高中物理必刷題（選修3-1全冊）word 版答案解析
第一章靜電場
第1節電荷及其守恒定律
刷基礎
1.B 【解析】摩擦起電現象的實質是電荷的轉移，而不是產生了電子或質子，故A 錯誤；兩種不同材料的絕緣體互相摩擦后，同時帶上等量異種電荷，故B 正確；摩擦起電是因為摩擦導致電子從一個物體轉移到另一個物體而形成的，故C 錯誤；用絲綢摩擦玻璃棒時，電子從玻璃棒上轉移到絲綢上，玻璃棒因質子數多于電子數而顯示帶正電，故D 錯誤。
2.A 【解析】當她用于觸摸一個金屬球時，金屬球上的電荷會轉移到她的身上，因為同種電荷相互排斥，頭發就會豎起；無論她帶正電荷還是負電荷，只要電荷量足夠多，就會出現該現象，選項A 正確，B 、C 、D 錯誤。
3.A 【解析】帶負電的A 球靠近B 球(不接觸)，由于靜電感應而使B 球帶正電，c 球帶負電，故A 正確，B 錯誤；人體是導體，用手摸一下B 球，B 球與人體、地球構成整體，大地是遠端，帶負電，B 球是近端，帶正電，故C 錯誤；將B 、C 分開，移走A ，B 球帶正電，C 球帶等量的負電，再將B 、C 接觸，C
上的負電荷轉移到B 上，從而使B 、C 都不帶電，故D 錯誤。
4.C 【解析】用帶正電的帶電體A 靠近(不接觸)不帶電的驗電器的上端金屬球，驗電器發生靜電感應，帶電體A 帶正電，則驗電器的上端金屬球帶負電荷，下部金屬箔自帶等量的正電荷，金屬箔張開。驗電器的金屬箔之所以張開，是因為它們帶有同種電荷，而同種電荷相互排斥，張開角度的大小取決于兩金屬箔自帶電荷量的多少，感應起電的實質是電子在物體內部發生了轉移。故A 、B 、D 錯誤，C 正確。
5.BC 【解析】原來不帶電的物體處于電中性，不是內部沒有電荷，而是正負電荷的個數相等，整體對外不顯電性，故A 錯誤；摩擦起電過程中轉移的是自由電子，失去電子的物體帶正電，得到電子的物體帶負電，即摩擦過程中A 失去電子，轉移到了B 上，故B 正確；由電荷守恒定律可知，在電子的轉移過程中電荷的總量保持不變，A 帶1.6×10-10C 的正電荷，則B 一定帶1.6×10-10C 的負電荷，故C 正確；摩擦過程中，A 失去1.0×109個電子，故D 錯誤。
6.CD 【解析】題目沒有提到物體的粗糙程度，所以不能判斷出表面粗糙的物體易失去電子，故A 錯誤；摩擦起電的實質是電荷的轉移，在電荷轉移過程中總電荷量保持不變，所以兩個物體摩擦起電時，一定同時帶上種類不同但數量相同的電荷，故B 錯誤，C 正確；用棉布分別與聚丙烯塑料板和聚乙烯塑料板摩擦，棉布分別帶負電和帶正電，說明同一物體與不同種類的物體摩擦，該物體所帶電荷的種類可能不同，故D 正確。
7.C 【解析】所有帶電體的電荷量的絕對值一定等于元電荷的整數倍，選項A 正確；元電荷的值通常取191.6010C e -=?，選項B 正確；元電荷是最小的電荷量，不是指電子和質子本身，選項C 錯誤；元電荷e 的數值最早是由美國科學家密立根用實驗測得的，選項D 正確。
8.B 【解析】元電荷是最小的電荷量，其值取191.6010C e -=?，任何帶電體帶的電荷量的絕對值都是元電荷的整數倍，3.2×10-19C 是元電荷的2倍，故A 正確。6.4×10-20C 小于元電荷的電荷量，是不可能的，故B 錯誤。1.6×10-18C 是元電荷的10倍，故C 正確。4.0×10-17C 是元電荷的250倍，故D 正確。本題選不可能的，故選B 。
9.D 【解析】兩個完全相同的金屬小球接觸，電荷先中和后平分，114222
N n n Q Q q q Q Q q +-+'====-，故選D ?！娟P鍵點撥】兩個完全相同的帶電體接觸滿足先中和后平分的原則。
刷提升
1.D 【解析】不管是何種起電方式，都要遵循電荷守恒定律，故A 正確；摩擦起電時。電子發生轉移，失去電子的物體帶正電，得到電子的物體帶負電，故B 正確；摩擦起電和感應起電都能使電子轉移，只不過前者使電子從一個物體轉移到另一個物體上，而后者則使電子從物體的一部分轉移到另一
部分。故C 正確；接觸起電時，兩個物體只能帶七同種電荷。并且只有兩個物體完全相同時才能帶等量電荷，故D 錯誤。本題選說法錯誤的，故選D 。
2.B 【解析】題圖中絕緣板帶正電，將接地的導電平板靠近帶正電的絕緣板，因靜電感應，導電平板靠近絕緣飯的一側帶負電，另一側的正電因接地而中和掉；斷開導電平板的接地線，
手握絕緣柄將導電平板移開，導電平板上便帶上了負電，其起電原理是感應起電。
3.B 【解析】由于同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，故驗電器的上端應帶上與金屬球異種的電荷。而驗電器的箔片上將帶上與金屬球同種的電荷。故只有B 正確。
4.C 【解析】C 移近導體A 時，在A 的左端感應出負電荷，在B 的右端感應出正電荷，可以看到A 、B 上的金屬箔片均張開，選項A 、B 錯誤；C 移近導體A 后，不論用手摸一下B ，還是摸一下A ，大地中的負電荷都將被吸引移向導體，使得A 的左端帶負電，B 的右端不帶電，即B 。上的金屬箔片閉合，A 上的金屬箔片張開，選項C 正確，D 錯誤。
5.A 【解析】不帶電的導體B 在靠近帶正電的導體A 時，導體B 上的自由電子會向P 端運動，導體B 的P 端因有了多余的電子而帶負電，Q 端因缺少電子而帶正電；若用導線接地，無論接導體的任何部位，正電荷都將被大地的負電荷中和，斷開接地線，再取走A ，導體B 將帶負電，故A 正確。
【方法總結】
當導體B 接地時，整個導體B 就變成了近端，大地就變成了遠端，與導體B 左端接地還是右端接地無關(用手觸摸導體B ，也相當于導體B 接地)。如果導體B 接地后再斷開接地線，則導體B 就成為帶負電荷的帶電體。6.AC 【解析】若A 、B 兩球帶等量的同種電荷，電荷量都為Q ，則讓第三個半徑相同的不帶電的金屬小球先后與AB 兩球接觸后移開，A 、B 兩球所帶的電荷最大小分別為2Q 、34Q ，則A 、B 兩球的電荷量之比為2:3；若A 、B 兩球帶等量的異種電荷，電荷量大小都為Q ，則讓第三個半徑相同的不帶電的金屬小球先后與A 、B 兩球接觸后移開，A 、B 兩球所帶的電荷量大小分別為2Q 、4Q ，則A 、B 兩球的電荷量之比為2:1，故選A 、C 。7.BC 【解析】筆套與頭發的摩擦使筆套帶電，故A 錯誤；帶電的筆套靠近圓環時，圓環上、下部感應出異號電荷，故B 正確；當距離約為0.5c m 時圓環被吸引到筆套上，是因為圓環所受吸引力大于圓環的重力，故C 正確，筆套碰到圓環后，筆套所帶的電荷沒有被中和，筆套還帶電，故D 錯誤。
刷素養
8.D 【解析】由于靜電感應使A 部分帶正電，B 部分帶負電，導體原來不帶電，只是在帶正電的導體球C 的靜電感應的作用下，導體中的自由電子向B 部分移動，使B 部分帶負電，A 部分帶正電根據電荷守恒定律可知，A 部分減少的電子數目和B 部分增加的電子數目相同，所以沿任意一條虛線切開時，均有A 帶正電，B 帶負電，且A B Q Q =，故D 正確。
第2節庫侖定律
刷基礎
1.B 【解析】點電荷是一種理想化模型，當帶電體的大小、形狀及電荷分布情況對所研究的問題影響很小以至于可以忽略時，這樣的帶電體就可以看成帶電的點，稱為點電荷，故B 正確。
2.A 【解析】根據庫侖定律公式得222428q q q F k k d d
?==；甲乙接觸再分離后所帶電荷量均為q ，當甲、乙相距4d 時，甲、乙間的庫侖力大小為2221624q q q F k k F d d ?'===?? ???
。3.B 【解析】根據“兩同夾異”“兩大夾小”“三點共線”的原則可知，A 、B 、C 三個小球均處于平衡狀態，C 必須帶負電荷且在BA 的延長線一側；設C 所在位置與A 的距離為r ，則C 所在位置與B 的距離為L +r ，要能使C 處于平衡狀態，A 對C 的庫侖力大小等于B 對C 的庫侖力大小，
設C 所帶電荷量為-q ，則有22
9()Qq Qq k k r L r =+，解得2L r =，點電荷B 受力平衡，則有22
99()Qq Q Q k k r L L ?=+，解得94q Q =，故B 正確，A 、C 、D 錯誤。4.B 【解析】對點電荷A 受力分析，B 對A 的是庫侖斥力，沿BA 的連線向上，若C 帶正電，則C
對A 的庫侖斥力沿CA 的連線向上，這兩個斥力的合力不可能沿題圖所示A F 的方向；若C 帶負電，C 對A 的庫侖引力沿AC 的連線向下，與B 對A 的庫侖斥力的合力可能沿題圖所示A F 的方向，故C 一定帶負電，故B 正確，A 、C 、D 錯誤。
5.C 【解析】將一帶負電()q q Q 的粉塵置于該星球表面h 高處，該粉塵恰好處于懸浮狀態，可知萬有引力與庫侖力平衡，宇航員又將此粉塵帶到距該星球表面2h 高處，由于庫侖力
2q kQq F r =和萬有引力2G GMm F r
=都與距離的平方成反比，故受力平衡狀態與高度無關，此帶電粉塵仍處于懸浮狀態，故選C 。
6.C 【解析】小球A 受力平衡，根據三角形定則可得，小球A 所受的庫侖力tan F mg θ=，設
絕緣細線的長度為l ，小球A 所帶電荷量為Q ，當30θ?=時，有()
12 tan 30sin 30Qq k mg l ??=，當45θ?=時，有()2
2tan 45sin 45Qq k mg l ??=，聯立解得1236
q q =，故C 正確。刷易錯
★易錯點1忽視庫侖定律的適用條件。
7.AC 【解析】由于兩球心間的距離3L r =，不滿足遠大于r 的條件，故兩球不能看成點電荷，若兩球帶同種電荷，由于同種電荷相互排斥，則兩球等效中心間的距離大于3r ，此時庫侖力
22F q k L
<，A 正確；若兩球帶異種電荷，由于異種電荷相互吸引，則兩球等效中心間的距離小于3r ，此時庫侖力2
2L
F q k '>，C 正確?！疽族e分析】
題中由于帶電球的大小與它們之間的距離相比不能忽略，因此不能看成點電荷，不能直接利用庫侖定律計算庫侖力的大小，只能根據庫侖定律定性比較庫侖力的大小。學生易錯選B 是由于沒有正確。理解庫侖定律的適用條件，亂套公式所致。注意：庫侖定律的適用條件是真空中的兩個點電荷之間。對于不能看成點電荷的物體要特別注意。
★易錯點2忽視變化過程中兩電荷間距離的變化。
8.C 【解析】平衡時小球間的庫侖力大小等于彈簧彈力。第一次平衡時有202k q kx r
'=，C 與A 接觸后，A 所帶電荷量變為原來的一半，再次平衡時有2
2k q kx r '='
。若r r '=，則彈簧彈力012F kx =剛好為原來的一半，但實際上r '>r ，所以彈簧的壓縮量小于12
，故C 正確?！疽族e分析】
有些同學只注意到小球電荷量的變化，忽略了兩球間的距離也隨之變化，導致錯誤。地認為:
設小球間的庫侖力先后為F 1、F 2，電荷量的乘積從2q 變為212q ，則2112F F =，再設彈簧勁度系數為k 0，則由胡克定律0F k x =，可得02x x
=，從而錯選A 。刷提升
1.AC 【解析】法國物理學家庫侖發現了電荷之間的相互作用規律，故A 正確。兩點電荷之間的作用力是相互的，根據牛頓第三定律可知，無論點電荷q 1的電荷量與點電荷q 2的電荷量大小關系如何，q 1
對q 2的靜電力大小總等于q 2對q 1的靜電力大小，故B 錯誤。庫侖定律的適用條件是：真空和靜止點電荷，如果在研究的問題中，帶電體的形狀、大小以及電荷分布可以忽略不計，即可將它看成一個幾何點，則這樣的帶電體就是點電荷一個實際的帶電體能否看成點電荷，不僅和帶電體本身有關，還取決于問題的性質和精度的要求，故C 正確。當0r →時，帶電體不能看成點電荷，公式122q q F k r
=不再適用，故D 錯誤。
2.D 【解析】A 為帶正電的金屬板，此時不能將其看成點電荷，所以不能使用庫侖定律求小球受到的庫侖力，故A 、B 錯誤；小球受到的靜電力方向向右，重力豎直向下，則小球的受力情況如圖所示，由平衡條件得tan F mg θ=，故C 錯誤，D 正確。
3.B 【解析】根據電荷間的相互作用規律可知，A 球帶負電，B 球帶正電，A 球才能受到固定球的向左的吸引力和B 球向右的吸引力而平衡，B 球受到固定球向右的排斥力和A 球向左的吸引力而平衡，所以選項A 、D 錯誤；A 球與兩邊帶電球的間距相等，根據庫侖定律可知，兩邊帶電球帶電荷量相等，即B 球帶電荷量與固定球的帶電荷量相等，對于B 球，因為A 離B 較近，故要想使A 對B 的庫侖力與固定球對B 的庫侖力大小相等，A 球的帶電荷量需要比固定球帶電荷量少，所以選項B 正確，C 錯誤。
4.AC 【解析】兩個帶異種電荷的粒子之間的相互作用力為引力，兩個粒子不會彼此靠近，
和雙星相似，兩粒子角速度相同，對q 1有()
22121111112112kq q v m r m m v r r r ωω===+，對q 2有()2
2
12
2222222212kq q v m r m m v r r r ωω===+，可知1221::r r m m =，1221::v v m m =，A 、C 正確。5.B 【解析】三個夸克都在半徑為r 的同一圓周上，且位于等邊三角形三個頂點上，電荷量為3e -的下夸克受到另一個電荷量為3e -的下夸克的庫侖斥力1F '和電荷量為23
e +的上夸克的庫侖引力2F '，根據庫侖定律得212
F F ''=，根據力的合成得，1F '和2F '的合力方向豎直向上，根據對稱性可知，另一個下夸克受靜電作用的方向也豎直向上，兩個下夸克對上夸克的庫侖引力大小相等，由對稱性可知，上夸克受兩個下夸克庫侖力的合力方向豎直向下，故B 正確。
6.D 【解析】由題圖可知，兩球相互吸引，一定帶異種電荷，故A 錯誤；兩球間的庫侖力是一對相互作用力，大小相等，無法判斷電荷量的大小關系，故B 錯誤，D 正確；設兩球間的庫侖力大小為F ，對兩球分別有1tan g F m α=，2tan F m g β=，則12tan tan m m αβ=，因αβ>，可得12m m <，故C 錯誤。
7.A 【解析】由于三個電荷均處于平衡狀態，設q 1、q 2、q 3所帶的電荷量大小分別為Q 1、Q 2、Q 3，對q 1有()131222112Q Q Q Q k k r r r =+，對q 2有32122212kQ Q kQ Q r r =，對q 3有()
321322212 Q Q Q Q k k r r r =+，聯立可得2
121212321::::1r r r r Q Q Q r r ????++= ? ?????
，根據題意可知212r r =，所以1239::436::Q Q Q =；根據“兩同夾異”的規律可知，q 1、q 3是同種電荷，故123::(9):4:(36)q q q -=--或
123::9:(4):36q q q =-，A 正確。
【方法總結】
三個點電荷的位置關系是“同性在兩邊，異性在中間”：中間點電荷的電荷量是三個點電荷
中最少的，兩邊同性電荷中電荷量少的距中間點電荷近；三個點電荷的電荷量滿足=。刷素養
(1)2m g 豎直向上
【解析】(1)小液珠受到豎直向下的重力和豎直向上的庫侖力，小液珠開始運動瞬間，根據
牛頓第二定律有F mg ma -=庫，a g =，所以2F mg =庫。(2)開始運動瞬間2
22kQq F mg r =
=庫，
速度最大時，小液珠的加速度為零，有F mg '=庫，即212kQq F F mg h '==庫庫。解得0h =。第3節電場強度
課時1電場電場強度
1.B 【解析】電場是電荷周圍存在的一種特殊的物質，電場就是由電荷產生的，有電荷一定有電場存在，A 正確。電場是實際存在的物質，而電場線是為了形象地描述電場而假想的線，其實并不存在，B 錯誤。電場雖然看不見、摸不著，但它是一種客觀存在的物質形態，C 正確。電荷產生電場，其他電荷處于這個電場中，電場便對處于其中的電荷有力的作用，故電荷間的相互作用是通過電場而產生的，電場最基本的性質是對處在它當中的電荷有力的作用，D 正確。
2.B 【解析】電場強度F E q
=是采用比值法定義的，不能認為電場強度E 跟F 成正比，跟q 成反比，故A 項錯誤；電場強度取決于電場本身，與試探電荷的電荷量多少和受力大小無關，試探電荷所帶的電荷量變化時，在電場中的同一點受到的電場力與所帶電荷量的比值都相同，故B 項正確；電場強度的方向與正試探電荷受到的靜電力方向一致，與負電荷受到的靜電力方向相反，但電場強度不因試探電荷的變化而變化，故C 項錯誤；電場強度取決于電場本身，與有無試探電荷無關，故D 項錯誤。
3.BO 【解析】由F -q 圖象的斜率大小等于場強的大小可知，因點的場強大小關系是d a b c E E E E >>>，故A 錯誤，B 正確，同一點的電場強度是由電場本身決定的，與檢驗電荷的電荷量無關，故C 錯誤；因電場力分別沿正方向和反方向，則說明因點一定在同一直線上，故D 正確。
4.D 【解析】以點電荷。為中心、r 為半徑的球面上，各處的場強大小相等，方向不同，場強是矢量，
所以場強不同，故A 錯誤。當0r →時，點電荷的場強公式2Q E k r
=已經不適用，當r →∞時，0E →，故B 錯誤。在點電荷。產生的電場中，各點的場強方向與點電荷的性質有關，在正點電荷產生的電場中，各點的場強方向是背向點電荷Q 向外，在負點電荷產生的電場中，各點的場強方向是指向點電荷Q 向內，故C 錯誤。在點電荷Q 產生的電場中，場強公式2Q E k r =，某點的場強大小與Q 成正比，與2r 成反比，故D 正確。5.A 【解析】①式中的場強E 不是①式中的電荷q 所產生的電場的場強，②式中的場強E 是②
式中的電荷q 所產生的電場的場強，故A 正確；①式中的F 是放入某電場中的電荷所受的力，q 是放入這個電場中的電荷，故B 錯誤；②式中的場強E 是某電場的場強，q 是產生此電場的電荷，故C 錯誤；公式F E q
=是電場強度q 的定義式，適用于任何電場，而②式只對點電荷產生的電場才成立，故D 錯誤。
6.B 【解析】根據點電荷電場強度的計算公式2Q E k r
=可知，a 點場強大小和b 點場強大小相等，但是方向不同，故A 錯誤；a 點到點電荷的距離比C 點近，則a 點場強的大小比C 點大，同理可知，b 點場強的大小比C 點大，故B 正確，C 、D 錯誤。
刷易錯
★易錯點不理解點電荷的場強的方向如何判定。
7.B 【解析】q 在距Q 為r 處的受力方向由Q ，q 的正負共同決定，故A 錯誤。根據物理學的規定可知，距Q 為r 處場強的方向僅由Q 的正負決定，故B 正確。距Q 為r 處場強的正負與場強零點的選擇無關，與q 的正負也無關，僅由Q 的正負決定，故C 、D 錯誤。
【易錯分析】
