2023年新教材高中物理第9章静电场及其应用达标检测卷新人教版必修第三册

第九章达标检测卷

 (考试时间：60分钟　满分：100分)

班级________　座号________　姓名________　分数________

一、选择题：本题共20小题，每小题3分，共60分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．

1．下列关于电场线的说法中，正确的是(　　)

A．电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同

B．沿电场线方向，电场强度越来越小

C．电场线越密的地方，同一试探电荷所受静电力就越大

D．在电场中，顺着电场线方向移动电荷，电荷受到的静电力大小恒定

【答案】C　【解析】电场线上某点的切线方向就是该点的电场强度方向，和正电荷受力方向相同，和负电荷受力方向相反，故A错误；电场强度的大小用电场线的疏密表示，与电场线的方向无关，故B、D错误，C正确．

2．关于库仑定律公式F＝k，下列说法正确的是(　　)

A．该公式对任何情况都适用

B．当真空中的两个电荷间的距离r→0时，它们之间的静电力F→∞

C．当真空中的两个电荷之间的距离r→∞时，库仑定律就不适用了

D．当真空中的两个电荷之间的距离r→0时，两电荷就不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了

【答案】D　【解析】库仑定律适用于真空中点电荷，当真空中两电荷间的距离r→0时，两电荷不能看成点电荷，公式不适用，故D正确．

3．带正电的点电荷周围的电场线分布如图所示，M、N为同一电场线上的两点，则M、N两点的电场强度(　　)

A．方向不同，大小相等

B．方向不同，大小不相等

C．方向相同，大小相等

D．方向相同，大小不相等

【答案】D　【解析】点电荷周围电场强度E＝k，故M的电场强度大于N，场强方向相同，故D正确．

4．A、B、C三点在同一直线上，AB∶BC＝1∶2，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷．当在A处放一电荷量为＋q的点电荷时，它所受到的静电力为F；移去A处电荷，在C处放一电荷量为－2q的点电荷，其所受静电力为(　　)

A．－ B．

C．－F D．F

【答案】B　【解析】设A处电场强度为E，则F＝qE.由点电荷的电场强度公式E＝可知，C处的电场强度为－，在C处放电荷量为－2q的点电荷，其所受静电力为F′＝－2q·＝，故B正确．

5．取一个铜质小球置于圆形玻璃器皿中心，将蓖麻油和头发碎屑置于玻璃器皿内拌匀．用起电机使铜球带电时，铜球周围的头发碎屑会呈现如图所示的发散状图样．下列说法正确的是(　　)

A．电场线是真实存在的

B．发散状的黑线是电场线

C．带电铜球周围存在着电场

D．只在发散状的黑线处存在着电场

【答案】C　【解析】电场可以用电场线来描述，电场线是人为设想出来的，其实并不存在，故A、B错误．电场是电荷或变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质，只要有电荷，就一定有电场，故C正确．发散状的黑线，能描述出电场的分布，没有黑线处，也存在电场的，故D错误．

6．如图所示，在两个等量异号的点电荷连线的中垂线上有与连线中点O等距离的a、b两点，在连线上有距中点O等距离的c、d两点，则下列场强大小关系式正确的是(　　)

A．Ea＝Eb B．Ea＝EO＝Eb

C．EO＝Ec＝Ed D．Ec>EO>Ed

【答案】A　【解析】因为是等量异种电荷的静电场，根据电场线的疏密分布特点可知，在连线上从c到d，电场强度先变小再变大，根据对称性知Ec＝Ed>EO，C、D错误；在中垂线上，根据对称性可知Ea＝Eb<EO，A正确，B错误．

7．下列关于电场强度的两个表达式E＝和E＝的叙述，正确的是(　　)

A．E＝是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电荷量

B．E＝是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的静电力，q是放入电场中的电荷的电荷量，它只适用于点电荷的电场

C．E＝是点电荷电场强度的计算式，Q是产生电场的电荷的带电量，它不适用于匀强电场

D．分析库仑定律的表达式F＝k，式中是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的电场强度

【答案】C　【解析】公式E＝是电场强度的定义式，适用任何电场．E＝是点电荷电场强度的计算公式，只适用于点电荷电场，库仑定律公式F＝k中的可以看成q1在q2处的电场．故A、B、D错误，C正确．

8．用干燥的软纸分别摩擦两张透明塑料薄膜，摩擦后的两塑料薄膜靠近时互相排斥，则摩擦后的两塑料薄膜(　　)

A．均不带电荷  B．带同种电荷

C．带异种电荷  D．均失去正电荷

【答案】B　【解析】摩擦后的两塑料薄膜靠近时互相排斥，则摩擦后的两塑料薄膜带同种电荷，且摩擦起电不会创造电荷，而是使电荷在物体之间发生了转移，A、C、D错误，B正确．

9．用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，起电的原因是(　　)

A．摩擦的过程中玻璃棒创造了正电荷

B．玻璃棒中的负电荷在摩擦的过程中消失了

C．玻璃棒失去的电子转移到丝绸上

D．丝绸失去的正电荷转移到玻璃棒上

【答案】C　【解析】用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，起电的原因是丝绸对电子的吸引力大于玻璃，故玻璃中的部分电子移动到丝绸上，故玻璃棒失去电子带正电荷，而丝绸得到电子带等量的负电荷，A、B、D错误，C正确．

10．下列现象中不属于静电现象的是(　　)

A．与毛皮摩擦过的橡胶棒能吸起小纸屑

B．晚上睡觉脱毛衣，黑暗中能看见闪光

C．电器插头插入接线板中，有时冒火花

D．冬天梳头发时，头发会一根根飘起来

【答案】C　【解析】与毛皮摩擦过的橡胶棒能吸起小纸屑，属于静电现象，故A错误；晚上睡觉脱毛衣，黑暗中能看见闪光，属于静电现象，故B错误；电器插头插入接线板中，有时冒火花，这是由于某些电器内部滤波电容器的电容较大，在通电瞬间其充电电流较大，因此在插头十分接近插孔内金属片时会产生短暂的电弧，这不属于静电现象，故C正确；冬天梳头发时，头发会一根根飘起来，属于静电现象，故D错误．

11．如图所示，将塑料梳快速梳头发丝多次，观察到头发散开了，产生这种现象的主要原因是(　　)

A．塑料梳与头发丝之间相互感应起电

B．头发丝所受重力小，自然松散

C．头发丝受到空气浮力作用而散开

D．由于摩擦起电，头发丝带同种电荷而相互排斥

【答案】D　【解析】塑料梳与头发丝摩擦起电，头发丝上带的是同种电荷，同种电荷相互排斥，所以头发丝会向四周散开，梳的次数越多，头发丝带电越多，排斥力越大，就散开得越大，故选D．

12．原来甲、乙、丙三物体都不带电，使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电荷1.6×10－9 C，丙物体带电荷量的大小为8×10－10 C．则对于最后乙、丙两物体的带电情况，下列说法中正确的是(　　)

A．乙物体一定带有负电荷8×10－10 C

B．乙物体可能带有负电荷2.4×10－15 C

C．丙物体一定带有正电荷8×10－10 C

D．丙物体一定带有负电荷8×10－16 C

【答案】A　【解析】由题意可知，甲、乙两物体相互摩擦后，甲物体带正电荷1.6×10－9 C，则乙带负电荷1.6×10－9 C，若乙物体再与丙物体接触，由于丙物体带电荷8×10－10 C，带负电，则乙也一定带负电，大小为8×10－10 C．故选A．

13．以下判断轻质小球是否带电的说法中，正确的是(　　)

A．用一个带电体靠近它，如果能够吸引小球，则小球一定带电

B．用一个带电体靠近它，如果能够排斥小球，小球不一定带电

C．用验电器的金属球接触它后，如果验电器的金属箔能改变角度，则小球一定带电

D．如果小球能吸引不带电的小纸屑，则小球一定带电

【答案】D　【解析】由于带电体有能够吸引轻小物体的特性，所以用一个带电体靠近小球，如果能够吸引小球，小球不一定带电，但如果能够排斥小球，说明小球一定带电，且电性与带电体相反；如果小球能吸引小纸屑，则小球一定带电，故A、B错误，D正确；用验电器的金属球接触它后，验电器的金属箔能改变角度，有可能是金属球上原先带的电荷转移到了原先不带电的小球上，故C错误．

14．M和N是两个都不带电的物体．它们互相摩擦后，M带正电荷2.72×10－9 C，下列判断不正确的是(　　)

A．在摩擦前M和N的内部没有任何电荷

B．N在摩擦后一定带负电荷2.72×10－9 C

C．摩擦过程中电子从M转移到N

D．M在摩擦过程中失去1.7×1010个电子

【答案】A　【解析】原本不带电的物体处于电中性，不是不带电，而是正负电荷相等，故A错误；根据电荷守恒定律可知N在摩擦后一定带负电荷2.72×10－9 C，故B正确；根据摩擦起电可知，M带正电荷，失去电子，摩擦过程中电子从M转移到N，故C正确；M在摩擦过程中失去电子个数n＝＝＝1.7×1010(个)，故D正确．本题选不正确的，故选A．

15．如图所示，两根完全相同的绝缘细线，把两个质量相等的小球悬挂在同一点上，甲球的电荷量大于乙球的电荷量，则(　　)

A．甲、乙两球受到的静电力大小相等

B．甲、乙两球都一定带负电

C．甲球受到的静电力大于乙球受到的静电力

D．甲、乙两球都一定带正电

【答案】A　【解析】根据库仑定律和相互作用力可知甲、乙两球受到的静电力大小相等，故A正确，C错误；甲、乙两球之间存在库仑斥力，则所带电性相同，既可能都带正电，也可能都带负电，故B、D错误．

16．关于静电力常量k的单位，如果用国际单位制基本单位的符号来表示，下列正确的是(　　)

A．  B．

C．  D．

【答案】C　【解析】由库仑定律，可得F＝k，其中，库仑力F的单位是N，有1 N＝kg·m/s2，电荷量q1和q2的单位是C，有1 C＝1 A·s，点电荷间距离的单位是m.所以k的单位为 .故选C．

17．如图所示是某静电场的一部分电场线分布情况，下列说法中正确的是(　　)

A．这个电场可能是负点电荷的电场

B．点电荷q在A点处受到的电场力比在B点处受到的电场力大

C．A点的电场强度小于B点的电场强度

D．点电荷q在A点处的瞬时加速度比在B点处的瞬时加速度小(不计重力)

【答案】B　【解析】负点电荷的电场线是从四周无限远处不同方向指向负点电荷的直线，故A错误；电场线越密的地方场强越大，由题图知EA>EB，由F＝qE，得FA>FB，故B正确；电场线的疏密对应电场强度的大小，B处电场线较疏，场强较小，故C错误；由a＝，知a∝F，而F∝E，又EA>EB，所以aA>aB，故D错误．

18．一个正点电荷的电场线分布如图所示，A、B是电场中的两点，EA和EB分别表示A、B两点电场强度的大小，则(　　)

A．EA>EB B．EA＝EB

C．EA<EB D．无法比较

【答案】A　【解析】电场线的疏密表示电场强度的强弱，由于电场线的疏密可知EA＞EB，A正确，B、C、D错误．

19．一个匀强电场的电场线分布如图甲所示，把一个空心导体引入到该匀强电场后的电场线分布如图乙所示，在电场中有A、B、C、D四个点，下面说法正确的是(　　)

A．EA>EB B．EC>ED

C．EA＝EB D．EC＝ED

【答案】B　【解析】根据电场线的疏密程度可得EA<EB，EC>ED．故选B．

20．如图所示，将一个不带电的金属球A放在带正电的点电荷Q的左侧，当金属球达到静电平衡时，下列判断正确的是(　　)

A．金属球将产生正电荷

B．点电荷Q在A的球心处产生的电场强度为零

C．金属球左侧将出现负的净电荷

D．A的内部合电场强度处处为零

【答案】D　【解析】感应起电的实质电子的转移，没有产生新的电荷，故A错误；由于球处于静电平衡状态，所以内部的场强为零，即正电荷和感应电荷在内部产生的合场强为零，正点电荷Q在球心处产生的场强方向向左，所以感应电荷在球内球心处产生的场强方向向右，故B错误，D正确；达到静电平衡后，金属球右侧将出现负的净电荷，金属球左侧将出现正的净电荷，故C错误．

二、非选择题：本题共3小题，共40分．

21．(12分)如图所示，真空中有A、B、C三个点组成的一个等边三角形，边长r＝0.1 m，把两个带正电的点电荷放在B、C两点，它们带电量相等，且Q＝3.0×10－8 C．

(1)B、C上两个点电荷之间的库仑力是多大？

(2)求A点的合场强大小．

(3)若在A点放置一个电量q＝－1×10－6 C的点电荷，则它受到的电场力是多大？

(1)8.1×10－4 N　(2)4.7×104 N/C　(3)4.7×10－2 N

【解析】(1)由库仑定律得B、C上两个点电荷之间的库仑力大小为

F＝k＝9.0×109×  N＝8.1×10－4 N.

(2)两点电荷在A处产生的场强大小分别为

E＝k＝9.0×109× N/C＝2.7×104 N/C，

则A点的合场强

E＝2Ecos 30°＝27×103 N/C≈4.7×104 N/C．

(3) F＝Eq＝1×10－6×4.7×104 N＝4.7×10－2 N.

22．(14分)如图所示，均可视为质点的三个物体A、B、C在倾角为30°的光滑绝缘斜面上，A绝缘，A与B紧靠在一起，C紧靠在固定挡板上，质量分别为mA＝0.43 kg、mB＝0.20 kg、mC＝0.50 kg，其中A不带电，B、C的电荷量分别为qB＝＋2×10－5 C、qC＝＋7×10－5 C且保持不变，开始时三个物体均能保持静止．现给A施加一平行于斜面向上的力F，使A做加速度a＝2.0 m/s2的匀加速直线运动，经过时间t，力F变为恒力．已知静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，g取10 m/s2.求：

(1)开始时BC间的距离L；

(2)F从变力到恒力需要的时间t.

【答案】(1)2.0 m　(2)1.0 s

【解析】(1)A、B、C静止时，以AB为研究对象有

(mA＋mB)gsin 30°＝，解得L＝2.0 m.

(2)给A施加力F后，AB沿斜面向上做匀加速运动，AB分离时两者之间弹力恰好为零，对B用牛顿第二定律得

－mBgsin 30°＝mBa，解得l＝3.0 m，

由匀加速运动规律得l－L＝at2，解得t＝1.0 s.

23．(14分)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，电场强度E＝3×104 N/C．在两板间用绝缘细线悬挂一个质量m＝5×10－3 kg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＝5×10－2 m，剪断悬线后，小球经多长时间碰到右极板．

【答案】(1)正电　×10－6 C　(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＝×10－6 C．

(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.