2024-2025學年新教材高中物理第九章靜電場及其應用學業(yè)質量標準檢測含解析新人教版必修3

PAGE9-第九章學業(yè)質量標準檢測本卷分第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選項中，第1～6小題只有一個選項符合題目要求，第7～10小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得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……序列中兩種物質摩擦時，排在前面的物質帶正電，排在后面的物質帶負電，而且兩種物質在序列中距離越遠，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，進行摩擦起電的試驗，下面關于試驗結果的敘述中正確的是(B)A．尼龍棒與羊毛摩擦，尼龍棒帶負電B．腈綸與羊毛摩擦，羊毛帶正電C．尼龍與腈綸摩擦，不會發(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，會發(fā)生摩擦起電現(xiàn)象，故C錯誤；由題可知，排序的位置差別越大，則越簡單發(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錯誤。2．(2024·廣東省臺山市華僑中學高二上學期期中)關于電場強度有下列說法，正確的是(A)A．電場中某點的電場強度在數(shù)值上等于單位電荷在該點所受的電場力B．電場強度的方向總是跟電場力的方向一樣C．在點電荷Q旁邊的隨意一點，假如沒有把摸索電荷q放進去，則這一點的電場強度為零D．依據(jù)公式E＝eq\f(F,q)可知，電場強度跟電場力成正比，跟放入電場中的電荷的電量成反比解析：依據(jù)公式E＝eq\f(F,q)，可知電場中某點的電場強度在數(shù)值上等于單位電荷在該點所受的電場力，選項A正確；電場強度的方向總是跟正電荷所受的電場力方向一樣，選項B錯誤；電場中某點的電場強度由電場本身確定，與是否放入摸索電荷無關，與摸索電荷所受的電場力和摸索電荷的電量無關，選項C、D錯誤；故選A。3．(2024·四川省三臺試驗中學高二上學期檢測)小強在加油站加油時，看到加油機上有如圖所示的圖標，關于圖標的含義，下列說法正確的是(C)A．工作人員工作時間須穿純棉服裝B．用絕緣的塑料梳子梳頭應當沒有關系C．化纖手套與接觸物簡單摩擦起電存在平安隱患D．制作這些圖標的依據(jù)是靜電屏蔽原理解析：加油站中由于靜電會引起汽油的燃燒發(fā)生危急，故應避開一些引起靜電的行為。工作人員在工作時應避開產(chǎn)生靜電，可以穿純棉衣服，但不是必需的，故A錯誤；用塑料梳子梳頭時會產(chǎn)生靜電，會引起靜電，故B錯誤；化纖手套與接觸物簡單摩擦起電，故會引起靜電，從而引起油料燃燒的危急，故C正確；這些圖標都是為了削減靜電的產(chǎn)生，不是靜電屏蔽，故D錯誤。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的條形金屬板，圖中直線ab為該收塵板的橫截面。工作時收塵板帶正電，其左側的電場線分布如圖所示；粉塵帶負電，在電場力作用下向收塵板運動，最終落在收塵板上。若用粗黑曲線表示原來靜止于P點的帶電粉塵顆粒的運動軌跡，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)力和運動的關系知，當粒子運動至電場中某一點時，運動速度與受力如圖所示，又據(jù)曲線運動學問知粒子運動軌跡夾在合外力與速度之間，可判定粉塵顆粒的運動軌跡如A選項中圖所示。5．(2024·山東省臨朐一中高一上學期期末)如圖所示，可視為點電荷的半徑相同的兩個金屬球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，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)生的電場等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場。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為通過半球頂點與球心O的軸線，在軸線上有M、N兩點，OM＝ON＝2R。已知M點的場強大小為E，則N點的場強大小為(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點產(chǎn)生電場的場強為keq\f(2q,2R2)＝eq\f(kq,2R2)，依據(jù)電場疊加原理，右半球殼在M點產(chǎn)生電場的場強為eq\f(kq,2R2)－E，依據(jù)對稱性，左半球殼在N點產(chǎn)生的電場的場強為eq\f(kq,2R2)－E，選項A正確。7.低碳環(huán)保是我們追求的生活方式。如圖所示，是一個用來探討靜電除塵的試驗裝置，處于強電場中的空氣分子會被電離為電子和正離子，將鋁板與手搖起電機的正極相連，縫被針與手搖起電機的負極相連，在鋁板和縫被針中間放置點燃的蚊香。轉動手搖起電機，蚊香產(chǎn)生的煙霧會被電極吸附，停止轉動手搖起電機，蚊香的煙霧又會裊裊上升。關于這個現(xiàn)象，下列說法中正確的是(BD)A．煙塵因為帶正電而被吸附到縫被針上B．同一煙塵顆粒在被吸附過程中離鋁板越近速度越大C．同一煙塵顆粒在被吸附過程中離鋁板越近速度越小D．同一煙塵顆粒在被吸附過程中假如帶電荷量不變，離鋁板越近則加速度越小解析：中性空氣分子在強電場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電，在電場力作用下向鋁板做加速運動。故B對，A、C錯；因鋁板與縫被針間的電場線形態(tài)相當于橫向放置的錐形體，離鋁板越近，電場線越稀疏，場強越小，煙塵顆粒受電場力越小，加速度越小。故D對。8．(2024·四川成都七中高二月考)圖甲為某電場中的一條未標明方向的電場線，A、B為該電場線上的兩點，一個電子以速度vA通過A點后能沿直線運動到B點，且到達B點時的速度恰為零，電子運動的v－t圖像如圖乙所示。下列推斷正確的是(BC)A．B點的電場強度肯定小于A點的電場強度B．電子在A點的加速度肯定等于在B點的加速度C．所給電場線的方向由A指向BD．該電場可能是由A點左側的正點電荷產(chǎn)生的解析：由v－t圖像可知，電子從A到B做勻減速直線運動，加速度不變，所受靜電力不變，電場為勻強電場；電子所受的靜電力方向從B指向A，故可知電場線的方向從A到B。9．(2024·北京人大附中高一下學期檢測)a、b、c三個點電荷僅在相互之間的靜電力的作用下處于靜止狀態(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)電場力方一直確定各自電性，從而得出“兩同夾一異”；依據(jù)庫侖定律來確定電場力的大小，并由平衡條件來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項正確，C項錯誤；假如固定a、b，仍讓c處于平衡狀態(tài)，則c肯定處于a、b兩點電荷產(chǎn)生場強相互抵消處，對c的電性、電荷量沒有要求，故D項錯誤。10．(2024·江西臨川二中試驗學校月考)如圖所示，ABCD為等腰梯形，∠A＝∠B＝60°，AB＝2CD，在A、B處分別放上一個點電荷，電荷量分別為qA和qB，在C點的電場強度方向沿DC向右，A點的點電荷在C點產(chǎn)生的場強大小為EA，B點的點電荷在C點產(chǎn)生的場強大小為EB，則下列說法正確的是(CD)A．放在A點的點電荷可能帶負電B．在D點的電場強度方向沿DC向右C．EA＞EBD．|qA|＞|qB|解析：由于兩點電荷在C點產(chǎn)生的合場強方向沿DC向右，依據(jù)矢量合成法，利用平行四邊形定則可知，兩點電荷在C點產(chǎn)生的場強方向如圖所示，由圖中幾何關系可知EB＜EA，A點所放點電荷為正電荷，B點所放點電荷為負電荷，且A點所放點電荷的電荷量的肯定值大于B點所放點電荷的電荷量的肯定值，選項C、D正確，A錯誤；對兩點電荷在D點產(chǎn)生的場強進行合成，由幾何關系，可知其合場強方向為向右偏上，不沿DC方向，故B錯誤。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的右側有兩個相互接觸的金屬導體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__電，B__帶正__電；若不移開C，用手觸摸A，再把C移走則A__帶負__電，B__帶負__電。解析：若先移走C，此時導體A和B中的電荷又發(fā)生中和，不再帶電，再把導體A和B分開，同樣不再帶電，所以此時A不帶電，B不帶電。先把導體A和B分開，再移走C，導體A和B由于感應起電帶上異種電荷，所以此時A帶負電，B帶正電。用手觸摸，相當于A、B和人及大地組成一個巨大的導體，此時大地為遠端，A、B為近端，故由靜電感應可知，此時A、B應帶負電。12．(7分)在探究兩電荷間相互作用力的大小與哪些因素有關的試驗中，一同學猜想可能與兩電荷的間距和帶電荷量有關。他選用帶正電的小球A和B，A球放在可移動的絕緣座上，B球用絕緣絲線懸掛于玻璃棒C點，如圖所示。試驗時，先保持兩球電荷量不變，使A球從遠處漸漸向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。此同學在探究中應用的科學方法是__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球從遠處漸漸向B球靠近時，視察到兩球間距離越小，B球懸線的偏角越大，說明此時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，視察到電荷量越大，B球懸線的偏角越大，說明此時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，探究相互作用力隨某個量變更時，此同學先保持其他量不變，采納了限制變量法進行探究。三、論述、計算題(本題共4小題，共46分。解答應寫出必要的文字說明、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·湖北省荊州中學高二檢測)如圖所示，在絕緣水平面上的O點固定一電荷量為＋Q的點電荷，在O點正上方高為r0的A處，由靜止釋放某帶電荷量為＋q的小液珠，起先運動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，小液珠可看成點電荷，不計空氣阻力。求：(1)小液珠起先運動瞬間所受庫侖力的大小和方向；(2)運動過程中小液珠速度最大時到O點的距離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侖力，小液珠起先運動瞬間，依據(jù)牛頓其次定律有F庫－mg＝ma，a＝g，所以F庫＝2mg。(2)起先運動瞬間F庫＝eq\f(kQq,r\o\al(2,0))＝2mg，速度最大時，小液珠的加速度為零，有F′庫＝mg，即F′庫＝eq\f(1,2)F庫＝eq\f(kQq,h2)，解得h＝eq\r(2)r0。14．(11分)質量均為m的兩個可視為質點的小球A、B，分別被長為L的絕緣細線懸掛在同一點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球的細線豎直，懸掛B球的細線向右偏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)當系統(tǒng)平衡以后，B球受到如圖所示的三個力：重力mg、細線的拉力F1、庫侖斥力F。合力為零，由平衡條件得：Fcos30°－F1cos30°＝02Fsin30°－mg＝0由庫侖定律：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的點電荷A、B相距r。摸索電荷帶電量大小為q，電性為負，求：(1)摸索電荷在兩點電荷連線的中點O處時，受到的電場力F1；(2)摸索電荷在兩電荷連線的中垂線上，且距A、B兩點都為r的O′點時，受到的電場力F2。答案：(1)F1＝eq\f(8kQq,r2)，方向水平向左；(2)F2＝eq\