2014高中物理 第一章 电荷与电场 章末检测2（教科版选修1-1）

第一章 电荷与电场 章末检测2
(时间：90分钟　满分：100分)
一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．两个放在绝缘架上的相同金属球相距d，球的半径比d小得多，分别带q和3q的同种电荷，相互斥力为3F.现将这两个金属球接触，然后分开，仍放回原处，则它们的相互斥力将变为 (　　)．
A．0 B．F
C．3F D．4F
解析　由于金属球间的距离远大于其半径，所以可看成点电荷，符合库仑定律，当两球接触时电荷量平分，分别为2q.故由库仑定律得，它们的排斥力变为4F，D正确.
答案　D
2．关于静电场中的电场线，以下说法中正确的是 (　　)．
A．电场线都不闭合
B．电场线总是不相交
C．电场线起始于正电荷或无穷远，终止于负电荷或无穷远
D．可以通过实验模拟电场线
解析　本题考查电场线的特点．电场线起始于正电荷，终止于负电荷，在只有正电荷形成的电场中，电场线起于正电荷延伸到无穷远处，在只有负电荷形成的电场中，电场线起于无穷远处，止于负电荷．所有电场线不闭合，故A、C对；电场中某点的场强方向是唯一的，电场线上某点的切线方向表示该点场强的方向，故任意两条电场线都不相交，B正确；电场线虽然不是客观存在的，但可以用实验模拟，故D对．
答案　ABCD
3．关于库仑定律的公式F＝k，下列说法中正确的是 (　　)．
A．当真空中两个电荷间距离r→∞时，它们间的静电力F→0
B．当真空中两个电荷间距离r→0时，它们间的静电力F→∞
C．当两个电荷间的距离r→∞时，库仑定律的公式就不适用了
D．当两个电荷间的距离r→0时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了
答案　AD
4．关于电场线的以下说法中，正确的是 (　　)．
A．电场线密的地方，场强大
B．沿电场线的方向，电场强度越来越小
C．电场线越密的地方，同一电荷受的电场力就越大
D．顺着电场线移动电荷，电荷所受的电场力大小一定不变
解析　电场线的疏密程度表示场强E的大小，电场线越密，E越大，由F＝Eq0，同一电荷受力越大．若电场线的疏密变了，则电荷受电场力大小也变了，故A、C对，D错；电场线的方向，表示E的方向，与E的大小无关，B错．
答案　AC
5．关于电场，下列说法正确的是 (　　)．
A．由E＝知，若q0减半，则该处电场强度变为原来的2倍
B．由E＝k知，E与Q成正比，而与r2成反比
C．由E＝k知，在以Q为球心，以r为半径的球面上，各处场强均相同
D．电场中某点场强方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向
解析　因E＝为场强定义式，而电场中某点场强E只由电场本身决定，与是否引入检验电荷及q0的大小、正负无关，故A错；E＝k是点电荷Q的电场中各点场强决定式，故E∝是正确的，即B对；因场强为矢量，E相同意味着大小、方向都相同，而在该球面上各处E方向不同，故C错；因为所放电荷的电性不知，若为正电荷，则E与电荷受力方向相同，否则相反，故D错．
答案　B
6．关于电场线，下列说法中正确的是 (　　)．
A．电场线是客观存在的
B．电场线与电荷运动的轨迹是一致的
C．电场线上某点的切线方向与该点的场强方向一致
D．沿电场线方向， 场强一定越来越大
解析　电场线不是客观存在的，是为了形象描述电场的假想线，A选项是错的．由静止开始运动的电荷所受静电力方向应是该点切线方向，下一时刻位置可能在电场线上，也可能不在电场线上，轨迹可能与电场线不一致．何况电荷可以有初速度，运动轨迹与初速度的大小、方向均有关，可能轨迹很多，而电场线是一定的，B选项也是错的．根据电场线的定义，选项C是正确的．场强大小与场强的方向也无关，与电场线方向无关，D选项是错的．
答案　C
7．以下关于电场和电场线的说法中正确的是 (　　)．
A．电场和电场线都是客观存在的物质，因此电场线不仅能在空间相交，也能相切
B．在电场中，凡是电场线通过的点场强不为零，不画电场线的区域内场强为零
C．同一试探电荷在电场线密集的地方所受静电力大
D．电场线是人们假设的，用以形象表示电场的强弱和方向，客观上并不存在
解析　电场线是为了形象描述电场而引入的假想曲线；我们规定电场线上某点的切线方向就是该点电场的方向，电场线的疏密反映电场的强弱．所以利用电场线可以判断电场的强弱和方向以及点电荷在电场中的受力大小及方向．
答案　CD
8．下列图中，A、B两点电场强度相等的是 (　　)．
解析　A图是负点电荷形成的电场，处在同一球面上的A、B两点，由E＝可知，它们场强的大小相等，但方向不同，故EA≠EB，A错误；B图中EA≠EB，B错误；C图中是两块带电平行板间的电场，为匀强电场，故C正确；D图中A、B两点电场线的疏密程度不同，且方向也不同，EA≠EB，故D错误．
答案　C
图1
9．如图1所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用EA、EB表示A、B两处的场强大小，则 (　　)．
A．A、B两点的场强方向相同
B．电场线从A指向B，所以EA>EB
C．A、B同在一条电场线上，且电场线是直线，所以EA＝EB
D．不知A、B附近的电场线分布状况，无法比较EA与EB的大小
解析　场强的大小由电场线的疏密程度决定．由于图中只给出一条形状为直线、方向向右的电场线，我们可据此判断出A、B两点场强的方向，但不能比较出A、B两点场强的大小．
由于图中电场线为直线且方向向右，则A、B两点场强方向均向右，选项A正确；在不知A、B两点附近电场线分布的疏密情况时，不能比较EA、EB的大小，选项D正确，选项B、C错误．
答案　AD
10．根据所学知识分析，人在进行高压带电作业操作前必须做的准备工作和操作过程可能发生的情况是(　　)．
A．人不需要做什么准备，只要操作时注意就可以保证安全
B．人在操作前必须要戴上用金属丝网制成的手套、帽子，穿上屏蔽服
C．手在接触电线的瞬间，也会放电发生危险
D．手在接触电线的瞬间，也会放电，但没有危险
解析　当人在操作前戴上用金属丝网制成的手套、帽子，穿上屏蔽服时，接触电线的瞬间，也会放电，但电荷只分布在丝网的外表面，形成静电屏蔽，丝网内部无电场，人不会有危险．
答案　BD
11．关于点电荷形成的电场中各点的电场强度，下列说法中正确的是 (　　)．
A．点电荷若为正，则各点场强方向为正，点电荷若为负，则各点场强方向为负
B．与形成电场的点电荷距离相等的各点，电场强度都相同
C．电场中各点场强与放入该点的电荷种类及电荷量无关
D．以上说法都不对
解析　场强E方向的规定：是正电荷的受力方向．正点电荷的电场中，E方向都背离正点电荷；负点电荷的电场中，E方向都指向负点电荷，故A错．由E＝k知，r同，则E大小同，而E方向不同，故E不同，B错．场强E只取决于场源，C对．
答案　C
12．有一个质量很小的小球A，用绝缘细线悬挂着，当用毛皮摩擦过的硬橡胶棒B靠近它时，看到它们先互相吸引，接触后又互相排斥，则下列说法正确的是(　　)．
A．接触前，A、B一定带异种电荷
B．接触前，A、B可能带异种电荷
C．接触前，A球一定不带任何净电荷
D．接触后，A球一定带负电荷
解析　异种电荷相互吸引，A、B相互吸引可能是带异种电荷；带电体能吸引轻小物体，所以A也可能不带电，所以选项B正确．如果A球原来带正电，且电荷量大于B带的电荷量，接触后再排斥开A就带正电，故D错误．
答案　B
二、解答题(本题共3小题，13题10分，14、15题各15分，共40分)
13．电荷所带电荷量q＝3.0×10－10 C，在电场中的某一点所受的电场力F＝6.3×10－7 N，方向竖直向上，试求这一点的电场强度．若在这一点放一电荷量为q1＝6.0×10－10 C的电荷时，那么电荷所受电场力多大？若在这一点不放电荷时，这一点的场强多大？
解析　电场强度是电场本身固有的性质，它不因电场中是否放有检验电荷而改变．电荷在电场中某处所受的电场力是由该处的场强和带电体的电荷量共同决定的．
根据场强的定义式可知：
E＝＝ N/C＝2.1×103 N/C，方向竖直向上
电荷q1在该点所受的电场力为：
F1＝Eq1＝2.1×103×6.0×10－10 N＝1.26×10－6 N
若在该点不放电荷，该点的场强的大小仍为E＝2.1×103 N/C，方向竖直向上．
答案　2.1×103 N/C，方向竖直向上　1.26×10－6 N
2．1×103 N/C，方向竖直向上
图2
14．如图2所示，A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点∠B＝30°，现在A、B两点放置两点电荷qA、qB，测得C点场强的方向与AB平行，则qA带什么电，qA∶qB是多少？
解析　放在A点和B点的点电荷在C处产生的场强方向在AC和BC的连线上，因C点场强方向与BA方向平行，故放在A点的点电荷和放在B点的点电荷产生的场强方向只能如下图所示，由C→A和由B→C.故qA带负电，qB带正电，且EB＝2EA，即k＝＝2k，又由几何关系知BC＝2AC，所以qA∶qB＝1∶8.
图3
15．如图3，在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电荷量分别为＋4Q和－Q的点电荷．
(1)将另一个点电荷C放在该直线上的哪个位置，可以使它在静电力作用下保持静止？
(2)若要求这三个点电荷都只在静电力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？
解析　(1)先判定第三个点电荷所在的区间：只能在B点的右侧；再由F＝，F、k、q相同时r∝，则rAC∶rBC＝2∶1，即C在AB延长线上，且AB＝BC.
(2)C处的点电荷肯定在静电力的作用下处于平衡；只要A、B两个点电荷中的一个处于平衡，另一个必然也平衡．由F＝，F、k、QA相同，q∝r2，则QC∶QB＝4∶1，而且必须是正电荷．所以C点处引入的点电荷QC＝4Q.
答案　(1)C在AB延长线上，AB＝BC
(2)正电荷　QC＝4Q