暑假作业05 静电场及其应用 分层练习-2026-2027学年高二物理上学期人教版必修第三册

**基本信息** 分层设计覆盖静电场核心概念与应用，从基础概念到综合能力，逻辑递进培养物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础夯实|单选8题|聚焦元电荷、库仑定律等概念辨析与规律理解|从电荷本质到电场描述，构建静电场认知基础| |能力提高|多选4题/填空3题/实验2题/解答4题|侧重静电分选、场强叠加等综合应用与实验探究|从现象应用到定量计算，形成概念-规律-应用完整链|

暑假作业05 静电场及其应用 分层练习 分层一：基础夯实 一、单选题 1．关于元电荷的理解，下列说法正确的是（    ） A．元电荷就是电子 B．元电荷就是中子 C．元电荷就是质子 D．物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍 2．我国是世界文明古国之一，在古代书籍中有许多关于物理现象的记载．西晋张华的《博物志》中写道，“今人梳头、脱着衣时，有随梳、解结有光者，也有咤声”．此处所描述的现象属于（     ） A．摩擦生热现象 B．磁化现象 C．退磁现象 D．静电现象 3．某同学发现万有引力和库仑力的表达形式高度相似，于是他做了以下思考，其中正确的是（　　） A．这两种力都是吸引力 B．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许精确地测出了引力常量 C．库仑发现了库仑定律，并精确地测出了元电荷的数值 D．根据公式和可知，当两带电物体的距离趋近于零时，库仑力和万有引力都将趋向无穷大 4．对于库仑定律，下列说法中正确的是（　　） A．凡计算两个电荷间的作用力，都可以使用公式 B．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相等，它们之间相互作用的库仑力大小一定相等 C．由可知，两个带电小球距离非常近时，库仑力变得无穷大 D．若两个点电荷的电荷量各减为原来的一半，彼此间的距离减半，则它们之间的库仑力大小减为原来的二分之一 5．关于电荷、电场和电场线，下列说法正确的是（　　） A．足够小的电荷就是点电荷 B．电荷在电场中某点所受电场力很大，则该点电场一定很大 C．由知，电场中某点的电场强度E与检验电荷在电场中该点所受的电场力成正比 D．电场线上某点的切线方向与电荷在该点受力方向可以相同 6．下列表示匀强电场的是（　　） A． B． C． D． 7．下列四幅图所涉及的物理现象或原理，表述错误的是（　　）    A．甲图中，该同学头发蓬松散开的原因是同种电荷的排斥作用 B．乙图为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在线状负电极B上 C．丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理 D．图丁为静电喷漆的示意图，静电喷漆时利用异种电荷相互吸引，使油漆与金属表面在静电引力作用下喷涂更均匀 8．下列四幅图描述的场景依次为雷电击中避雷针（图甲）、高压输电线上方还有两条与大地相连的导线（图乙）、燃气灶中的针尖状点火器（图丙）、工人穿戴着含金属丝制成的工作服进行超高压带电作业（图丁），关于这四幅图所涉及的物理知识，下列说法正确的是（    ） A．图甲中避雷针的工作原理主要是静电屏蔽 B．图乙中与大地相连的两条导线的作用和图丁中工作服内的金属丝的作用是相同的 C．图丙中的点火器是利用摩擦起电的原理进行点火的 D．图丙中的点火器的工作原理和图丁中工作服内掺入的金属丝的工作原理是相同的 分层二：能力提高 二、多选题 9．如图所示是滚筒式静电分选器，由料斗A，导板B，导体滚筒C，刮板D，料槽E、F和放电针G等部件组成。C和G分别接于直流高压电源的正、负极，并令C接地。电源电压很高，足以使放电针G附近的空气发生电离而产生大量离子，现有导电性能不同的两种物质粉粒a、b的混合物从料斗A下落，下落时经过电离空气都会带上负电荷，沿导板B到达转动着的滚筒C，粉粒a具有良好的导电性，粉粒b具有良好的绝缘性。则下列说法正确的是（　　） A．粉粒a与导体滚筒C接触后会先中和再带上正电 B．粉粒b会落入F料槽中 C．粉粒a会落入F料槽中 D．刮板D的作用是把吸附在导体滚筒C上的粉粒刮下来 10．三个等质量的带电小球A、B、C依次沿一直线固定在光滑绝缘的水平面上（如图所示），相邻两球间距为r（与r相比，小球半径可忽略不计）。若移开C球后释放 A，则释放瞬间，A球获得大小为的加速度，若移开A球后释放C，则释放瞬间，C球获得大小为的加速度。若A、C两球都在其固定位置时，释放B球，则释放后，B球的平衡位置可能位于（　　）    A．AC连线上，A的左侧与A距2r处 B．AC连线上，A的右侧与A距处 C．AC连线上，A的右侧与A距3r处 D．以上答案都不对 11．如图所示，在电荷量为q的等量异种点电荷形成的电场中，O是两点电荷连线的中点，E、F是两点电荷连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D也关于O点对称，点电荷至B点和A点的距离均为r，，则（　　） A．B、C两点电场强度大小相同，方向不同 B．A、D两点电场强度大小相同，方向相同 C．E、O、F三点比较，O点电场强度最大，E、F点电场强度相同 D．B、O、C三点比较，O点电场强度最小，大小为，方向从O指向C 12．对于以下几幅图片所涉及的物理现象或原理，下列说法正确的是（　　） A．甲图中，该女生和带电的金属球带有同种性质的电荷 B．图乙中，库仑使用过的扭称装置利用了微小量放大原理 C．丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理 D．丁图中，超高压作业的电力工人要穿绝缘材料做成的工作服 三、填空题 13．如图所示，是两个相互接触但不带电的相同金属球，它们靠近带正电荷的金属球C。在下列所述的各种情况中，试判断两球的带电情况。 （1）将两球分开，再移去C，则A_________，B_________； （2）先移去C，再把两球分开，则A____________，B___________； （3）用手指接触B后，先移开手指再移去C，则A_________，B____________。 14．库仑在实验中为研究F与q的关系，采用的是用两个完全相同的金属小球接触，电荷量平分的方法，发现F与q1和q2的乘积成__________________。 15．如图所示在场强大小为，方向水平向左的匀强电场中，固定一个点电荷，以为圆心作半径为的圆。该圆与匀强电场的电场线交于、两点（位置如图所示），、两点连线的垂直平分线交于、两点。已知点的合电场强度为零，则点电荷在点产生的场强大小为_________；点的合场强大小为_________。 四、实验题 16．在“探究空心金属球上电荷分布特点”实验中，实验器材有：固定在绝缘支架上的空心金属球、玻璃棒、丝绸、金属球A（带绝缘柄）、验电器。 实验操作步骤如下： ①玻璃棒用丝绸摩擦后，接触空心金属球使其带电。 ②通过手握绝缘柄，让未带电的金属球A接触空心金属球的内表面，接着与未带电的验电器金属球B接触，重复此过程多次，观察到验电器的金属箔片持续处于闭合状态。 ③同样通过手握绝缘柄，让金属球A接触空心金属球的外表面，然后与未带电的验电器金属球B接触，重复此过程多次，发现验电器的金属箔片逐渐张开。 (1)步骤②表明空心金属球内部__________； (2)步骤③表明空心金属球外部__________； (3)综上实验环节，说明空心金属球电荷分布在球的__________。 17．某研究小组用如图所示装置探究等量同种电荷间库仑力与距离的关系。器材有：专用支架、相同的导体小球A和B、刻度尺、丝线、米尺、天平、绝缘底座。 (1)下列能使A、B小球带等量同种电荷的方式是 。 A．用与A、B相同的带电小球C，先接触A，再接触B B．A、B小球接触后靠近带电体但不接触；然后分开A、B小球，再移走带电体 C．A、B小球接触后，用带电体接触A、B，移除带电体后，再分开A、B小球 (2)本实验中，丝线与竖直方向夹角θ很小，，重力加速度。本实验中若小球质量为10g，l=1.0m，则库仑力F=________N（结果保留2位有效数字）。 (3)缓慢移动绝缘底座，得到五组F、r数据，根据库仑定律，拟合的图像可能是___________。 A． B． C． 五、解答题 18．有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电荷量QA＝6.4×10－9 C，QB＝－3.2×10－9 C，让两绝缘金属小球接触。在接触后，A、B带电荷量各是多少？此过程中电子发生了怎样的转移，转移了多少电荷量？ 19．如图所示，两个分别用长l = 5cm的绝缘细线悬挂于同一点的相同金属小球（可视为点电荷），带有等量同种电荷。由于静电力为斥力，它们之间的距离为。已测得每个金属小球的质量。试求它们所带的电荷量q。（已知，） 20．如图所示，长为l的金属杆原来不带电，在距其右端d处放一个电荷量为＋2q的点电荷。 （1）金属杆中点处的电场强度为多少？ （2）金属杆上的感应电荷在杆中点处产生的电场强度的大小和方向？ 21．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。 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 《暑假作业05 静电场及其应用 分层练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D B B D D B B ACD AB 题号 11 12 答案 BCD ABC 1．D 【详解】ABC．元电荷是自然界最小的电量，其数值与电子的电荷量数值相等。故ABC错误； D．任何带电体所带电荷都等于元电荷或者是元电荷的整数倍，故D正确。 故选D。 2．D 【详解】人们梳头、穿衣时，梳子与头发，外衣与里面的衣服摩擦，使它们带有异种电荷，电荷放电，看到小火星和听到微弱响声，是摩擦起电，属于静电现象，故D正确，ABC错误． 故选D 3．B 【详解】A．万有引力是吸引力，库仑力可能是吸引力，也有可能是排斥力，故A错误； B．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许利用扭秤实验精确地测出了引力常量，故B正确； C．库仑发现了库仑定律，密立根精确地测出了元电荷的数值，故C错误； D．两带电物体的距离趋近于零时，两物体已经不能够看为点电荷与质点，此时，公式和已经不成立，可知，当两带电物体的距离趋近于零时，不能够认为库仑力和万有引力都将趋向无穷大，故D错误。 故选B。 4．B 【详解】A．公式适用于真空中的点电荷，当两电荷之间的距离较小时，电荷不能够看为点电荷，此时公式不成立，故A错误； B．两个点电荷之间的库仑力是一对相互作用力，则不论它们的电荷量是否相等，它们之间相互作用的库仑力大小一定相等，故B正确； C．公式适用于真空中的点电荷，当两电荷之间的距离较小时，电荷不能够看为点电荷，此时公式不成立，即两个带电小球距离非常近时，不能够认为库仑力变得无穷大，故C错误； D．根据库仑定律有 可知，若两个点电荷的电荷量各减为原来的一半，彼此间的距离减半，则它们之间的库仑力大小不变，故D错误。 故选B。 5．D 【详解】A．点电荷是理想化模型，其判断依据是带电体的形状和大小对所研究问题的影响可忽略，而非实际体积大小。即使电荷体积足够小，若距离足够近仍不能够视为点电荷，故A错误； B．电场力公式为 可知，电场力大小由电荷量和场强共同决定。若很大，即使较小，也可能很大，故B错误； C．电场强度由电场本身决定，与检验电荷无关，公式是比值定义，不随或变化，故C错误； D．电场线切线方向表示场强方向，正电荷受力方向与场强方向相同，负电荷相反，若电荷为正，则受力方向与切线方向相同，故D正确。 故选D。 6．D 【详解】A．该电场线从正点电荷出发呈辐射状，是正点电荷产生的电场，故A错误； B．该电场线指向负点电荷呈汇聚状，是负点电荷产生的电场，故B错误； C．该电场线由正电荷出发终止于负电荷，电场线分布不均匀，是等量异种点电荷产生的电场，故C错误； D．电场线平行且等间距，符合匀强电场的电场线特点，是匀强电场，故D正确。 故选D。 7．B 【详解】A．根据电荷之间相互作用力的规律同种电荷相互排斥，可知甲图中，该同学头发蓬松散开的原因是同种电荷的排斥作用，故A正确，不符合题意； B．在静电除尘装置，带负电的尘埃所受电场力与电场强度方向相反，可知带负电的尘埃被收集在块状正电极A上，故B错误，符合题意； C．燃气灶中的电子点火器前端制成尖锐的形状，该装置应用了尖端放电的原理，故C正确，不符合题意； D．静电喷漆过程是使微小的油漆液滴带电，在电场力作用下，向金属表面运动，可知静电喷漆时利用异种电荷相互吸引，使油漆与金属表面在静电引力作用下喷涂更均匀，故D正确，不符合题意。 故选B。 8．B 【详解】A．避雷针的工作原理主要是利用尖端放电避免雷击，故A错误； BD．高压输电线的上方还有两条导线，这两条导线的作用是它们与大地相连，形成稀疏的金属“网”把高压线屏蔽起来，免遭雷击，与工作服内掺入的金属丝，都是利用了静电屏蔽的原理，故B正确，D错误。 C．点火器是利用高压尖端放电的原理，而工作服内掺入的金属丝，是利用了静电屏蔽的原理，故C错误； 故选B。 9．ACD 【详解】ACD．电极G电离空气产生大量离子，使得粉粒a、b都带负电，粉粒a具有良好的导电性，粉粒a上的负电与滚筒C上的正电相互吸引，与导体滚筒C接触后会先中和再带上正电，与滚筒C上电荷相排斥，最后被刮板D刮入料槽F中，故ACD正确； B．粉粒b具有良好的绝缘性，则不会被滚筒C中和，则粉粒b与滚筒C一直相互吸引直到粉粒b碰到D时落下，落在料槽E中，故B错误。 故选ACD。 10．AB 【详解】移开C球后释放 A，则释放瞬间，A球获得大小为的加速度，则 移开A球后释放C，则释放瞬间，C球获得大小为的加速度，则 由于，所以 若A、C是同种电荷，B球的平衡位置位于A、C之间，设在A的右侧与A距x处，则 解得 若A、C是异种种电荷，B球的平衡位置位于AC连线上，A的左侧；设在A的左侧与A距x处，则 解得 故选AB。 11．BCD 【详解】A．如图是等量异种点电荷形成电场的电场线 由对称性可知，B、C两点电场强度大小和方向都相同，故A错误； B．由对称性可知，A、D两点电场强度大小相等，方向相同，故B正确； CD．根据电场线的疏密程度表示场强的大小，由图甲可知E、O、F三点比较，O的电场强度最大，E、F点电场强度相同；B、O、C三点比较，O的电场强度最小，大小为 方向从O指向C，故CD正确。 故选BCD。 12．ABC 【详解】A．女生接触金属球，与金属球带同种电荷，故A正确； B．库仑使用过的扭称装置利用了微小量放大原理，提高了测量精确度，故B正确； C．燃气灶电子点火器应用了尖端放电原理，故C正确； D．电力工人进行高压带电操作时一定要穿含金属丝的工作服，通过静电屏蔽来防止静电对人体的危害，故D错误。 故选ABC。 13． 带正电荷 带负电荷 不带电 不带电 带负电荷 带负电荷 【详解】（1）[1][2]由于静电感应，左端A球感应出正电荷，右端B球感应出负电荷。将两球分开，再移去C，则A带正电荷、B带负电荷； （2）[3][4]先移去C，则的电荷重新分布，再把两球分开，则均不带电； （3）[5][6]用手指接触B后，大地上的电子跑到上，先移开手指再移去均带负电荷。 14．正比 【详解】根据可知当两金属球间距离r保持不变时，F与q1和q2的乘积成正比。 15． 【详解】[1]匀强电场的场强大小为，方向向左；点合场强为零，说明点电荷在点产生的场强与匀强电场抵消，可知带正电（场强背离）；因此在点的场强大小为，方向向右。、都在以为圆心、半径为的圆上，到的距离也为，根据点电荷场强公式 可知在点产生的场强大小与在点相等，大小为。 [2]点到的距离也为R，因此在点产生的场强大小为；为正电荷，场强背离，因此在点的场强方向竖直向上；匀强电场的场强大小为、方向水平向左，两个场强相互垂直，合场强大小为 16．(1)无电荷分布 (2)有电荷分布 (3)外表面 【详解】（1）两带电金属球接触，电荷会发生转移。金属小球多次与验电器金属球，验电器金属箔片始终闭合，说明金属小球A始终不带电。小球A与空心金属球内表面接触后，不能获得电荷，说明空心金属球内表面没有电荷。 （2）小球A与空心金属球外表面接触后，再与验电器金属球B接触，金属箔片张开，说明小球A与空心金属球接触过程中获得了电荷，即空心金属球外表面有电荷。 （3）实验证明空心金属球内表面无电荷分布，外表面有电荷分布，所以金属球稳定后，电荷分布在外表面。 17．(1)C (2) (3)C 【详解】（1）A．用与A、B相同的带电小球C，先接触A，再接触B，两球将带上不等量的同种电荷，故A错误； B．A、B小球接触后靠近带电体但不接触，然后分开A、B小球，再移走带电体，能使两球带等量异种电荷，故B错误； C．A、B小球接触后，用带电小球接触A、B，移除带电体，再分开A、B小球，能使两球带等量同种电荷，故C正确； 故选C。 （2）由图可知，A、B小球之间的距离为； 对小球受力分析，根据平衡条件可得库仑力大小为 代入数据解得 （3）根据库仑定律可得 可知图像为过原点的直线。 故选C。 18．1.6×10－9 C，电子由B球转移到A球，－4.8×10－9 C 【详解】接触后两小球带电量 在接触过程中，电子由B球转移到A球，不仅将自身净电荷中和，且继续转移，使B球带QB′的正电荷。这样，共转移的电子电荷量为 19． 【详解】带电金属小球在重力、静电力和线的拉力作用下，处于平衡状态，它的受力示意图如图所示 由图可知 由几何关系得 则 代入数据联立解得 20．（1）0；（2），水平向右 【详解】（1）水平导体棒当达到静电平衡后，棒上感应电荷在金属杆中点处产生的场强大小与一带电量为+2q的点电荷在该处产生的电场强度大小相等，则该处的电场强度为零。 （2）金属杆上的感应电荷在杆中点处产生的场强与一带电量为+2q的点电荷在该处产生的电场强度大小相等，方向相反，即方向水平向右 大小为 21．（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 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 $