2020--2021学年度(新教材)物理必修第三册第9章 静电场及其应用(含答案)

（新教材）必修第三册第九章 静电场及其应用

1、一带电粒子沿图中曲线穿过一匀强电场中的等势面，且四个等势面的电势关系满足φa>φb>φc>φd，若不计粒子所受重力，则( )

A．粒子一定带正电 B．粒子的运动是匀变速运动

C．粒子从A点到B点运动的过程中动能先减小后增大 D．粒子从A点到B点运动的过程中电势能增大

2、绝缘细线上端固定，下端悬挂一小球N，由绝缘支架支撑着一小球M，当M靠近N时，N偏离竖直方向，如图所示。下列关于M、N带电情况表述正确的是( )

A．M一定带正电 C．M、N都带负电

B．M、N都带正电 D．M、N带异种电

3、如图所示，在绝缘光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球。同时从静止释放，则两个小球的加速度大小和速度大小随时间变化的情况是( )

A．速度变大，加速度变大 B．速度变小，加速度变小 C．速度变大，加速度变小 D．速度变小，加速度变大

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4、如图所示为两个带等量点电荷周围的电场线分布(电场线方向未标出)，则( )

A．A只能带正电 B．A只能带负电

C．若A带正电，则B肯定是带负电的 D．若A带正电，则B肯定是带正电的

5、在手术时，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套，一切设备要良好接地，甚至病人身体也要良好接地。这是为了( ) A．除菌消毒 C．利用静电

B．消除静电 D．防止漏电

6、如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(可视为点电荷)，三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是( )

A．a对b的静电力可能是斥力 B．a对c的静电力一定是引力 C．a的电荷量可能比b少 D．a的电荷量一定比b多

7、使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开，图中表示验电器上感应电荷的分布情况正确的是( )

8、两个可自由移动的点电荷分别在A、B两处，如图所示。A处电荷带正电Q1，B处电荷带负电Q2，且Q2＝4Q1，另取一个可以自由移动的点电荷Q3放在直线AB上，欲使整个系统处于平衡状态，则 ( )

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A．Q3为负电荷，且放于A左方 B．Q3为负电荷，且放于B右方 C．Q3为正电荷，且放于A与B之间 D．Q3为正电荷，且放于B右方

9、如图所示真空中a、b、c、d四点共线且等距，a、b、c、d连线水平。先在a点固定一带电荷量为＋Q的点电荷，测得b点电场强度大小为E。若再将另一带电荷量为＋2Q的点电荷放在d点时，则( )

9

A．b点电场强度大小为4E，方向水平向右 9

B．b点电场强度大小为4E，方向水平向左 7

C．c点电场强度大小为4E，方向水平向右 7

D．c点电场强度大小为4E，方向水平向左

10、人们行走时鞋子和地板由于摩擦产生静电，带电的离子会在地板表面对空气中的灰尘产生吸引，对电脑机房、电子厂房等单位会造成一定的影响。防静电地板又叫做耗散静电地板，当它接地时，能够使电荷耗散。地板在施工时，地板下面要铺设铝箔，铝箔要连接到地下预埋导体。下列关于防静电地板的说法，正确的是( )

A．地板下面铺设铝箔的作用是防潮 B．地板必须是绝缘体材料

C．地板必须是导电的，如地板中含有导电纤维

D．只要地板下面铺设铝箔，地板材料是绝缘的或导电的均可

11、如图所示，图中边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定有三个点电荷＋q、＋q、－q，则该三角形中心O点处的场强为( )

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3kq

A.a2，方向由C指向O 3kq

B.a2，方向由O指向C 6kq

C.a2，方向由O指向C 6kq

D.a2，方向由C指向O

*12、现代理论认为，反质子的质量与质子的质量相同，约为电子质量的1 836倍，q若me＝0.91×10－30 kg，e＝1.6×10－19 C，求反质子的比荷。

m

13、如图所示，电荷量Q＝2×10－7 C的正点电荷A固定在空间中O点，将质量m＝2×10－4 kg，电荷量q＝1×10－7 C的另一正点电荷B从O点正上方0.5 m的某处由静止释放，B运动过程中速度最大位置在P点。若静电力常量k＝9×109 N·m2/C2，重力加速度g取10 m/s2，求：

(1)B释放时的加速度大小； (2)P、O间的距离L。

14、如图所示，质量均为m的三个带电小球A、B、C，放置在光滑的绝缘水平面上，A与B、B与C间距离均为l，A带电荷量QA＝＋8q，B带电荷量QB＝＋q，若在C上加一水平向右的恒力F，能使A、B、C三球始终保持相对静止。求：

(1)外力F的大小； (2)C球所带电荷量QC。

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2020--2021（新教材）物理必修第三册第9章 静电场及其应用（含答案）

（新教材）必修第三册第九章 静电场及其应用

1、一带电粒子沿图中曲线穿过一匀强电场中的等势面，且四个等势面的电势关系满足φa>φb>φc>φd，若不计粒子所受重力，则( )

A．粒子一定带正电 B．粒子的运动是匀变速运动

C．粒子从A点到B点运动的过程中动能先减小后增大 D．粒子从A点到B点运动的过程中电势能增大

解析：选B 由于φa>φb>φc>φd，所以电场线垂直于等势面由a指向d，根据粒子运动轨迹，可知其受力由d指向a，即该粒子带负电，从A点到B点的运动过程中，粒子的动能增大，电势能减小。综上所述，B正确。 2、

绝缘细线上端固定，下端悬挂一小球N，由绝缘支架支撑着一小球M，当

M靠近N时，N偏离竖直方向，如图所示。下列关于M、N带电情况表述正确的是( )

A．M一定带正电 C．M、N都带负电

B．M、N都带正电 D．M、N带异种电

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解析：选D 带电体会吸引不带电的轻小物体，也可以吸引与其带异种电荷的带电体，所以当M带电时，N可能不带电，也可能带异种电，当M不带电时，N一定带电，所以D正确。

3、如图所示，在绝缘光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球。同时从静止释放，则两个小球的加速度大小和速度大小随时间变化的情况是( )

A．速度变大，加速度变大 B．速度变小，加速度变小 C．速度变大，加速度变小 D．速度变小，加速度变大

解析：选C 因电荷间的静电力与电荷的运动方向相同，故电荷将一直做加速运动，又由于两电荷间距离增大，它们之间的静电力越来越小，故加速度越来越小。

4、如图所示为两个带等量点电荷周围的电场线分布(电场线方向未标出)，则( )

A．A只能带正电 B．A只能带负电

C．若A带正电，则B肯定是带负电的 D．若A带正电，则B肯定是带正电的

解析：选C 根据等量异种电荷电场线分布可得，A、B为异种电荷，若A带正电，则B肯定是带负电的，C正确。

5、在手术时，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套，一切设备要良好接地，甚至病人身体也要良好接地。这是为了( ) A．除菌消毒 C．利用静电

B．消除静电 D．防止漏电

解析：选B 在可燃气体环境(如乙醚)中产生的静电，容易引起爆炸，应设法把

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产生的静电消除掉(如导入大地)，因此选项B正确。

6、如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(可视为点电荷)，三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是( )

A．a对b的静电力可能是斥力 B．a对c的静电力一定是引力 C．a的电荷量可能比b少 D．a的电荷量一定比b多

解析：选D 根据电场力方向来确定各自电性，从而得出“两同夹一异”，因此a对b的静电力一定是引力，a对c的静电力一定是斥力，故A、B错误。同时根据库仑定律来确定电场力的大小，并由平衡条件来确定各自电荷量的大小，因此在大小上一定为“两大夹一小”，则a的电荷量一定比b多，故C错误，D正确。

7、使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开，图中表示验电器上感应电荷的分布情况正确的是( )

解析：选B 使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器发生静电感应，若金属球带正电，验电器上的小球带负电，下端金属箔带等量的正电，金属箔张开，A、C错误；若金属球带负电，验电器上的小球带正电，下端金属箔带等量的负电，金属箔张开，B正确，D错误。

8、两个可自由移动的点电荷分别在A、B两处，如图所示。A处电荷带正电Q1，B处电荷带负电Q2，且Q2＝4Q1，另取一个可以自由移动的点电荷Q3放在直线AB上，欲使整个系统处于平衡状态，则 ( )

A．Q3为负电荷，且放于A左方 B．Q3为负电荷，且放于B右方

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C．Q3为正电荷，且放于A与B之间 D．Q3为正电荷，且放于B右方

解析：选A 要使Q3处于平衡状态，Q3应放在Q1的左侧，要使整个系统处于平衡状态，Q3必须带负电荷。故选项A正确。

9、如图所示真空中a、b、c、d四点共线且等距，a、b、c、d连线水平。先在a点固定一带电荷量为＋Q的点电荷，测得b点电场强度大小为E。若再将另一带电荷量为＋2Q的点电荷放在d点时，则( )

9

A．b点电场强度大小为4E，方向水平向右 9

B．b点电场强度大小为4E，方向水平向左 7

C．c点电场强度大小为4E，方向水平向右 7

D．c点电场强度大小为4E，方向水平向左

解析：选D 设ab＝bc＝cd＝L，在a点固定一带电荷量为＋Q的点电荷，测得Q

b点电场强度大小为E，则E＝kL2，将另一带电荷量为＋2Q的点电荷放在d点2Q1

时，带电荷量为＋2Q的点电荷在b点产生的电场强度E1＝k＝E，方向水

2L22

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平向左；则b点电场强度大小Eb＝E－2E＝2E，方向水平向右，故A、B两项

2Q

均错误。带电荷量为＋2Q的点电荷在c点产生的电场强度E2＝kL2＝2E，方向

Q1

水平向左；带电荷量为＋Q的点电荷在c点产生的电场强度E3＝k＝E，方

2L24

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向水平向右；则c点电场强度大小Ec＝2E－4E＝4E，方向水平向左，故C项错误，D项正确。

10、人们行走时鞋子和地板由于摩擦产生静电，带电的离子会在地板表面对空气中的灰尘产生吸引，对电脑机房、电子厂房等单位会造成一定的影响。防静电地板又叫做耗散静电地板，当它接地时，能够使电荷耗散。地板在施工时，地板下面要铺设铝箔，铝箔要连接到地下预埋导体。下列关于防静电地板的说法，正确的是( )

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A．地板下面铺设铝箔的作用是防潮 B．地板必须是绝缘体材料

C．地板必须是导电的，如地板中含有导电纤维

D．只要地板下面铺设铝箔，地板材料是绝缘的或导电的均可

解析：选C 地板在施工时，地板下面要铺设铝箔，铝箔要连接到地下预埋导体，即要将地板上的静电导走，所以防静电地板必须是导电的，如地板中含有导电纤维，故选项C正确。

11、如图所示，图中边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定有三个点电荷＋q、＋q、－q，则该三角形中心O点处的场强为( ) 3kq

A.a2，方向由C指向O 3kq

B.a2，方向由O指向C 6kq

C.a2，方向由O指向C 6kq

D.a2，方向由C指向O

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解析：选C O点是三角形的中心，到三个电荷的距离为r＝3asin 60°＝3a，

kq

三个电荷在O处产生的场强大小均为E0＝r2，根据对称性和几何知识得知：两

kq

个＋q在O处产生的合场强为E1＝r2，再与－q在O处产生的场强合成，得到

6kq

O点的合场强为E＝E0＋E1＝a2，方向由O指向C，故C正确。 *12、现代理论认为，反质子的质量与质子的质量相同，约为电子质量的1 836倍，q若me＝0.91×10－30 kg，e＝1.6×10－19 C，求反质子的比荷m。 1.6×10－19 Cqe

解析：反质子的比荷m＝m＝＝9.58×107 C/kg。 －30

1 836×0.91×10 kg答案：9.58×107 C/kg

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13、如图所示，电荷量Q＝2×10－7 C的正点电荷A固定在空间中O点，将质量m＝2×10－4 kg，电荷量q＝1×10－7 C的另一正点电荷B从O点正上方0.5 m的某处由静止释放，B运动过程中速度最大位置在P点。若静电力常量k＝9×109 N·m2/C2，重力加速度g取10 m/s2，求：

(1)B释放时的加速度大小； (2)P、O间的距离L。 解析：(1)根据牛顿第二定律有 qQ

mg－kl2＝ma， 解得a＝6.4 m/s2。

(2)当B受到合力为零时，速度最大，则P、O间的距离L满足mg＝k解得L＝0.3 m。

答案：(1)6.4 m/s2 (2)0.3 m

14、如图所示，质量均为m的三个带电小球A、B、C，放置在光滑的绝缘水平面上，A与B、B与C间距离均为l，A带电荷量QA＝＋8q，B带电荷量QB＝＋q，若在C上加一水平向右的恒力F，能使A、B、C三球始终保持相对静止。求：

(1)外力F的大小； (2)C球所带电荷量QC。

解析：先以A、B、C整体为研究对象，由牛顿第二定律有F＝3ma，可知整体加速度方向向右，由题意知A、B都带正电，则C带负电。 以A为研究对象，由牛顿第二定律得 8qQC8q2

k4l2－kl2＝ma，

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qQ， L2以B为研究对象，由牛顿第二定律得 8q2qQC

kl2＋kl2＝ma，

72kq2

解得QC＝16q(负电)，外力为F＝l2。 72kq2

答案：(1)l2 (2)－16q

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