2024-2025學(xué)年新教材高中物理第九章靜電場(chǎng)及其應(yīng)用學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)含解析新人教版必修3

PAGE9-第九章學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時(shí)間90分鐘。第Ⅰ卷(選擇題共40分)一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～6小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，第7～10小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1．已知在環(huán)境的溫度、濕度、氣壓相同的狀況下，可得出以下序列：玻璃、尼龍、羊毛、絲綢、棉花、紙張、硬橡膠、腈綸……序列中兩種物質(zhì)摩擦?xí)r，排在前面的物質(zhì)帶正電，排在后面的物質(zhì)帶負(fù)電，而且兩種物質(zhì)在序列中距離越遠(yuǎn)，摩擦起電現(xiàn)象越顯著。用事先打算的尼龍、羊毛、腈綸等三種材料，進(jìn)行摩擦起電的試驗(yàn)，下面關(guān)于試驗(yàn)結(jié)果的敘述中正確的是(B)A．尼龍棒與羊毛摩擦，尼龍棒帶負(fù)電B．腈綸與羊毛摩擦，羊毛帶正電C．尼龍與腈綸摩擦，不會(huì)發(fā)生起電現(xiàn)象D．尼龍與羊毛摩擦較羊毛與腈綸摩擦，尼龍與羊毛摩擦有更顯著的起電現(xiàn)象解析：由題可知，尼龍、羊毛、腈綸等三種材料中，尼龍排在最前面，腈綸排在最終面。尼龍排在羊毛的前面，所以尼龍棒與羊毛摩擦，尼龍棒帶正電，故A錯(cuò)誤；羊毛排在腈綸的前面，所以腈綸與羊毛摩擦，羊毛帶正電，故B正確；尼龍與腈綸摩擦，會(huì)發(fā)生摩擦起電現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；由題可知，排序的位置差別越大，則越簡(jiǎn)單發(fā)生摩擦起電現(xiàn)象，所以尼龍與羊毛摩擦較羊毛與腈綸摩擦，羊毛與腈綸摩擦有更顯著的起電現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。2．(2024·廣東省臺(tái)山市華僑中學(xué)高二上學(xué)期期中)關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度有下列說(shuō)法，正確的是(A)A．電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于單位電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力B．電場(chǎng)強(qiáng)度的方向總是跟電場(chǎng)力的方向一樣C．在點(diǎn)電荷Q旁邊的隨意一點(diǎn)，假如沒(méi)有把摸索電荷q放進(jìn)去，則這一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零D．依據(jù)公式E＝eq\f(F,q)可知，電場(chǎng)強(qiáng)度跟電場(chǎng)力成正比，跟放入電場(chǎng)中的電荷的電量成反比解析：依據(jù)公式E＝eq\f(F,q)，可知電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于單位電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力，選項(xiàng)A正確；電場(chǎng)強(qiáng)度的方向總是跟正電荷所受的電場(chǎng)力方向一樣，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度由電場(chǎng)本身確定，與是否放入摸索電荷無(wú)關(guān)，與摸索電荷所受的電場(chǎng)力和摸索電荷的電量無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；故選A。3．(2024·四川省三臺(tái)試驗(yàn)中學(xué)高二上學(xué)期檢測(cè))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)的含義，下列說(shuō)法正確的是(C)A．工作人員工作時(shí)間須穿純棉服裝B．用絕緣的塑料梳子梳頭應(yīng)當(dāng)沒(méi)有關(guān)系C．化纖手套與接觸物簡(jiǎn)單摩擦起電存在平安隱患D．制作這些圖標(biāo)的依據(jù)是靜電屏蔽原理解析：加油站中由于靜電會(huì)引起汽油的燃燒發(fā)生危急，故應(yīng)避開一些引起靜電的行為。工作人員在工作時(shí)應(yīng)避開產(chǎn)生靜電，可以穿純棉衣服，但不是必需的，故A錯(cuò)誤；用塑料梳子梳頭時(shí)會(huì)產(chǎn)生靜電，會(huì)引起靜電，故B錯(cuò)誤；化纖手套與接觸物簡(jiǎn)單摩擦起電，故會(huì)引起靜電，從而引起油料燃燒的危急，故C正確；這些圖標(biāo)都是為了削減靜電的產(chǎn)生，不是靜電屏蔽，故D錯(cuò)誤。4.靜電除塵器是目前普遍采納的一種高效除塵器。某除塵器模型的收塵板是很長(zhǎng)的條形金屬板，圖中直線ab為該收塵板的橫截面。工作時(shí)收塵板帶正電，其左側(cè)的電場(chǎng)線分布如圖所示；粉塵帶負(fù)電，在電場(chǎng)力作用下向收塵板運(yùn)動(dòng)，最終落在收塵板上。若用粗黑曲線表示原來(lái)靜止于P點(diǎn)的帶電粉塵顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡，下列4幅圖中可能正確的是(忽視重力和空氣阻力)(A)解析：依據(jù)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系知，當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)至電場(chǎng)中某一點(diǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)速度與受力如圖所示，又據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)知粒子運(yùn)動(dòng)軌跡夾在合外力與速度之間，可判定粉塵顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡如A選項(xiàng)中圖所示。5．(2024·山東省臨朐一中高一上學(xué)期期末)如圖所示，可視為點(diǎn)電荷的半徑相同的兩個(gè)金屬球A、B，帶有等量異種電荷，相隔肯定的距離，兩球之間的相互吸引力大小為F，今讓第三個(gè)半徑相同的不帶電的金屬球C先后與A、B兩球接觸后移開，這時(shí)，A、B兩球之間的相互作用力大小是(A)A.eq\f(1,8)F B.eq\f(1,4)FC.eq\f(3,8)F D.eq\f(3,4)F解析：由于A、B兩球帶等量異種電荷，設(shè)電荷量都為q，兩球間距離為r，所以兩球間的相互吸引力F＝keq\f(q2,r2)，當(dāng)C球與A球接觸后，A、C兩球所帶電荷量均為q1＝eq\f(q,2)，當(dāng)B、C兩球接觸后，B、C兩球所帶電荷量均為q2＝eq\f(－q＋\f(q,2),2)＝－eq\f(q,4)，此時(shí)A、B兩球間相互作用力的大小F′＝keq\f(\f(q,2)·\f(q,4),r2)＝keq\f(q2,8r2)＝eq\f(1,8)F，故A正確。6．勻稱帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場(chǎng)等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場(chǎng)。如圖所示，在半球面AB上勻稱分布正電荷，總電荷量為q，球面半徑為R，CD為通過(guò)半球頂點(diǎn)與球心O的軸線，在軸線上有M、N兩點(diǎn)，OM＝ON＝2R。已知M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E，則N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為(A)A.eq\f(kq,2R2)－E B.eq\f(kq,4R2)C.eq\f(kq,4R2)－E D.eq\f(kq,4R2)＋E解析：完整球殼在M點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為keq\f(2q,2R2)＝eq\f(kq,2R2)，依據(jù)電場(chǎng)疊加原理，右半球殼在M點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為eq\f(kq,2R2)－E，依據(jù)對(duì)稱性，左半球殼在N點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為eq\f(kq,2R2)－E，選項(xiàng)A正確。7.低碳環(huán)保是我們追求的生活方式。如圖所示，是一個(gè)用來(lái)探討靜電除塵的試驗(yàn)裝置，處于強(qiáng)電場(chǎng)中的空氣分子會(huì)被電離為電子和正離子，將鋁板與手搖起電機(jī)的正極相連，縫被針與手搖起電機(jī)的負(fù)極相連，在鋁板和縫被針中間放置點(diǎn)燃的蚊香。轉(zhuǎn)動(dòng)手搖起電機(jī)，蚊香產(chǎn)生的煙霧會(huì)被電極吸附，停止轉(zhuǎn)動(dòng)手搖起電機(jī)，蚊香的煙霧又會(huì)裊裊上升。關(guān)于這個(gè)現(xiàn)象，下列說(shuō)法中正確的是(BD)A．煙塵因?yàn)閹д姸晃降娇p被針上B．同一煙塵顆粒在被吸附過(guò)程中離鋁板越近速度越大C．同一煙塵顆粒在被吸附過(guò)程中離鋁板越近速度越小D．同一煙塵顆粒在被吸附過(guò)程中假如帶電荷量不變，離鋁板越近則加速度越小解析：中性空氣分子在強(qiáng)電場(chǎng)中被電離成電子和帶正電的離子，煙塵顆粒吸附電子后帶上負(fù)電，在電場(chǎng)力作用下向鋁板做加速運(yùn)動(dòng)。故B對(duì)，A、C錯(cuò)；因鋁板與縫被針間的電場(chǎng)線形態(tài)相當(dāng)于橫向放置的錐形體，離鋁板越近，電場(chǎng)線越稀疏，場(chǎng)強(qiáng)越小，煙塵顆粒受電場(chǎng)力越小，加速度越小。故D對(duì)。8．(2024·四川成都七中高二月考)圖甲為某電場(chǎng)中的一條未標(biāo)明方向的電場(chǎng)線，A、B為該電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，一個(gè)電子以速度vA通過(guò)A點(diǎn)后能沿直線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，且到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度恰為零，電子運(yùn)動(dòng)的v－t圖像如圖乙所示。下列推斷正確的是(BC)A．B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度肯定小于A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度B．電子在A點(diǎn)的加速度肯定等于在B點(diǎn)的加速度C．所給電場(chǎng)線的方向由A指向BD．該電場(chǎng)可能是由A點(diǎn)左側(cè)的正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的解析：由v－t圖像可知，電子從A到B做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度不變，所受靜電力不變，電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)；電子所受的靜電力方向從B指向A，故可知電場(chǎng)線的方向從A到B。9．(2024·北京人大附中高一下學(xué)期檢測(cè))a、b、c三個(gè)點(diǎn)電荷僅在相互之間的靜電力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知a所帶的電荷量為＋Q，b所帶的電荷量為－q，且Q>q，關(guān)于電荷c，下列推斷正確的是(AB)A．c肯定帶正電B．c所帶的電荷量肯定大于qC．c可能處在a、b之間D．假如固定a、b，仍讓c處于平衡狀態(tài)，則c的電性、電荷量、位置都將唯一確定解析：依據(jù)電場(chǎng)力方一直確定各自電性，從而得出“兩同夾一異”；依據(jù)庫(kù)侖定律來(lái)確定電場(chǎng)力的大小，并由平衡條件來(lái)確定各自電量的大小，因此在大小上肯定為“兩大夾一小”；所以c肯定帶正電，c所帶的電荷量肯定大于q，b處在a、c之間，故A、B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；假如固定a、b，仍讓c處于平衡狀態(tài)，則c肯定處于a、b兩點(diǎn)電荷產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)相互抵消處，對(duì)c的電性、電荷量沒(méi)有要求，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。10．(2024·江西臨川二中試驗(yàn)學(xué)校月考)如圖所示，ABCD為等腰梯形，∠A＝∠B＝60°，AB＝2CD，在A、B處分別放上一個(gè)點(diǎn)電荷，電荷量分別為qA和qB，在C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿DC向右，A點(diǎn)的點(diǎn)電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為EA，B點(diǎn)的點(diǎn)電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為EB，則下列說(shuō)法正確的是(CD)A．放在A點(diǎn)的點(diǎn)電荷可能帶負(fù)電B．在D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿DC向右C．EA＞EBD．|qA|＞|qB|解析：由于兩點(diǎn)電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)方向沿DC向右，依據(jù)矢量合成法，利用平行四邊形定則可知，兩點(diǎn)電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向如圖所示，由圖中幾何關(guān)系可知EB＜EA，A點(diǎn)所放點(diǎn)電荷為正電荷，B點(diǎn)所放點(diǎn)電荷為負(fù)電荷，且A點(diǎn)所放點(diǎn)電荷的電荷量的肯定值大于B點(diǎn)所放點(diǎn)電荷的電荷量的肯定值，選項(xiàng)C、D正確，A錯(cuò)誤；對(duì)兩點(diǎn)電荷在D點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行合成，由幾何關(guān)系，可知其合場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)橄蛴移?，不沿DC方向，故B錯(cuò)誤。第Ⅱ卷(非選擇題共60分)二、填空題(2小題，共14分。把答案干脆填在橫線上)11．(7分)如圖所示，帶電體C的右側(cè)有兩個(gè)相互接觸的金屬導(dǎo)體A和B，均放在絕緣支座上，若先將C移走，再把A、B分開，則A__不帶__電，B__不帶__電；若先將A、B分開，再移走C，則A__帶負(fù)__電，B__帶正__電；若不移開C，用手觸摸A，再把C移走則A__帶負(fù)__電，B__帶負(fù)__電。解析：若先移走C，此時(shí)導(dǎo)體A和B中的電荷又發(fā)生中和，不再帶電，再把導(dǎo)體A和B分開，同樣不再帶電，所以此時(shí)A不帶電，B不帶電。先把導(dǎo)體A和B分開，再移走C，導(dǎo)體A和B由于感應(yīng)起電帶上異種電荷，所以此時(shí)A帶負(fù)電，B帶正電。用手觸摸，相當(dāng)于A、B和人及大地組成一個(gè)巨大的導(dǎo)體，此時(shí)大地為遠(yuǎn)端，A、B為近端，故由靜電感應(yīng)可知，此時(shí)A、B應(yīng)帶負(fù)電。12．(7分)在探究?jī)呻姾砷g相互作用力的大小與哪些因素有關(guān)的試驗(yàn)中，一同學(xué)猜想可能與兩電荷的間距和帶電荷量有關(guān)。他選用帶正電的小球A和B，A球放在可移動(dòng)的絕緣座上，B球用絕緣絲線懸掛于玻璃棒C點(diǎn)，如圖所示。試驗(yàn)時(shí)，先保持兩球電荷量不變，使A球從遠(yuǎn)處漸漸向B球靠近，視察到兩球距離越小，B球懸線的偏角越大，再保持兩球距離不變，變更小球所帶的電荷量，視察到電荷量越大，B球懸線的偏角越大。試驗(yàn)表明：兩電荷之間的相互作用力，隨其距離的__減小__而增大，隨其所帶電荷量的__增大__而增大。此同學(xué)在探究中應(yīng)用的科學(xué)方法是__限制變量法__(填“累積法”“等效替代法”“限制變量法”或“演繹法”)。解析：保持兩球電荷量不變，使A球從遠(yuǎn)處漸漸向B球靠近時(shí)，視察到兩球間距離越小，B球懸線的偏角越大，說(shuō)明此時(shí)兩球間的相互作用力越大，即兩球間距離越小，兩球間的相互作用力越大；保持兩球距離不變，變更小球所帶的電荷量時(shí)，視察到電荷量越大，B球懸線的偏角越大，說(shuō)明此時(shí)兩球間的相互作用力大，即電荷量越大，兩球間的相互作用力越大。由于兩電荷間相互作用力的大小與兩電荷間的距離和帶電荷量有關(guān)，探究相互作用力隨某個(gè)量變更時(shí)，此同學(xué)先保持其他量不變，采納了限制變量法進(jìn)行探究。三、論述、計(jì)算題(本題共4小題，共46分。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫出最終答案不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必需明確寫出數(shù)值和單位)13．(10分)(2024·湖北省荊州中學(xué)高二檢測(cè))如圖所示，在絕緣水平面上的O點(diǎn)固定一電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷，在O點(diǎn)正上方高為r0的A處，由靜止釋放某帶電荷量為＋q的小液珠，起先運(yùn)動(dòng)的瞬間小液珠的加速度大小恰好等于重力加速度g，已知靜電力常量為k，小液珠可看成點(diǎn)電荷，不計(jì)空氣阻力。求：(1)小液珠起先運(yùn)動(dòng)瞬間所受庫(kù)侖力的大小和方向；(2)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小液珠速度最大時(shí)到O點(diǎn)的距離h。答案：(1)2mg豎直向上(2)eq\r(2)r0解析：(1)小液珠受到豎直向下的重力和豎直向上的庫(kù)侖力，小液珠起先運(yùn)動(dòng)瞬間，依據(jù)牛頓其次定律有F庫(kù)－mg＝ma，a＝g，所以F庫(kù)＝2mg。(2)起先運(yùn)動(dòng)瞬間F庫(kù)＝eq\f(kQq,r\o\al(2,0))＝2mg，速度最大時(shí)，小液珠的加速度為零，有F′庫(kù)＝mg，即F′庫(kù)＝eq\f(1,2)F庫(kù)＝eq\f(kQq,h2)，解得h＝eq\r(2)r0。14．(11分)質(zhì)量均為m的兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A、B，分別被長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線懸掛在同一點(diǎn)O，給A、B分別帶上肯定量的正電荷，并用水平向右的外力作用在A球上，平衡以后，懸掛A球的細(xì)線豎直，懸掛B球的細(xì)線向右偏60°角，如圖所示。若A球的帶電量為q，則：(1)B球的帶電量為多少；(2)水平外力多大。答案：(1)eq\f(mgL2,kq)(2)eq\f(\r(3),2)mg解析：(1)當(dāng)系統(tǒng)平衡以后，B球受到如圖所示的三個(gè)力：重力mg、細(xì)線的拉力F1、庫(kù)侖斥力F。合力為零，由平衡條件得：Fcos30°－F1cos30°＝02Fsin30°－mg＝0由庫(kù)侖定律：F＝keq\f(qqB,L2)聯(lián)立上述三式，可得B球的帶電量qB＝eq\f(mgL2,kq)(2)A球受到如圖所示的四個(gè)力作用，合力為零。得FT＝F′·cos30°而F′＝F＝mg所以，A球受到的水平推力FT＝mgcos30°＝eq\f(\r(3),2)mg15．(12分)(2024·武漢市新洲一中6月線上聯(lián)考)如圖所示，真空中帶電荷量分別為＋Q和－Q的點(diǎn)電荷A、B相距r。摸索電荷帶電量大小為q，電性為負(fù)，求：(1)摸索電荷在兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O處時(shí)，受到的電場(chǎng)力F1；(2)摸索電荷在兩電荷連線的中垂線上，且距A、B兩點(diǎn)都為r的O′點(diǎn)時(shí)，受到的電場(chǎng)力F2。答案：(1)F1＝eq\f(8kQq,r2)，方向水平向左；(2)F2＝eq\