第九章 静电场及其应用 能力提高卷（B卷）考试版

第九章静电场及其应用能力提高卷（B卷）

高二物理试题

（考试时间：90分钟试卷满分：10（）分）

注意事项：

1.本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准

考证号填写在答题卡上。

2.回答第I卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，

用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。

3.回答第H卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。

4.测试范围：人教版（2019）必修第三册第九章

5.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

第I卷

一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符

合题目要求，第9〜12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或

不答的得0分。

1.（2022•江苏常州•高一期中）下列说法中正确的是（）

A.由库仑定律r=缗■可知，r-0时，/->8

厂

B.元电荷实质上就是电子和质子

C,摩擦起电的实质是电子的转移

D.库仑定律r=峥与万有引力定律产=丝出在形式上很柞似，由此人们认识到库仑力与万有引力是

r~广

同种性质的力

2.（2022・江苏宿迁•高一期中）如图所示，用起电机使金属球A带正电，将A靠近验电器上的金属小球B,

下列说法不正确的是（）

A.验电器的金属箔不会张开，因为球A没有和B接触

B.验电器的金属箔带上同种电荷

C.金属箔上的大量电子移动到金属小球上

D.验电器的金属箔张开，因为验电器下部的两片金属箔片都带上了正电

3.（2022•江苏•连云港高中高一期中）两个相同的金属小球，带电荷量分别为+Q和+3Q（均视为点电荷），

相距为d时，它们之间的库仑力大小为凡现让两小球接触后再放回原处，它们之间的库仑力大小为（）

421

A.-FB.FC.-FD.-F

333

4.（2022•贵州•凯里一中高一期中）如图所示，在水平向左的匀强电场中，固定有倾角为6=30的光滑绝

缘斜面。一个质量为m=1.0为（r%g、电荷量为q=-2.0xl（T8c的带电小球静止在斜面上，重力加速度为

g=10m/s2,则该匀强电场的电场强度的大小为（）

A.—xlO7V/mB.5\/3xl06V/m

2

c/a

c.2.5xlO6V/mD.^-xlO6V/m

3

5.（2022•江苏苏州•高一期中）如图所示，电荷量为g的点电荷与均匀带电薄板相距2d,点电荷到带电薄

板的垂线通过板的几何中心。若图中4点的电场强度为0,则带电薄板产生的电场在图中8点的电场强度

正确的是（）

B.大小为攵叫?，方向向左

C.大小为k看，方向向左D.大小为左系,方向向右

6.（2022•江苏省响水中学高•期中）如图所示，把•个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场

中，导体处于静电平衡时，下列说法正确的是（）

A.4、8两点电场强度相等，且都不为零

B.A、B两点的电场强度不相等

C.感应电荷产生的附加电场的电场强度大小EA>EB

D.当开美S闭合时，电子沿导线向大地移动

7.（2022•江苏•海门市第一中学高一期中）如图所示，Hcde是半径为「的圆内接正五边形，在其顶点8、

c、4处各固定电荷量为+Q的点电荷，在。处固定电荷量为-3Q的点电荷，放置在圆心0处的电荷量为，7

的点电荷受到的静电力的大小和方向为（）

A.^方向从e指向O

f

B.，/＞方向从e指向。

r-

C.晔，方向从e指向。

广

D.竽，方向从。指向。

8.（2021•江苏・东海县教育局教研室高二期中）近年，受新冠疫情影响，在公共场合越来越多的人已经习

惯通过佩戴II罩米做好个人防护，阻断疫情传播。LI罩中间层的熔喷布是一种用绝缘材料做成的带有静电

的超细纤维布，它能阻隔几微米的病毒，这种静电的阻隔作用属于（）

纺粘层：单层

熔喷层：单层或多层

纺粘层：单层

A.静电屏蔽

B.尖端放电

C.静电感应和静电吸附

D.静电感应和静电屏蔽

9.（2022・山东师范大学附中高一期中）竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，小球A、B带有同种电荷。现

用指向墙面的水平推力〃作用于小球B,两球分别静止在竖直墙和水平地面上，如图所示。如果将小球B

向左推动少许，当两球重新达到平衡时，与原来的平衡状态相比较（）

A.推力〃将变大B.竖直墙面对小球A的弹力变小

C.地面对小球B的支持力变大D.两小球之间的距离变大

10.（2022•黑龙江・铁人中学高一期中）用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱。如图甲

是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点，0是电荷连线的中点，E、尸是连线中垂线上

相对。对称的两点，B、。和4、。也相对O对称。则（）

甲乙

A.B、C两点场强大小相等，方向相同

B.4、。两点场强大小相等，方向相反

C.E、0、/三点比较，。点场强最强

D.8、0、C三点比较，0点场强最弱

11.（2022・湖北•孝感高中高一期中）如图甲所示，真空中有一带软电的点电荷Q,固定在xlHl：的某处,

在坐标轴上的A、3两点分别放置正的试探电荷（电荷量可调），其受到的静电力厂跟试探电荷的电荷量夕

的关系如图乙中。、〃所示。取沿x轴正方向为静电力”的正方向，下列说法正确的是（）

A.4点电场强度方向一定沿工轴负方向

B.A、8两点电场强度方向可能相同

C.A点的电场强度大于B点的电场强度

D.点电荷Q可能在A点的左侧

12.（2022•吉林•通榆县第一中学校高一期末）如图所示，等边三角形A8C的三个顶点处分别固定带电荷

量为+夕、—q、一夕的三个点电荷，已知三角形的边长为也心，静电力常量为&,则该三角形中心。点处的

电场强度（）

勺r

/!\

//।、、

//:!\、

/z'!、、

/QM\

--

BC

..上2kq

A.大小为*B.方向由。指向A

D.大小为续

C.方向由A指向。

I：

第n卷

二、实验题：本题共2小题，共12分。

13.（2021・吉林白城•高一期末）图示为探究影响电场力的因素的演示实验，A为大带电金属球，B为用绝

（1）当小带电球放在A周边的不同位置时，悬线的偏角不同，说明带电体激发的电场中的不同位置，电

场的方向和强弱;

（2）若在电场中同一位置改变的大小，试探电荷受到的静电力厂与其电荷量夕的比值/；

（3）在电场中不同位置，试探电荷受到的静电力F与其电荷量，/的比值/;

（4）在电场中同一位置，若改变场源电荷。的大小试探电荷受到的静电力/与其电荷量q的比值

F_

____________;

q

（5）这个实验表明，在电场中某点的电场强度跟什么因素有关？。

14.（2022•湖南•高一期末）"求知"学习小组设计了以下实验来探究库仑定律。如图所示，在瞪直墙上固定

一个表面绝缘的压力传感器。一个电荷量为+Q的金属小球紧贴着压力传感器置于绝缘光滑的水平地面上。

另一个电荷量也为+Q的相同小球〃置于同一个绝缘水平地面上，〃、〃间的距离为Nr远大于小球的直径）。

压力传感器显示作用力为0.3N。现将〃移到距离。为]处（虚线）后固定。

/压力传感器

山…/〃〃〃〃[〃〃

（1）此时传感器显示的作用力为N；

（2）另有一个不带电的相同小球c（图中未画出）。若将c•与。轻触后把c•移走，此时传感器显示的作用

力为N；若将c与8轻触后放在b球右侧地面上，虫静止释放，小球c•的加速度将

（填"增大"或"减小"）。

三,计算题：本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最

后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

15.（10分）（2022•湖南•益阳平高学校高•期末）如图所示，电荷量Q=2xl（LC的正点电荷A固定在空

间O中点，将质量机=2x104kg、电荷量4=IxlO'C的另一正点电荷B从。点正上方0.5m处由静止释放，

B运动过程中速度最大位置在。点。若静电力常量&=9乂104.242,重力加速度g取lOm/s?,求：

（1）B释放时的加速度大小；

（2）P、。间的距离心

（3）正点电荷Q在P点的电场强度。

16.（10分）（2022•黑龙江哈尔滨•高一期末）如图所示，等腰直角三角形三个顶点A、B、C分别固定有三

个点电荷一夕、+夕、+2q（q>0）。已知直角边长为&L，静电常量为七求斜边中点O的电场

强度。

,4一夕）

*C(+2q)

B(+q)

17.（10分）（2022•北京延庆•高二期末）如图所示，长/=lm的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为

质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角6=37。。已知小球所带电荷量

4=1.0x10”,匀强电场的场强E=3.0X103N/C,取重力力口速度g=10m/s2,sin370=0.6,COS370=0.8。求：

（1）小球所受电场力尸的大小；

（2）小球的质量〃?；

（3）将电场撤去，小球I回到最低点时速度y的大小。

18.（10分）（2021•全国•高二期末）以煤作燃料的电站，每天排出的烟气带走大量的煤粉，不仅浪费燃料,

而且严重污染环境，利用静电除尘可以除去烟气中的煤粉。如图所示是静电除尘器的原理示意图，除尘器

由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，在A、3上各引电极〃、。接直流高压电源。假定煤粉只会吸附电

子，而且距金属丝8越近场强越大。

（1）试判断所接高压电源的极性；

（2）试定性说明静电除尘器的工作原理；

（3）设金属管人的内径厂=3m,长为L=50m,该除尘器吸附煤粉的能力。=3.5x10fkg/Gm?）,求其

工作一天能回收煤粉多少吨？（最后结果取三位有效数字）

第九章静电场及其应用能力提高卷（B卷）

高二物理•全解全析

123456789101112

CAADBCACBDACDACAC

1.C

【解析】

A.由库仑定律尸=4华可知，r->0时，电荷不能看作点电荷，不能用库仑定律

r

计算电荷之间的作用力，其作用力也不是无穷大，A错误；

B.元电荷实质上不是电子和质子，是电子或质子所带电荷量的绝对值，B错误;

C.摩擦起电的实质是电子的转移，C正确；

D.库仑定律/=必生与万有引力定律尸=峥在形式上很相似，由此人们认识

rr

到库仑力与万有引力不是同种性质的力，D错误。

故选C。

2.A

【解析】

将A靠近验电器上的金属小球B,发生静电感应，金属箔上的大量电子移动到金

属小球B上，B球带负电，金属箔带正电，与金属球带上同种电荷，金属箔张开,

BCD正确，不符合题意，A错误，符合题意。

故选A。

3.A

【解析】

开始时

F=¥

d~

让两小球接触后则两球各带电量为2Q,则它们之间的库仑力大小为

尸"也孕=为

d23

故选A。

4.D

【解析】

11

对小球受力分析如图，受重力、电场力、斜面的支持力

小球在三个力的作用下保持平衡，则由平衡条件可知

小用咫lan夕

带入可得

R=——N

电30

由公式

F=Eq

可得

也「

E=—=—20__N/C=—x10flV/m

q-2.0x10-8/3

故选Do

5.B

【解析】

图中A点的电场强度为0,则带电薄板在A点的场强与点电荷在A点的场强等

大反向，则带电薄板在A点的场强大小

工=9

1(3d)29d2

方向向右，由对称性正知，带电薄板产生的电场在图中B点的电场强度

方向向左。

故选Bo

6.C

【解析】

AB.导体处于静电平衡状态，导体是一个等势体，导体内部场强处处为零，A、

8两点电场强度都为零，故AB错误；

第23页

笫24页

C.在导体内部，感应电荷产生的附加电场与正电荷在同一点产生的场强等道反

向，正电荷在A点产生的场强较大，故

EA>EB

故C正确；

D.当电键S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动，故D错误。

故选C。

7.A

【解析】

假设在〃、b、c、八，处均是电荷量为+Q的点电荷，由对称性可知此时圆心。

处的电场强度为零，可知。、b、c、d处各固定电荷量为+Q的点电荷在圆心。处

的电场强度方向由。指向*大小为

F,号

在。处固定电荷量为-3。的点电荷在圆心。处的电场强度方向由。指向-,大小为

则圆心。处的合电场强度方向由。指向e,大小为

七=&+民=华

厂

可知放置在圆心。处的电荷量为P的点电荷受到的静甩力方向方向从。指向。，

大小为

口口AkQq

F=^E=—

A正确，BCD错误；

故选A。

8.C

【解析】

由题意可知，熔喷布是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布，所以当几

微米的病毒靠近时，由于静电感应而带电，从而被熔喷布吸附，则可知，其原理

为静电感应和静电吸附，故C正确，ABD错误。

故选Co

9.RD

13

【解析】

ABC.以A球为研究对象，受力如图所示

设B对A的库仑力压与墙壁的夹角为外由平衡条件得竖直墙面对小球A的弹

力为

N、=%&tan.

将小球B向左推动少许时，。减小，则竖直墙面对小球A的弹力N1减小；再以

AB整体为研究对象，受力如图所示

N2

（加A+mB）g

由平衡条件可得

F=M

N2=(m^+mn)g

可知推力口变小，地面对小球B的支持力不变，B正确，AC错误;

D.由上分析可得库仑力为

F-皿

库cose

第27页

第28页

可知夕减小，cos。增大，七减小，根据库仑定律

心=攵誓

可知两球之间的距离变大，D正确。

故选BDo

10.ACD

【解析】

ABD.根据等量异种电荷的电场特点可知，两电荷连线上各点的场强方向向右，

且大小关于。点对称，中点场强最小，向两侧场强逐渐增大。沿连线方向两电

荷两侧，正电荷左侧和负电荷右侧场强均向左，且大小关于。点对称，故AD正

确，B错误；

C.两电荷连线中垂线上各点的场强方向相同，均向右，且大小关于。点对称，

中点场强最大，向两侧场强逐渐减小，故C正确。

故选ACDo

11.AC

【解析】

A.由图乙可知正的试探电荷在。点受到的电场力方向沿x轴负方向，“点电场强

度方向一定沿x轴负方向，A正确；

B.由图乙可知正的试探电荷在A点受到的电场力方向沿x轴正方向，A点电场强

度方向一定沿x轴正方向，A、8两点电场强度方向相反，B错误；

C.根据电场强度定义式

E=-

q

可知图乙中图线的斜率绝对值表示该点的电场强度大小，则可知A点的电场强度

大于〃点的电场强度，C正确；

D.负点电荷产生的电场方向由无穷远指向点电荷，由于A点电场强度方向沿工轴

正方向，故点电荷。不可能在A点的左侧，D错误。

故选ACo

12.AC

【解析】

该三角形中心。点到每个顶点的距离为

15

国

r=——--=L

cos30°

处于A、。两顶点处的两个点电荷P在。点处的合场强方向由A指向。，大小为

£=224cos60。=3

,/13

处于A顶点处的点电荷+。/在。点处的场强方向由A指向。，大小为

%=昌邛

rL

故该三角形中心。点处的电场强度方向由A指向。，大小为

£=&+&=隼

L

AC正确，BD错误。

故选ACo

13.不同不变一般不同改变场源电荷和场点位置

【解析】

（1）［1］当小带电球放在A周边的不同位置时，悬线的偏角不同，说明带电体

激发的电场中的不同位置，电场的方向和强弱不同；

（2）⑵由电场强度的定义知若在电场中同一位置改变q的大小，试探电荷受到

F

的静电力"与其电荷量"的比值］不变：

（3）［3］在电场中不同位置，试探电荷受到的静电力/与其电荷量g的比值;一

般不同；

（4）［4］在电场中同一位置，若改变场源电荷。的大小试探电荷受到的静电力产

F

与其电荷量q的比值彳发生变化；

（5）［5］这个实验表明，在电场中某点的电场强度跟场源电荷以及该点到场源

电荷的距离有关。

14.1.20.6减小

【解析】

（1）⑴依据库仑定律公式?=等可得当两球距离变为之前的一半时，库仑力变

为之前的4倍，再根据小球。在水平方向受力平衡得传感器显示的作用力为

第31页

第32页

F=0.3Nx4=1.2N

（2）⑵小球c与/，接触，小球8的电荷量变为之前的一半，库仑力变为之前的

一半，传感器显示的作用力为

1

F=-xl.2N=0.6N

2

⑶由于4、b、。三球带同种电荷，当把小球C放在小球8右侧的地面时，小球

c受到匕两球的排斥力离a、占两球越来越远，库仑力越来越小，故其加速度

将减小。

15.（1）a=6.4m/s2;（2）L=0.3m；（3）2xlO4N/C,方向竖直向上

【解析】

（1）取向下为正方向，根据牛顿第二定律有

mg-k^-=ma..................（2分）

r~

式中r=0.5m,代入数据解得

a=6.4m/s2..................（1分）

（2）当B受到合力为零时，速度最大，则P、。间的距离L满足

叫二呼.................（2分）

代入数据解得

L=0.3m..................（1分）

（3）由点电荷电场强度公式有

石=华.................（2分）

代入数据解得

E=2X104N/C..................（1分）

方向竖直向上................（1分）

17

16.Eo=k^