寒假作业01 静电场及其应用 巩固分层练习-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

寒假作业01 静电场及其应用 巩固分层练习 分层一：夯实基础练 一、单选题 1．下列元电荷的值正确的是（　　） A．e=-1.60×10-19C B．e=1.60×1019C C．e=-1.60×10-19C D．e=1.60×10-19C 2．两个相同的金属小球，带电荷量分别为和，相距为（远大于小球半径）时，它们之间的库仑力大小为。现让两小球接触后再放回原处，则它们之间的库仑力大小将变为（    ） A． B． C． D． 3．某区域的电场线分布如图所示，a、b是电场中的两点，则下列关于a、b两点电场强度的判断正确的是（　　） A．，方向相同 B．，方向不同 C．，方向相同 D．，方向不同 4．下列做法中，属于利用静电现象的是（    ） A．在印染厂中保持适当的湿度 B．用复印机复印文件资料 C．油罐车后有一条拖在地上的铁链条 D．在地毯中夹杂长的不锈钢丝导电纤维 5．已知一个电子所带电量e=1.6×10-19C，现高二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．3.2×10-19C B．3.0×10-19C C．3.2×10-18C D．3.2×10-17C 6．有两个点电荷，带电荷量分别为Q和q，相距为d，相互作用力为F，为了使它们之间的作用力加倍，下列做法可行的是（　　） A．仅使Q加倍 B．仅使q减小为原来的一半 C．使Q和q都加倍 D．仅使d减为原来的一半 7．如图所示，a、b、c、d四个点在一条直线上，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处固定一电荷量为Q的正点电荷，在d点处固定另一个电荷量未知的点电荷，除此之外无其他电荷，已知b点处的场强为零，则c点处场强的大小为（k为静电力常量）（　　） A．0 B． C． D． 8．下列做法中，属于预防静电危害的是（　　） A．静电喷漆 B．在烟道的中央装有静电除尘器 C．电视机上装有一条户外天线 D．运输汽油等易燃易爆物品的车辆拖一条铁链在地上 分层二：能力提升练 二、多选题 9．关于起电，以下说法正确的是（　　） A．不论是摩擦起电还是感应起电，都是因为电子的转移 B．摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为电荷的创生 C．接触起电是因为电荷的转移，摩擦起电是因为创生了电荷 D．自然界中的电荷是守恒的 10．竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，小球A、B带同种电荷。现用水平向左推力F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，与原来平衡状态相比较（　　） A．地面对小球B的支持力大小不变 B．两小球之间的距离不变 C．竖直墙面对小球A的弹力变小 D．作用在B的水平推力一定增大 11．如图所示，竖直面内固定的均匀带电圆环半径为R，带电量为+Q，在圆环的最高点用绝缘丝线悬挂一质量为m、带电量为q的小球（大小不计），小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态，小球到圆环中心O距离为R，已知静电力常量为k，重力加速度为g，则小球所处位置的电场强度为(     ) A． B． C． D． 12．从生活走向物理，从物理走向社会，物理和生活息息相关，联系生活实际是学好物理的基础。下列有关电学知识的相关说法中，正确的是（　　） A．图甲中工作人员在超高压带电作业时，穿用金属丝编制的工作服应用了静电屏蔽的原理 B．图乙为家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理而制成的 C．图丙为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在带负电的金属板上 D．图丁为静电喷漆的示意图，静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带不同的电荷 三、填空题 13．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”） 14．电荷量为的带电小球A固定在绝缘天花板上，质量为m的带电小球B在空中水平面内绕O点做半径为R的匀速圆周运动，如图所示。已知小球A、B间的距离为2R，重力加速度为g，静电力常量为k，则小球B转动的角速度大小为 ，小球B所带的电荷量为 。 15．如图所示，M、N、P是竖直平面内一直角三角形的三个顶点，M、N在同一水平线上，。N、P间的距离为。M、N点分别固定有电荷量为、的正点电荷。静电力常量为，则P点的电场强度大小为 ，方向为 。 四、解答题 16．如图所示，在桌上间隔一定距离放两本书，将一块洁净的玻璃板放置于两书之上，使玻璃板离开桌面2～3cm。用宽0.5cm的纸条剪出各种姿态的人形小纸片，放在玻璃板下面，然后用一块硬泡沫塑料在玻璃上摩擦，可见小纸人翩翩起舞。 (1)小纸人为什么会翩翩起舞? (2)如果实验前把“舞区”烤一烤，实验效果会更好。这是为什么? 17．如图所示，将两个摆长均为 的单摆悬于O点，摆球质量均为m，带电荷量均为q（）。将另一个带电荷量也为q（）的小球从O点正下方较远处缓慢移向O点，当三个带电小球分别处在等边三角形abc的三个顶点上时，两摆线的夹角恰好为，则此时摆线上的拉力大小等于多少？（结果用k，q，l表示） 18．如图所示，三个点电荷a、b、c位于等边三角形的三个顶点上，a和c带正电，b带负电C，C，每一个点电荷都可以看作处于另外两个点电荷的电场中，受到另外两个点电荷的作用力。已知三角形的边长是4cm，求： （1）点电荷b受到a的库仑力是多大？ （2）点电荷b处位置的电场强度？ 19．如图所示，长为的金属杆原来不带电，在距其右端处放一个电荷量为的点电荷。 (1)金属杆中点处的电场强度为多大？ (2)金属杆上的感应电荷在杆中点处产生的电场强度为多大？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《寒假作业01 静电场及其应用 巩固分层练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D D B B A B D AD AC 题号 11 12 答案 AD ABD 1．D 【详解】元电荷的值为1.60×10-19C。 故选D。 2．D 【详解】两相同金属小球接触后电荷均分。初始电荷为和，总电荷为，均分后每个球电荷为。 接触前库仑力为 接触后库仑力为 比较可得 故选D。 3．D 【详解】a处电场线比b处密，因此a处电场强度比b处大，电场强度的方向为该点的切线方向，根据电场线可知，ab场强方向不同，故ABC错误，D正确； 故选D。 4．B 【详解】A．在印染厂中保持适当的湿度，目的是及时导走所产生的静电，防止在生产过程中产生的静电对布的印染产生影响，属于静电危害的防治，故A不符合题意； B．复印机复印文件资料，是利用静电产生的异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上，属于静电的应用，故B符合题意； C．油罐车在运动的过程中，罐中的油会晃动，会因摩擦产生静电，铁链可以及时把产生的静电导走，属于静电危害的防治，故C不符合题意； D．在地毯中夹杂导电纤维，同样是为了导走摩擦产生的静电，故D不符合题意。 故选B。 5．B 【详解】元电荷电量为．物体所带电荷量为元电荷电量的整数倍，故B的数值不可能，故B符合题意，ACD不符合题意． 6．A 【详解】A．根据库仑定律：当Q加倍时，则作用力变化2F，故A正确； B．当q减为原来的一半，由公式可知，作用力变化，故B错误； C．当Q和q都加倍，根据公式可知，作用力变为4F，故C错误； D．如果Q、q恒定，当距离变为时，作用力将变为4F，故D错误。 故选A。 7．B 【详解】b点处的场强为零，可知两点电荷在b点场强方向相反，大小相等，有 可得 两电荷电性相同。 两电荷在c处的场强方向相反，大小分别为 故c点处的场强为 故选B。 8．D 【详解】AB．用静电吸附粉尘、用静电喷涂油漆、复印机对碳粉的静电吸附等是静电的应用，故AB是静电现象的利用，AB不符合题意； C．电视机装一条户外天线是为了更好地接受或发射信号，与静电的防止无关，故C不符合题意； D．汽车行驶时，油罐中的汽油随车的振动摩擦起电，如果不及时的将这些静电倒走，一旦出现放电现象，就会发生爆炸事故。拖一条铁链使油罐表面与大地相连，使油罐罐体中的电荷不断地中和，不致造成放电产生火花引起油罐爆炸，这是预防静电的危害，故D符合题意。 9．AD 【详解】A．不论是摩擦起电还是感应起电，都是因为电子的转移。故A正确； B．摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电也是因为电荷的转移，并非创生。故B错误； C．接触起电和摩擦起电都是因为电荷的转移，并非创生了电荷。故C错误； D．自然界中的电荷是守恒的。故D正确。 故选AD。 10．AC 【详解】ACD．以A球为研究对象，分析受力，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 N1= mAgtanθ 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N1减小，冉以AB整体为研究对象，分析受力，如上图所示，由平衡条件得 F=N1，N2=(mA+mB)g 则F减小，地面对小球B的支持力一定不变，故AC正确；D错误； B．由以上分析得到库仑力 易知减小时，库仑力减小，根据库仑定律 分析得知，两球之间的距离增大。故B错误。 故选AC。 11．AD 【详解】AB．对小球受力分析可知 解得 则选项A正确，B错误； CD．由于圆环不能看作点电荷，我们取圆环上一部分△x，总电量为Q，则该部分电量为Q；该部分电荷在小球处产生的电场强度为 方向沿该点与小球的连线指向小球；同理取以圆心对称的相同的一段，其电场强度与E1相同；如图所示 则两个场强的合场强为 方向应沿圆心与小球的连线向外； 因圆环上各点均在小球处产生电场，则和场强为 方向水平向右；选项D正确，C错误； 故选AD。 12．ABD 【详解】A．图甲中工作人员在超高压带电作业时，穿用金属丝编制的工作服应用了静电屏蔽的原理，故A正确； B．图乙为家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理而制成的，故B正确； C．图丙为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在带正电的金属板上，故C错误； D．图丁为静电喷漆的示意图，静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带不同的电荷，从而产生引力，故D正确。 故选ABD。 13． 带负电 带正电 张开 【详解】[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。 14． 【详解】[1]由几何关系可知，小球A、B连线与竖直方向的夹角，对小球B受力分析，可知小球B转动的向心力 又向心力 联立解得小球B转动的角速度 [2]小球A对小球B的库仑力在竖直方向的分力等于小球B的重力，有 解得 15． 竖直向上 【详解】[1][2]由几何关系可知M、P间的距离为，固定于M点的正点电荷在P点形成的电场强度大小为 固定于N点的正点电荷在P点形成的电场强度大小为 电场强度的方向如下图所示 可知、互相垂直，对进行平移，可知P点的电场强度大小为 由几何关系可知合电场与夹角，故合电场方向竖直向上。 16．（1）见解析；（2）见解析 【详解】（1）小纸人会在玻璃板下被吸住，又被弹下去而跳跃起舞，这是因为泡沫与玻璃摩擦，使玻璃带电吸引纸人，小纸人被吸到玻璃上后也带上了与玻璃相同的电荷，同种电荷相互排斥，故小纸人翩翩起舞。 （2）用火烤会使玻璃板更加干燥，更容易发生静电现象，实验现象更明显。 17． 【详解】由几何关系 则两个摆球间的库仑力 由题意 ac两点间的小球间的库仑力为 则对a点小球受力分析 水平方向 解得 18．（1）7.2N；（2）1.56×107N/C，方向为ab、cb连线夹角的平分线方向且指向三角形外侧 【详解】（1）根据库仑定律，b受到a的库仑力 （2）对电荷b受力分析，b受到a和c的引力作用，根据库仑力公式得 可知 两个力的夹角为 合力 方向为连线夹角的角平分线方向且指向三角形内侧。 根据电场强度的定义 负电荷受力方向与电场相反，所以电场方向为连线夹角的角平分线方向且指向三角形外侧，如图所示。 19．(1)0；(2) 【详解】（1）金属杆处于静电平衡状态，其内部电场强度处处为零。因此，金属杆中点处的电场强度为0。 （2）点电荷在金属杆中点处产生的电场强度 方向水平向左。由于杆中点处的电场强度为零，所以感应电荷在杆中点处产生的电场强度与点电荷在该处产生的电场强度大小相等，方向相反，所以感应电荷在杆中点处产生的电场强度大小 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $