2021-2022学年高二上学期物理教科版（2019）必修第三册第一章 静电场 单元测试(Word版含答案)

静电场单元测试
一、单选题
1．关于元电荷的理解，下列说法不正确的是（　　）
A．实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量，质子的电荷量与电子的电荷量等值
B．元电荷就是一个原子
C．物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍
D．电子的电荷量与电子的质量之比叫电子的比荷
2．通常情况下物体不显电性，这是因为物体内（　　）
A．没有电子 B．没有质子
C．没有电荷 D．正电荷数与负电荷数相等
3．真空中有两个静止的完全相同带电小球A和B，A的电荷量为+2Q，B的电荷量为－4Q，它们之间的静电力大小为。现在将A、B相互接触后再将它们之间的距离变为原来的二分之一，则它们之间的静电力大小变为（　　）
A． B． C． D．
4．库仑定律的适用范围是（　　）
A．真空中两个带电球体间的相互作用
B．真空中任意带电体间的相互作用
C．真空中两个点电荷间的相互作用
D．真空中两个带电体的大小远大于它们之间的距离，则可应用库仑定律
5．下列各电场中，A、B两点电场强度相同的是（　　）
A． B．
C． D．
6．如图所示，在匀强电场中有AB两点，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点，第一次沿直线AB移动该电荷，电场力做功为；第二次沿路径ACB移动该电荷，电场力做功为；第三次沿曲线AB移动该电荷，电场力做功为，则（　　）
A． B．
C． D．
7．下列说法不正确的是（　　）
A．将电荷由电势低的地方移到电势高的地方，电势能一定增加
B．将正电荷由电势低的地方移到电势高的地方，电势能一定增加
C．将负电荷由电势高的地方移到电势低的地方，电势能一定增加
D．无论是正电荷还是负电荷，静电力做负功时电势能一定增加
8．如图所示的平面内，有静止的等量异种点电荷，M、N两点关于两电荷连线对称，M、N两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是（　　）
A．M点的场强比P点的场强大
B．M点的电势比N点的电势高
C．N点的场强与P点的场强相同
D．N点的场强与P点的场强不相同
9．如图，平行线代表电场线，但未标明方向，一个带正电、电量为10-6C的微粒在电场中仅受电场力作用，当它从A点运动到B点时动能减少了10-6J，已知A点的电势为0V，则以下判断正确的是（　　）
A．B点电势为10V B．B点电势为-20V
C．微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示 D．微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示
10．如图所示，匀强电场中有一个等边三角形ABC，其边长为1m，三角形所在的平面跟匀强电场平行已知A、B、C三点的电势分别为6V、4V、2V，下列说法正确的是（　　）
A．匀强电场的方向垂直于AC边
B．匀强电场的电场强度大小为
C．等边三角形中心的电势为5V
D．将一个电子从A点沿直线移到B点，其电势能减少了2eV
11．如图所示为加油，向未来某期科普节目中神奇的“闪电”实验现场，一辆汽车停在舞台中央，汽车左右两边有两个穿着金属防护服的实验员，高压电源接通后，实验员之间产生了高压静电场，但是汽车里的人毫发无损，下列说法正确的是（　　）
A．车内任意两点的电势相同
B．车上的感应电荷均匀分布在车体的外表面
C．车上的感应电荷在车内产生的电场强度为零
D．上述情景下，将某一带电物体放在车外的电势能大于放在车内的电势能
二、多选题
12．在电场中的某点A放一电荷量为＋q的试探电荷，它所受到的电场力大小为F，方向水平向右，则A点的场强大小EA＝，方向水平向右。下列说法正确的是（　　）
A．在A点放置一个电荷量为－q的试探电荷，A点的场强方向变为水平向左
B．在A点放置一个电荷量为＋2q的试探电荷，则A点的场强变为2EA
C．在A点放置一个电荷量为－q的试探电荷，它所受的电场力方向水平向左
D．在A点放置一个电荷量为＋2q的试探电荷，它所受的电场力为2F
13．如图所示，A、B、C、D是匀强电场中的四个点，D是BC的中点，A、B、C构成一个直角三角形，AB长为1m，电场线与三角形所在的平面平行，已知φA=5V、φB=－5V，φC=15V，由此可以判断（　　）
A．场强的方向由C指向B
B．场强的方向垂直AD连线斜向下
C．场强的大小为10V/m
D．场强的大小为V/m
14．我国成功研制了“3.0V　12000F”石墨烯超级电容器。超级电容器充电时，电极表面将吸引周围电解质溶液中的异性离子，使这些离子附着于电极表面上形成相距小于0.5nm、相互绝缘的等量异种电荷层，石墨烯电极结构使得该异种电荷层的面积成万倍增加。下列有关说法正确的是（　　）
A．该电容器充满电后的带电荷量为36000C
B．该电容器充满电后的带电荷量为72000C
C．电介质相同时，正对面积大、板间距离小，则电容大
D．当该电容器放电至两端电压为1.5V时，其电容变为6000F
15．关于平行板电容器的电容，下列说法不正确的是（　　）
A．电容器不带电时，其电容为零
B．电容器带电荷量越多，其电容越大
C．电容器所带电荷量与电容器两极板间电压成正比
D．电容器的电容只由它本身的性质决定
16．如图所示，空间有一匀强电场，电场方向与纸面平行。一电荷量为-q的粒子（重力不计），在恒力F的作用下沿虚线由M匀速运动到N。已知力F和MN间夹角为θ，M、N间距离为d，则下列结论中正确的是（　　）
A．M、N两点的电势差为
B．匀强电场的电场强度大小为
C．带电粒子由M运动到N的过程中，电势能增加了Fdcosθ
D．若要使带电粒子由N向M做匀速直线运动，则F必须反向
三、解答题
17．两个相同的金属小球，一个带的电荷量为，另一个带的电荷量为。
（1）两球相距50cm时，它们之间的静电力有多大？
（2）把两球接触，分开后使他它们仍相距50 cm，它们之间的静电力有多大？（静电力常量）
18．如图所示，一根长为l的绝缘细绳吊着一个质量为m、电荷量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中，细绳与竖直方向的夹角为30°，重力加速度为g，求：
（1）小球受到的静电力大小；
（2）这个匀强电场的电场强度大小。
19．在如图所示的电场中有A、B两点，A、B两点的电势分别为φA、φB。
（1）A、B两点的电势差UAB是多少？若把某电荷q从A移到B，电荷的电势能变化了多少？
（2）根据电场力做功与电势能变化的关系，求电场力对该电荷做的功。
20．如图所示，长为的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成竖直方向的匀强电场，一个质量为，电量为的带负电荷的粒子，以初速度紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下极板边缘射出，射出时速度恰与入射方向成37°，不计粒子重力，，。求：
（1）粒子射出下极板边缘时的动能；
（2）匀强电场的场强的大小和方向。
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．B
【详解】
A．实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量，质子的电荷量与电子的电荷量等值，故A正确，不符合题意；
B．元电荷是最小的电荷量，不是带电体，更不是一个原子，故B错误，符合题意；
C．物体所带的电荷量一定是元电荷的整数倍，故C正确，不符合题意；
D．电子的电荷量与电子的质量之比叫电子的比荷，故D正确，不符合题意。
故选B。
2．D
【详解】
通常情况下物体不显电性，是因为物体所带正电荷数与负电荷数相等，故D正确，ABC错误。
故选D。
3．A
【详解】
根据库仑定律可知开始时有
将A、B相互接触后，二者所带电荷量均变为
再将它们之间的距离变为原来的二分之一，它们之间的静电力大小变为
故选A。
4．C
【详解】
ABC．库仑定律的内容是：真空中两点电荷间的作用力与两点电荷的电荷量的乘积成正比，与它们间距离平方成反比，作用力在它们的连线上，可见，库仑定律的适用范围是真空中两个点电荷间的相互作用，故AB错误，C正确；
D．当真空中两个带电体的大小远大于它们之间的距离，则两个带电体不能视为点电荷，不可应用库仑定律，故D错误。
故选C。
5．C
【详解】
A．电场强度是矢量，既有大小又有方向，要判断两点场强是否相同，要从大小和方向两个方面考虑，A、B两点距点电荷的距离相等，根据点电荷场强公式可知，两点的场强大小相等，方向都是指向点电荷，所以方向不同，则场强不同，故A错误。
B．两点场强方向相同，但大小不同，故B错误。
C．这是匀强电场，电场强度处处相同，故C正确。
D．根据电场线的疏密判断两点的场强大小不同，根据电场线判断，两点的方向也不同，故场强不同，故D错误。
故选C。
6．A
【详解】
电场力做功与路径无关，只与初末位置有关，三次移动电荷时初末位置相同，则电场力做功相同，即
故选A。
7．A
【详解】
将正电荷由电势低的地方移到电势高的地方，电势能一定增加，将负电荷由电势低的地方移到电势高的地方，电势能一定减小，将负电荷由电势高的地方移到电势低的地方，电势能一定增加，由功能关系可知无论是正电荷还是负电荷，静电力做负功时电势能一定增加，故BCD正确，A错误。
本题选不正确项，故选A。
8．C
【详解】
A．如图所示M点和P点电场线的疏密程度相同，M和P点电场强度大小相同，故A错误；
B．M点和N点到正负电荷的距离都相同，它们位于同一个等势面上，电势相同，故B错误；
CD．如上图所示MNP三点电场线疏密程度，场强大小相同，其中N点和P点的方向相同，故C正确，D错误。
故选C。
9．D
【详解】
AB．从A点运动到B点粒子的动能减少了10-6J，则电场力做功
则AB两点间的电势差
则可得
AB错误；
CD．带正电的粒子运动过程中动能减小，说明电场力做负功，粒子由低电势向高电势运动，即A点电势低于B点电势，电场方向水平向右，所以电场力方向向右，根据物体做曲线运动的轨迹总是夹在合力与速度方向之间，所以得微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示， C错误D正确。
故选D。
10．B
【详解】
A．根据知在匀强电场中，沿同一方向相等距离电势差相等。设AC中点为D，D点的电势为
则
BD为一条等势线。根据电场线与等势面垂直，且由高电势处指向低电势处，知AC连线为一条电场线，匀强电场的方向垂直于BD向下，如图所示
故A错误；
B．AC间的电势差为
匀强电场的电场强度大小为
故B正确；
C．因为BD为一条等势线，等边三角形中心在BD边线上，则等边三角形中心的电势为4V，故C错误；
D．将一个电子从A点沿直线移到B点，电场力做功为
则电子的电势能减少了4eV，故D错误。
故选B。
11．A
【详解】
A．实验员之间产生了高压静电场，在高压静电场中汽车处于静电平衡状态，内部场强处处为零，车内任意两点间的电势差为零，故A正确；
B．汽车处于静电平衡状态，车上的感应电荷分布在车体外表面，电荷的分布是不均匀的，车表面平整的地方电荷少，尖锐突出的地方电荷量多，故B错误；
C．汽车达到静电平衡状态，内部电场强度处处为零，即感应电荷的产生的电场与引起电磁感应的高压静电场的合场强为零，车上的感应电荷在车内产生的电场强度不为零，故C错误；
D．由于不知带电物体的电性，无法判断带电物体放在车外的电势能与放在车内的电势能大小关系，故D错误。
故选A。
12．CD
【详解】
A．场强方向不会因为试探电荷而发生改变，则场强方向依然水平向右，故A错误；
B．场强大小与试探电荷无关，是电场的一种性质，只与场源电荷有关，则在A点放置一个电荷量为＋2q的试探电荷，则A点的场强依然为，故B错误；
C．正、负电荷在电场中同一位置所受力的方向相反，则在A点放置一个电荷量为－q的试探电荷，它所受的电场力方向水平向左，故C正确；
D．由F=Eq可求，在A点放置一个电荷量为＋2q的试探电荷，它所受的电场力为
故D正确。
故选CD。
13．BD
【详解】
AB．由题意
φA=5V
φB=-5V
φC=15V
则BC连线的中点D的电势为
则φD=φA，AD为一条等势线，根据电场线与等势线垂直，可知场强的方向垂直于AD连线斜向下，故A错误，B正确；
CD．场强的大小为
故C错误，D正确。
故选BD。
14．AC
【详解】
A．B根据超级电容器的规格“3.0V　12000F”，结合
可知该电容器充满电后的带电荷量
故A正确，B错误；
C．借助平行板电容器电容的决定式
分析可知，电介质相同时，正对面积大，板间距离小，则电容大，故C正确；
D．电容器的电容只与电容器本身有关，与电容器所带电荷量和两极板间电压无关，故D错误。
故选AC。
15．AB
【详解】
ABD．电容器的电容是由电容器本身的性质决定的，与电容器所带电荷量及两极板间的电压无关，故AB错误，D正确；
C．根据
可知，电容器所带电荷量与电容器两极板间电压成正比，故C正确。
由于本题选择错误的，故选AB。
16．BC
【详解】
A．粒子做匀速运动，根据动能定理，有
可得
故A错误；
B．粒子做匀速运动，受力平衡，则电场强度大小
故B正确；
C．粒子做匀速运动，F做正功，由A的分析可知，电场力做负功，所以电势能的增加量等于克服电场力做的功Fdcos θ，故C正确；
D．粒子做匀速直线运动的条件是粒子受力平衡，即由N运动到M，受力不变，故D错误。
故选BC。
17．（1）8.64×10-11N；（2）3.6×10-12N
【详解】
（1）由库伦定律
代入数据得
（2）两球接触后再分开，两球所带的电荷量均为
则静电力为
代入数据得
18．（1）；（2）
【详解】
（1）设小球受到的静电力为F，绳子拉力为T，由平衡条件得
联立解得
（2）匀强电场的大小为
19．（1），；（2）
【详解】
（1）由题意可知，A、B两点的电势差UAB为
电势能的变化量为
（2）根据电场力做功与电势能变化的关系，可得电场力对该电荷做的功为
20．（1）；（2），方向竖直向上
【详解】
（1）粒子离开电场时，合速度与水平夹角为37°，如图所示
粒子射出下极板边缘时速度大小
射出电场时动能
两式联立得
（2）粒子在匀强电场中做类平抛运动
水平方向
竖直方向
由牛顿第二定律得
解得
带入数据得
有已知条件粒子所受电场力竖直向下，又因为粒子带负点，负电荷受力的方向与场强的方向相反，故匀强电场的方向竖直向上。答案第1页，共2页
答案第1页，共2页