第二章 静电场的应用 单元基础夯实综合检测训练（A卷）-2025-2026学年高二上学期物理粤教版必修第三册

第二章 静电场的应用 单元基础夯实综合检测训练（A卷） 一、单选题 1．如图所示，一电容的平行板电容器的两端与电压为20V的恒压电源相连。则电容器两极板所带的电荷量为（　　） A． B． C． D． 2．电子被加速器加速后轰击重金属靶时，会产生射线，可用于放射治疗。图甲展示了一台医用电子直线加速器，其原理如图乙所示：从阴极射线管的阴极K发射出来的电子（速度可忽略），经电势差的绝对值为U的电场加速后获得速度v，加速电场两极板间的距离为d，不计电子所受重力。下列操作可使v增大的是（　　） A．仅增大U B．仅减小U C．仅增大d D．仅减小d 3．下列应用中属于静电防范的是（　　） A．静电复印 B．工业静电除尘 C．工厂采用的静电喷涂技术 D．飞机轮胎用导电橡胶制作 4．如图该电学元件为（    ）    A．电容器 B．定值电阻 C．发光二极管 D．滑动变阻器 5．如图所示，A、B、C为电场中同一电场线上的三点.设电荷在电场中只受电场力作用，则下列说法中正确的是（ ） A．若在C点无初速地释放正电荷，则正电荷向B运动，电势能减少 B．若在C点无初速地释放正电荷，则正电荷向A运动，电势能增加 C．若在C点无初速地释放负电荷，则负电荷向A运动，电势能增加 D．若在C点无初速地释放负电荷，则负电荷向B运动, 电势能减少 6．电梯轿厢、电梯门都为金属材质，对手机信号的衰减极大，这是封闭的金属轿厢静电屏蔽作用导致的。下列情景中不是利用静电屏蔽的选项是（　　） A．高楼大厦的顶端装有避雷针 B．优质话筒线外面有一层金属网将导线包围，以防止干扰信号侵入 C．超高压带电作业的工人穿戴的工作服是用包含金属丝的织物制成 D．高压输电线线塔上有三根较粗的输电线，其上方还有两条较细的电线，它们与大地相连形成一个稀疏的金属“网” 7．某同学对电学中相关概念和公式的理解如下，下列说法正确的是（　　） A．把负电荷从初位置移到末位置静电力做正功，初位置的电势比末位置电势低 B．由，电容器极板上的电荷量每增加1C，两极板间的电势差就增加1V C．在中，U、d分别是匀强电场中任意两点间的电势差和距离 D．由，电荷在电场中电势能越大，电荷所在位置电势越高 8．一正点电荷从静止开始，仅在电场力作用下由a点向b点运动，且加速度逐渐增大。该电荷所在的电场分布可能为（　　） A． B． C． D． 9．下列哪个措施是为了防止静电产生的危害（　　） A．利用油漆微粒带电进行静电喷漆 B．利用尘埃带电进行静电除尘 C．利用静电吸附进行静电复印 D．利用避雷针尖端放电避免雷击 10．研究平行板电容器电容的决定因素的实验装置如图所示。下列说法正确的是（　　）    A．实验中，只将电容器b板向左平移，静电计指针的张角变小 B．实验中，只将电容器b板向下平移，静电计指针的张角变大 C．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大 D．实验中，只增加极板所带的电荷量，静电计指针的张角变大，表明电容器的电容变小 二、多选题 11．如图所示，A、B为平行板电容器的金属板，G为静电计．开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度．下列操作可使指针张开角度增大一些的是（ ） A．保持开关S闭合，将R上的滑片向右移动 B．保持开关S闭合，将A、B两极板分开一些 C．断开开关S后，将A、B两极板的正对面积减小一些 D．断开开关S后，将A、B两极板分开一些 12．如图所示，质量为m、电荷量为＋q的带电小球（可视为点电荷）通过一长度为l的绝缘轻绳悬挂于水平天花板上的O点，初始时静止于B点。某瞬间在天花板下方加上范围足够大且方向水平向右的匀强电场，小球将由静止开始运动，运动过程中轻绳始终绷紧，小球运动到最高点A时轻绳与竖直方向的夹角为θ（θ＜90°）。重力加速度大小为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）      A．小球运动到A点时所受合力为0 B．匀强电场的电场强度大小 C．小球受到的电场力大小 D．小球在运动过程中到达A点时的机械能最大 13．导体处于静电平衡时，下列说法正确的是（　　） A．导体内部没有电场 B．导体内部没有多余电荷，电荷只分布在导体外表面 C．导体内部没有电荷运动 D．导体内部场强为零 14．如图所示为一平行板电容器，则下列说法正确的是（　　） A．把A板左移一小段，则电容器电容变大 B．把A板上移一小段，则电容器电容变大 C．把B板左移一小段，则电容器电容变大 D．在AB两板之间插入陶瓷，则电容器电容变大 15．如图所示，平行板电容器与电动势为E′的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略。一带负电油滴被固定于电容器中的P点。现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则（　　） A．平行板电容器的电容将变大 B．静电计指针张角变小 C．带电油滴的电势能将减少 D．若先将上极板与电源正极的导线断开，再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变 16．自然界到处都有静电，关于静电的防止与利用，下列说法正确的是（  ） A．打雷时，在汽车里比在木屋里更危险 B．高压带电作业时穿绝缘衣比穿金属衣更安全 C．三条高压输电线上方的两条接地导线起到静电屏蔽作用 D．在地毯中夹杂一些不锈钢丝纤维，防止静电 三、填空题 17．如图为研究电容器充、放电现象的实验电路图，开始电容器不带电。实验开始时，首先将开关S合向1，这时观察到灵敏电流计G有短暂的示数，这说明电路中有电流流过，这个过程叫作_______________（选填“充电”或“放电”），经过这一过程，电容器的两极板就会带上等量的异号电荷，其上极板带___________电荷（选填“正”或“负”），电路稳定后灵敏电流计G的示数为零。当把开关S由1合向2时，有______________________（选填“自左向右”或“自右向左”）流过灵敏电流计G的短暂电流，这个过程叫放电。    18．如图甲，直线MN表示某电场中一条电场线，a、b是线上的两点。将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放，粒子从a运动到b过程中的v-t图线如图乙所示。设a、b两点的电势分别为φa、φb，场强大小分别为Ea、Eb，不计重力，则有φa_____φb，Ea_______Eb。 19．如图所示为静电除尘装置的原理图，该装置由集尘极和悬在两集尘极间的放电极组成，在集尘极和放电极间加有高压电源，其间的空气被电离成为电子和正离子，电离出的电子在静电力的作用下运动。废气在经过机械过滤装置后进入静电除尘区域，废气中的粉尘吸附电子后带上负电，粉尘在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，实现除尘的目的。图中虚线为电场线，不考虑粉尘重力的影响。    （1）为了实现净化废气的目的，静电除尘装置中的放电极，应接高压电源的___________（选填“正极”或“负极”）。 （2）由电场的分布特点可知，图中A点电势___________B点电势（选填“高于”、“低于”或“等于”），带相同电荷量的粉尘在A点位置的电势能___________在B点位置的电势能（选填“高于”、“低于”或“等于”），带电粉尘运动轨迹___________与某条弯曲的电场线重合（选填“可能”、“不可能”）。 20．如图所示，一电容器上标有“450V 15μF”，450V是指该电容器的___________（“额定”或“击穿”）电压，该电容器最多能够储存___________C的电荷量。    四、解答题 21．如图所示，匀强电场方向与水平线夹角θ=30°，方向斜向右上方，电场强度为E，质量为m的小球带负电，以初速度开始运动，初速度方向与电场方向一致． （1）若小球的带电荷量为，为使小球能做匀速直线运动，应对小球施加的恒力的大小和方向各如何？ （2）若小球的带电荷量为，为使小球能做直线运动，应对小球施加的恒力的最小值和方向各如何？ 22．如图所示，在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为和，它们相距。如果在两点电荷连线的中点O处有一个半径为r（）的空心金属球，且球心位于O点。求： （1）球心O处的电场强度； （2）球壳上的感应电荷在球心O处产生的电场强度。 23．如图所示，一平行板电容器接在U＝12 V的直流电源上，电容C＝3.0×10−10 F，两极板间距离d＝1.20×10−3 m，取g＝10 m/s2。求： （1）该电容器所带电荷量； （2）若板间有一带电微粒，其质量为m＝2.0×10−3 kg，恰在板间处于静止状态，则微粒带电荷量多少？带何种电荷？ 24．如图，竖直绝缘轨道 ABC由粗糙水平的AB段和光滑半圆的 BC 段组成，两部分相切于B点，整个轨道处在竖直向下的匀强电场中。水平轨道 AB间距离 L=1m，水平轨道上一带电的绝缘小球以某一速度 v0从A点水平向右运动，过 B点进入半圆轨道 BC段。已知小球与绝缘轨道的动摩擦因数μ=0.2，半圆轨道半径 R=0.2m，电场强度E=5.0×103V/m，小球质量 ，电荷量 ，g取10m/s2， 水平轨道足够长，小球可视为质点，整个运动过程无电荷转移。 （1）若小球恰好通过轨道的最高点 C 后落到水平轨道上，求落点到B点的距离； （2）为了使小球能在半圆轨道上运动时不脱离轨道，小球在A点的初速度 v0应满足什么条件。    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 《第二章 静电场的应用 单元基础夯实综合检测训练（A卷）》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A D A A A A B D B 题号 11 12 13 14 15 16 答案 CD BD BD CD CD CD 1．C 【详解】根据电容的定义式，可得 故选C。 2．A 【详解】电子在电场中加速，由动能定理可得 解得 易知可使v增大的操作是仅增大U。 故选A。 3．D 【详解】A.静电复印是静电的应用,A错误; B.工业静电除尘是静电的应用,B错误; C.工厂采用的静电喷涂技术静电的应用,C错误; D.飞机轮胎与地面摩擦后会带上静电,为了及时将其导走,飞机轮胎用导电橡胶制作,属于静电防范,D正确; 故选D。 4．A 【详解】通过图片可知，该电学元件为参数为“5.5V、1.0F”的电容器。 故选A。 5．A 【详解】A、B：正电荷受力方向为该点的场强方向，在C点无初速地释放正电荷，则正电荷向B运动，电场力做正功，电势能减少．故A正确，B错误； C、D：负荷受力方向与该点的场强方向相反，若在C点无初速地释放负电荷，则负电荷向A运动，电场力做正功，电势能减少．故CD错误． 6．A 【详解】A．高楼大厦的顶端装有避雷针，是静电的防止，不是利用静电屏蔽，故A满足题意要求； B．优质话筒线外面有一层金属网将导线包围，以防止干扰信号侵入，是静电屏蔽的利用，故B不满足题意要求； C．超高压带电作业的工人穿戴的工作服是用包含金属丝的织物制成，工作服就像一个金属网罩，可以起到静电屏蔽的作用，保护工人的安全，故C不满足题意要求； D．高压输电线线塔上有三根较粗的输电线，其上方还有两条较细的电线，它们与大地相连形成一个稀疏的金属“网”，利用的是静电屏蔽的原理，故D不满足题意要求。 故选A。 7．A 【详解】A．根据可知，把负电荷从初位置移到末位置静电力做正功，则初、末位置的电势差小于零，所以初位置的电势比末位置电势低，故A正确； B．由，可得 得 显然，只有当电容器的电容为1F时，极板上的电荷量每增加1C，两极板间的电势差就增加1V，故B错误； C．在中，U两点间的电势差，而是此两点沿着电场线方向上的距离，故C错误； D．由知，正电荷在电场中电势能越大，电荷所在位置电势越高，而负电荷在电场中电势能越大，电荷所在位置电势越低，故D错误。 故选A。 8．B 【详解】由题意可知，正点电荷所受的电场力由，则电场线方向由，且运动过程中加速度增大，即电场强度增大，所以电场线越来越密。 故选B。 9．D 【详解】利用油漆微粒带电进行静电喷漆，利用尘埃带电进行静电除尘，利用静电吸附进行静电复印，这些都是利用静电；利用避雷针尖端放电避免雷击是防止静电产生的危害。 故选D。 10．B 【详解】A．只将电容器b板向左平移，板间距d增大，由可知，电容C减小，由于Q不变，由，可知板可间电压增大，静电计的张角变大，故A错误； B．只将电容器b板向下平移，正对面积S减小，由知，电容C减小，则板间电压增大，静电计的张角变大，故B正确： C．插入有机玻璃板，电介质的相对介电常数增加，则电容C增大，板间电压减小，静电计的张角变小，故C错误； D．由平行板电容器电容的定义式可知，电容器的电容与两极板的电荷量无关，故D错误。 故选B。 11．CD 【详解】AB．保持开关闭合，电容器两端的电势差等于电源的电动势，故电容器两端的电势差不变，则指针张角不变，故AB错误； C．断开开关S后，电容器带电量Q不变，将A、B两极板的正对面积S减小，根据 电容C减小，根据 知，电势差U增大，指针张角增大，故C正确； D．断开开关S后，电容器带电量不变，将AB分开一些，则d增大，根据 电容减小，根据 知，电势差增大，指针张角增大，故D正确； 故选CD。 【点睛】本题考查电容器的动态分析，关键抓住断开电键，电容器所带的电量不变，电键闭合，电容器两端的电势差不变． 12．BD 【详解】A．小球运动到最高点A时速度为0，但加速度不为0，所受合力不为0，选项A错误； BC．小球从B点运动到A点，由动能定理有      可得 选项B正确，C错误； D．小球从B点运动到A点的过程中，电场力对小球做正功，小球的机械能增加，因此小球在A点时的机械能最大，选项D正确。 故选BD。 13．BD 【详解】AD．导体处于外部电场中，出现静电感应现象，导致电荷重新分布，因此在金属导体内部出现感应电荷的电场，正好与外部电场叠加，导致内部电场强度处处为零，导体表面电场强度不为零，A错误，D正确； BC．导体内部没有电荷的定向移动，但是电荷的无规则的运动是不停止的，B正确，C错误。 故选BD。 14．CD 【详解】根据电容的决定式 A．把A板左移一小段，板间距离变大，可知电容器电容变小，A错误； B．把A板上移一小段，两极板正对面积减小，可知电容器电容变小，B错误； C．把B板左移一小段，板间距离变小，可知电容器电容变大，C正确； D．在AB两板之间插入陶瓷，可知相对介电常数变大，可知电容器电容变大，D正确。 故选CD。 15．CD 【详解】A．根据 知，d增大，则电容减小，故A错误； B．静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则电势差不变，所以静电计指针张角不变，故B错误； C．电势差U不变，d增大，据 知电场强度减小，P点与上极板的电势差减小，则P点的电势增大，因为该电荷为负电荷，则电势能减小，故C正确； D．电容器与电源断开，则电荷量不变，d改变，根据 知电场强度不变，则油滴所受电场力不变，故D正确； 故选CD。 16．CD 【详解】A．一辆金属车身的汽车也是最好的“避雷所”，一旦汽车被雷击中，它的金属构架会将闪电电流导入地下，故A错误； B．高压带电作业时，全身穿戴金属丝网制的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽作用，使人安全作业，故B错误； C．野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在三条输电线的上方还有两条导线，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，免遭雷击，故C正确； D．在地毯中夹杂一些不锈钢丝纤维，可以及时将产生的静电导走，利于防止静电危害，故D正确。 故选CD。 17． 充电 正 自右向左 【详解】[1]将开关S合向1，电源与电容器连通，电路中有电流流过，说明电源在给电容器储存电荷，这过程叫作充电； [2]经过这一过程，电容器的两极板就会带上等量的异号电荷，其上极板与电源正极相连，则上极板带正电荷； [3]当把开关S由1合向2时，从电势高的正极板能形成电流到电势低的负极板，则有自右向左流过灵敏电流计G的短暂电流，这个过程叫放电。 18． < > 【详解】[1][2]由题意可知，粒子只受电场力时，其动能和电势能之和保持不变，而由v-t图像可知粒子从a运动到b的过程中速度逐渐增大，加速度逐渐减小，因此粒子受到的电场力方向向右，大小逐渐减小，所以电场强度向左，大小逐渐减小，又沿电场线的方向电势逐渐降低，故a点电势低于b点电势，a点场强大于b点场强。 19． 负极 低于 高于 不可能 【详解】（1）[1] 要使带负电的粉尘在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，放电极应接高压电源的负极。 （2）[2]由放电极接负极及电场分布对称可知，越靠近集尘板电势越高，故图中A点电势低于B点电势； [3]由电势能表达式可知，带相同电荷量的粉尘在A点位置的电势能高于在B点位置的电势能； [4]只在电场力作用下，电荷运动轨迹与电场线重合的要满足电场线为直线，且初速度的方向与电场线的方向共线，故带电粉尘运动轨迹不可能与某条弯曲的电场线重合。 20． 额定 【详解】[1]450V是指该电容器的额定电压； [2]根据 可知该电容器最多能够储存的电荷量为 21．（1），与水平方向夹角60°向右上方    （2）与水平线成60°角斜向左上方 【详解】（1）欲使小球做匀速直线运动，必须使其合外力为0，如图所示 设对小球施加的力和水平方向夹角为，则 解得 方向与水平成斜向右上方； （2）为使小球做直线运动，则小球的合力必须与运动方向在同一直线上，故要求力和的合力和电场力在一条直线上，当电场力与此直线垂直时，施加的恒力最小，如图所示： 则 方向斜向左上与水平夹角为． 22．（1）0；（2），沿AB连线向右 【详解】（1）空心金属球处于静电平衡状态，所以其球心O点的场强为0； （2）两个点电荷A和B在O点处产生的合场强大小为 方向向左，根据静电平衡导体的特点可知，球壳上的感应电荷在O点处的场强大小与两个点电荷A和B在O点处产生的合场强大小相等，方向相反，则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小为 方向向右。 23．（1）3.6×10−9 C；（2）2.0×10−6 C， 微粒带负电荷 【详解】（1）由电容器电容的定义公式C＝，可得该电容器所带电荷量 Q＝CU＝3.0×10−10×12 C＝3.6×10−9 C （2）若带电微粒恰在极板间静止，由平衡条件则有 qE＝mg 由E＝解得 电容器板间电场方向向下，微粒受电场力方向向上，因此微粒带负电荷。 24．（1）；（2）或 【详解】（1）小球恰好过点，则有 离开点后小球做类平抛运动，则有 ， 由牛顿第二定律可得 联立解得 （2）在段小球恰好到点的初速度，根据动能定理可得 解得 若恰好到达与半圆圆心等高处，在点的初速度为，根据动能定理可得 解得 若使小球恰好过最高点点，在点的初速度为，根据动能定理可得 解得 综上分析可知，小球在A点的初速度应满足 或 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 $