2024-2025年新教材高中物理第1章靜電力與電場(chǎng)強(qiáng)度單元檢測(cè)含解析魯科版必修第三冊(cè)

PAGE12-單元素養(yǎng)檢測(cè)(一)(第1章)(90分鐘100分)【合格性考試】(60分鐘60分)一、選擇題(本題共11小題，每題3分，共33分)1.小強(qiáng)在加油站加油時(shí)，看到加油機(jī)上有如圖所示的圖標(biāo)，關(guān)于圖標(biāo)涉及的物理學(xué)問(wèn)及其理解，下列說(shuō)法正確的是 ()A.制作這些圖標(biāo)的依據(jù)是靜電屏蔽原理B.工作人員工作時(shí)間須穿絕緣性能良好的化纖服裝C.化纖手套與接觸物簡(jiǎn)潔摩擦起電存在平安隱患D.用絕緣的塑料梳子梳頭應(yīng)當(dāng)沒(méi)有關(guān)系【解析】選C。用塑料梳子梳頭時(shí)會(huì)產(chǎn)生靜電，會(huì)引起靜電，穿衣，脫衣也會(huì)產(chǎn)生靜電。這些圖標(biāo)都是為了削減靜電的產(chǎn)生，不是靜電屏蔽，故A、D錯(cuò)誤；工作人員工作時(shí)間穿絕緣性能良好的化纖服裝，會(huì)引起靜電，故B錯(cuò)誤；化纖手套與接觸物簡(jiǎn)潔摩擦起電，故會(huì)引起靜電，從而引起油料燃燒的危急，故C正確。2.半徑為R的兩個(gè)較大金屬球放在絕緣桌面上，若兩球都帶等量同種電荷Q時(shí)它們之間的庫(kù)侖力為F1，兩球帶等量異種電荷Q與-Q時(shí)庫(kù)侖力為F2，則()A.F1>F2 B.F1<F2C.F1=F2 D.無(wú)法確定【解析】選B。因?yàn)閮蓚€(gè)金屬球較大，相距較近，電荷間的相互作用力使電荷分布不勻稱，故不能簡(jiǎn)潔地把兩球看成點(diǎn)電荷。帶同種電荷時(shí)，兩球的電荷在距離較遠(yuǎn)處分布得多一些，帶異種電荷時(shí)，在距離較近處分布得多一些，可見(jiàn)帶同種電荷時(shí)兩球電荷中心間距離大于帶異種電荷時(shí)電荷中心間距離，所以有F1<F2。3.如圖所示，在絕緣的光滑水平面上，相隔肯定距離有兩個(gè)帶同種電荷的小球，從靜止同時(shí)釋放，則兩個(gè)小球的加速度和速度大小隨時(shí)間改變的狀況是()A.速度變大，加速度變大B.速度變小，加速度變小C.速度變大，加速度變小 D.速度變小，加速度變大【解析】選C。因電荷間的靜電力與電荷的運(yùn)動(dòng)方向相同，故電荷將始終做加速運(yùn)動(dòng)，又由于兩電荷間距離增大，它們之間的靜電力越來(lái)越小，故加速度越來(lái)越小。4.在點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，一電子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，其中a、b是軌跡上的兩點(diǎn)。若電子在兩點(diǎn)間運(yùn)動(dòng)的速度不斷增大，則下列推斷中正確的是 ()A.形成電場(chǎng)的點(diǎn)電荷電性為正B.電子肯定是從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)C.電子肯定是從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)D.電子的運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)【解析】選C。電子做曲線運(yùn)動(dòng)，所受的合外力即電場(chǎng)力指向曲線的內(nèi)側(cè)，由此可以推斷出電場(chǎng)力沿電場(chǎng)線由右指向左，電子帶負(fù)電，故電場(chǎng)線的方向由左指向右，因而形成電場(chǎng)的點(diǎn)電荷應(yīng)為負(fù)點(diǎn)電荷，A錯(cuò)；電子受到庫(kù)侖斥力，速度變大，應(yīng)遠(yuǎn)離場(chǎng)源電荷，故運(yùn)動(dòng)軌跡為由b點(diǎn)到a點(diǎn)，C對(duì)，B錯(cuò)；電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)庫(kù)侖力越來(lái)越小，加速度越來(lái)越小，電子做變速曲線運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)。5.如圖所示，三個(gè)完全相同的金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上。a和c帶正電，b帶負(fù)電，a所帶的電荷量比b所帶的電荷量小。已知c受到a和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線段中的一條來(lái)表示，它應(yīng)是()A.F1B.F2C.F3D.F4【解析】選B。據(jù)“同電相斥，異電相吸”規(guī)律，確定金屬小球c受到a和b的靜電力方向，考慮a的電荷量小于b的電荷量，依據(jù)平行四邊形定則求合力如圖所示，選項(xiàng)B正確。6.A、B是一條電場(chǎng)線上的兩個(gè)點(diǎn)，一帶負(fù)電的微粒僅在靜電力作用下以肯定的初速度從A點(diǎn)沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，其速度v與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖所示。則此電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布可能是 ()【解析】選A。從圖像可以看出，粒子的速度隨時(shí)間漸漸減小，圖線的斜率增大，說(shuō)明粒子的加速度漸漸增大，電場(chǎng)強(qiáng)度變大，從A到B電場(chǎng)線變密，綜合分析可知，負(fù)電荷順著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，A正確。7.如圖所示，真空中O點(diǎn)有一點(diǎn)電荷，在它產(chǎn)生的電場(chǎng)中有a、b兩點(diǎn)，a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為Ea，方向與ab連線成60°角，b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為Eb，方向與ab連線成30°角。關(guān)于a、b兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小Ea、Eb的關(guān)系，以下結(jié)論正確的是 ()A.Ea= B.Ea=EbC.Ea=Eb D.Ea=3Eb【解析】選D。由題圖可知，a、b兩點(diǎn)與O點(diǎn)的距離關(guān)系為rb=ra，再由E=可得，==，D正確。8.一個(gè)檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力為F，這點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，在下圖中能正確反映q、E、F三者關(guān)系的是 ()【解析】選D。電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度由電場(chǎng)本身的性質(zhì)確定，與放入該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷及其所受電場(chǎng)力無(wú)關(guān)，A、B錯(cuò)誤；檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力F=Eq，F(xiàn)正比于q，C錯(cuò)誤，D正確。9.如圖所示是靜電場(chǎng)的一部分電場(chǎng)線分布，下列說(shuō)法中正確的是 ()A.這個(gè)電場(chǎng)可能是負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)B.點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)處受到的靜電力比在B點(diǎn)處受到的靜電力大C.點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)處的瞬時(shí)加速度比在B點(diǎn)處的瞬時(shí)加速度小(不計(jì)重力)D.負(fù)電荷在B點(diǎn)處受到的靜電力的方向沿B點(diǎn)切線方向【解析】選B。因?yàn)?孤立)負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線是自四周無(wú)窮遠(yuǎn)處從不同方向指向負(fù)電荷的球?qū)ΨQ分布，而圖中的電場(chǎng)線分布不具備這種特點(diǎn)，所以它不行能是負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因電場(chǎng)線越密處場(chǎng)強(qiáng)越大，故由圖知場(chǎng)強(qiáng)EA>EB，又因點(diǎn)電荷q在電場(chǎng)中所受靜電力F=qE∝E，故靜電力FA>FB，選項(xiàng)B正確；由牛頓其次定律知，加速度a=∝F，而FA>FB，故aA>aB，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因“B點(diǎn)切線方向”即B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向，而負(fù)電荷所受靜電力的方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。10.在光滑絕緣的水平地面上放置著四個(gè)相同的金屬小球，小球A、B、C位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，小球D位于三角形的中心，如圖所示?，F(xiàn)讓小球A、B、C帶等量的正電荷Q，讓小球D帶負(fù)電荷q，使四個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則Q與q的比值為 ()A. B. C.3 D.【解析】選D。設(shè)三角形邊長(zhǎng)為a，由幾何學(xué)問(wèn)可知，=asin60°·=a，以B為探討對(duì)象，由平衡條件可知，cos30°·2=，解得=，D正確。11.下列選項(xiàng)中的各圓環(huán)大小相同，所帶電荷量已在圖中標(biāo)出，且電荷勻稱分布，各圓環(huán)間彼此絕緣。坐標(biāo)原點(diǎn)O處電場(chǎng)強(qiáng)度最大的是 ()【解析】選B。由對(duì)稱原理可知，A、C圖中在O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，D圖中在O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零，因此B圖中兩圓環(huán)在O點(diǎn)合場(chǎng)強(qiáng)最大，B正確。二、計(jì)算題(本題共3小題，共27分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)12.(9分)如圖所示，在光滑絕緣的水平面上，沿一條直線依次排列三個(gè)等質(zhì)量的帶電小球A、B、C。在C上沿連線方向施加一恒力F后，三小球恰能在運(yùn)動(dòng)中保持相對(duì)位置不變。已知A球所帶的電荷量QA=10q，B球所帶的電荷量為QB=q。起先時(shí)，小球間距離為r，求所施加恒力F的大小、小球C所帶電荷量QC及電性?！窘馕觥咳、B、C三小球組成的系統(tǒng)為探討對(duì)象，設(shè)小球質(zhì)量為m，依牛頓運(yùn)動(dòng)定律，可得F=3ma ①(2分)取小球A為探討對(duì)象，有k-k=ma ②(2分)取A球和B球整體為探討對(duì)象，有k+k=2ma ③(2分)聯(lián)立①②③式解得QC=q(電性與A球、B球的電性相反)，F(xiàn)=。 (3分)答案：q與A球、B球的電性相反13.(9分)如圖所示，質(zhì)量為m的帶電小球用絕緣絲線懸掛于O點(diǎn)，并處在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)為E，球靜止時(shí)絲線與豎直方向的夾角為θ，求：(1)小球帶何種電荷，電荷量是多少？(2)若燒斷絲線，則小球?qū)⒆鍪裁催\(yùn)動(dòng)？(設(shè)電場(chǎng)范圍足夠大)【解析】(1)如題圖所示，由平衡條件得F電=qE=mgtanθ， (3分)所以q=， (2分)因小球受到向左的電場(chǎng)力，所以小球帶正電。(2)若燒斷絲線，小球在電場(chǎng)力與重力mg的作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。加速度大小a===。 (4分)答案：(1)正(2)勻加速直線14.(9分)質(zhì)量為m的小球A在絕緣細(xì)桿上，桿的傾角為α。小球A帶正電，電荷量為q。在桿上B點(diǎn)處固定一個(gè)電荷量為Q的正電荷，將小球A由距B點(diǎn)豎直高度為H處無(wú)初速度釋放。小球A下滑過(guò)程中電荷量不變。不計(jì)A與細(xì)桿間的摩擦，整個(gè)裝置處在真空中。已知靜電力常量為k、重力加速度為g。A，B間的距離足夠大。求：(1)A球剛釋放時(shí)的加速度是多大？(2)當(dāng)A球的動(dòng)能最大時(shí)，求此時(shí)A球與B點(diǎn)的距離?！窘馕觥?1)依據(jù)牛頓其次定律mgsinα-F=ma， (1分)依據(jù)庫(kù)侖定律F=k， (1分)r=， (1分)解得a=gsinα-。 (1分)(2)當(dāng)A球受到合力為零、加速度為零時(shí)，動(dòng)能最大。設(shè)此時(shí)A球與B點(diǎn)間的距離為R，則mgsinα=， (3分)解得R=。 (2分)答案：(1)gsinα-(2)【補(bǔ)償訓(xùn)練】如圖所示，在邊長(zhǎng)為l的正方形四個(gè)頂點(diǎn)A、B、C、D上依次放置電荷量為+q、+q、+q和-q的點(diǎn)電荷，求正方形中心O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度?！窘馕觥坑蓪?duì)稱性原理可知：若正方形四個(gè)頂點(diǎn)處均放置相同電荷量的電荷，則中心O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，因此可把D點(diǎn)的電荷-q等效為兩部分：+q和-2q。+q和另外三個(gè)點(diǎn)電荷在中心O點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，-2q在中心O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為E==故正方形中心O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E=，方向沿OD連線由O指向D。答案：，方向沿OD連線由O指向D【等級(jí)性考試】(30分鐘40分)15.(5分)有兩個(gè)完全相同的小球A、B，質(zhì)量均為m，帶等量異種電荷，其中A帶電荷量為+q，B帶電荷量為-q。現(xiàn)用兩長(zhǎng)度均為L(zhǎng)、不行伸長(zhǎng)的細(xì)線懸掛在天花板的O點(diǎn)上，兩球之間夾著一根絕緣輕質(zhì)彈簧。在小球所掛的空間加上一個(gè)方向水平向右、大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)。如圖所示，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，彈簧位于水平方向，兩根細(xì)線之間的夾角θ=60°，則彈簧的彈力為(靜電力常量為k，重力加速度為g) ()A. B.mg+C.Eq+ D.mg++Eq【解析】選D。設(shè)繩子的拉力為F，彈簧的彈力為F彈，對(duì)A物體進(jìn)行受力分析，由平衡條件可得在豎直方向上有Fsin60°=mg，F(xiàn)彈=Fcos60°++qE，D正確，A、B、C錯(cuò)誤。16.(5分)如圖所示，O是半徑為R的正N邊形(N為大于3的偶數(shù))的外接圓的圓心，在正N邊形的一個(gè)頂點(diǎn)A放置一個(gè)帶電量為+2q的點(diǎn)電荷，其余頂點(diǎn)分別放置帶電量均為-q的點(diǎn)電荷(未畫出)。則圓心O處的場(chǎng)強(qiáng)大小為 ()A. B. C. D.【解析】選B。由對(duì)稱性可知，除A點(diǎn)外各點(diǎn)的點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)的合場(chǎng)強(qiáng)等效為與A點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的點(diǎn)電荷(電荷量為-q)產(chǎn)生的電場(chǎng)E′，由電場(chǎng)的疊加原理知，EO=EA+E′=+=，B正確。17.(5分)(多選)如圖所示，在兩等量異種電荷的電場(chǎng)中，MN為兩電荷連線的中垂線，a、c關(guān)于MN對(duì)稱，b是兩電荷連線的中點(diǎn)，d位于兩電荷的連線上，以下推斷正確的是 ()A.b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)B.b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)C.正電荷q在a、c兩點(diǎn)受電場(chǎng)力相同D.負(fù)電荷沿MN移動(dòng)時(shí)，所受電場(chǎng)力的方向不變【解析】選B、D。由等量異種電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線可以知道，Ed>Eb，A錯(cuò)，B對(duì)；由于該電場(chǎng)關(guān)于中垂線對(duì)稱，a、c兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，故正電荷在a、c兩點(diǎn)受電場(chǎng)力大小相等，但由于a、c兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向不同，故電場(chǎng)力方向不同，C錯(cuò)；MN上場(chǎng)強(qiáng)方向垂直MN向右，負(fù)電荷在MN上受電場(chǎng)力方向始終垂直MN向左，D對(duì)。18.(5分)(多選)用金屬箔做成一個(gè)不帶電的圓環(huán)，放在干燥的絕緣桌面上。小明同學(xué)用絕緣材料做的筆套與頭發(fā)摩擦后，將筆套自上向下漸漸靠近圓環(huán)，當(dāng)距離約為0.5cm時(shí)圓環(huán)被吸引到筆套上，如圖所示。對(duì)上述現(xiàn)象的推斷與分析，下列說(shuō)法正確的是 ()A.摩擦使筆套帶電B.筆套靠近圓環(huán)時(shí)，圓環(huán)上、下部感應(yīng)出異號(hào)電荷C.圓環(huán)被吸引到筆套的過(guò)程中，圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力D.筆套遇到圓環(huán)后，筆套所帶的電荷立即被全部中和【解析】選A、B、C。筆套與頭發(fā)摩擦帶電，A正確；筆套靠近圓環(huán)時(shí)，圓環(huán)發(fā)生靜電感應(yīng)，其上、下部感應(yīng)出異種電荷，筆套與圓環(huán)間有靜電吸引力，當(dāng)圓環(huán)所受靜電力的合力大于重力時(shí)，圓環(huán)被吸引到筆套上，B、C正確；當(dāng)筆套遇到圓環(huán)時(shí)，其整體所帶電荷量與筆套之前所帶電荷量相同，D錯(cuò)誤。19.(5分)(多選)如圖所示，在真空中一條豎直向下的電場(chǎng)線上有a、b兩點(diǎn)。一帶電質(zhì)點(diǎn)在a處由靜止釋放后沿電場(chǎng)線向上運(yùn)動(dòng)，到達(dá)b點(diǎn)時(shí)速度恰好為零。則下列說(shuō)法正確的是 ()A.該帶電質(zhì)點(diǎn)肯定帶正電B.該帶電質(zhì)點(diǎn)肯定帶負(fù)電C.a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度D.質(zhì)點(diǎn)在b點(diǎn)所受到的合力肯定為零【解析】選B、C。帶電質(zhì)點(diǎn)所受的電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，帶電質(zhì)點(diǎn)帶負(fù)電，A錯(cuò)誤，B正確；帶電質(zhì)點(diǎn)在a點(diǎn)所受電場(chǎng)力大于重力，在b點(diǎn)所受電場(chǎng)力小于重力，所以a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，D錯(cuò)誤，C正確。20.(5分)(多選)如圖所示，兩質(zhì)量均為m的小球A和B分別帶有+q和-q的電量，被絕緣細(xì)線懸掛，兩球間的庫(kù)侖引力小于球的重力mg?，F(xiàn)加上一個(gè)水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，待兩小球再次保持靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，下列結(jié)論正確的是 ()A.懸線OA向右偏，OA中的張力大于2mgB.懸線OA向左偏，OA中的張力大于2mgC.懸線OA不發(fā)生偏離，OA中的張力等于2mgD.懸線AB向左偏，AB線的張力比不加電場(chǎng)時(shí)要大【解析】選C、D。首先應(yīng)用整體法對(duì)A、B整體受力分析，懸線OA張力為2mg，并且OA處于豎直方向，C正確，A、B錯(cuò)誤；然后再采納隔離法以B為探討對(duì)象分析，懸線AB向左偏，其張力為電場(chǎng)力、庫(kù)侖力與重力的合力，比不加電場(chǎng)時(shí)要大，D正確。21.(10分)如圖所示，在兩條平行的虛線內(nèi)存在著寬度為L(zhǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在與右側(cè)虛線相距也為L(zhǎng)處有一與電場(chǎng)平行的屏?，F(xiàn)有一電荷量為+q、質(zhì)量為m的帶電粒子(重力不計(jì))，以垂直于電場(chǎng)線方向的初速度v0射入電場(chǎng)中，v0方向的