第九章 静电场及其应用——高二物理人教版（2019）必修三单元检测卷（A卷）(含解析)

（1）静电场及其应用——高二物理人教版（2019）必修三单元检测卷（A卷）
一、单项选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分）
1.如图所示，甲、乙两导体球互相接触且对地绝缘，现将用毛皮摩擦过的带负电的橡胶棒，移近或接触两个不带电的导体球。下列说法正确的是( )
A.毛皮与橡胶棒摩擦时，橡胶棒上的正电荷转移到毛皮上
B.橡胶棒移近甲球，甲球带正电，乙球带负电，是因为橡胶棒将正电荷转移到甲上，将负电荷转移到乙上
C.橡胶棒移近甲球，甲球带正电，乙球带负电，是因为甲上的自由电子转移到乙上
D.橡胶棒与甲球接触一下移开，橡胶棒上的负电荷只转移到甲上而不会转移到乙上，从而甲带负电，乙不带电
2.如图，、分别表示、两个点电荷到P点的距离，其大小相等，表示两个点电荷在P点产生的合场强。下列对甲、乙两个点电荷的判断，正确的是( )
A.异种电荷， B.异种电荷，
C.同种电荷， D.同种电荷，
3.如图所示的装置叫作“雅各布天梯”，两个用金属丝弯成的电极A、B分别与高压电源的正、负两极相连，金属丝电极上能够聚集大量的正、负电荷，正、负电荷通过电极间的空气放电，产生明亮的电弧，电弧随着热空气上升，就像希腊神话中的雅各布梦中见到的天梯。在电极放电过程中，下列说法正确的是( )
A.电极A得到的电荷数多于电极B失去的电荷数
B.电极A得到的电荷数等于电极B失去的电荷数
C.电极A得到的电荷数少于电极B失去的电荷数
D.条件不足，不能判定电极A、B得失电荷的数量关系
4.直空中有两个点电荷，带电量的大小分别是和，两电荷相距r时相互间库仑力的大小是F。如果两电荷的电量都增大为原来的2倍，距离减小到原来的一半，则这时两电荷相互间的库仑力的大小是( )
A.16F B.8F C.4F D.F
5.以下关于电场和电场线的说法中正确的是( )
A.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，场强均不为零，不画电场线的区域场强为零
C.同一试探电荷在电场线密集的地方所受电场力大
D.电场线可以表示电场的强弱和方向，是客观存在的物质
6.如图所示，甲是点电荷形成的电场，乙是匀强电场，丙是等量异号电荷的电场，丁是等量同号电荷的电场，其中丙M、N是左右对称的两点，丁M、N是中垂线上对称的两点，则下列说法中正确的是( )
A.甲图中M、N两点电场强度相同 B.乙图中M、N两点电场强度不同
C.丙图中M、N两点电场强度不同 D.丁图中M、N两点电场强度不同
7.下列关于电场和电场强度的说法中正确的是( )
A.电荷间的相互作用是通过电场产生的，电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用
B.电场是人为设想出来的，其实并不存在
C.电荷在电场中受到的力越大，这点的电场强度越大
D.不同电荷在电场中同一点所受电场力不同，说明场强随试探电荷的改变而改变
8.下列事例中属于静电应用的有( )
A.油罐车拖一条铁链 B.飞机机轮用导电橡胶制成
C.织地毯时夹一些不锈钢丝 D.静电复印
9.如果天气干燥,晚上脱毛衣时,会听到“噼啪”的响声,还会看到电火花,有关这种现象下列说法正确的是( )
A.产生这种现象的原因是接触起电
B.产生这种现象的原因是摩擦起电
C.产生这种现象的原因是感应起电
D.产生这种现象的原因是摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体造成的
10.如图所示，穿戴屏蔽服的电力工作人员在几百万伏的高压电线上进行带电作业，屏蔽服是用导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布后做成的服装，下列说法正确的是( )
A.金属材料编织成的布不易被拉破
B.屏蔽服也可以用绝缘材料替代金属材料制作
C.电工穿上屏蔽服进行带电作业时，体内电势为零
D.电工穿上屏蔽服进行带电作业时，体内电场强度为零
二、多项选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分）
11.如图所示，A，B为两个相互接触的、用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，把C移近导体A，下列说法中正确的是( )
A.A、B上的金属箔片都张开
B.A左端带负电，B右端带正电
C.先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍然张开
D.先把A、B分开，然后移去C，A、B上的金属箔片仍然张开
12.如图所示，小明使自制的验电器带上负电荷，经过一段时间后，他发现该验电器的金属箔片几乎闭合了。下列说法正确的是( )
A.小球上原有的负电荷逐渐消失了
B.在此现象中，电荷不守恒
C.小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了
D.该现象是由于电子的转移引起的，仍然遵循电荷守恒定律
13.如图所示，将带负电的棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下列哪些方法能使两球都带电( )
A.先把两球分开，再移走棒 B.先移走棒，再把两球分开
C.先使甲球瞬时接地，再移走棒 D.使棒与甲球瞬时接触，再移走棒
14.关于电荷量，下列说法正确的是( )
A.物体的带电量可以是任意值
B.物体的带电量只能是某些值
C.物体带电量的最小值是
D.一个物体带上的负电荷，这是它失去了个电子的缘故
15.如图所示，小球质量均为m，初始带电荷量均为，都用长为L的绝缘细线挂在绝缘的竖直墙上O点，A球紧靠绝缘的墙壁且其悬线刚好竖直，B悬线偏离竖直方向θ角而静止。如果保持B球的电荷量不变，使小球A的电荷量缓慢减小，当两球间距缓慢变为原来的时，下列判断正确的是( )
A.小球B受到细线的拉力大小不变 B.小球B受到细线的拉力变小
C.两球之间的库仑力大小不变 D.小球A的电荷量减小为原来的
16.如图所示，质量为m、带电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，带电荷量也为q的小球B固定在O点正下方的绝缘柱上，其中O点与小球A的间距为l，O点与小球B的间距为，当小球A平衡时，悬线与竖直方向的夹角，带电小球A、B均可视为点电荷，静电力常量为k，则下列说法正确的是( )
A.A、B间库仑力大小 B.A、B间库仑力大小
C.细线拉力大小 D.细线拉力大小
17.如图所示a、b、c、d分别是一个菱形（竖直放置）的四个顶点，。O点为菱形对角线的交点，现将三个电荷量均为+Q的点电荷分别固定在a、b、c三个顶点上。下列说法正确的是( )
A.d点电场强度的方向由O指向d B.O点电场强度的方向由d指向O
C.d点的电场强度小于O点的电场强度 D.d点的电场强度等于O点的电场强度
18.如图所示，匀强电场中一个质量为m、电荷量为q的带正电荷的粒子在A点获得初速度后沿水平方向AB向右做匀减速运动。BC与AC垂直，B点与C点的电势相等。重力加速度为g，下列判断正确的是( )
A.场强大小为 B.场强大小为
C.电场方向水平向左 D.电场方向沿CA方向
19.下列四幅图描述的场景依次为雷电击中避雷针（图甲）、高压输电线上方还有两条与大地相连的导线（图乙）、燃气灶中的针尖状点火器（图丙）、工人穿戴着含金属丝制成的工作服进行超高压带电作业（图丁），关于这四幅图所涉及的物理知识，下列说法正确的是( )
A.图甲中避雷针的工作原理主要是静电屏蔽
B.图丙中的点火器是利用尖端放电的原理进行点火的
C.图丙中的点火器的工作原理和图丁中工作服内掺入的金属丝的工作原理是相同的
D.图乙中与大地相连的两条导线所起的作用和图丁中工作服内的金属丝所起的作用是相同的
20.关于静电的利用与防范，下列说法正确的是( )
A.安装避雷针可使建筑物免遭雷击
B.静电复印机的工作原理和静电现象完全无关
C.用静电喷漆的方法给汽车喷涂油漆，既省漆又均匀
D.油罐车在运输过程中会产生静电，车后拖一铁链，能防止静电产生危害
答案以及解析
1.答案：C
解析：A.毛皮与橡胶棒摩擦时，毛皮上的负电荷转移到橡胶棒上，使得橡胶棒带负电，故A错误；
BC.橡胶棒移近甲球，甲球带正电，乙球带负电，是因为甲上的自由电子转移到乙上，故B错误，C正确；
D.橡胶棒与甲球接触一下移开，橡胶棒上的负电荷都会转移到甲、乙上，甲、乙均带负电，故D错误。
故选C。
2.答案：A
解析：CD.由图可知，合场强在水平方向的分量大于数值方向的分量，如果为同种电荷，则场强在水平方向的分量方向相反，场强较小，场强在竖直方向的分量叠加会变大，则竖直方向场强的分量大于水平方向场强的分量，与题图不符，故CD错误；
AB.由CD分析可知，、两个点电荷为异种电荷，由于合场强在水平方向的分量向右，可得为正电荷，为负电荷，且由图可合场强偏向上，靠近场强大的，因到两电荷的距离相等，故甲的电荷量大于乙的电荷量，故A正确，B错误。
故选A。
3.答案：B
解析：根据电荷守恒定律可知，电荷既不会创生，也不会消灭，在转移过程中，电荷的总量保持不变，所以在电极放电过程中，电极A得到的电荷数等于电极B失去的电荷数，B正确，A、C、D错误。
4.答案：A
解析：根据库仑定律的公式可知，两电荷的电量都增大为原来的2倍，则力会增大为原来的4倍，而距离又减小到原来的一半，所以力又要增大为原来的4倍，所以库仑力变为原来的16倍，故选A。
5.答案：C
解析：电场是客观存在的，电场线是人们为了形象地描述电场而引入的假想曲线，用以表示电场的强弱和方向，客观上并不存在，电场线不相交、不相切，A、D错误；电场线只是大体形象描述电场，不画电场线的区域场强不一定为零，B错误；电场线越密集，场强越大，根据可知，同一试探电荷在电场线密集的地方所受电场力大，C正确。
6.答案：D
解析：由电场强度公式可知，M、N两点电场强度大小相同，但方向不同，故A错误；匀强电场各点电场强度大小、方向相同，故乙图中M、N两点电场强度相同，故B错误；等量异号电荷的电场中对称的两点电场强度等大同向，故丙图中M、N两点电场强度相同，故C错误；等量异号电荷的电场中对称的两点电场强度等大反向，故丁图中M、N两点电场强度不同，故D正确。故选D。
7.答案：A
解析：A.电荷间的相互作用是通过电场产生的，电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用，故A正确；
B.电场是客观存在的，故B错误；
C.电荷在电场中受到的力越大，这点的电场强度不一定越大，可能是由于电荷带电量大，故C错误；
D.电场强度是电场本身的属性，不随试探电荷的改变而改变，故D错误。
故选A。
8.答案：D
解析：A.油罐车拖一条铁链是防止静电，故A错误；
B.飞机机轮用导电橡胶制成是为了将产生的静电及时导出，是防止静电，故B错误；
C.织地毯时夹一些不锈钢丝，是有效地导出所产生的静电，故C错误；
D.静电复印是静电的利用，故D正确。
故选D。
9.答案：B
解析：ABC.产生这种现象的原因，毛衣摩擦起电，积累到一定程度又放电的造成的。故B正确，AC错误；
D.产生这种现象的原因是摩擦导致电子从一个物体转移到了另一个物体造成的。故D错误。
故选B。
10.答案：D
解析：A.金属材料与纺织纤维混纺交织成布后做成的服装不易被拉破，A错误；
B.金属材料编织成的布在工作人员的外部形成静电屏蔽，避免工作人员受外界高压电场的伤害，屏蔽服不可以用绝缘材料替代金属材料制作，B错误；
CD.金属材料形成了一个等势体，内部电场为0，电势是相对零电势而言的，工作人员所在空间电势无法确定。C错误，D正确。
故选D。
11.答案：ABD
解析：AB.当C移近导体A时根据静电感应现象得出A的左端带负电，B的右端带正电，所以AB上的金属箔片都张开，故AB正确;C.先把C移走，再把A、B分开时AB中等量的正负电荷会发生中和，使得AB两端都不带电，所以金属箔片不会张开，故C错误;D.先把AB分开，再移去C后，此时AB两端带有等量的异种电荷，A.、B上的金属箔片仍然张开，故D正确。故选ABD.
12.答案：CD
解析：带负电的验电器在潮湿的空气中，经过一段时间后，小球上的负电荷（电子）被潮湿的空气导走了，但电荷在转移的过程中仍然守恒，故C、D正确，A、B错误。
13.答案：ACD
解析：由于静电感应，甲、乙两球会带上等量的异种电荷，先把甲、乙两球分开再移走棒会使甲、乙两球带上等量异种电荷，A符合题意；但如果先移走棒，会使甲、乙两球上感应的电荷立即中和，B不符合题意；若使甲球瞬时接地，则会使得乙球多余的负电荷导入大地，移走棒后甲、乙两球都带正电，C符合题意；若使棒与甲球瞬时接触，则由于接触起电，甲、乙两球都带负电，D符合题意。
14.答案：BC
解析：ABC.物体带电电荷量必须为元电荷的整倍数，物体带电量的最小值是，BC正确，A错误；
D.一个物体带上的负电荷，这是它得到了个电子的缘故，D错误。
故选BC。
15.答案：AD
解析：ABC、设AB之间的距离为x。小球B受到重力、库仑力和细线的拉力，受力情况如图所示，
两绝缘线的长度都是L，根据力所在的三角形与几何边对应的三角形相似可得:
解得小球B受到细线的拉力大小:,保持不变;
两球之间的库仑力大小:，由于x减小，则库仑力减小，故A正确、BC错误;
D、根据上边的推导可得:,由于，可得:,当两球间距缓慢变为原来的时，根据,可知小球A的电荷量减小为原来的，故D正确。
故选:AD。
16.答案：AC
解析：A的受力如图所示
由几何关系可知三角形OAB为等腰三角形，其中
，
几何三角形OAB与力三角形相似，则有
又
联立可得
故选AC。
17.答案：AC
解析：A.根据电场叠加原理可知，a、c两点的点电荷在d点叠加的电场强度的方向是竖直向下的，b点的点电荷在d点的电场强度的方向也是竖直向下的，所以d点的电场强度的方向由O指向d，故A正确；B.a、c两点的点电荷在O点叠加的电场强度为零，b点的点电荷在O点的电场强度的方向竖直向下，所以O点的电场强度的方向是竖直向下的，故B错误；CD.设菱形的边长为点的点电荷在d点产生的电场的场强在竖直方向的分量为由对称性及电场叠加原理知d点的电场强度同理易得O点的场强为所以故C正确，D错误。故选AC。
18.答案：AD
解析：根据题意，电荷在组合场中的受力情况如下图所示
AB.粒子受到电场力和重力的作用，合力水平向左，竖直方向上满足，解得，故A正确，B错误;CD.由于粒子带正电，且向AB方向匀减速直线运动，说明重力和电场力的合力与运动方向相反，即水平向左，BC又是匀强电场中的等势面，故电场方向沿CA方向，故C错误，D正确。故选:AD。
19.答案：BD
解析：A.避雷针的工作原理主要是利用尖端放电避免雷击，故A错误；
B.放电电极做成针尖状，更容易累积电荷从而发生尖端放电现象，故B正确；
C.点火器是利用高压尖端放电的原理，而工作服内掺入的金属丝，是利用静电屏蔽的原理，故C错误；
D.高压输电线的上方还有两条导线，这两条导线的作用是它们与大地相连，形成稀疏的金属“网”把高压线屏蔽起来，免遭雷击，与工作服内掺入的金属丝，都是利用了静电屏蔽的原理，故D正确。
故选BD。
20.答案：ACD
解析：A.避雷针安装在建筑物顶端，通过导线与大地连接，遇雷雨天气可将云层携带的大量静电释放，属于尖端放电，使建筑物免受雷击，故A正确；
B.静电复印机利用静电工作，与静电现象有关，故B错误；
C.静电喷漆利用电荷间的相互作用，车和漆带异种电荷相互吸引，既省漆又均匀，故C正确；
D.油罐车运输过程中车体与油摩擦起电，电荷通过铁链导入地下，防止起火甚至爆炸，故D正确。