高中物理单元测试——第九章静电场及其应用（适中版01）

**基本信息** 高中物理第九章静电场及其应用单元复习卷，覆盖电荷性质、库仑定律、电场强度等核心知识点，通过基础巩固与综合应用梯度设计，落实物理观念与科学思维培养。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|8/32|元电荷、库仑定律、电场线|结合三沙静电防护情境（科学态度与责任）| |多选题|4/24|静电现象、电场叠加、带电球壳电场|考查电场强度矢量性分析（科学思维）| |解答题|3/44|库仑力平衡、电场强度计算、带电小球运动|综合力学与电场知识（模型建构）|

高中物理单元测试 —— 第九章 静电场及其应用（适中版01）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）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 2．（本题4分）捕蝇草的叶片在受到触碰时，细胞膜外的钙离子内流，导致电位发生变化，叶片会迅速闭合。已知元电荷电荷量为1.6×10-19C，若某次触碰时，流入细胞的钙离子数目为个，则这些钙离子携带的总电荷量为（　　） A． B． C． D． 3．（本题4分）两个点电荷相距为r，相互作用力为F，则（　　） A．电荷量不变，距离加倍时，作用力变为 B．距离不变，电荷量都变加倍，作用力变为 C．距离加倍，电荷量都变加倍，作用力变为 D．两点电荷受到的库仑力一样大 4．（本题4分）在静电场中的O点放一个带正电、电荷量为q的试探电荷，受到的电场力方向竖直向上、大小为2F。若在O点放另一个带负电、电荷量为2q的试探电荷。则O点的电场强度（　　） A．大小为，方向竖直向下 B．大小为，方向竖直向下 C．大小为，方向竖直向上 D．大小为，方向竖直向上 5．（本题4分）如图所示，实线是未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中仅受静电力作用，根据此图不能做出推断的是（　　） A．带电粒子所带电荷的电性 B．带电粒子在a、b两点的受力方向 C．带电粒子在a、b两点何处加速度较大 D．带电粒子在a、b两点何处速度较小 6．（本题4分）海南三沙某海洋气象观测站地处南海岛屿，常遭遇强雷暴天气和海洋高湿静电环境，站内配备了多种静电防护装置。下列说法正确的是（　　） A．观测站屋顶的避雷针利用静电屏蔽原理，将雷电的电荷引入地下避免建筑受损 B．站内气象监测仪器外罩的金属网罩，利用静电屏蔽保护仪器 C．工作人员穿戴的防静电手环通过尖端放电减少静电在人体的累积 D．高压设备表面尽量光滑，是为了增强尖端放电效果 7．（本题4分）如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c（均视为点电荷），三球沿一条直线摆放且均处于静止状态，则下列说法正确的是（　　） A．a对b的静电力一定是斥力 B．b对c的静电力可能是斥力 C．a的电荷量不可能比b的电荷量小 D．若给c施加一个向右的恒力，则三个球能向右运动且相互间的距离保持不变 8．（本题4分）如图所示，光滑水平面上有A、B两个带正电点电荷，质量均为m，电荷量分别为Q和4Q，在真空中相距l。已知静电力常量为k。现引进第三个点电荷C，正好使三个点电荷均处于平衡状态，则点电荷C（　　） A．带正电 B．应放在A的左侧与处 C．应放在B的右侧处 D．电荷量大小为 二、多选题 9．（本题6分）如图所示，当人用手接触范德格拉夫起电机的金属球时会出现头发竖起来的现象，下面关于这个过程的描述正确的是（　　） A．范德格拉夫起电机起电过程满足电荷守恒 B．出现头发竖起来的现象能够说明同种电荷相互排斥 C．若金属球带正电，手接触范德格拉夫起电机的金属球时，人头发带上负电荷 D．手接触范德格拉夫起电机的金属球时，要想出现头发竖起来的现象，人需要站在绝缘材料上 10．（本题6分）如图，电荷量分别为q和-q（）的点电荷固定在正方体的两个顶点上，a、b是正方体的另外两个顶点。则（    ） A．a点和b点的电场强度大小相等 B．a点和b点的电场强度大小不相等 C．a点和b点的电场强度方向相同 D．a点和b点的电场强度方向不相同 11．（本题6分）已知静止的均匀带电球壳在其内部空腔中产生的电场强度处处为零，在其外部空间产生的电场强度与位于球心处等电荷量的点电荷产生的电场强度相同。如图所示，现将一内部均匀分布电荷的实心球体固定于真空中，其所带电荷量为，半径为R，静电力常量为k。下列说法正确的是（　　） A．若某点到球心距离为r且，该点处的电场强度为 B．若某点到球心距离为r且，该点处的电场强度为 C．若某点到球心距离为r且，该点处的电场强度为 D．若某点到球心距离为r且，该点处的电场强度为 12．（本题6分）如图所示，空间存在一方向水平向右的匀强电场，电场强度大小为E，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则PQ中点处的电场强度大小为（　　） A．P带正电，Q带负电 B．P带负电，Q带正电 C．PQ中点处的电场强度大小为6E D．PQ中点处的电场强度大小为7E 三、解答题 13．（本题12分）如图所示，在一条直线上有两个相距0.4 m的点电荷A、B，A带电＋Q，B带电－9Q。现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，求： （1）电荷C的电荷量； （2）所放的位置在A的左侧还是右侧？距离多少？ 14．（本题14分）如图所示，电荷量为的点电荷与均匀带电薄板相距，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心，图中，A点的电场强度为零。求： （1）电荷量为的点电荷产生的电场在A点的电场强度大小； （2）B点的电场强度大小。 15．（本题18分）如图所示，用长为L的绝缘细线将质量为m的带电小球A悬挂在O点，在悬点O的正下方固定一个带电小球B，A、B在同一水平线上，小球A静止时细线与竖直方向的夹角θ=37°，两个小球带电量相同，均可视为点电荷，静电力常量为k，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）细线上拉力大小； （2）小球A的电荷量： （3）若小球A的带电量减半，使小球A绕B在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角仍为θ=37°，小球A做圆周运动的角速度大小。 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 2 / 2 $ 高中物理单元测试 —— 第九章 静电场及其应用（适中版01）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）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 【详解】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。 2．（本题4分）捕蝇草的叶片在受到触碰时，细胞膜外的钙离子内流，导致电位发生变化，叶片会迅速闭合。已知元电荷电荷量为1.6×10-19C，若某次触碰时，流入细胞的钙离子数目为个，则这些钙离子携带的总电荷量为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由题知，每个钙离子带2个元电荷，电荷量为 总电荷量为钙离子数目与单个电荷量的乘积，则有 故选C。 3．（本题4分）两个点电荷相距为r，相互作用力为F，则（　　） A．电荷量不变，距离加倍时，作用力变为 B．距离不变，电荷量都变加倍，作用力变为 C．距离加倍，电荷量都变加倍，作用力变为 D．两点电荷受到的库仑力一样大 【答案】D 【详解】A．电荷量不变，距离加倍，根据库仑定律 故A错误； BC．距离不变，电荷量都变加倍，则作用力为 故B错误； C．距离加倍，电荷量都变加倍，则作用力为 故C错误； D．两个电荷的相互作用力为作用力与反作用力，大小相等，方向相反，故D正确； 故选D。 4．（本题4分）在静电场中的O点放一个带正电、电荷量为q的试探电荷，受到的电场力方向竖直向上、大小为2F。若在O点放另一个带负电、电荷量为2q的试探电荷。则O点的电场强度（　　） A．大小为，方向竖直向下 B．大小为，方向竖直向下 C．大小为，方向竖直向上 D．大小为，方向竖直向上 【答案】D 【详解】由题可知，点电场强度大小，方向竖直向上 因为电场强度是电场本身的属性，与试探电荷无关。当放置另一个带负电、电荷量为的试探电荷，不会改变点的电场强度，因此，点电场强度大小仍为，方向竖直向上。 故选D。 5．（本题4分）如图所示，实线是未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中仅受静电力作用，根据此图不能做出推断的是（　　） A．带电粒子所带电荷的电性 B．带电粒子在a、b两点的受力方向 C．带电粒子在a、b两点何处加速度较大 D．带电粒子在a、b两点何处速度较小 【答案】A 【详解】AB．由题图可知，带电粒子的运动轨迹向左弯曲，说明带电粒子在a、b两点受到的电场力方向沿电场线向左，由于电场线方向不明，带电粒子所带电荷的正负不能确定，A错误、B正确； C．由电场线的疏密表示电场强度的大小，可知a点的电场强度较大，带电粒子在a点受到的电场力较大，由牛顿第二定律可知，带电粒子在a点的加速度较大，故C正确； D．带电粒子的运动轨迹向左弯曲，说明带电粒子在a、b两点受到的电场力方向沿电场线向左，可知从a到b电场力对粒子做负功，粒子的动能减小，可知带电粒子在a点的速度较大，故D正确。 本题选不能做出推断的，故选A。 6．（本题4分）海南三沙某海洋气象观测站地处南海岛屿，常遭遇强雷暴天气和海洋高湿静电环境，站内配备了多种静电防护装置。下列说法正确的是（　　） A．观测站屋顶的避雷针利用静电屏蔽原理，将雷电的电荷引入地下避免建筑受损 B．站内气象监测仪器外罩的金属网罩，利用静电屏蔽保护仪器 C．工作人员穿戴的防静电手环通过尖端放电减少静电在人体的累积 D．高压设备表面尽量光滑，是为了增强尖端放电效果 【答案】B 【详解】A．避雷针利用尖端放电原理（非静电屏蔽），通过尖锐尖端吸引雷电并将电荷导入地下，从而保护建筑。静电屏蔽是指导体外壳屏蔽外部电场，此处不适用，故A错误。 B．金属网罩作为导体外壳，形成静电屏蔽环境，可阻挡外部静电场进入，保护内部仪器免受干扰，故B正确。 C．防静电手环通过接地导线将人体静电导入大地，减少电荷累积，而非尖端放电（尖端放电需尖锐物体），故C错误。 D．高压设备表面光滑可减少电场集中，避免尖端放电（因尖端易引发放电），而非增强放电效果，故D错误。 故选B。 7．（本题4分）如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c（均视为点电荷），三球沿一条直线摆放且均处于静止状态，则下列说法正确的是（　　） A．a对b的静电力一定是斥力 B．b对c的静电力可能是斥力 C．a的电荷量不可能比b的电荷量小 D．若给c施加一个向右的恒力，则三个球能向右运动且相互间的距离保持不变 【答案】C 【详解】AB．若三球沿一条直线摆放且均处于静止状态则a、c一定是同种电荷，a、b是异种电荷，即“两同夹异”，所以a对b的静电力一定是引力，b对c的静电力一定是引力，故AB错误； C．若三球沿一条直线摆放且均处于静止状态，则b对c的静电力大小等于a对c的静电力大小，因为a、c间距离大于b、c间距离，根据静电力公式 可知a的电荷量比b的电荷量大，故C正确； D．假设给c施加一个向右的恒力后，三个球能向右运动且互相之间的距离保持不变，以三个小球组成的系统为研究对象可得，三个球的加速度方向向右，以小球a为研究对象可得，小球的加速度为0，所以假设错误，故D错误。 故选C。 8．（本题4分）如图所示，光滑水平面上有A、B两个带正电点电荷，质量均为m，电荷量分别为Q和4Q，在真空中相距l。已知静电力常量为k。现引进第三个点电荷C，正好使三个点电荷均处于平衡状态，则点电荷C（　　） A．带正电 B．应放在A的左侧与处 C．应放在B的右侧处 D．电荷量大小为 【答案】D 【详解】由“两大夹小，两同夹异”可知第三个小球应带负电，且位于、两小球之间某位置，假设第三个小球带电荷量大小为，距小球的距离为，则对第三个小球有 解得   对A小球有 解得 故选D。 二、多选题 9．（本题6分）如图所示，当人用手接触范德格拉夫起电机的金属球时会出现头发竖起来的现象，下面关于这个过程的描述正确的是（　　） A．范德格拉夫起电机起电过程满足电荷守恒 B．出现头发竖起来的现象能够说明同种电荷相互排斥 C．若金属球带正电，手接触范德格拉夫起电机的金属球时，人头发带上负电荷 D．手接触范德格拉夫起电机的金属球时，要想出现头发竖起来的现象，人需要站在绝缘材料上 【答案】ABD 【详解】A．起电机的起电过程实质上是电子的转移过程，是电子从一个物体转移到另一个物体，或使电子从物体的一部分转移到另一部分，该过程中电荷量守恒，故A正确； BD．当人站在绝缘材料上触摸金属球时，电荷会传导到人的身体上并且不会很快流失，人的头发会带上同种电荷，由于同种电荷相互排斥，所以人的头发会竖起来，故BD正确； C．若金属球带正电，当人手接触金属球时，人的身体（包括头发）会带上正电荷，故C错误。 故选ABD。 10．（本题6分）如图，电荷量分别为q和-q（）的点电荷固定在正方体的两个顶点上，a、b是正方体的另外两个顶点。则（    ） A．a点和b点的电场强度大小相等 B．a点和b点的电场强度大小不相等 C．a点和b点的电场强度方向相同 D．a点和b点的电场强度方向不相同 【答案】AC 【详解】AB．等量异种电荷电场强度分析，a点和b点在两电荷之间，根据几何关系及场强大小可以确定两点的电场强度大小相等，故A正确，B错误； CD．等量异种电荷电场强度分析，a点和b点在两电荷之间，根据几何关系及场强方向可以确定两点的电场强度方向相同，故C正确，D错误。 故选AC。 11．（本题6分）已知静止的均匀带电球壳在其内部空腔中产生的电场强度处处为零，在其外部空间产生的电场强度与位于球心处等电荷量的点电荷产生的电场强度相同。如图所示，现将一内部均匀分布电荷的实心球体固定于真空中，其所带电荷量为，半径为R，静电力常量为k。下列说法正确的是（　　） A．若某点到球心距离为r且，该点处的电场强度为 B．若某点到球心距离为r且，该点处的电场强度为 C．若某点到球心距离为r且，该点处的电场强度为 D．若某点到球心距离为r且，该点处的电场强度为 【答案】BD 【详解】AB．若某点到球心距离为r且，球心距离为r的球体电荷量为 设该点处有试探电荷，该点处的电场强度为，故A错误，B正确； CD．若某点到球心距离为r且，设该点处有试探电荷，根据题意，该点处的电场强度为，故C错误，D正确； 故选BD。 12．（本题6分）如图所示，空间存在一方向水平向右的匀强电场，电场强度大小为E，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则PQ中点处的电场强度大小为（　　） A．P带正电，Q带负电 B．P带负电，Q带正电 C．PQ中点处的电场强度大小为6E D．PQ中点处的电场强度大小为7E 【答案】BD 【详解】A B．假设小球P带正电，P受到匀强电场的电场力水平向右，小球P处于静止，则Q对P库仑力水平向左，为斥力，即此时Q带正电，对Q分析，匀强电场对Q的电场力方向水平向右，P对Q的库仑力水平向右，Q不可能在图中位置静止，假设不成立。假设小球P带负电，P受到匀强电场的电场力水平向左，小球P处于静止，则Q对P库仑力水平向右，为引力，即此时Q带正电，对Q分析，匀强电场对Q的电场力方向水平向右，P对Q的库仑力水平向左，Q能够在图中位置静止，假设成立，即P带负电，Q带正电，A错误，B正确； CD．令两球之间间距为L，则对P球分析有 对Q球分析有 根据电场叠加，PQ中点处的电场强度大小为 解得 方向水平向左，C错误，D正确。 故选BD。 三、解答题 13．（本题12分）如图所示，在一条直线上有两个相距0.4 m的点电荷A、B，A带电＋Q，B带电－9Q。现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，求： （1）电荷C的电荷量； （2）所放的位置在A的左侧还是右侧？距离多少？ 【答案】（1） ；（2）左侧，0.2m 【详解】（1）（2）根据平衡条件和库仑力判断，C应带负电放在靠近带电量小的一侧，所以放在A的左边且和AB在一条直线上，设C带电荷量为q，与A点相距为x，则以A为研究对象，由受力平衡得 以C为研究对象，则 联立解得， 14．（本题14分）如图所示，电荷量为的点电荷与均匀带电薄板相距，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心，图中，A点的电场强度为零。求： （1）电荷量为的点电荷产生的电场在A点的电场强度大小； （2）B点的电场强度大小。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）电荷量为的点电荷产生的电场在A点的电场强度大小 （2）电荷量为的点电荷产生的电场在B点的电场强度大小 方向水平向左，A点的电场强度为零，则带电薄板在A点的电场强度与电荷量为的点电荷产生的电场在A点的电场强度等大反向，则 方向水平向右，A、B点关于带电薄板对称，则带电薄板在B点的电场强度大小 方向水平向左，则B点的电场强度大小 15．（本题18分）如图所示，用长为L的绝缘细线将质量为m的带电小球A悬挂在O点，在悬点O的正下方固定一个带电小球B，A、B在同一水平线上，小球A静止时细线与竖直方向的夹角θ=37°，两个小球带电量相同，均可视为点电荷，静电力常量为k，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）细线上拉力大小； （2）小球A的电荷量： （3）若小球A的带电量减半，使小球A绕B在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角仍为θ=37°，小球A做圆周运动的角速度大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）根据力的平衡，细线的拉力 （2）根据力的平衡 根据库仑定律 根据几何关系 解得 （3）小球A做圆周运动时，细线拉力大小仍为 根据牛顿第二定律 解得 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 2 / 2 $