人教版本（2022）必修高中物理必修第三册第九章《静电场及其应用》测试卷

第九章《静电场及其应用》测试卷一、单选题(共15小题)个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径．球1的带电荷量为q，球2的带电荷量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F.现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变．由此可知()A．n＝3B．n＝4C．n＝5D．n＝6为已知电场中的一固定点，在A点放一电荷量为q的试探电荷，所受电场力为F，A点的场强为E，则()A．若在A点换上电荷量为－q的试探电荷，A点场强方向发生变化B．若在A点换上电荷量为2q的试探电荷，A点的场强将变为2EC．若在A点移去电荷q，A点的场强变为零D．A点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关3.如图所示，把一带正电的小球a放在光滑绝缘斜面上，欲使球a能静止在斜面上，需在MN间放一带电小球b，则b应()A．带负电，放在A点B．带正电，放在B点C．带负电，放在C点D．带正电，放在C点4.如图所示，电荷A和电荷B通过电场传递相互作用力针对这个情形，下列说法正确的是(????)A．电荷B受电场力的作用，自身并不激发电场B．撤去电荷B，电荷A激发的电场就不存在了C．电荷B在电荷A存在或者移去的情况下，在电荷A处产生的电场都是相同的D．电荷A和电荷B都可以激发电场，并通过电场线的蔓延将电场散布在周围空间5.一金属球，原来不带电，现沿球直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图所示．金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比，则()A．Ea最大B．Eb最大C．Ec最大D．Ea＝Eb＝Ec6.如图所示，较厚的空腔球形导体壳中有一个正点电荷，则图中a、b、c、d各点的电场强度大小关系为()A．Ea>Eb>Ec>EdB．Ea>Ec＝Ed>EbC．Ea>Ec>Ed>EbD．Ea<Eb<Ec＝Ed7.关于库仑定律，下列说法中正确的是()A．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体B．根据F＝k，当两电荷的距离趋近于零时，静电力将趋向无穷大C．若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力D．库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律8.在点电荷－Q的电场中，一金属圆盘处于静电平衡状态，若圆平面与点电荷在同一平面内，则盘上感应电荷在盘中A点所激发的附加场强E′的方向在下图中正确的是()A．B．C．D．9.处于静电平衡的导体内部场强处处为零是因为()A．导体内部无电场B．外电场不能进入导体内部C．所有感应电荷在导体内部产生的合场强为零D．外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零10.如图所示，两个半径均为r的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离为r，带等量异种电荷，电荷量绝对值均为Q，两球之间的静电力为下列选项中的哪一个()A．等于kB．大于kC．小于kD．等于k11.把两个完全相同的金属小球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间互相排斥，则A、B两球原来的带电情况不可能是(????)A．带等量异种电荷B．带等量同种电荷C．带不等量异种电荷D．一个带电，另一个不带电12.请用学过的电学知识判断下列说法正确的是()A．电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好C．小鸟停在单根高压输电线上会被电死D．打雷时，待在汽车里比待在木屋里要危险13.金属球壳原来带有电荷，而验电器原来不带电，如图所示，现将金属球壳内表面与验电器的金属小球相连．验电器的金属箔将()A．不会张开B．一定会张开C．先张开，后闭合D．可能会张开14.某农村小塑料场的高频热合机产生的电磁波频率和电视信号频率接近，由于该村尚未接通有线电视信号，空中的信号常常受到干扰，在电视荧屏上出现网状条纹，影响正常收看．为了使电视机不受干扰，可采取的办法是()A．将电视机用一金属笼子罩起来B．将电视机用一金属笼子罩起来，并将金属笼子接地C．将高频热合机用一金属笼子罩起来D．将高频热合机用一金属笼子罩起来，并将金属笼子接地15.关于点电荷产生的电场，下列叙述正确的是()A．以点电荷为球心、以r为半径的球面上，各点的电场强度都相同B．正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场强C．在电场中某点放入试探电荷q，若试探电荷受到的电场力为F，则该点的电场强度为E＝，取走试探电荷q后，该点电场强度不变D．和电场强度的定义式E＝一样，点电荷电场的场强计算公式E＝k对于任何电场都是适用的二、填空题(共3小题)16.一试探电荷q＝＋4×10－9C，在电场中P点受到的静电力F＝6×10－7N．则：(1)P点的场强大小为________；(2)将试探电荷移走后，P点的场强大小为________；(3)放一电荷量为q′＝×10－6C的电荷在P点，受到的静电力F′的大小为________．17.如图7所示，有一水平方向的匀强电场，场强大小为900N/C，在电场内一水平面上作半径为10cm的圆心为O的圆，圆上取A、B两点，AO沿电场方向，BO⊥OA，另在圆心处放一电荷量为10－9C的正点电荷，则A处场强大小EA＝______N/C，B处场强大小EB＝______N/C.18.如图所示，带电荷量为＋q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心．若图中a点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为________，方向________．(静电力常量为k)三、计算题(共3小题)19.如图所示，真空中，带电荷量分别为＋Q和－Q的点电荷A、B相距r，则：(1)点电荷A、B在中点O产生的场强分别为多大？方向如何？(2)两点电荷连线的中点O的场强为多大？(3)在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的O′点的场强如何？20.如图所示，竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个方向水平向右的匀强电场区域，场强E＝3×104N/C.在两板间用绝缘细线悬挂一个质量m＝5×10－3kg的带电小球，静止时小球偏离竖直方向的夹角θ＝60°(g取10m/s2)．试求：(1)小球的电性和电荷量；(2)悬线的拉力；(3)若小球静止时离右板d＝5×10－2m，剪断悬线后，小球经多少时间碰到右极板．21.如图2所示，竖直平面内有一圆形光滑绝缘细管，细管截面半径远小于半径R，在中心处固定一电荷量为＋Q的点电荷．一质量为m、电荷量为＋q的带电小球在圆形绝缘细管中做圆周运动，当小球运动到最高点时恰好对细管无作用力，求当小球运动到最低点时对管壁的作用力是多大？

答案解析1.【答案】D【解析】设小球1、2之间的距离为r.球3没接触前F＝k；球3分别与球1、2接触后q2＝，q1＝＝，则F＝k，联立解得n＝62.【答案】D【解析】电场强度E＝是通过比值定义法得出的，其大小及方向与试探电荷无关，故放入任何电荷时电场强度的方向、大小均不变，A、B、C均错误，应选D3.【答案】C【解析】当小球a受到的重力、支持力和库仑力的作用处于平衡状态时，才能静止在斜面上．可知若小球b带负电，只有放在C点才可使a受合力为零；若小球b带正电，只有放在A点，才可使a受合力为零，故选C.4.【答案】C【解析】A、电荷B处在电荷A激发的电场中，受到电荷A电场的作用力，B自身也激发电场。故A错误。B、电荷A激发的电场与电荷B无关，撤去B，电荷A激发的电场仍然存在。故B错误。C、电荷A所处的电场是B电荷产生的，电荷B所处的电场是A电荷产生的。所以电荷A所处的电场和电荷B所处的电场是不同的。故C正确。D、电荷周围就产生电场，所以电荷A和电荷B都可以激发电场，它们叠加可以成一个新的电场。故D错误。5.【答案】C【解析】处于静电平衡的导体内部场强处处为零，故a、b、c三点的场强都为零．静电平衡在导体内部场强为零是感应电荷产生的电场与外电场叠加的结果，所以感应电荷在球内某点产生的电场的场强与MN在这一点形成的电场的场强等大、反向．比较a、b、c三点感应电场的场强，实质上是比较带电体MN在这三点的场强．由于c点离MN最近，故MN在c点的场强最大，感应电荷在c点场强也最大．故选C．6.【答案】C【解析】当静电平衡时，空腔球形导体壳内壁感应出负电荷，外壁感应出正电荷，感应电荷形成的场强与点电荷形成的电场叠加，导致空腔球形导体壳中场强为零．画出电场线的大致分布如图所示．由于a处电场线较密，c处电场线较疏，d处电场线最疏，b处场强为零，则Ea>Ec>Ed>Eb，C正确.7.【答案】D【解析】点电荷是实际带电体的近似，只有带电体的大小和形状对电荷的作用力影响可忽略不计时，实际带电体才能视为点电荷，故选项A错误；当两个电荷之间的距离趋近于零时，不能再视为点电荷，公式F＝k不能用于计算此时的静电力，故选项B错误；q1和q2之间的静电力是一对相互作用力，它们的大小相等，故选项C错误；库仑定律与万有引力定律的表达式相似，研究和运用的方法也很相似，都是平方反比定律，故选项D正确8.【答案】A【解析】．感应电荷在盘中A点激发的附加场强E′应与－Q在A点产生的场强等大反向，故A正确．9.【答案】D【解析】由静电感应和电场的叠加原理知D选项正确10.【答案】B【解析】由于两带电球带等量异种电荷，电荷间相互吸引，因此电荷在导体球上的分布不均匀，会向正对的一面集中，电荷间的距离就要比3r小．根据库仑定律F＝k，静电力一定大于k.正确选项为B.11.【答案】A【解析】A.两个小球原来分别带等量异种电荷，接触后电荷完全中和，两球不存在排斥力。故A不可能。B.两个小球原来分别带等量同种电荷，把两个完全相同的小球接触后电荷重新平分，仍带等量同种电荷，存在排斥力，故B可能。C.两个小球原来分别带不等量异种电荷，小球接触后电荷先中和再平分，带上等量同种电荷，存在排斥力，故C可能。D.原来的其中一个带电，把两个完全相同的小球接触后电荷平分，带上等量同种电荷，存在排斥力，故D可能。12.【答案】B【解析】电工穿绝缘衣容易产生大量的静电，反而比较危险，选项A错误．塑料油桶会因摩擦而带电，因为塑料是绝缘材料，不能把电荷导走，所以塑料油桶内易产生火花导致塑料油桶爆炸，选项B正确．小鸟停在单根高压输电线上时，加在小鸟两脚间的电压非常小，小鸟不会被电死，选项C错误．打雷时，待在汽车里，汽车的金属外壳起到静电屏蔽的作用，而木屋没有静电屏蔽作用，所以待在汽车里比待在木屋里要安全，选项D错误13.【答案】B【解析】处于静电平衡状态的导体，净电荷仅分布在外表面，细导线将球壳内壁与验电器连接后，验电器应看做是金属球壳的外部．14.【答案】D【解析】为了使电视机能接收电磁波信号，但又不接收高频热合机产生的电磁波，应将高频热合机产生的电磁波信号屏蔽，而接地金属笼子具有屏蔽内电场的作用，故选项D正确．15.【答案】C【解析】以点电荷为球心，以r为半径的球面上，各点的电场强度大小相等、方向不同，故A错；由E＝k，E的大小由Q、r决定，与电荷正负无关，故B错；E与试探电荷q无关，故C正确；E＝k仅适用于点电荷的电场，故D错误．16.【答案】(1)×102N/C(2)×102N/C(3)×10－4N【解析】1)E＝＝＝×102N/C.(2)场强是描述电场的物理量，跟试探电荷无关，所以将试探电荷移走后，场强仍是×102N/C.(3)F′＝q′E＝×10－6××102N＝×10－4N17.【答案】0×103【解析】由E＝k，得点电荷在A处产生的场强EA＝900N/C，方向向左，所以A处合场强为零．点电荷在B处产生的场强EB＝900N/C，方向向下，所以B处合场强为×103N/C18.【答案】Eb＝k，方向向左【解析】a点处的场强由两部分组成，一是点电荷在a处的场强，大小为E＝k，方向向左；二是带电薄板在a处的场强，由题知，这两个场强的合场强为零，所以薄板在a处的场强大小为Ea＝k，方向向右．根据对称性可知，薄板在b处的场强为Eb＝k，方向向左19.【答案】(1)，方向由A→B，方向由A→B(2)，方向由A→B(3)，方向由A→B【解析】分别求＋Q和－Q在某点的场强大小和方向，然后根据电场强度的叠加原理，求出该点的合场强．(1)如图甲所示，A、B两点电荷在O点产生的场强方向相同，均由A→、B两点电荷在O点产生的电场强度EA＝EB＝＝.(2)O点的场强为：EO＝EA＋EB＝，方向由A→B.(3)如图乙所示，EA′＝EB′＝，由矢量图所形成的等边三角形可知，O′点的场强EO′＝EA′＝EB′＝，方向与A、B的中垂线垂直，由A→B.20.【答案】(1)正电×10－6C(2)N(3)s【解析】(1)小球受静电力向右，故带正电