高中物理必刷题（选修3-1全册）word 版答案解析
第一章静电场
第1节电荷及其守恒定律
刷基础
1.B 【解析】摩擦起电现象的实质是电荷的转移，而不是产生了电子或质子，故A 错误；两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷，故B 正确；摩擦起电是因为摩擦导致电子从一个物体转移到另一个物体而形成的，故C 错误；用丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显示带正电，故D 错误。
2.A 【解析】当她用于触摸一个金属球时，金属球上的电荷会转移到她的身上，因为同种电荷相互排斥，头发就会竖起；无论她带正电荷还是负电荷，只要电荷量足够多，就会出现该现象，选项A 正确，B 、C 、D 错误。
3.A 【解析】带负电的A 球靠近B 球(不接触)，由于静电感应而使B 球带正电，c 球带负电，故A 正确，B 错误；人体是导体，用手摸一下B 球，B 球与人体、地球构成整体，大地是远端，带负电，B 球是近端，带正电，故C 错误；将B 、C 分开，移走A ，B 球带正电，C 球带等量的负电，再将B 、C 接触，C
上的负电荷转移到B 上，从而使B 、C 都不带电，故D 错误。
4.C 【解析】用带正电的带电体A 靠近(不接触)不带电的验电器的上端金属球，验电器发生静电感应，带电体A 带正电，则验电器的上端金属球带负电荷，下部金属箔自带等量的正电荷，金属箔张开。验电器的金属箔之所以张开，是因为它们带有同种电荷，而同种电荷相互排斥，张开角度的大小取决于两金属箔自带电荷量的多少，感应起电的实质是电子在物体内部发生了转移。故A 、B 、D 错误，C 正确。
5.BC 【解析】原来不带电的物体处于电中性，不是内部没有电荷，而是正负电荷的个数相等，整体对外不显电性，故A 错误；摩擦起电过程中转移的是自由电子，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，即摩擦过程中A 失去电子，转移到了B 上，故B 正确；由电荷守恒定律可知，在电子的转移过程中电荷的总量保持不变，A 带1.6×10-10C 的正电荷，则B 一定带1.6×10-10C 的负电荷，故C 正确；摩擦过程中，A 失去1.0×109个电子，故D 错误。
6.CD 【解析】题目没有提到物体的粗糙程度，所以不能判断出表面粗糙的物体易失去电子，故A 错误；摩擦起电的实质是电荷的转移，在电荷转移过程中总电荷量保持不变，所以两个物体摩擦起电时，一定同时带上种类不同但数量相同的电荷，故B 错误，C 正确；用棉布分别与聚丙烯塑料板和聚乙烯塑料板摩擦，棉布分别带负电和带正电，说明同一物体与不同种类的物体摩擦，该物体所带电荷的种类可能不同，故D 正确。
7.C 【解析】所有带电体的电荷量的绝对值一定等于元电荷的整数倍，选项A 正确；元电荷的值通常取191.6010C e -=⨯，选项B 正确；元电荷是最小的电荷量，不是指电子和质子本身，选项C 错误；元电荷e 的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的，选项D 正确。
8.B 【解析】元电荷是最小的电荷量，其值取191.6010C e -=⨯，任何带电体带的电荷量的绝对值都是元电荷的整数倍，3.2×10-19C 是元电荷的2倍，故A 正确。6.4×10-20C 小于元电荷的电荷量，是不可能的，故B 错误。1.6×10-18C 是元电荷的10倍，故C 正确。4.0×10-17C 是元电荷的250倍，故D 正确。本题选不可能的，故选B 。
9.D 【解析】两个完全相同的金属小球接触，电荷先中和后平分，114222
N n n Q Q q q Q Q q +-+'====-，故选D 。【关键点拨】两个完全相同的带电体接触满足先中和后平分的原则。
刷提升
1.D 【解析】不管是何种起电方式，都要遵循电荷守恒定律，故A 正确；摩擦起电时。电子发生转移，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，故B 正确；摩擦起电和感应起电都能使电子转移，只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上，而后者则使电子从物体的一部分转移到另一
部分。故C 正确；接触起电时，两个物体只能带七同种电荷。并且只有两个物体完全相同时才能带等量电荷，故D 错误。本题选说法错误的，故选D 。
2.B 【解析】题图中绝缘板带正电，将接地的导电平板靠近带正电的绝缘板，因静电感应，导电平板靠近绝缘饭的一侧带负电，另一侧的正电因接地而中和掉；断开导电平板的接地线，
手握绝缘柄将导电平板移开，导电平板上便带上了负电，其起电原理是感应起电。
3.B 【解析】由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故验电器的上端应带上与金属球异种的电荷。而验电器的箔片上将带上与金属球同种的电荷。故只有B 正确。
4.C 【解析】C 移近导体A 时，在A 的左端感应出负电荷，在B 的右端感应出正电荷，可以看到A 、B 上的金属箔片均张开，选项A 、B 错误；C 移近导体A 后，不论用手摸一下B ，还是摸一下A ，大地中的负电荷都将被吸引移向导体，使得A 的左端带负电，B 的右端不带电，即B 。上的金属箔片闭合，A 上的金属箔片张开，选项C 正确，D 错误。
5.A 【解析】不带电的导体B 在靠近带正电的导体A 时，导体B 上的自由电子会向P 端运动，导体B 的P 端因有了多余的电子而带负电，Q 端因缺少电子而带正电；若用导线接地，无论接导体的任何部位，正电荷都将被大地的负电荷中和，断开接地线，再取走A ，导体B 将带负电，故A 正确。
【方法总结】
当导体B 接地时，整个导体B 就变成了近端，大地就变成了远端，与导体B 左端接地还是右端接地无关(用手触摸导体B ，也相当于导体B 接地)。如果导体B 接地后再断开接地线，则导体B 就成为带负电荷的带电体。6.AC 【解析】若A 、B 两球带等量的同种电荷，电荷量都为Q ，则让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与AB 两球接触后移开，A 、B 两球所带的电荷最大小分别为2Q 、34Q ，则A 、B 两球的电荷量之比为2:3；若A 、B 两球带等量的异种电荷，电荷量大小都为Q ，则让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A 、B 两球接触后移开，A 、B 两球所带的电荷量大小分别为2Q 、4Q ，则A 、B 两球的电荷量之比为2:1，故选A 、C 。7.BC 【解析】笔套与头发的摩擦使笔套带电，故A 错误；带电的笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷，故B 正确；当距离约为0.5c m 时圆环被吸引到笔套上，是因为圆环所受吸引力大于圆环的重力，故C 正确，笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷没有被中和，笔套还带电，故D 错误。
刷素养
8.D 【解析】由于静电感应使A 部分带正电，B 部分带负电，导体原来不带电，只是在带正电的导体球C 的静电感应的作用下，导体中的自由电子向B 部分移动，使B 部分带负电，A 部分带正电根据电荷守恒定律可知，A 部分减少的电子数目和B 部分增加的电子数目相同，所以沿任意一条虚线切开时，均有A 带正电，B 带负电，且A B Q Q =，故D 正确。
第2节库仑定律
刷基础
1.B 【解析】点电荷是一种理想化模型，当带电体的大小、形状及电荷分布情况对所研究的问题影响很小以至于可以忽略时，这样的带电体就可以看成带电的点，称为点电荷，故B 正确。
2.A 【解析】根据库仑定律公式得222428q q q F k k d d
⋅==；甲乙接触再分离后所带电荷量均为q ，当甲、乙相距4d 时，甲、乙间的库仑力大小为2221624q q q F k k F d d ⋅'===⎛⎫ ⎪⎝⎭
。3.B 【解析】根据“两同夹异”“两大夹小”“三点共线”的原则可知，A 、B 、C 三个小球均处于平衡状态，C 必须带负电荷且在BA 的延长线一侧；设C 所在位置与A 的距离为r ，则C 所在位置与B 的距离为L +r ，要能使C 处于平衡状态，A 对C 的库仑力大小等于B 对C 的库仑力大小，
设C 所带电荷量为-q ，则有22
9()Qq Qq k k r L r =+，解得2L r =，点电荷B 受力平衡，则有22
99()Qq Q Q k k r L L ⋅=+，解得94q Q =，故B 正确，A 、C 、D 错误。4.B 【解析】对点电荷A 受力分析，B 对A 的是库仑斥力，沿BA 的连线向上，若C 带正电，则C
对A 的库仑斥力沿CA 的连线向上，这两个斥力的合力不可能沿题图所示A F 的方向；若C 带负电，C 对A 的库仑引力沿AC 的连线向下，与B 对A 的库仑斥力的合力可能沿题图所示A F 的方向，故C 一定带负电，故B 正确，A 、C 、D 错误。
5.C 【解析】将一带负电()q q Q 的粉尘置于该星球表面h 高处，该粉尘恰好处于悬浮状态，可知万有引力与库仑力平衡，宇航员又将此粉尘带到距该星球表面2h 高处，由于库仑力
2q kQq F r =和万有引力2G GMm F r
=都与距离的平方成反比，故受力平衡状态与高度无关，此带电粉尘仍处于悬浮状态，故选C 。
6.C 【解析】小球A 受力平衡，根据三角形定则可得，小球A 所受的库仑力tan F mg θ=，设
绝缘细线的长度为l ，小球A 所带电荷量为Q ，当30θ︒=时，有()
12 tan 30sin 30Qq k mg l ︒︒=，当45θ︒=时，有()2
2tan 45sin 45Qq k mg l ︒︒=，联立解得1236
q q =，故C 正确。刷易错
★易错点1忽视库仑定律的适用条件。
7.AC 【解析】由于两球心间的距离3L r =，不满足远大于r 的条件，故两球不能看成点电荷，若两球带同种电荷，由于同种电荷相互排斥，则两球等效中心间的距离大于3r ，此时库仑力
22F q k L
<，A 正确；若两球带异种电荷，由于异种电荷相互吸引，则两球等效中心间的距离小于3r ，此时库仑力2
2L
F q k '>，C 正确。【易错分析】
题中由于带电球的大小与它们之间的距离相比不能忽略，因此不能看成点电荷，不能直接利用库仑定律计算库仑力的大小，只能根据库仑定律定性比较库仑力的大小。学生易错选B 是由于没有正确。理解库仑定律的适用条件，乱套公式所致。注意：库仑定律的适用条件是真空中的两个点电荷之间。对于不能看成点电荷的物体要特别注意。
★易错点2忽视变化过程中两电荷间距离的变化。
8.C 【解析】平衡时小球间的库仑力大小等于弹簧弹力。第一次平衡时有202k q kx r
'=，C 与A 接触后，A 所带电荷量变为原来的一半，再次平衡时有2
2k q kx r '='
。若r r '=，则弹簧弹力012F kx =刚好为原来的一半，但实际上r '>r ，所以弹簧的压缩量小于12
，故C 正确。【易错分析】
有些同学只注意到小球电荷量的变化，忽略了两球间的距离也随之变化，导致错误。地认为:
设小球间的库仑力先后为F 1、F 2，电荷量的乘积从2q 变为212q ，则2112F F =，再设弹簧劲度系数为k 0，则由胡克定律0F k x =，可得02x x
=，从而错选A 。刷提升
1.AC 【解析】法国物理学家库仑发现了电荷之间的相互作用规律，故A 正确。两点电荷之间的作用力是相互的，根据牛顿第三定律可知，无论点电荷q 1的电荷量与点电荷q 2的电荷量大小关系如何，q 1
对q 2的静电力大小总等于q 2对q 1的静电力大小，故B 错误。库仑定律的适用条件是：真空和静止点电荷，如果在研究的问题中，带电体的形状、大小以及电荷分布可以忽略不计，即可将它看成一个几何点，则这样的带电体就是点电荷一个实际的带电体能否看成点电荷，不仅和带电体本身有关，还取决于问题的性质和精度的要求，故C 正确。当0r →时，带电体不能看成点电荷，公式122q q F k r
=不再适用，故D 错误。
2.D 【解析】A 为带正电的金属板，此时不能将其看成点电荷，所以不能使用库仑定律求小球受到的库仑力，故A 、B 错误；小球受到的静电力方向向右，重力竖直向下，则小球的受力情况如图所示，由平衡条件得tan F mg θ=，故C 错误，D 正确。
3.B 【解析】根据电荷间的相互作用规律可知，A 球带负电，B 球带正电，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，所以选项A 、D 错误；A 球与两边带电球的间距相等，根据库仑定律可知，两边带电球带电荷量相等，即B 球带电荷量与固定球的带电荷量相等，对于B 球，因为A 离B 较近，故要想使A 对B 的库仑力与固定球对B 的库仑力大小相等，A 球的带电荷量需要比固定球带电荷量少，所以选项B 正确，C 错误。
4.AC 【解析】两个带异种电荷的粒子之间的相互作用力为引力，两个粒子不会彼此靠近，
和双星相似，两粒子角速度相同，对q 1有()
22121111112112kq q v m r m m v r r r ωω===+，对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 正确。5.B 【解析】三个夸克都在半径为r 的同一圆周上，且位于等边三角形三个顶点上，电荷量为3e -的下夸克受到另一个电荷量为3e -的下夸克的库仑斥力1F '和电荷量为23
e +的上夸克的库仑引力2F '，根据库仑定律得212
F F ''=，根据力的合成得，1F '和2F '的合力方向竖直向上，根据对称性可知，另一个下夸克受静电作用的方向也竖直向上，两个下夸克对上夸克的库仑引力大小相等，由对称性可知，上夸克受两个下夸克库仑力的合力方向竖直向下，故B 正确。
6.D 【解析】由题图可知，两球相互吸引，一定带异种电荷，故A 错误；两球间的库仑力是一对相互作用力，大小相等，无法判断电荷量的大小关系，故B 错误，D 正确；设两球间的库仑力大小为F ，对两球分别有1tan g F m α=，2tan F m g β=，则12tan tan m m αβ=，因αβ>，可得12m m <，故C 错误。
7.A 【解析】由于三个电荷均处于平衡状态，设q 1、q 2、q 3所带的电荷量大小分别为Q 1、Q 2、Q 3，对q 1有()131222112Q Q Q Q k k r r r =+，对q 2有32122212kQ Q kQ Q r r =，对q 3有()
321322212 Q Q Q Q k k r r r =+，联立可得2
121212321::::1r r r r Q Q Q r r ⎛⎫⎛⎫++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
，根据题意可知212r r =，所以1239::436::Q Q Q =；根据“两同夹异”的规律可知，q 1、q 3是同种电荷，故123::(9):4:(36)q q q -=--或
123::9:(4):36q q q =-，A 正确。
【方法总结】
三个点电荷的位置关系是“同性在两边，异性在中间”：中间点电荷的电荷量是三个点电荷
中最少的，两边同性电荷中电荷量少的距中间点电荷近；三个点电荷的电荷量满足=。刷素养
(1)2m g 竖直向上
【解析】(1)小液珠受到竖直向下的重力和竖直向上的库仑力，小液珠开始运动瞬间，根据
牛顿第二定律有F mg ma -=库，a g =，所以2F mg =库。(2)开始运动瞬间2
22kQq F mg r =
=库，
速度最大时，小液珠的加速度为零，有F mg '=库，即212kQq F F mg h '==库库。解得0h =。第3节电场强度
课时1电场电场强度
1.B 【解析】电场是电荷周围存在的一种特殊的物质，电场就是由电荷产生的，有电荷一定有电场存在，A 正确。电场是实际存在的物质，而电场线是为了形象地描述电场而假想的线，其实并不存在，B 错误。电场虽然看不见、摸不着，但它是一种客观存在的物质形态，C 正确。电荷产生电场，其他电荷处于这个电场中，电场便对处于其中的电荷有力的作用，故电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场最基本的性质是对处在它当中的电荷有力的作用，D 正确。
2.B 【解析】电场强度F E q
=是采用比值法定义的，不能认为电场强度E 跟F 成正比，跟q 成反比，故A 项错误；电场强度取决于电场本身，与试探电荷的电荷量多少和受力大小无关，试探电荷所带的电荷量变化时，在电场中的同一点受到的电场力与所带电荷量的比值都相同，故B 项正确；电场强度的方向与正试探电荷受到的静电力方向一致，与负电荷受到的静电力方向相反，但电场强度不因试探电荷的变化而变化，故C 项错误；电场强度取决于电场本身，与有无试探电荷无关，故D 项错误。
3.BO 【解析】由F -q 图象的斜率大小等于场强的大小可知，因点的场强大小关系是d a b c E E E E >>>，故A 错误，B 正确，同一点的电场强度是由电场本身决定的，与检验电荷的电荷量无关，故C 错误；因电场力分别沿正方向和反方向，则说明因点一定在同一直线上，故D 正确。
4.D 【解析】以点电荷。为中心、r 为半径的球面上，各处的场强大小相等，方向不同，场强是矢量，
所以场强不同，故A 错误。当0r →时，点电荷的场强公式2Q E k r
=已经不适用，当r →∞时，0E →，故B 错误。在点电荷。产生的电场中，各点的场强方向与点电荷的性质有关，在正点电荷产生的电场中，各点的场强方向是背向点电荷Q 向外，在负点电荷产生的电场中，各点的场强方向是指向点电荷Q 向内，故C 错误。在点电荷Q 产生的电场中，场强公式2Q E k r =，某点的场强大小与Q 成正比，与2r 成反比，故D 正确。5.A 【解析】①式中的场强E 不是①式中的电荷q 所产生的电场的场强，②式中的场强E 是②
式中的电荷q 所产生的电场的场强，故A 正确；①式中的F 是放入某电场中的电荷所受的力，q 是放入这个电场中的电荷，故B 错误；②式中的场强E 是某电场的场强，q 是产生此电场的电荷，故C 错误；公式F E q
=是电场强度q 的定义式，适用于任何电场，而②式只对点电荷产生的电场才成立，故D 错误。
6.B 【解析】根据点电荷电场强度的计算公式2Q E k r
=可知，a 点场强大小和b 点场强大小相等，但是方向不同，故A 错误；a 点到点电荷的距离比C 点近，则a 点场强的大小比C 点大，同理可知，b 点场强的大小比C 点大，故B 正确，C 、D 错误。
刷易错
★易错点不理解点电荷的场强的方向如何判定。
7.B 【解析】q 在距Q 为r 处的受力方向由Q ，q 的正负共同决定，故A 错误。根据物理学的规定可知，距Q 为r 处场强的方向仅由Q 的正负决定，故B 正确。距Q 为r 处场强的正负与场强零点的选择无关，与q 的正负也无关，仅由Q 的正负决定，故C 、D 错误。
【易错分析】
