高中物理单元测试——第九章静电场及其应用（适中版02）

**基本信息** 高中物理第九章静电场及其应用单元测试（适中版02），通过单选、多选、解答题梯度设计，覆盖静电场核心知识，强化物理观念与科学思维，适配单元复习需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|8题/32分|带电现象、元电荷、库仑力计算等|如第2题辨析元电荷本质，夯实物理观念| |多选题|4题/24分|电场线分布、感应起电等|如第10题分析等量异种电荷电场线，培养科学推理| |解答题|3题/44分|库仑定律、力的平衡综合应用|如第15题结合转动系统与弹簧、库仑力平衡，体现模型建构与科学论证|

高中物理单元测试 —— 第九章 静电场及其应用（适中版02）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）对物体带电现象的叙述，正确的是（　　） A．物体带电一定是因为具有多余的电子 B．摩擦起电实质上是电子从一个物体转移到另一个物体的过程 C．物体所带电荷量是连续的 D．电中和是等量异种电荷完全消失的现象 【答案】B 【详解】A．物体带电有可能是物体具有多余的电子，此时物体带负电，也有可能是物体失去电子，此时物体带正电，A错误； B．物体带电的本质是物体得到或者失去电子的过程，摩擦起电实质上是电子从一个物体转移到另一个物体的过程，B正确； C．物体所带电荷量是元电荷的整数倍，因此，物体所带电荷量是分立的、不连续的，C错误； D．电中和是指等量异种电荷由于电性相反、电量相等，其整体呈现电中性的现象，而电荷没有消失，D错误。 故选B。 2．（本题4分）迄今为止，实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量，人们把这个最小的电荷量叫作元电荷。下列关于元电荷的说法正确的是（　　） A．电子又称元电荷 B．电荷量很小的电荷就是元电荷 C．元电荷的数值最早是由法国科学家库仑测得的 D．带电体的电荷量一定是元电荷的整数倍 【答案】D 【详解】A．元电荷是最小的电荷量，而电子是携带元电荷的粒子，两者概念不同，故A错误； B．元电荷是电荷量的单位，电荷量很小的电荷是实际物体，单位与实际物体不同，故B错误； C．元电荷的数值最早由密立根通过油滴实验测得，库仑研究的是电荷间作用力，故C错误； D．因为电子所带的电量等于元电荷，所谓的带电就是电子的得失，失去电子就带正电，得到电子就带负电，得失电子的数目只能是整数，所以带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，故D正确。 故选D。 3．（本题4分）两个完全相同的金属小球相距为2r，所带电荷量分别为和，库仑力大小为F。现将两小球接触后再放回原距离处，它们之间的库仑力大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】初始时库仑力大小为 两完全相同的小球接触后，电荷先中和再均分，每个小球带电量为 放回原距离后，库仑力大小为 因此 故选B。 4．（本题4分）电场强度是描述电场性质的物理量。关于电场强度，下列叙述正确的是（　　） A．匀强电场中电场强度处处相同 B．电场强度的方向与试探电荷所受静电力的方向相同 C．电场中某点不放试探电荷，该点电场强度的大小为0 D．电场强度与试探电荷所受静电力的大小成正比，与电荷量成反比 【答案】A 【详解】A．匀强电场中电场强度处处相同，故A正确； B．电场强度的方向与带正电的试探电荷所受静电力的方向相同，与带负电的试探电荷所受静电力的方向相反，故B错误； C．电场强度只由电场自身决定，电场中某点不放试探电荷，该点电场强度的大小不一定为0，故C错误； D．电场强度只由电场自身决定，电场强度与试探电荷所受静电力、电荷量均无关，故D错误。 故选A。 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）如图，A点固定一个带正电的点电荷，将一个不带电的金属球壳移到A点附近并固定，O为球壳球心，在过A、O两点的直线上有B、C两点，两点均在球壳内且到O点的距离相等，开始时开关K断开，下列说法正确的是（　　） A．在感应电荷的电场中，B、C两点的场强大小相等 B．在感应电荷的电场中，B点的场强比C点的场强大 C．将开关K闭合，感应电荷在B点产生的场强变大 D．将开关K闭合，感应电荷在C点产生的场强变小 【答案】B 【详解】AB．处于静电平衡时，导体内部场强处处为零，点电荷在B点产生的场强比在C点产生的场强大，因此感应电荷在B点产生的场强比在C点产生的场强大，故A错误，B正确； CD．将开关闭合，点电荷在B、C两点产生的场强不变，感应电荷在B、C两点产生的场强不变，故CD错误。 故选B。 7．（本题4分）两个带负电的小球，放在光滑绝缘的水平面上并相距一定的距离。若同时释放两球，以下说法中正确的是（　　） A．电量大的小球对电量小的小球作用力大于电量小的小球对电量大的小球的作用力 B．它们的之间的库仑力越来越大 C．两个小球的加速度逐渐增大 D．两个小球的加速度之比保持不变 【答案】D 【详解】A．根据牛顿第三定律可知，相互作用力大小相等、反向相反、作用在不同物体上，因此电量大的小球对电量小的小球作用力等于电量小的小球对电量大的小球的作用力，故A错误； B．两小球均带负电，根据极性相同相互排斥，结合库仑定律 可知，两小球相距越来越远，因此相互间的库仑力越来越小，故B错误； CD．相互间的库仑力为所受合外力，设两小球的质量分别为、，加速度分别为、，根据牛顿第二定律 可知，随着距离的增加，库仑力逐渐减小，因此小球的加速度逐渐减小，根据上式可得 可知，两个小球的加速度之比保持不变，故C错误，D正确。 故选D。 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，用塑料梳快速梳头发丝多次，观察到头发散开了，产生这种现象的主要原因是（　　） A．塑料梳与头发丝之间相互摩擦起电 B．头发丝所受重力小，自然松散 C．头发丝受到空气浮力作用而散开 D．由于摩擦起电，头发丝带同种电荷而相互排斥 【答案】AD 【详解】塑料梳与头发丝摩擦起电，头发丝上带的是同种电荷，同种电荷相互排斥，所以头发丝会向四周散开，故 AD正确。 故选AD。 10．（本题6分）用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱。如图分别是等量异种点电荷形成电场的电场线和场中的一些点：是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对对称的两点，B、C和A、D也相对对称。则（　　） A．、两点场强大小和方向都相同 B．、两点场强大小相等，方向相反 C．、、三点比较，点场强最强 D．、、三点比较，点场强最强 【答案】AC 【详解】A．根据对称性看出，B、C两处电场线疏密程度相同，则B、C两点场强大小相同。这两点场强的方向均由，方向相同，故A正确； B．根据对称性看出，A、D两处电场线疏密程度相同，则A、D两点场强大小相同。由图看出，A、D两点场强方向相同，故B错误； C．由图看出，E、F两点中，电场线疏密程度相同，两点场强方向相同，而E、O、F三点比较，点场强最强，故C正确； D．由图看出，B、O、C三点比较，点场强最小，故D错误。 故选AC。 11．（本题6分）AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O．将电荷量分别为+q、-q的两点电荷放在圆周上，其位置关于CD对称且距离等于圆的半径，如图所示．要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Q，则该点电荷 A．可放在A点，Q= -q B．可放在B点，Q=+q C．可放在C点，Q=+2q D．可放在D点，Q=-2q 【答案】AB 【详解】设圆的半径为，两个点电荷在O点产生的场强大小都是，两个场强的方向夹角为1200，据平行四边形定则，合场强大小为，方向由O指向B；要使圆心处场强为零，最后一个电荷在O点产生场强大小为，方向由O指向A；若该电荷在A点，为Q= -q；若该电荷在B点，为Q= +q．故AB两项正确，CD两项错误． 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．如图所示，质量为m、电荷量为q的带电小球用长为L的绝缘细线悬于O点，小球处在水平向右的匀强电场中，小球静止时，细线与竖直方向的夹角为30°，重力加速度为g，不计小球的大小，静电力常量为k。 (1)求匀强电场的电场强度大小； (2)若在O点右侧离O点水平距离为0.75L处的P点（未画出）固定一个带正电的点电荷，小球稳定时恰好静止在O点正下方，求P点处固定的点电荷电荷量大小。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）带电小球处于静止状态，受力平衡，如图 由平衡条件可知 解得 （2）设小球所在处的位置与点电荷的连线与竖直方向的夹角为，根据几何关系有 可得 根据电场叠加可知，小球所在处的合场强竖直向下，设合场强大小为E'，根据电场的叠加可知 点电荷在小球处产生的场强 根据几何关系可知，小球到点电荷的距离 设点电荷的电荷量为Q，则 联立，解得 15．（本题18分）如图所示，由两轻杆连接成的“V”形光滑支架可以绕竖直轴线OO'匀速转动，两轻杆与水平面间夹角均为60°，A、B两点等高。A点固定一带电小球，绝缘轻质弹簧一端固定于轻杆OD顶端，另一端与套在杆上质量为m的带电小球相连。初始时，小球静止于OB中点C且对杆无压力，此时弹簧的形变量为2L。现驱动该装置绕OO'转动，使小球缓慢移动至B点。已知，重力加速度为g，不计空气阻力，求 (1)弹簧的劲度系数； (2)小球在B点的库仑力大小； (3)小球在B点时的角速度（结果保留根式）。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）小球在C点处于平衡状态，弹簧的拉力 可得弹簧的劲度系数为 （2）小球在C点处于平衡状态，所受的库仑力 小球在B点所受的库仑力 解得 （3）小球在B点时，弹簧的弹力 设轻杆的支持力为FN 竖直方向上： 解得 水平方向上： 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 $ 高中物理单元测试 —— 第九章 静电场及其应用（适中版02）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）对物体带电现象的叙述，正确的是（　　） A．物体带电一定是因为具有多余的电子 B．摩擦起电实质上是电子从一个物体转移到另一个物体的过程 C．物体所带电荷量是连续的 D．电中和是等量异种电荷完全消失的现象 2．（本题4分）迄今为止，实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量，人们把这个最小的电荷量叫作元电荷。下列关于元电荷的说法正确的是（　　） A．电子又称元电荷 B．电荷量很小的电荷就是元电荷 C．元电荷的数值最早是由法国科学家库仑测得的 D．带电体的电荷量一定是元电荷的整数倍 3．（本题4分）两个完全相同的金属小球相距为2r，所带电荷量分别为和，库仑力大小为F。现将两小球接触后再放回原距离处，它们之间的库仑力大小为（　　） A． B． C． D． 4．（本题4分）电场强度是描述电场性质的物理量。关于电场强度，下列叙述正确的是（　　） A．匀强电场中电场强度处处相同 B．电场强度的方向与试探电荷所受静电力的方向相同 C．电场中某点不放试探电荷，该点电场强度的大小为0 D．电场强度与试探电荷所受静电力的大小成正比，与电荷量成反比 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）如图，A点固定一个带正电的点电荷，将一个不带电的金属球壳移到A点附近并固定，O为球壳球心，在过A、O两点的直线上有B、C两点，两点均在球壳内且到O点的距离相等，开始时开关K断开，下列说法正确的是（　　） A．在感应电荷的电场中，B、C两点的场强大小相等 B．在感应电荷的电场中，B点的场强比C点的场强大 C．将开关K闭合，感应电荷在B点产生的场强变大 D．将开关K闭合，感应电荷在C点产生的场强变小 7．（本题4分）两个带负电的小球，放在光滑绝缘的水平面上并相距一定的距离。若同时释放两球，以下说法中正确的是（　　） A．电量大的小球对电量小的小球作用力大于电量小的小球对电量大的小球的作用力 B．它们的之间的库仑力越来越大 C．两个小球的加速度逐渐增大 D．两个小球的加速度之比保持不变 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，用塑料梳快速梳头发丝多次，观察到头发散开了，产生这种现象的主要原因是（　　） A．塑料梳与头发丝之间相互摩擦起电 B．头发丝所受重力小，自然松散 C．头发丝受到空气浮力作用而散开 D．由于摩擦起电，头发丝带同种电荷而相互排斥 10．（本题6分）用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱。如图分别是等量异种点电荷形成电场的电场线和场中的一些点：是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对对称的两点，B、C和A、D也相对对称。则（　　） A．、两点场强大小和方向都相同 B．、两点场强大小相等，方向相反 C．、、三点比较，点场强最强 D．、、三点比较，点场强最强 11．（本题6分）AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O．将电荷量分别为+q、-q的两点电荷放在圆周上，其位置关于CD对称且距离等于圆的半径，如图所示．要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Q，则该点电荷 A．可放在A点，Q= -q B．可放在B点，Q=+q C．可放在C点，Q=+2q D．可放在D点，Q=-2q 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．如图所示，质量为m、电荷量为q的带电小球用长为L的绝缘细线悬于O点，小球处在水平向右的匀强电场中，小球静止时，细线与竖直方向的夹角为30°，重力加速度为g，不计小球的大小，静电力常量为k。 (1)求匀强电场的电场强度大小； (2)若在O点右侧离O点水平距离为0.75L处的P点（未画出）固定一个带正电的点电荷，小球稳定时恰好静止在O点正下方，求P点处固定的点电荷电荷量大小。 15．（本题18分）如图所示，由两轻杆连接成的“V”形光滑支架可以绕竖直轴线OO'匀速转动，两轻杆与水平面间夹角均为60°，A、B两点等高。A点固定一带电小球，绝缘轻质弹簧一端固定于轻杆OD顶端，另一端与套在杆上质量为m的带电小球相连。初始时，小球静止于OB中点C且对杆无压力，此时弹簧的形变量为2L。现驱动该装置绕OO'转动，使小球缓慢移动至B点。已知，重力加速度为g，不计空气阻力，求 (1)弹簧的劲度系数； (2)小球在B点的库仑力大小； (3)小球在B点时的角速度（结果保留根式）。 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 $