2020-2021学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册第1章静电力与电场强度测试卷word版含答案

第1章《静电力与电场强度》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上．a和c带正电，b带负电，a所带的电荷量比b所带的电荷量小．已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是(　　)
A．F1
B．F2
C．F3
D．F4
2.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
3.对于由点电荷Q产生的电场，下列说法中正确的是(　　)
A．
电场强度的定义式仍成立，即E＝F/Q，式中的Q就是产生电场的点电荷
B．
在真空中电场强度的表达式为E＝，式中的Q就是产生电场的点电荷
C．
在真空中E＝kq/r2，式中的q是试探电荷
D．
以上说法都不对
4.如图所示，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷．已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)(　　)
A．k　　　　　　　　
B．k
C．k
D．k
5.两个相同的金属小球M、N，带电量分别为和两球接触后分开，M、N的带电量分别为(　　)
A．，
B．，
C．，
D．，
6.以下关于摩擦起电、接触起电、静电感应这三种起电方式的说法正确的是(　　)
A．
摩擦起电、接触起电符合电荷守恒定律，静电感应不符合电荷守恒定律
B．
三种起电方式都符合电荷守恒定律，是因为过程中生成的正、负电荷数是等量的
C．
三种起电方式都符合电荷守恒定律，都是因为过程中电子的转移
D．
电荷的代数和不变只适合于接触起电
7.下列关于电现象的叙述中正确的是(　　)
A．
玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电，橡胶棒无论与什么物体摩擦都带负电
B．
摩擦可以起电是普遍存在的现象，相互摩擦的两个物体不是同时带等量的异号电荷
C．
摩擦起电现象的本质是电子的转移，呈电中性的物体得到电子就一定显负电性，失去电子的物体就一定显正电性
D．
摩擦起电的过程，是通过摩擦创造等量异号电荷的过程
8.
如图所示，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电介质小球a、b，左边放一个带正电的固定球＋Q时，两悬球都保持竖直方向．下面说法中正确的是(　　)
A．a球带正电，b球带正电，并且a球带电荷量较大
B．a球带负电，b球带正电，并且a球带电荷量较小
C．a球带负电，b球带正电，并且a球带电荷量较大
D．a球带正电，b球带负电，并且a球带电荷量较小
9.有三个完全相同的金属小球A、B、C，A所带电荷量为＋7Q，B所带电荷量为－Q，C不带电．将A、B固定起来，然后让C反复与A、B接触，最后移去C，A、B间的相互作用力变为原来的(　　)
A．倍
B．倍
C．倍
D．倍
10.在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球，小球A、B、C位于等边三角形的三个顶点上，小球D位于三角形的中心，如图1所示．
现让小球A、B、C带等量的正电荷Q，让小球D带负电荷q，使四个小球均处于静止状态，则Q与q的比值为(　　)
A．
B．
C．
3
D．
11.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
12.如图所示，不带电的金属导体通过绝缘支架固定在桌面上，将带负电的小球P移近金属导体，下列说法正确的是(　　)
A．
导体M端带正电，N端带负电
B．
导体M端带负电，N端带负电
C．
导体M端带正电，N端带正电
D．
导体M端带负电，N端带正电
13.两个半径为R的带电金属球所带电荷量分别为q1和q2，当两球心相距3R时，相互作用的静电力大小为(　　)
A．F＝k　　　　　　　　
B．F>k
C．FD．
无法确定
14.以下关于电场和电场线的说法中错误的是(　　)
A．
电场和电场线都是真实存在的
B．
电场是真实存在的，电场线是不存在的
C．
电场线可以描述电场的强弱和方向
D．
电场线在电场中不能相交
15.两个完全一样的金属小球M、N，先让它们各自带电＋5q和＋7q，接触后再分开，则最终M、N的带电量分别是(　　)
A．
＋6q，＋6q　　　
B．
＋7q，＋5q
C．
＋12q，＋12q
D．
＋q，＋q
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′＝1.2×10－6C的电荷在P点，受到的静电力F′的大小为________．
17.N(N＞1)个电荷量均为q(q＞0)的小球，均匀分布在半径为R的圆周上，如图8所示．向右移去位于圆周上P点的一个小球，则圆心O点处的电场强度大小为______，方向________．(已知静电力常量为k)
18.如图所示，有一水平方向的匀强电场，场强大小为900
N/C，在电场内一水平面上作半径为10
cm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.
三、简答题(共2小题)
19.有两个完全相同的绝缘金属球A、B，A球所带电荷量为q，B球所带电荷量为－q，现要使A、B所带电荷量都为－，应该怎么办？
20.如图所示，在孤立点电荷＋Q的电场中，金属圆盘A处于静电平衡状态．若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内，试在圆盘A内做出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线．(用实线表示，要求严格作图)
四、计算题(共3小题)
21.一根长为l的丝线吊着一质量为m，带电荷量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中，如图所示，丝线与竖直方向成37°角，求(重力加速度g，sin
37°＝0.6，cos
37°＝0.8)
(1)小球带何种电荷？
(2)匀强电场的电场强度的大小。
22.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10
m/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．
23.如图所示，把质量为0.2
g的带电小球A用丝线吊起，若将带电荷量为4×10－8C的小球B靠近它，当两小球在同一高度且相距3
cm时，丝线与竖直方向夹角为45°.g取10
m/s2，则：
(1)此时小球B受到的库仑力F的大小为多少？
(2)小球A带何种电荷？
(3)小球A所带电荷量大小是多少？
答案解析
1.【答案】B
【解析】据“同电相斥，异电相吸”规律，确定金属小球c受到a和b的静电力方向，考虑a的带电荷量小于b的带电荷量，故Fac与Fbc的合力只能为F2，选项B正确
2.【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
3.【答案】B
4.【答案】B
【解析】由b点处的合场强为零可得圆盘在b点处的场强与点电荷q在b点处的场强大小相等、方向相反，所以圆盘在b点处的场强大小为Eb＝k，再根据圆盘场强的对称性和电场强度叠加即可得出d点处的场强大小为Ed＝Eb＋k＝k，B正确．
5.【答案】D
【解析】两个完全相同的金属小球接触，电荷先中和后均分，故：，故ABC错误，D正确
6.【答案】C
【解析】摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体。摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，但并没有创造电荷。电荷只是发生转移。感应起电过程电荷在电场力作用下，从物体的一部分转移到另一个部分。感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一个部分。电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体是接触带电。电荷既不能被创造，也不能被消灭，这三种方式都没有产生电荷，这三种方式都符合电荷守恒定律。故AD错误；摩擦起电、接触起电、感应起电是起电的三种不同方式，但实质是一样的，都是电子从一个物体转移到另一个物体，这三种方式都符合电荷守恒定律。故B错误，C正确。
7.【答案】C
【解析】A、B、摩擦后的物体带什么电荷要看相互摩擦的两个物体获得电子的能力的强弱，如果两个物体获得电子能力相同，则相互摩擦的后不会带电．获得电子的能力强的会得到电子带负电，获得电子的能力弱的失电子带正电．故AB均错误．C、每个物体内部都有电荷，只不过内部的正、负电荷总数相等，所以对外不显电性，当物体得到电子就显负电性，失去电子就显正电性．故C正确．D、摩擦起电的本质是电子的转移，电荷并没有被创造，故D错误
8.【答案】B
【解析】要使a、b平衡，必须有a带负电，b带正电，且a球带电较少，故应选B
9.【答案】C
【解析】C与A、B反复接触，最后A、B、C三者所带电荷量均分，
即qA′＝qB′＝qC′＝＝2Q.
A、B间的作用力F′＝k＝，
原来A、B间的作用力F＝k＝，
所以＝，即F′＝F.
10.【答案】D
11.【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很小时，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，都是平方反比律，故选项D正确
12.【答案】A
【解析】根据异种电荷互相吸引的原理可知，靠近的一端会带异种电荷。金属导体处在负电荷的电场中，由于静电感应现象，M带正电，N带负电，故A正确，BCD错误。
13.【答案】D
【解析】当q1、q2是同种电荷时，相互排斥，分布于最远的两侧，电荷中心距离大于3R；当q1、q2是异种电荷时，相互吸引，分布于最近的一侧，电荷中心距离小于3R，如图所示，所以静电力可能小于k，也可能大于k，D正确．
14.【答案】A
【解析】A、电场是实际存在的物质，电场线不存在，是为了形象描述电场而假想的线，故A错误，B正确。C、电场线可以描述电场的强弱和方向，电场线的疏密表示强弱，电场线上某点的切线方向表示电场的方向，故C正确。D、电场线不能相交，故D正确。
15.【答案】A
【解析】两个完全相同的金属小球接触，电荷先中和后均分，故：QM′＝QN′＝＝＝6q，故选项A正确
16.【答案】(1)1.5×102N/C　(2)1.5×102N/C
(3)1.8×10－4N
【解析】1)E＝＝＝1.5×102N/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1.5×102N/C.
(3)F′＝q′E＝1.2×10－6×1.5×102N＝1.8×10－4N
17.【答案】k　沿OP指向P点
【解析】P点的带电小球在圆心O处的电场强度大小为E1＝k，方向沿PO指向O；N个小球在O点处电场强度叠加后，合场强为零；移去P点的小球后，则剩余N－1个小球在圆心O处的电场强度与P点的小球在圆心O处的电场强度等大反向，即E＝E1＝k，方向沿OP指向P.
18.【答案】0　1.27×103
【解析】由E＝k，得点电荷在A处产生的场强EA＝900
N/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＝900
N/C，方向向下，所以B处合场强为1.27×103N/C
19.【答案】先用手接触一下A球，使A球带电传入大地，再将A、B接触一下，分开A、B，此时A、B所带电荷量都是－，再用手接触一下A球，再将A、B接触一下再分开，这时A、B所带电荷量都是－.
20.【答案】
【解析】画出感应电荷形成的附加电场在A圆盘内的三条电场线(实线)如图所示．导体A处于静电平衡状态，因此内部每点的合场强都为零，即导体A内的每一点，感应电荷产生的电场强度都与点电荷Q在那点的电场强度大小相等、方向相反，即感应电荷的电场线与点电荷Q的电场线重合，且方向相反．
21.【答案】(1)带正电　(2)
【解析】(1)由平衡条件可判断小球一定受向右的电
场力，即电场力与电场线方向相同，故小球带正电。
(2)小球静止在电场中的受力如图所示，由平衡条件有
mgtan
37°＝qE，故E＝。
22.【答案】(1)正电　×10－6C　(2)0.1
N　(3)0.1
s
【解析】(1)小球受静电力向右，故带正电，受力分析如图所示．
由平衡条件有Eq＝mgtan
60°
解得q＝×10－6C
(2)由平衡条件得F＝
解得F＝0.1
N
(3)剪断细线后，小球在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，竖直方向做自由落体运动．
在水平方向上有ax＝　d＝axt2
联立以上两式解得t＝0.1
s
23.【答案】(1)2×10－3N　(2)负电荷　(3)5×10－9C
【解析】根据题给条件，可知小球A处于平衡状态，分析小球A受力情况如图所示．mg：小球A的重力．FT：丝线的张力．F：小球B对小球A的库仑力．三个力的合力为零．
F＝mgtan
45°＝0.2×10－3×10×1
N＝2×10－3N.
题中小球A、B都视为点电荷，它们相互吸引，其作用力大小F＝k
F＝k＝mgtan
45°，
所以qA＝C＝5×10－9C.
小球B受到的库仑力与小球A受到的库仑力为作用力和反作用力，所以小球B受到的库仑力大小为2×10－3N．小球A与小球B相互吸引，小球B带正电，故小球A带负电．