高中物理单元测试——第1章静电力与电场场强（较易版02）

高中物理单元测试 —— 第一章 静电力与电场场强（较易版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）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．物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍 C．元电荷的电荷量大小是1.6C D．只有质子的带电荷量等于元电荷 3．（本题4分）有三个完全一样的金属小球A、B、C，A的电荷量为、B的电荷量为、C不带电，将A、B分别固定起来，此时A、B间的相互作用力的大小为，然后让C球反复与A、B球接触，最后移去C球，则最终A、B球间的相互作用力的大小约为（     ） A． B． C． D． 4．（本题4分）为测电场中a点的场强、现在a点放上一电荷量为+q的试探电荷，受到的静电力大小为F，方向水平向左，求得a点的场强大小为；若在a点换上另一电荷量为的试探电荷，求得a点的场强（　　） A．大小为，方向水平向左 B．大小为，方向水平向右 C．大小为，方向水平向左 D．大小为，方向水平向右 5．（本题4分）有一正点电荷只受电场力作用，从静电场中的点由静止释放，在它沿直线运动到点的过程中，速度随时间变化的关系图像如图所示。该电场的电场线分布应是（　　） A． B． C． D． 6．（本题4分）如图所示，用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带电金属球靠近金属网，则下列说法正确的是（　　） A．箔片张开 B．金属球带电电荷足够大时才会张开 C．金属网罩内部电场强度为零 D．以上说法均不正确 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，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c（均视为点电荷），沿同一直线以相同速度v匀速运动，则下列说法正确的是（    ） A．若c与b互换位置，三个带电小球依旧能以相同速度v匀速运动 B．a对b的静电力可能是斥力 C．a的电荷量比b的电荷量大 D．若给a施加一个水平恒力，则三个球能一起运动且相互间的距离保持不变 二、多选题 9．（本题6分）取一个玻璃瓶，瓶外贴上锡箔，瓶中央插入一根金属棒，金属棒的上端是一个用锡箔做成的金属球，这样就制成了一个莱顿瓶。用毛皮摩擦过的橡胶棒接触金属球使其带电，某同学左手握瓶体金属箔，右手触摸金属球，感受到强烈的电击。下列说法正确的是（　　） A．用毛皮摩擦后的橡胶棒带正电 B．莱顿瓶带电后，金属球带负电 C．莱顿瓶带电后，瓶体金属箔带负电 D．该同学被电击的瞬间，电流方向从左手经身体到右手 10．（本题6分）图中的实线为真空中两个半径相同的带电金属球体之间的部分电场线示意图，电场线关于两球心连线的垂直平分线对称，和和分别关于对称，下列说法正确的是（　　） A．两个金属球一定带同种电荷 B．两个金属球一定带异种电荷 C．两点的电场强度相同 D．两点的电场强度相同 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，等量同种点电荷、固定在同一竖直线上，相距为，电荷量均为，水平固定的光滑绝缘杆与的中垂线重合，是绝缘杆上的两点，构成一个正方形。电荷量为，质量为的小球（可视为点电荷）套在绝缘杆上自点无初速释放，小球由点向右运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．小球的加速度先增大后减小 B．小球的速度先增大后减小 C．若移走电荷，仍由点无初速度释放带电小球，则杆对小球的作用力先增大后减小 D．若移走电荷，仍由点无初速度释放带电小球，则杆对小球的作用力先减小后增大 三、解答题 13．（本题12分）竖直面内有三个点电荷、、固定于一个等边三角形的三个顶点上，已知三角形的边长为。为负点电荷，、为正点电荷，、、所带电荷量相等。某质量的小球（可视为质点）恰好能在等边三角形几何中心静止不动，小球所带电荷量为（未知），静电力常量，取重力加速度大小。 (1)判断小球带正电还是负电； (2)求小球所带电荷量的大小。 14．（本题14分）如图所示，空间存在平行纸面的匀强电场，A、B、C、D是正方形的四个顶点，正方形的边长为a。在A点和C点固定放置着两个电荷量均为Q的正点电荷，恰好D点的电场强度等于0（静电力常量为k），求： (1)匀强电场的电场强度E的大小和方向； (2)若在B点放一个电荷量为q的点电荷，则其所受电场力的大小。 15．（本题18分）如图，带电量为C的小球A固定在光滑绝缘桌面的上方，高度，一个质量为带电量C的小球B在桌面上以小球A在桌面上的投影点O点为圆心做匀速圆周运动，其运动半径为。（静电力常量）求： （1）小球A、B之间的库仑力F的大小； （2）桌面对小球B的支持力FN的大小； （3）小球运动的线速度v的大小。    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 —— 第一章 静电力与电场场强（较易版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）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．物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍 C．元电荷的电荷量大小是1.6C D．只有质子的带电荷量等于元电荷 【答案】B 【详解】A．元电荷是基本电荷量，不是指电子，A错误； BC．任何带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍，目前测定的元电荷的值 B正确，C错误； D．电子和质子的电荷量都等于元电荷，不是只有质子的带电荷量等于元电荷，D错误； 故选B。 3．（本题4分）有三个完全一样的金属小球A、B、C，A的电荷量为、B的电荷量为、C不带电，将A、B分别固定起来，此时A、B间的相互作用力的大小为，然后让C球反复与A、B球接触，最后移去C球，则最终A、B球间的相互作用力的大小约为（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由电荷守恒定律，三球总电荷量为 三球完全相同，反复接触达到稳定状态时三球电势相等，故 设两固定球的球心距离为，由库仑定律，接触前两球间相互作用力大小为 移去第三球后，两固定球的电荷量均为，球心距离不变，由库仑定律得 比较接触前后的作用力可得 即 故选C。 4．（本题4分）为测电场中a点的场强、现在a点放上一电荷量为+q的试探电荷，受到的静电力大小为F，方向水平向左，求得a点的场强大小为；若在a点换上另一电荷量为的试探电荷，求得a点的场强（　　） A．大小为，方向水平向左 B．大小为，方向水平向右 C．大小为，方向水平向左 D．大小为，方向水平向右 【答案】A 【详解】电场强度是电场的固有属性，其大小和方向仅由电场本身决定，与试探电荷的电荷量、电性均无关，由题可知a点原有场强大小为，方向水平向左，更换试探电荷后场强的大小和方向均不改变。 故选A。 5．（本题4分）有一正点电荷只受电场力作用，从静电场中的点由静止释放，在它沿直线运动到点的过程中，速度随时间变化的关系图像如图所示。该电场的电场线分布应是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由图可知，该正点电荷由点从静止开始运动到b点的过程是加速度逐渐减小的加速运动，故该正点电荷所受电场力方向为，大小越来越小，则电场强度方向为，大小越来越小，电场线越来越稀疏。 故选C。 6．（本题4分）如图所示，用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带电金属球靠近金属网，则下列说法正确的是（　　） A．箔片张开 B．金属球带电电荷足够大时才会张开 C．金属网罩内部电场强度为零 D．以上说法均不正确 【答案】C 【详解】用金属网把验电器罩起来，由于金属网罩的静电屏蔽，金属网罩内部电场强度为零。再使带电金属球靠近验电器，箔片不张开，与带电量无关。 故选C。 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，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c（均视为点电荷），沿同一直线以相同速度v匀速运动，则下列说法正确的是（    ） A．若c与b互换位置，三个带电小球依旧能以相同速度v匀速运动 B．a对b的静电力可能是斥力 C．a的电荷量比b的电荷量大 D．若给a施加一个水平恒力，则三个球能一起运动且相互间的距离保持不变 【答案】C 【详解】A．三个带电小球沿同一直线以相同速度匀速运动，说明受力平衡，根据库仑力分析可知a、c小球带同种电荷，b球与a、c小球带异种电荷。若c与b互换位置，根据库仑力分析可知，三个带电小球无法保持平衡，只有符合“两同夹异”才能保持平衡状态，所以c与b互换位置，三个带电小球不能以相同速度匀速运动，故A错误。 B．只有符合“两同夹异”才能保持平衡状态，所以a对b的静电力一定是吸引力，故B错误。 C．根据受到的库仑力特点分析可知，只有b的电荷量较小，对a、c的库仑力才可能和a、c间的库仑力平衡，即电荷量“两大夹小”才能保持平衡状态，所以a的电荷量比b的电荷量大，故C正确。 D．假设给a施加一个向右的恒力后，三个球能向右运动且相互间的距离保持不变，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c为研究对象可得，小球c的受力不变，加速度为0，所以与假设相矛盾，故D错误。 故选C。 二、多选题 9．（本题6分）取一个玻璃瓶，瓶外贴上锡箔，瓶中央插入一根金属棒，金属棒的上端是一个用锡箔做成的金属球，这样就制成了一个莱顿瓶。用毛皮摩擦过的橡胶棒接触金属球使其带电，某同学左手握瓶体金属箔，右手触摸金属球，感受到强烈的电击。下列说法正确的是（　　） A．用毛皮摩擦后的橡胶棒带正电 B．莱顿瓶带电后，金属球带负电 C．莱顿瓶带电后，瓶体金属箔带负电 D．该同学被电击的瞬间，电流方向从左手经身体到右手 【答案】BD 【详解】A．毛皮摩擦橡胶棒时，橡胶棒得到电子，带负电（毛皮带正电）， A错误； B．橡胶棒带负电，接触金属球后，负电荷会转移到金属球，因此金属球带负电，B正确； C．莱顿瓶（玻璃瓶为绝缘体）带电后，负电荷会分布在金属球、瓶体金属箔因为静电感应，因此瓶体金属箔带正电，C 错误； D．电流方向与负电荷移动方向相反。该同学左手握金属箔（带正电）、右手触金属球（带负电），但实际是负电荷从金属球经右手、身体流向左手，因此电流方向是从左手经身体到右手，D正确。 故选BD 。 10．（本题6分）图中的实线为真空中两个半径相同的带电金属球体之间的部分电场线示意图，电场线关于两球心连线的垂直平分线对称，和和分别关于对称，下列说法正确的是（　　） A．两个金属球一定带同种电荷 B．两个金属球一定带异种电荷 C．两点的电场强度相同 D．两点的电场强度相同 【答案】BC 【详解】AB．该电场与等量异种点电荷形成的电场类似，由点电荷的场强特点及场强叠加原理可知，两个带电金属球一定带异种电荷，故A错误，B正确； CD．两点的电场强度大小相等，方向不同，两点的电场强度相同，故C正确，D错误。 故选BC。 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，等量同种点电荷、固定在同一竖直线上，相距为，电荷量均为，水平固定的光滑绝缘杆与的中垂线重合，是绝缘杆上的两点，构成一个正方形。电荷量为，质量为的小球（可视为点电荷）套在绝缘杆上自点无初速释放，小球由点向右运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．小球的加速度先增大后减小 B．小球的速度先增大后减小 C．若移走电荷，仍由点无初速度释放带电小球，则杆对小球的作用力先增大后减小 D．若移走电荷，仍由点无初速度释放带电小球，则杆对小球的作用力先减小后增大 【答案】BC 【详解】A．根据等量同种正点电荷中垂线上电场的分布规律可知，电场强度先增大，后减小，O点的电场强度为零，再向右，先增大，后减小，根据牛顿第二定律则有 可知小球的加速度大小变化先增大后减小，再增大，再减小，A错误； B．根据等量同种电荷中垂线上电场的分布特点可知，小球从C到O点电场力做正功，动能增大，小球的速度增大，从O向右运动的过程中，电场力做负功，动能减小，小球的速度减小，故小球由C点向右运动的过程中，速度先增大后减小，正确； C．移走，小球竖直方向上受力先减小再增加），则杆对小球的作用力先增大后减小，正确； D．移走，小球竖直方向上受力先减小再增加），由于与的大小关系未知，则杆对小球的作用力大小无法判断，错误。 故选BC。 三、解答题 13．（本题12分）竖直面内有三个点电荷、、固定于一个等边三角形的三个顶点上，已知三角形的边长为。为负点电荷，、为正点电荷，、、所带电荷量相等。某质量的小球（可视为质点）恰好能在等边三角形几何中心静止不动，小球所带电荷量为（未知），静电力常量，取重力加速度大小。 (1)判断小球带正电还是负电； (2)求小球所带电荷量的大小。 【答案】(1)正电 (2) 【详解】（1）由题意可得小球带正电。 （2）根据平衡条件 根据几何关系 代入数据可得 14．（本题14分）如图所示，空间存在平行纸面的匀强电场，A、B、C、D是正方形的四个顶点，正方形的边长为a。在A点和C点固定放置着两个电荷量均为Q的正点电荷，恰好D点的电场强度等于0（静电力常量为k），求： (1)匀强电场的电场强度E的大小和方向； (2)若在B点放一个电荷量为q的点电荷，则其所受电场力的大小。 【答案】(1)，场强方向平行D指向B的方向或与DC连线方向逆时针转45°方向 (2) 【详解】（1）A、C两点电荷在D点产生的电场强度大小相等 匀强电场场强 场强方向平行D指向B的方向或与DC连线方向逆时针转45°方向。 （2）由对称性可知，A、C两点电荷在B点产生的电场强度与在D点产生的大小相等方向相反 方向与匀强电场方向相同，则在B点处的合场强 点电荷q在B点受到的电场力大小 15．（本题18分）如图，带电量为C的小球A固定在光滑绝缘桌面的上方，高度，一个质量为带电量C的小球B在桌面上以小球A在桌面上的投影点O点为圆心做匀速圆周运动，其运动半径为。（静电力常量）求： （1）小球A、B之间的库仑力F的大小； （2）桌面对小球B的支持力FN的大小； （3）小球运动的线速度v的大小。    【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）由几何关系知，A、B小球间的距离 A、B球连线与竖直方向的夹角为，则有 得 由库仑定律得 （2）在竖直方向，小球B的合力为0，即 代入数据可得 （3）库仑力的水平方向分力提供向心力 代入数据可得 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 $