必修3物理第9章_静电场及其应用单元测试卷

学校：__________ 班级：__________ 姓名：__________ 考号：__________

 一、 选择题 （本题共计 10 小题  ，每题 3 分 ，共计30分 ， ） 

1.  下列关于电场强度的说法中，正确的是（        ） 

A.公式只适用于真空中点电荷产生的电场

B.由公式可知，电场中某点的电场强度与试探电荷在电场中该点所受的电场力成正比

C.在公式中，是点电荷产生的电场在点电荷处的电场强度大小；而是点电荷产生的电场在点电荷处电场强度的大小

D.由公式可知，在离点电荷非常靠近的地方（），电场强度可达无穷大

2.  如图，带箭头的实线表示某静电场的电场线，虚线表示其等势面。已知、、三点的电场强度大小分别为、、，电势分别为、、．则（ ）

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A.， .，＝

C.， .＝，＝

3.  如图所示，、是真空中的两个等量异种点电荷，、、是连线的垂线上的点，且一带负电的试探点电荷仅受电场力作用，运动轨迹如图中实线所示，、为轨迹和垂线的交点，设、两点的场强大小分别、，电势分别为、，取无穷远为零电势．下列说法中正确的是（ ）

A.点电荷一定带正电

B.小于

C.

D.该试探点电荷在处的电势能小于处的电势能

4.  、为两个点电荷，带正电的试探电荷在、的中垂线上的在点处所受、作用力的合力大小和方向如图所示，由此可以判断（ ）

A.的电量一定小于的电量

B.的电量一定大于的电量

C.、一定为等量异种电荷

D.、一定为等量同种电荷

5.  用带正电的小球靠近不带电验电器的金属球，结果验电器的金属箔张开，如图甲所示；用带正电的小球接触不带电验电器的金属球，结果验电器的金属箔张开．如图乙所示．关于甲、乙两验电器金属箔带电情况，下列说法正确的是（        ）

A.甲带正电、乙带负电 .甲带负电、乙带正电

C.都带正电 .都带负电

6.  在医疗手术中，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生护士要穿由导电材料制成的鞋子和棉布外套，一切设备要良好接地，这样做是为了（ ） 

A.应用静电 .除菌消毒 .消除静电 .防止漏电

7.  关于元电荷、点电荷的理解，下列说法正确的是（        ） 

A.元电荷就是电子，是点电荷 

B.就是元电荷 

C.体积很大的带电体一定不能看作点电荷 

D.物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍

8.  如图所示，带电体、可视为点电荷，电荷量相同．倾角为、质量为的斜面体放在粗糙水平面上，将质量为的物体放在粗糙的斜面体上，当物体放在与等高（连接水平）且与物体相距为的右侧位置时，静止且受斜面体的摩擦力为，斜面体也保持静止，静电力常量为，则下列说法正确的是

A.所带电荷量为

B.对斜面压力为

C.斜面体受到地面的摩擦力为

D.斜面体对地面的压力为

9.  在真空中有两个可视为点电荷的带电小球，球的电荷量为，球的电荷量为，、之间的库仑力为，当、之间的距离变为原来的倍时，它们之间的库仑力变为（         ） 

A. . . .

10.  在电场中的点放一个试探电荷，已知受到电场力为，若将电荷量增大到，则（ ） 

A.电荷受到的电场力为，点的电场强度为

B.电荷受到的电场力为，点的电场强度为

C.电荷受到的电场力为，点的电场强度为

D.电荷受到的电场力为，点的电场强度为

 二、 多选题 （本题共计 3 小题  ，每题 4 分 ，共计12分 ， ） 

11.  以下关于电场和电场线的说法中正确的是（        ） 

A.电场线就是电荷在电场中的运动轨迹

B.在电场中，凡是有电场线通过的点，场强不为零，不画电场线的区域内的点场强为零

C.同一试探电荷在电场线密集的地方所受静电力大

D.电场线是人们假想的，用以形象表示电场强度的大小和方向，客观上并不存在

12.  如图所示，带电粒子带正电，带电粒子带负电，在库仑力作用下（不计粒子间的万有引力和重力），它们以连线上某点为圆心做匀速圆周运动，说法正确的是（        ）

A.它们做圆周运动的向心力大小相等

B.它们的运动半径与电荷量成反比

C.它们的角速度相等

D.它们的线速度与质量成正比

13.  下列关于静电的利用和防止的说法中，正确的有：（        ） 

A.避雷针的使用是为了防止静电产生的危害

B.静电喷涂属于静电技术的利用

C.静电除尘是为了防止静电产生的危害

D.在生产烟花炮竹的车间要保持一定的湿度是为了防止静电引发事故

 三、 解答题 （本题共计 4 小题  ，每题 12 分 ，共计48分 ， ） 

14. 如图所示，一电荷量的试探电荷，放置在电场中的点，电荷受到的电场力大小，方向水平向右．

（1）判断点的场强方向（答“水平向右”或“水平向左”）；

（2）求点的场强大小．

15. 在真空中有两个静止的点电荷和，相距，此时两个点电荷间的静电斥力，已知点电荷所带电荷量为—。静电力常量。

（1）判断点电荷带正电还是带负电；

（2）求点电荷所带的电量。

16. 三个电荷量均为（正电）的小球质量均为，放在水平光滑绝缘桌面上，分别位于等边三角形的三个顶点，其边长为，如图所示．

（1）三角形的中心点应放置什么性质的电荷，才能使三个带电小球都处于静止状态？其电荷量是多少？

（2）若中心电荷的电荷量在（1）问基础上加倍，三个带电小球将加速运动，求其开始运动瞬间加速度大小？

（3）若中心电荷的电荷量在（1）问基础上加倍后，仍保持三个小球相对距离不变，可让它们绕中心电荷同时旋转，求它们旋转的线速度大小．

17. 如图所示，半径为的光滑绝缘环形轨道竖直放置，在圆轨道的最低点处固定一带电小球，另有质量为的带电小球穿在圆环上，从点（水平最右端）处无初速释放．若小球运动到点时获得最大速度，其大小为，且．重力加速度为．求：

（1）小球在点时对轨道的压力；

（2）小球在时的加速度；

（3）小球从点运动到点的过程中电场力所做的功．

 四、 实验探究题 （本题共计 1 小题 ，共计10分 ， ） 

18. （10分） 是一个带正电的物体．把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图中、、的位置，比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小．这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来．该实验采用________（选填“等效法”或“控制变量法”），实验中电荷量不变，库仑力随距离的增大而________，距离不变随电荷量的增大而________．

参与试题解析

必修3物理第9章 静电场及其应用单元测试卷

一、 选择题 （本题共计 10 小题  ，每题 3 分 ，共计30分 ） 

1.

【答案】

C

【考点】

库仑定律

电场强度

【解析】

电场强度的定义式适用于一切电场，电场强度表示电场本身的强度和方向，与试探电荷无关．真空中点电荷产生的电场强度计算公式是：，当时，电荷已不能看成点电荷，此公式不再成立．库仑定律公式公式中，是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小；是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小．

【解答】

解：．电场强度的定义式适用于一切电场，故错误．

．电场强度表示电场本身的强度和方向，与试探电荷无关，不能说与试探电荷在电场中该点所受的电场力成正比，故错误．

．库仑定律公式中，是点电荷产生的电场在点电荷处的电场强度大小；是点电荷产生的电场在点电荷处的电场强度大小，故正确．

．当时，电荷已不能看成点电荷，公式不再成立，故错误．

故选．

2.

【答案】

A

【考点】

电场线

【解析】

电场线的疏密表示电场强度的相对大小，沿着电场线方向电势是降低的，根据这两个知识分析即可。

【解答】

由图示可知，处的电场线密，处的电场线稀疏，因此点的电场强度大，点的场强小，即；

沿着电场线的方向，电势逐渐降低，则点的电势高于点的电势，即．、两点在同一等势面上，电势相等，＝，则，故正确，错误；

3.

【答案】

B

【考点】

等量电荷的电场线

【解析】

此题暂无解析

【解答】

粒子受到的电场力指向轨迹弯曲的一侧，所以该负电荷受到的电场力指向带正电的电荷，所以点电荷带的是正电，点电荷

带的是负电，故错误；

因为，根据等量异种点电荷电场线分布特点可知，小于，故正确；

由等量异种点电荷等势面分布特点，点离正电荷更近些，电势更高些，即，故错误；

由电势能公式，知负电荷在处的电势能大于在处的电势能，故错误。

故选。

4.

【答案】

B

【考点】

库仑力作用下的平衡问题

【解析】

此题暂无解析

【解答】

根据库仑定律，距离相等时，电荷量越大，则库仑力越大，有图可知，，则的电量一定大于的电量，故正确、错误．故选

5.

【答案】

C

【考点】

静电感应

【解析】

此题暂无解析

【解答】

解：当不带电的验电器靠近带电体时，会改变验电器上的电荷分布；由于电荷间同性相斥、异性相吸，使得验电器上，靠近带电体的一端和带电体的电性相反，而远离带电体的一端和带电体的电性相同，所以是验电器的金属球带负电，箔片带正电，错误；

金属球接触验电器时，金属球上的电荷转移到验电器上，验电器的金属球带正电，箔片带正电，错误，正确．

故选．

6.

【答案】

C

【考点】

生活中的静电现象

【解析】

本题考查是关于静电的防止与应用，从实例的原理出发就可以判断出答案．

【解答】

解：由题意可知，良好接地，目的是为了消除静电，这些要求与消毒无关，而因静电而产生爆炸，因此不可能是这样．

静电会产生火花、热量，麻醉剂为易挥发性物品，遇到火花或热源便会爆炸，就象油罐车一样，在运输或贮存过程中，会产生静电，汽油属于易挥发性物品，所以它的屁股后面要安装接地线（软编织地线），以防爆炸，麻醉剂与之同理，故正确，错误；

故选：

7.

【答案】

D

【考点】

点电荷

元电荷

【解析】

人们把最小电荷叫做元电荷，常用符号表示．当两个带电体的大小及形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时，两个带电体才可看成点电荷．体积很小或很大的带电体在一定的条件下都可以看成点电荷．

【解答】

解：．元电荷是带电物体最小带电量，其大小和电子、质子所带电荷量大小相等，但不是电子和质子，所有带电体的电荷量为元电荷的整数倍，故错误，正确；

．基本电荷又称“基本电量”或“元电荷”，在各种带电微粒中，电子电荷量的大小是最小的，人们把最小电荷叫做元电荷，也是物理学的基本常数之一，常用符号表示，基本电荷库仑，（通常取），故错误；

．当电荷的形状大小对我们所研究问题影响不大时可看做点电荷，不是依据体积大小判断的，错误．

故选．

8.

【答案】

D

【考点】

库仑定律与力学问题的综合应用

【解析】

以为研究对象，根据平衡条件求对的库仑力和斜面对的支持力，再由库仑定律求电荷量．以斜面体和整体为研究对象

，由平衡条件求解地面对斜面体的支持力和摩擦力，即可得到斜面体对地面的压力和摩擦力．

【解答】

、以为研究对象，受到重力、斜面体的支持力和库仑力，如图，由平衡条件得：

根据库仑定律得：

联立解得：

由牛顿第三定律得对斜面的压力为：，故、错误．

、以斜面体和整体为研究对象，由平衡条件得

地面对斜面体的摩擦力为：

地面对斜面体的支持力为：

根据牛顿第三定律得斜面体受到地面的摩擦力为，斜面体对地面的压力为为：．故错误，正确．

故选．

9.

【答案】

A

【考点】

库仑定律

【解析】

根据库仑定律的内容，找出变化量和不变量求出问题，从而即可求解．

【解答】

解：真空中有两个静止的点电荷，它们之间的库仑力大小为，

若将它们之间的距离增大为原来的倍，则它们之间的库仑力大小，

故正确，错误．

故选．

10.

【答案】

B

【考点】

电场强度

点电荷的场强

【解析】

电场强度的定义式为 ，适用于任何电场，反映电场本身的性质，与试探电荷无关．

【解答】

据电场强度的定义式可知，点的电场强度为 ，

若将电荷量增大到，则电荷受到的电场力为，但点的电场强度仍不变，故错误，正确。

二、 多选题 （本题共计 3 小题  ，每题 4 分 ，共计12分 ） 

11.

【答案】

C,D

【考点】

电场线

电场强度

电场

【解析】

此题暂无解析

【解答】

解：．电场线是为了方便描述电场强度的大小及方向而引进的假想线，它一般不与电荷的运动轨迹重合，没画电场线的区域也有电场，场强不为零，故错误，正确．

．在同一电场中，电场强度较大的地方电场线较密，电荷受到的电场力也较大，故正确．

故选．

12.

【答案】

A,C

【考点】

库仑定律与力学问题的综合应用

向心力

【解析】

两电荷之间的库仑引力提供各自做圆周运动的向心力，即向心力相同，同时注意：它们的角速度相同，然后根据向心力公式列方程即可求解．

【解答】

解：．两个正、负点电荷，在库仑力作用下，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，它们之间的库仑力提供向心力，故它们所需的向心力大小相等，结构稳定，间距恒定，它们的角速度相等，故正确；

．设两电荷之间的距离为，两粒子的质量分别为、，电荷量分别为、，之间距离为、之间距离为，则有：，解得：，即轨道半径和质量成反比，与电荷量无关，

根据，角速度相同，故线速度与轨道半径成正比，而轨道半径和质量成反比，故线速度与质量成反比，故错误．

故选．

13.

【答案】

A,B,D

【考点】

生活中的静电现象

【解析】

物体带电的本质是电荷的转移，出现多余的电荷从而带电，所以静电的产生有利有弊．要明确哪些是静电的防止；哪些是静电的应用．

【解答】

解：．安装避雷针可以把雷电引入地下，保护建筑物的安全，属于防止静电产生的危害，故正确；

．利用电荷间的相互作用，有利的方面加以利用如：静电除尘、静电屏蔽、静电植绒、静电喷漆等， 故正确；

．静电除尘属于静电的应用，不是防止静电产生的危害，故错误；

．在生产烟花炮竹的车间，纸张间摩擦产生大量静电，由于有一定的湿度，能及时将静电导走，属于防止静电产生的危害， 故正确．

故选．

三、 解答题 （本题共计 4 小题  ，每题 12 分 ，共计48分 ） 

14.

【答案】

（1）场强方向水平向右．

（2）点的场强大小是．

【考点】

匀强电场

【解析】

此题暂无解析

【解答】

解：（1）场强方向与正电荷受到的电场力方向相同，场强方向水平向右．

（2）点的场强大小是．

15.

【答案】

（1）负电荷

（2）

【考点】

库仑定律与力学问题的综合应用

【解析】

（1）因为两者之间的库仑力为斥力，所以带同种电荷，即带负电

（2）根据可得

【解答】

此题暂无解答

16.

【答案】

（1）三角形的中心点应放置负电荷，才能使三个带电小球都处于静止状态，其电荷量是．

（2）三个带电小球开始运动瞬间加速度大小为．

（3）三个小球此时旋转的线速度大小为．

【考点】

库仑定律与力学问题的综合应用

【解析】

、根据几何关系解出中心点到三角形顶点的距离，每一个带电小球都处于静止状态，不妨研究球，球受力平衡，两球的对是库仑斥力，点的电荷对是库仑引力，列方程化简即可．

、若中心电荷带电荷量在（1）问基础上加倍，仍然研究球，先求出球受到的合力，再根据牛顿第二定律计算加速度．

、旋转时，受的合力提供向心力，据此列方程计算即可．

【解答】

解：（1）根据对称性、、每个带电小球受其他两个小球的库仑力的合力沿其与中心连线向外，所以要使三个带电小球都处于静止状态，必须在点放上负电荷，

对、、中任意一个受力分析，设放入电荷电量为，根据平衡条件可得：

，

所以．

（2）如图所示，

对任意小球由牛顿第二定律得：

，

所以．

（3）根据向心力公式得：

，

所以．

17.

【答案】

（1）小球在点时对轨道的压力大小为，方向沿切线方向；

（2）小球在时的加速度，方向竖直向下；

（3）小球从点运动到点的过程中电场力所做的功．

【考点】

解直角三角形在三力平衡问题中的应用

电场

竖直面内的圆周运动-弹力

动能定理的应用

【解析】

此题暂无解析

【解答】

解：（1）小球在点速度最大，即此时沿速度方向（切线方向）合力为零，设此时的库仑力为，受力分析，如图：

则 ，切线方向：，

法线方向： ，

解得：，，

由牛顿第三定律可知，此时小球对轨道的压力大小为，方向沿延长线；

（2）由几何关系可知： ，，设小球在点时库仑力大小为

，由，可知：，即，小球在点时速度为零，因此向心加速度为零即，

沿切线方向： ，

又小球在的加速度

解得：，方向竖直向下；

（3）设小球从点运动到点的过程中，电场力做功为，由动能定理可得：

，

解得．

四、 实验探究题 （本题共计 1 小题 ，共计10分 ） 

18.

【答案】

控制变量,减小,增大

【考点】

库仑定律

【解析】

解答本题要了解库仑力的推导过程，由于决定电荷之间作用力大小的因素很多，因此需要采用控制变量的方法进行研究；现在都知道库仑力的决定因素，但是该实验只是研究了库仑力和距离之间的关系．

【解答】

解：此实验中比较一带正电荷小球在不同位置所受静电力的大小，所以是采用了控制变量的方法；

实验中根据库仑定律，可以得到在电荷量不变情况下，小球所受静电力随着距离的增大而逐渐减小，在距离不变情况下，所受静电力随着电荷量的增大而增大．