。 (4)电场强度与放在该点的点电荷无关，故将点电荷拿走后A点电场强度仍为1×104 N/C，方向向右。 14．(2022·福建三明高二期末)如图所示，真空中三点A、B、C，AB＝BC＝AC＝r，点电荷＋Q置于A点，已知静电力常量为k。 (1)求B点的电场强度E1的大小。 (2)若C点再放入点电荷＋Q，求B点的电场强度E2的大小和方向。 答案：(1)E1＝k　(2)　方向垂直AC向上 解析：(1)点电荷＋Q置于A点，则B点的电场强度E1的大小E1＝k。 (2)若C点再放入点电荷＋Q，根据电场叠加原理可知，B点的电场强度大小E2＝2E1cos 30°＝，方向垂直AC向上。 15．(2022·广西南宁高二期中)如图所示，水平面上有一个固定光滑斜面，倾角为45°。现要使一个质量为m、电荷量为q的带正电小球静止在斜面上。可以施加不同的电场，已知重力加速度为g。 (1)若场强方向竖直向上，求场强大小E1。 (2)若场强方向水平向左，求场强大小E2。 答案：(1)E1＝　(2)E2＝ 解析：(1)重力和电场力二力平衡有 mg＝qE1， 解得E1＝。 (2)重力、弹力和电场力三力平衡有 mg tan 45°＝qE2， 解得E2＝。 16．(2021·江苏苏州第三中学高一期中)如图甲所示，在一个点电荷Q形成的电场中，Ox坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为5.0 m和8.0 m，放在A，B两点的试探电荷受到的电场力的大小及方向跟试探电荷所带电荷量及电性关系如图乙中的直线a、b所示。 (1)求A、B两点的电场强度的大小和方向。 (2)求判断点电荷Q的电性。 (3)点电荷Q的位置坐标。 答案：(1)A点的电场强度的大小为40 N/C，方向沿x轴正方向　B点的电场强度的大小为2.5 N/C，方向沿x轴正方向 (2)带正电　(3)位置坐标4 m 解析：(1)由图可得A点电场强度的大小为 EA＝＝ N/C＝40 N/C， 因为A点的试探电荷带正电，而受力指向x轴的正方向，故A点场强的方向沿x轴的正方向， 由题图可得B点电场强度的大小为 EB＝＝ N/C＝2.5 N/C， 因为B点的试探电荷带负电，而受力指向x轴的负方向，故B点场强的方向沿x轴的正方向。 (2)因为A点的正电荷受力指向x轴的正方向，而B点的负电荷受力指向x轴的负方向，因此点电荷Q带正电。 (3)设点电荷Q的坐标为x，则有 EA＝k，EB＝k， 联立解得x＝4 m。 17．如图所示，在场强为E的匀强电场中，取O点为圆心，r为半径作一圆周，在O点固定一电荷量为＋Q的点电荷，a、b、c、d为相互垂直且过圆心的两条直线和圆周的交点。当把一试探电荷＋q放在d点恰好平衡时，静电力常量为k，问： (1)匀强电场场强E的大小和方向如何？ (2)试探电荷＋q放在点c时，受力Fc的大小和方向如何？ (3)试探电荷＋q放在点b时，受力Fb的大小和方向如何？ 答案：(1)k，方向沿db方向 (2)k，方向与ac方向成45°角斜向下 (3)2k，方向沿db方向 解析：(1)对试探电荷进行受力分析如图所示，由题意可知 F1＝k，F2＝qE， 由于F1＝F2， 所以qE＝k，E＝k， 正电荷所受电场力方向与场强方向相同，故匀强电场方向沿db方向。 (2)如图所示，试探电荷放在c点时有 Ec＝＝E＝k， 所以Fc＝qEc＝k，方向与ac方向成45°角斜向下。 (3)试探电荷放在b点时有 Eb＝E2＋E＝2E＝2k， 所以Fb＝qEb＝2k，方向沿db方向。 18．如图所示，绝缘细杆AB倾角为α，在杆上B点处固定有一电荷量为Q的正电荷。现将带正电的小球由距B点竖直高度为H的A点处无初速度释放，小球下滑过程中电荷量不变。已知小球的质量为m、电荷量为q。不计小球与细杆间的摩擦，整个装置处在真空中。静电力常量为k，重力加速度为g。求： (1)正电荷Q在A处产生的场强大小。 (2)小球刚释放时的加速度大小。 (3)若A、B间的距离足够大，小球动能最大时球与B点间的距离。 答案：(1)EA＝ksin 2α　(2)a＝g sin α－ (3)R＝ 解析：(1)根据E＝k， 又r＝， 所以EA＝ksin 2α。 (2)根据牛顿第二定律有 mg sin α－F＝ma， 根据库仑定律有F＝k， 解得a＝g sin α－。 (3)当小球受到的合力为零，即小球加速度为零时，动能最大， 设此时小球与B点间的距离为R，则 mg sin α＝， 解得R＝。 学科网（北京）股份有限公司 $$