（1）静电场及其应用——高二物理人教版（2019）必修三单元检测卷（B卷）
一、单项选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分）
1.如图，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（）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. B. C. D.
2.如图，在（a，0）位置放置电荷量为q的正点电荷，在（0，a）位置放置电荷量为q的负点电荷，在距为的某点处放置正点电荷Q，使得P点的电场强度为零。则Q的位置及电荷量分别为( )
A. B. C. D.
3.如图，充气后的气球在头发上摩擦，再靠近不带电的空易拉罐，在气球未接触易拉罐的情况下，可观察到易拉罐朝气球滚动，关于这一现象，下列说法正确的是( )
A.易拉罐靠近气球一侧的带电性质和气球相反
B.易拉罐远离气球一侧的带电性质和气球相反
C.气球对易拉罐远、近两侧的作用力均为吸引力
D.气球只对易拉罐近侧有作用力
4.真空中有两个静止的点电荷，它们之间的作用力为F，若它们的带电量都增大为原来的2倍，距离减少为原来的，它们之间的相互作用力变为( )
A. B.F C.4F D.16F
5.如图所示在一条直线上有两个相距0.4 m的点电荷A、B，A带电带电。现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，则C的带电性质及位置应为( )
A.正，B的右边0.4 m处 B.正，B的左边0.2 m处
C.负，A的左边0.2 m处 D.负，A的右边0.2 m处
6.两个半径为R的球所带电荷量分别为和，当两球心相距3R时，相互作用的静电力大小为( )
A. B. C. D.无法确定
7.如图所示，三个完全相同的金属小球位于等边三角形的三个顶点上，a和c带正电，b带负电，a所带电荷量大小比b的小。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，它应该是( )
A. B. C. D.
8.对电场强度的定义式的理解，下列说法错误的是( )
A.E和F成正比，E和q成反比
B.q为试探电荷的电荷量
C.如果q为正电荷，则E和F的方向相同
D.E是电场本身的属性，和无关
9.如图，一电荷量为q的正点电荷位于电场中的A点，受到的电场力为F。若把该点电荷换为电荷量为2q的负点电荷，则A点的电场强度E为( )
A.，方向与F相反 B.，方向与F相反
C.，方向与F相同 D.，方向与F相同
10.在有雷鸣闪电的下雨天，靠在汽车旁的人被雷电击倒，其原因可解释为( )
A.云层与地面间发生电磁感应，发生放电现象
B.云层与地面间发生静电感应，发生放电现象
C.发生光电效应，云层与地面间放电所致
D.云层与地面间传递电磁波
二、多项选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分）
11.把两个相同的金属小球接触一下再分开一小段距离，发现两球之间相互排斥，这两个金属小球原来的带电情况可能是( )
A.两球原来带有等量异种电荷 B.两球原来带有同种电荷
C.两球原来带有不等量异种电荷 D.两球中原来只有一个带电
12.下列说法正确的是( )
A.避雷针避雷的原理是尖端放电能将云层中的电荷中和
B.为了美观，通常把避雷针顶端设计成球形
C.验电器的金属杆上端固定一个金属球而不是做成针尖状，这是为了防止尖端放电
D.为了避免因尖端放电而损失电能，高压输电导线表面要尽量光滑
13.下列关于电荷、电场强度的说法中正确的是( )
A.元电荷e最早是由美国物理学家密立根通过实验测定的
B.电荷量很小的带电体就可以看作点电荷
C.电场强度反映了电场各点力的性质
D.电场强度的方向与正试探电荷在该点的合外力方向相同
14.如图所示，当人用手接触范德格拉夫起电机的金属球时会出现头发竖起来的现象，下面关于这个过程的描述正确的是( )
A.范德格拉夫起电机起电过程满足电荷守恒
B.出现头发竖起来的现象能够说明同种电荷相互排斥
C.若金属球带正电，手接触范德格拉夫起电机的金属球时，人头发带上负电荷
D.手接触范德格拉夫起电机的金属球时，要想出现头发竖起来的现象，人需要站在绝缘材料上
15.两个均匀带电的绝缘球可以视为点电荷，而两个距离较近的带电导体球不能视为点电荷，因为导体球距离较近时表面所带电荷不是均匀分布的。如图所示，两个带电金属球球心距离为r，电荷量分别为和，静电力常量为k，关于它们之间的库仑力大小F，下列说法正确的是( )
A.不论是何种电荷都有
B.若是同种电荷，则
C.若是异种电荷，则
D.当距离r接近于0时，F趋近于无限大
16.请用学过的电学知识判断下列说法正确的是( )
A.电工穿绝缘衣比穿屏蔽衣安全
B.制作汽油桶的材料用金属比用塑料好
C.小鸟停在单根髙压输电线上会被电死
D.打雷时,待在汽车里比待在木屋里要安全
17.一个空心金属球A带有的正电荷,一个有绝缘柄的金属小球B带有的负电荷,将B球放入A球壳内与内壁接触,静电平衡后,球所带的电荷量正确的是( )
A. B.
C. D.
18.如图所示,在绝缘板上放有一个不带电的验电器A和一个带正电荷的空腔导体B.下列实验方法中能使验电器金属箔片张开的是( )
A.用取电棒C(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触
B.用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触
C.用绝缘导线把验电器跟取电棒C的导体部分相连,再把取电棒与B的内壁接触
D.使验电器A靠近B
19.下列措施中是为了防止静电产生危害的是( )
A.飞机的轮胎使用导电橡胶制成的 B.罐车尾部常拖一条铁链
C.电视机上装一根户外天线 D.在高大的建筑物顶端装上避雷针
20.如图所示，一匀强电场E大小未知、方向水平向右。两根长度均为L的绝缘轻绳分别将小球M和N悬挂在电场中，悬点均为O。两小球质量均为m、带等量异号电荷，电荷量大小均为。平衡时两轻绳与竖直方向的夹角均为。若仅将两小球的电荷量同时变为原来的2倍，两小球仍在原位置平衡。已知静电力常量为k，重力加速度大小为g，下列说法正确的是( )
A.M带正电荷 B.N带正电荷 C. D.
答案以及解析
1.答案：B
解析：电荷量为q的点电荷在b点处产生的电场强度大小为，而半径为R、均匀分布着电荷量为Q的电荷的圆盘与在a点处电荷量为的固定点电荷在b点处的合场强为零，则圆盘在此处产生的电场强度的大小也为，由对称性可知圆盘在d点处产生的电场强度大小为，而a点处电荷量为q的点电荷在d点处产生的电场强度大小为，由于a点处的点电荷与圆盘在d点处产生的电场强度方向相同，两者在d点处产生的电场强度为，故B正确。
2.答案：B
解析：两点电荷在P点产生的电场强度如图所示，由图中几何关系可知：二者产生的电场强度的合场强大小为，方向如图所示；由于P点的电场强度为零，则Q在P点产生的电场强度与那两个点电荷产生的合场强大小相等，方向相反，则，解得，由的方向知，Q的位置为，选项B正确。
3.答案：A
解析：由于静电感应，易拉罐靠近气球一侧与气球带异种电荷，远离一侧与气球带同种电荷，A正确，B错误；气球对易拉罐远侧为斥力，近侧为吸引力，C、D错误。
4.答案：D
解析：真空中有两个静止的点电荷，它们之间的作用力为F，根据库仑定律，有
若它们的带电量都增大为原来的2倍，距离减少为原来的，它们之间的相互作用力变为
故选D。
5.答案：C
解析：要使三个电荷均处于平衡状态，必须满足“两同夹异”“两大夹小”“近小远大”的原则，所以点电荷C应在A左侧，带负电。设C在A左侧距A x处，由于处于平衡状态，所以，解得，选项C正确。
6.答案：D
解析：因为两球心距离不比球的半径大很多，所以不能看做点电荷，必须考虑电荷在球上的实际分布。当两球带同种电荷时，相互排斥，电荷分布于最远的两侧，电荷中心距离大于3R；当两球带异种电荷时，相互吸引，电荷分布于最近的两侧，电荷中心距离小于3R，如图（a）、（b）所示。所以静电力可能小于，也可能大于，所以D选项正确。
7.答案：B
解析：因为之间为斥力，之间为引力，又知a所带电荷量大小比b的小，故，如图所示，两者合力应指向图示位置，所以选项B正确。
8.答案：A
解析：ABD.电场强度的表达式
为比值定义，电场强度E与无关，只是在数值上等于F与q的比值而已。其中q为试探电荷的电荷量，故A符合题意，BD不符合题意;
C.规定正电荷受力的方向为电场强度的方向，故C不符合题意。
故选A。
9.答案：C
解析：将一电荷量为q的正点电荷位于电场中的A点，受到的电场力为F，则该点的电场强度大小为
方向与正电荷受力方向相同，即与F的方向相同；
根据电场强度的物理意义：电场强度是反映电场本身性质的物理量，仅电场本身决定，与试探电荷无关。可知将该点电荷换为电荷量为2q的负点电荷，A点的场强大小仍然是，方向与F的方向相同。
故选C。
10.答案：B
解析：因为云层带有大量电荷，形成较强电场，处在电场中的汽车上的金属发生静电感应，发生放电现象，则靠在汽车旁的人被雷电击倒。
故选B。
11.答案：BCD
解析：两球相同，若原来带等量异种电荷，则接触后电荷完全中和，两球均不带电，不存在排斥力，故A不可能；若原来带同种电荷，则接触后带等量同种电荷，存在排斥力，故B可能；若原来带不等量异种电荷，则接触后电荷先中和再平分，带上等量同种电荷，存在排斥力，故C可能；若原来只有一个带电，则接触后电荷平分，带上等量同种电荷，存在排斥力，故D可能。
12.答案：ACD
解析：避雷针避雷的原理是通过尖端放电，将云层中电荷中和，因此避雷针顶端不能设计成球形，A正确，B错误；为了避免尖端放电，验电器的金属杆上端固定一个金属球而不是做成针尖状，高压输电导线表面要尽量光滑，C、D正确。
13.答案：AC
解析：元电荷e最早是由美国物理学家密立根通过实验测得的，故A正确；带电体能不能看作点电荷取决于带电体的形状、大小、电荷分布等对它们之间作用力的影响能否忽略，故B错误；电场强度的物理意义是反映电场各点力的性质，故C正确；电场强度的方向与正试探电荷在该点受到的静电力方向相同，故D错误。
14.答案：ABD
解析：A.带电过程是电子转移的过程，只不过是电子从一个物体转移到另一个物体，或使电子从物体的一部分转移到另一部分，该过程中电荷的总量不变，A正确；
BD.当人在触摸静电球时，人站在绝缘材料上，人身体就会带上电荷，即人的头发上会带上同种电荷，由于同种电荷相互排斥，故此时人的头发会竖起来，BD正确；
C.若金属球带正电，手接触范德格拉夫起电机的金属球时，人头发带上正电荷，C错误。
故选ABD。
15.答案：BC
解析：ABC、若是同种电荷，由于同种电荷相互排斥，则，所以，同理若是异种电荷，由于同种电荷相互吸引，则，所以，故A错误，BC正确；
D、当距离r接近于0时，库仑定律不适用，故D错误；
故选：BC。
16.答案：BD
解析：绝缘衣容易产生大量的静电,反而比较危险,A 选项错误;汽油和塑料油桶会摩擦起电,因为塑料是绝缘材料, 不能把电传走,所以塑料油桶内易产生火花导致塑料油桶爆炸,故B选项正确;小鸟停在单根高压输电线上时,加在小鸟两爪间的电势差非常小,小鸟不会被电死,C选项错误;打雷时,待在汽车里,汽车的金属外壳起到屏蔽的作用,木屋淋雨后会变成导体,所以待在汽车里比待在木屋里要安全,D选项正确。
17.答案：AD
解析：把B球跟A球的内壁相接触,A与B构成整体,处于静电平衡状态,整体内部静电荷量为零,电荷均匀分布在外表面,故B球的带电荷量减为零;正电荷和负电荷中和后,A球表面带的电荷量为的正电荷,故B、C错误,A、D正确.
18.答案：BCD
解析：用取电棒C先跟B的内壁接触,由于正电荷只分布在B的外壁上,所以不能使C带上电荷,所以移出C与A的金属小球接触,无论操作多少次,都不能使A带电,故A错误;用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触,由于正电荷只分布在B的外壁上,所以能使C带上电荷,C再与A接触后A带电,使金属箔片张开,故B正确;用绝缘导线把验电器跟取电棒C的导体部分相连,再把取电棒与B的内壁接触后三者组成新的等势体,电荷将传递到A,使金属箔片张开,故C正确;使验电器A靠近B,A将由于静电感应,使金属球处带上负电荷,而金属箔片处带上正电荷,使金属箔片张开,故D正确.
19.答案：ABD
解析：A.飞机在飞行时，与空气摩擦产生大量的静电，所以着地时利用导电橡胶制成的轮胎将静电导走，属于防止静电危害，故A符合题意；
B.油罐车在运输过程中，不断的相互摩擦，从而产生大量的静电，通过后面装一条拖地的铁链及时导走静电，这是防止静电危害，故B符合题意；
C.电视机上装户外天线和静电无关，是为了接收电磁信号，故C不符合题意；
D.当打雷的时候，由于静电的感应，在高大的建筑物顶端积累了很多的静电，容易导致雷击事故，所以在高大的建筑物顶端安装避雷针可以把雷电引入地下，保护建筑物的安全，属于防止静电危害，故D符合题意。
故选ABD。
20.答案：BC
解析：由受力分析可知小球M带负电，小球N带正电，A错误、B正确；由几何关系可知，两小球之间的距离为，当两小球的电荷量大小为q时，由力的平衡条件得；两小球的电荷量同时变为原来的2倍后，由力的平衡条件得，整理解得，C正确、D错误。
