高中物理单元测试——第1章静电力与电场场强（适中版02）

高中物理单元测试 —— 第一章 静电力与电场场强（适中版02）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）北京正负电子对撞机是世界八大高能加速器中心之一，是我国第一台高能加速器。一对正负电子可以湮灭成两个光子，光子不带电。判断光子不带电的理论依据是（　　） A．电荷守恒定律 B．机械能守恒定律 C．能量守恒定律 D．库仑定律 【答案】A 【详解】一对正负电子可以湮灭成两个光子，光子不带电的其理论依据是电荷守恒定律。 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）真空中两个点电荷、，距离为，当增大到原来的4倍、增大到原来的4倍、距离增大到原来的4倍时，电荷间的库仑力变为原来的（     ） A．1倍 B．3倍 C．6倍 D．9倍 【答案】A 【详解】根据库仑定律，真空中两个点电荷间的库仑力公式为 当变为、变为、距离变为时，库仑力为 故选A。 4．（本题4分）在电场中的某点放一个试探电荷，其电荷量为q，受到的静电力为F，则该点的电场强度为E＝，下列说法正确的是（     ） A．若移去试探电荷，则该点的电场强度为0 B．若试探电荷的电荷量变为4q，则该点的场强变为4E C．若放置到该点的试探电荷变为－2q，则场中该点的场强大小不变，但方向相反 D．若放置到该点的试探电荷变为－2q，则场中该点的场强大小、方向均不变 【答案】D 【详解】电场强度是电场的固有属性，不会因放入的电荷而改变，正电荷受力与电场线方向相同，负电荷受力与电场线方向相反。可知，不论是放正试探电荷，还是负试探电荷，不论试探电荷的电量多少，不论是否移去试探电荷，该点的场强大小和方向都不变。 故选D。 5．（本题4分）如图所示是描述甲、乙两个点电荷电场的部分电场线，下列说法正确的是（　　） A．甲带负电，乙带正电 B．甲的电荷量小于乙的电荷量 C．P点的电场强度大于Q点的电场强度 D．在P点由静止释放一个带正电的粒子，仅在静电力的作用下，粒子会沿电场线运动到Q点 【答案】C 【详解】AB．电场线从甲出发，部分终止于乙，所以甲带正电，乙带负电，且甲的电荷量大于乙的电荷量，故AB错误； C．由于P点处的电场线比Q点处密集，所以P点的电场强度大于Q点的电场强度，故C正确； D．由于P点和Q点在同一条电场线上且电场线为曲线，所以该粒子仅在静电力作用下不可能沿电场线运动，故D错误。 故选C。 6．（本题4分）如图所示，N是一个不带电的金属空腔，P是一个带电小球。下列几种情况中，放在绝缘板上的小纸屑S不会受静电力作用的是（     ） A．①③ B．②③ C．②④ D．③④ 【答案】A 【详解】①．带电小球在金属空腔外，空腔内没有电荷。金属达到静电平衡后，外部电场被封闭金属空腔屏蔽，腔内场强为零，小纸屑不受静电力。 ②．带电小球在空腔内且金属空腔不接地，空腔内、外表面分别产生感应电荷。由于金属空腔原来不带电，其外表面带有感应电荷，空腔外存在电场，小纸屑因静电感应而受静电力。 ③．带电小球在空腔内且金属空腔接地，金属达到静电平衡后，内表面出现感应电荷，外表面不带电，空腔外的场强为零，小纸屑不受静电力。 ④．带电小球和小纸屑都在金属空腔外，金属空腔发生静电感应，但不能屏蔽其外部空间中的电场，小纸屑受静电力。不会受静电力的为①③。 故选A。 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）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）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）如图所示，平面内直线和垂直相交于点，、关于点对称，、关于点对称，是的中点，是的中点，则下列说法正确的是（　　） A．若将电荷量为的点电荷放置在点，则、、、四点的电场强度相同 B．若在点和点分别放置等量异种点电荷，则、、三点电场强度最小的是点 C．若在点和点分别放置等量的负点电荷，从点由静止释放的质子将在、间做往返运动 D．若在M点和N点分别放置等量的正点电荷，质子从O点沿直线运动到C点的过程中静电力一直增大 【答案】BC 【详解】A．若将电荷量为的点电荷放置在点，则C、M、D、N四点的电场强度方向不同，故A错误； B．若在点和点两点分别放置等量的异种点电荷，由等量异种点电荷电场分布特点可知，在AB连线上中点O点电场强度最小；在中垂线CD上O点电场强度最大；因此、、三点电场强度最小的是点，故B正确； C．若在点和点两点分别放置等量的负点电荷，根据等量同种负点电荷电场分析特点可知，中垂线上的场强方向由无穷远指向O点，则从点由静止释放的质子，质子从点到O点做加速运动，从O点到点做减速运动，到达点质子的速度刚好为0，所以质子将在、间做往返运动，故C正确； D．若在M点和N点分别放置等量的正点电荷，根据等量同种正点电荷电场分析特点可知，从O点沿直线运动到C点，场强可能一直增大，也可能先增大后减小，所以质子从O点沿直线运动到C点的过程中静电力可能一直增大，也可能先增大后减小，故D错误。 故选BC。 12．（本题6分）如图所示，M、N为两个等量同号正电荷Q，在其连线的中垂线上任意一点P自由释放一个负点电荷q，不计重力影响，下列关于点电荷q的运动的说法正确的是（     ） A．从P→O的过程中，加速度可能越来越大，速度也越来越大 B．从P→O的过程中，加速度可能越来越小，而速度越来越大 C．点电荷运动到O点时加速度为零，速度达到最大值 D．点电荷越过O点后，速度越来越小，而加速度可能越来越大，直到速度为零 【答案】BCD 【详解】AB．点电荷在从P→O的过程中，根据等量同种正电荷电场线分布特点可知，负点电荷所受的电场力方向竖直向下，做加速运动，所以速度越来越大，因为从O点向上到无穷远，电场强度先增大后减小，从P→O的过程中，电场强度大小变化可能越来越小，也可能先增大再减小，加速度的变化也是如此，故A错误，B正确； C．分析可知点电荷运动到O点时，所受的电场力为零，加速度为零，然后向下做减速运动，所以O点的速度达到最大值，故C正确； D．根据电场线的对称性可知，越过O点后，负电荷做减速运动，加速度可能越来越大，故D正确。 故选BCD 。 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，在范围足够大的场强大小为的匀强电场区域中的点固定一电荷量为的点电荷，以点为圆心、为半径作一圆，、、、为圆周上的点且、为相互垂直的两条直线其中一条沿水平方向。当把一不计重力、带电荷量为q的试探电荷放在b点时，电荷恰好静止。已知静电力常量为，则： (1)匀强电场的大小、方向如何？ (2)试探电荷放在a点时，受力的大小、方向如何？ (3)试探电荷放在d点时，受力的大小、方向如何？ 【答案】(1)，竖直向上 (2)，方向与水平方向成斜向右上方 (3)，方向竖直向上 【详解】（1）试探电荷在点静止，受力平衡，说明两个电场的合场强为0。 点电荷在点产生的场强大小为 正点电荷电场方向背离圆心，因此点方向竖直向下。 根据平衡条件，匀强电场与点电荷场强大小相等，方向相反，因此 ，方向竖直向上。 （2）a点的总场强是两个电场的叠加，在点产生的场强大小 方向水平向右；匀强电场大小，方向竖直向上。 两个场强垂直，总场强大小 因此合力大小 方向与水平方向成斜向右上方。 （3）在点产生的场强大小 方向竖直向上；匀强电场大小，方向竖直向上。总场强大小 因此合力大小 方向竖直向上。 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 $ 高中物理单元测试 —— 第一章 静电力与电场场强（适中版02）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）北京正负电子对撞机是世界八大高能加速器中心之一，是我国第一台高能加速器。一对正负电子可以湮灭成两个光子，光子不带电。判断光子不带电的理论依据是（　　） A．电荷守恒定律 B．机械能守恒定律 C．能量守恒定律 D．库仑定律 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）真空中两个点电荷、，距离为，当增大到原来的4倍、增大到原来的4倍、距离增大到原来的4倍时，电荷间的库仑力变为原来的（     ） A．1倍 B．3倍 C．6倍 D．9倍 4．（本题4分）在电场中的某点放一个试探电荷，其电荷量为q，受到的静电力为F，则该点的电场强度为E＝，下列说法正确的是（     ） A．若移去试探电荷，则该点的电场强度为0 B．若试探电荷的电荷量变为4q，则该点的场强变为4E C．若放置到该点的试探电荷变为－2q，则场中该点的场强大小不变，但方向相反 D．若放置到该点的试探电荷变为－2q，则场中该点的场强大小、方向均不变 5．（本题4分）如图所示是描述甲、乙两个点电荷电场的部分电场线，下列说法正确的是（　　） A．甲带负电，乙带正电 B．甲的电荷量小于乙的电荷量 C．P点的电场强度大于Q点的电场强度 D．在P点由静止释放一个带正电的粒子，仅在静电力的作用下，粒子会沿电场线运动到Q点 6．（本题4分）如图所示，N是一个不带电的金属空腔，P是一个带电小球。下列几种情况中，放在绝缘板上的小纸屑S不会受静电力作用的是（     ） A．①③ B．②③ C．②④ D．③④ 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）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）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）如图所示，平面内直线和垂直相交于点，、关于点对称，、关于点对称，是的中点，是的中点，则下列说法正确的是（　　） A．若将电荷量为的点电荷放置在点，则、、、四点的电场强度相同 B．若在点和点分别放置等量异种点电荷，则、、三点电场强度最小的是点 C．若在点和点分别放置等量的负点电荷，从点由静止释放的质子将在、间做往返运动 D．若在M点和N点分别放置等量的正点电荷，质子从O点沿直线运动到C点的过程中静电力一直增大 12．（本题6分）如图所示，M、N为两个等量同号正电荷Q，在其连线的中垂线上任意一点P自由释放一个负点电荷q，不计重力影响，下列关于点电荷q的运动的说法正确的是（     ） A．从P→O的过程中，加速度可能越来越大，速度也越来越大 B．从P→O的过程中，加速度可能越来越小，而速度越来越大 C．点电荷运动到O点时加速度为零，速度达到最大值 D．点电荷越过O点后，速度越来越小，而加速度可能越来越大，直到速度为零 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，在范围足够大的场强大小为的匀强电场区域中的点固定一电荷量为的点电荷，以点为圆心、为半径作一圆，、、、为圆周上的点且、为相互垂直的两条直线其中一条沿水平方向。当把一不计重力、带电荷量为q的试探电荷放在b点时，电荷恰好静止。已知静电力常量为，则： (1)匀强电场的大小、方向如何？ (2)试探电荷放在a点时，受力的大小、方向如何？ (3)试探电荷放在d点时，受力的大小、方向如何？ 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 $