2025版新教材高中物理單元素養(yǎng)檢測(cè)第一章靜電場(chǎng)教科版必修第三冊(cè)

單元素養(yǎng)檢測(cè)(一)(第一章)考試時(shí)間：75分鐘，滿(mǎn)分：100分一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1．對(duì)于書(shū)本中幾幅插圖所涉及的物理現(xiàn)象或原理，下列說(shuō)法不正確的是()A.甲圖中，該女生和帶電的金屬球帶有同種性質(zhì)的電荷B.乙圖為靜電除塵裝置的示意圖，帶負(fù)電的塵埃被收集在線(xiàn)狀電離器上C.丙圖中，燃?xì)庠钪须娮狱c(diǎn)火器點(diǎn)火應(yīng)用了尖端放電的原理D.丁圖中，兩條優(yōu)質(zhì)的話(huà)筒線(xiàn)外面包袱著金屬外衣應(yīng)用了靜電屏蔽的原理2．如圖，在勻強(qiáng)電場(chǎng)A、B兩處分別放入兩個(gè)正點(diǎn)電荷qA和qB，且qA＝2qB.甲同學(xué)選擇零勢(shì)能面后，算出兩點(diǎn)電荷在A、B兩處的電勢(shì)能，得出A處的電勢(shì)能小于B處的電勢(shì)能的結(jié)論．其他同學(xué)看了甲的結(jié)論，分別發(fā)表了以下看法．你贊同的看法是()A.甲同學(xué)得出的結(jié)論與零勢(shì)能面選擇無(wú)關(guān)B.甲同學(xué)選取的零勢(shì)能面肯定在A的左邊C.甲同學(xué)選取的零勢(shì)能面肯定在B的右邊D.甲同學(xué)選取的零勢(shì)能面肯定在A和B之間3．如圖所示，正方形ABCD四個(gè)頂點(diǎn)各固定一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷，電荷量相等，O是正方形的中心．現(xiàn)將A點(diǎn)的電荷沿OA的延長(zhǎng)線(xiàn)向無(wú)窮遠(yuǎn)處移動(dòng)，則()A.在移動(dòng)過(guò)程中，O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度變小B.在移動(dòng)過(guò)程中，C點(diǎn)的電荷所受靜電力變大C.在移動(dòng)過(guò)程中，移動(dòng)的電荷所受靜電力做負(fù)功D.當(dāng)其移動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)，O點(diǎn)的電勢(shì)高于A點(diǎn)4.在建筑物安裝避雷針是防雷擊的有效方法．避雷針上方有雷雨云時(shí)，避雷針旁邊的電場(chǎng)線(xiàn)分布如圖所示，圖中中心的豎直黑線(xiàn)AB代表了避雷針，CD為水平地面，M、N是電場(chǎng)線(xiàn)中兩個(gè)點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是()A.M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的電勢(shì)低B.M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大C.在摸索電荷從M點(diǎn)到N點(diǎn)的多條路徑中，沿直線(xiàn)MN走電場(chǎng)力做功最少D.CD的電勢(shì)為零，且地面旁邊的電場(chǎng)線(xiàn)和地面垂直5.如圖所示，一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球用細(xì)線(xiàn)系住，線(xiàn)的一端固定在O點(diǎn)．若在空間加上勻強(qiáng)電場(chǎng)，平衡時(shí)線(xiàn)與豎直方向成60°角．已知重力加速度為g，則電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值為()A.eq\f(mg,2q)B．eq\f(\r(3)mg,2q)C．eq\f(2mg,q)D．eq\f(mg,q)6.電容式加速傳感器常用于觸發(fā)汽車(chē)平安氣囊等系統(tǒng)．如圖所示，極板M、N組成的電容器視為平行板電容器，M固定，N可左右運(yùn)動(dòng)，通過(guò)測(cè)量電容器板間的電壓的變更來(lái)確定汽車(chē)的加速度．當(dāng)汽車(chē)減速時(shí)，極板M、N間的距離減小，若極板上的電荷量不變，則該電容器()A.電容變小B．極板間電壓變大C.極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變D．極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度變小7.如圖所示，空間存在足夠大的水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，絕緣的曲面軌道處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，曲面上有一帶電金屬塊在力F的作用下沿曲面對(duì)上移動(dòng)．已知金屬塊在向上移動(dòng)的過(guò)程中，力F做功40J，金屬塊克服靜電力做功10J，金屬塊克服摩擦力做功20J，重力勢(shì)能變更了30J，則()A.電場(chǎng)方向水平向左B．電場(chǎng)方向水平向右C.在此過(guò)程中金屬塊電勢(shì)能削減20JD．在此過(guò)程中金屬塊機(jī)械能增加10J二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求．全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分)8．M和N是兩個(gè)都不帶電的不同的物體．它們相互摩擦后，M帶正電荷2.72×10－9C，下列推斷正確的是()A.在摩擦前M和N的內(nèi)部沒(méi)有任何電荷B．摩擦過(guò)程中電子從M轉(zhuǎn)移到NC.N在摩擦后肯定帶負(fù)電荷2.72×10－9CD．M在摩擦過(guò)程中失去1.7×1010個(gè)電子9.測(cè)定電子的電荷量的試驗(yàn)裝置示意圖如圖所示，置于真空中的油滴室內(nèi)有兩塊水平放置的平行金屬板M、N，分別與電壓為U的恒定電源兩極相連，板的間距為d.現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電油滴在極板間勻速下落，已知元電荷為e、重力加速度為g，則()A.油滴中電子的數(shù)目為eq\f(mgd,eU)B.油滴從小孔運(yùn)動(dòng)至N板過(guò)程中，電勢(shì)能增加mgdC.油滴從小孔運(yùn)動(dòng)至N板過(guò)程中，機(jī)械能增加eUD.若將極板M向下緩慢移動(dòng)一小段距離，油滴將加速下降10．如圖所示，在玻璃管中心軸上安裝一根直導(dǎo)線(xiàn)，玻璃管外繞有線(xiàn)圈，直導(dǎo)線(xiàn)的一端和線(xiàn)圈的一端分別跟感應(yīng)圈的兩放電柱相連．起先，感應(yīng)圈未接通電源，點(diǎn)燃蚊香，讓煙通過(guò)玻璃管冒出．當(dāng)感應(yīng)圈電源接通時(shí)，玻璃管中的導(dǎo)線(xiàn)和管外線(xiàn)圈間就會(huì)加上高電壓，馬上可以看到不再有煙從玻璃管中冒出來(lái)了．過(guò)一會(huì)兒還可以看到管壁吸附了一層煙塵，這是因?yàn)?)A.煙塵在高壓電場(chǎng)作用下帶上了負(fù)電B.煙塵在高壓電場(chǎng)作用下帶上了正電C.帶負(fù)電的煙塵吸附在線(xiàn)圈上，因此看不到有煙冒出D.帶正電的煙塵吸附在直導(dǎo)線(xiàn)上，因此看不到有煙冒出三、非選擇題(本題共5小題，共54分；按題目要求作答．計(jì)算題要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)11.(6分)在探究?jī)蓭щ婓w間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)猜想可能與兩帶電體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(xiàn)懸掛于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B球旁邊漸漸向遠(yuǎn)處移動(dòng)，視察到兩球距離越大，絲線(xiàn)的偏角越??；再保持兩球距離不變，變更小球A所帶的電荷量，視察到電荷量越小，絲線(xiàn)的偏角越?。囼?yàn)表明：兩帶電體之間的相互作用力，隨其距離的________(選填“增大”或“減小”)而減小，隨其所帶電荷量的________(選填“增大”或“減小”)而減?。送瑢W(xué)在探究中應(yīng)用的科學(xué)方法是________________(選填“累積法”“等效替代法”“限制變量法”或“演繹法”).12．(10分)如圖所示，以O(shè)為圓心，r為半徑的圓與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)分別為a、b、c、d，空間有方向與x軸正方向相同的勻強(qiáng)電場(chǎng)，同時(shí)在O點(diǎn)固定一個(gè)電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷．假如把一個(gè)電荷量為－q的摸索電荷放在c點(diǎn)恰好平衡，靜電力常量為k，求：(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小；(2)a、d兩點(diǎn)的實(shí)際場(chǎng)強(qiáng)大?。?3．(10分)如圖所示，真空中固定在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶電荷量Q＝＋2×10－6C，虛線(xiàn)為另一帶電荷量q＝－2×10－9C的點(diǎn)電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡．點(diǎn)電荷q從無(wú)窮遠(yuǎn)處移動(dòng)到點(diǎn)A靜電力做了1.5×10－7J的功；取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，軌跡上離O點(diǎn)距離為3cm的B點(diǎn)電勢(shì)φB＝125V．(靜電力常量k＝9.0×109N·m2/C2)求：(1)點(diǎn)電荷q在B點(diǎn)時(shí)受到的靜電力的大小F；(2)點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)的電勢(shì)能EpA；(3)A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB.14.(12分)如圖所示，水平放置的平行板電容器上極板M接地，其中心有一小孔A，在A的正上方h＝20cm處的B點(diǎn)有大量油滴依次自由落下．已知油滴電荷量q＝3×10－12C，質(zhì)量m＝3.0×10－9kg，兩板之間的距離L＝15cm.當(dāng)油滴落到N板后電荷全部轉(zhuǎn)移到N板上(不計(jì)空氣阻力，取g＝10m/s2)求：(1)油滴在兩極板間勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；(2)油滴恰好運(yùn)動(dòng)到N板時(shí)兩極板間的電勢(shì)差U；(3)若平行板電容器的電容C＝3×10－12F，則落到N板上油滴的滴數(shù)n.15．(16分)如圖甲所示，在xOy坐標(biāo)系中，兩平行金屬板AB、OD水平放置，OD與x軸重合，板的左端與原點(diǎn)O重合，板長(zhǎng)L＝2m．板間距離d＝1m，緊靠極板右側(cè)有一熒光屏．兩金屬板間電壓UAO隨時(shí)間的變更規(guī)律如圖乙所示，變更周期為T(mén)＝2×10－3s，U0＝1×103V，一帶正電的粒子從左上角A點(diǎn)，以平行于AB邊v0＝1000m/s的速度射入板間，粒子電荷量為q＝1×10－5C，質(zhì)量m＝1×10－7kg.不計(jì)粒子所受重力．求：(1)粒子在板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(2)粒子打到熒光屏上的縱坐標(biāo)的范圍；(3)粒子打到熒光屏上的動(dòng)能．單元素養(yǎng)檢測(cè)(一)(第一章)1．答案：B解析：甲圖中，該女生接觸帶電的金屬球，與金屬球帶同種性質(zhì)的電荷，故A正確；乙圖中線(xiàn)狀電離器B帶負(fù)電，管壁A帶正電，帶負(fù)電的塵埃被收集在管壁A上，故B錯(cuò)誤；丙圖中，燃?xì)庠钪须娮狱c(diǎn)火器點(diǎn)火應(yīng)用了尖端放電的原理，故C正確；金屬體殼能產(chǎn)生靜電屏蔽作用，兩條優(yōu)質(zhì)的話(huà)筒線(xiàn)外面包袱著金屬外衣應(yīng)用了靜電屏蔽的原理，故D正確．2．答案：B解析：若規(guī)定零勢(shì)能面在A的左側(cè)，則A、B處電勢(shì)均小于零，依據(jù)Ep＝φq可知，兩個(gè)正點(diǎn)電荷在A處的電勢(shì)能可能小于B處的電勢(shì)能；若規(guī)定零勢(shì)能面在B的右側(cè)，則A、B處電勢(shì)均大于零，依據(jù)Ep＝φq可知，兩個(gè)正點(diǎn)電荷在A處的電勢(shì)能大于B處的電勢(shì)能；若規(guī)定零勢(shì)能面在A、B之間，則A處電勢(shì)大于零，而B(niǎo)處電勢(shì)小于零，依據(jù)Ep＝φq可知，兩個(gè)正點(diǎn)電荷在A處的電勢(shì)能大于在B處的電勢(shì)能；故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．3．答案：D解析：O是等量同種電荷連線(xiàn)的中點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)為0，將A處的正點(diǎn)電荷沿OA方向移至無(wú)窮遠(yuǎn)處，O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度變大，故A不符合題意；移動(dòng)過(guò)程中，C點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)變小，正電荷所受靜電力變小，故B錯(cuò)誤；A點(diǎn)電場(chǎng)方向沿OA方向，移動(dòng)過(guò)程中，移動(dòng)電荷所受靜電力做正功，故C錯(cuò)誤；A點(diǎn)電場(chǎng)方向沿OA方向，沿電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)降低，移動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)，O點(diǎn)的電勢(shì)高于A點(diǎn)電勢(shì)，故D正確．4．答案：D解析：沿電場(chǎng)方向電勢(shì)減小，M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的電勢(shì)高，故A錯(cuò)誤；電場(chǎng)線(xiàn)的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱，M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小，故B錯(cuò)誤；依據(jù)靜電力做功的特點(diǎn)可知，摸索電荷從M點(diǎn)到N點(diǎn)，無(wú)論沿哪條路徑，電場(chǎng)力做功一樣多，故C錯(cuò)誤；CD的電勢(shì)為零，地面為等勢(shì)面，則CD表面旁邊的電場(chǎng)線(xiàn)與地面都是垂直的，故D正確．5．答案：B解析：以小球?yàn)樘接憣?duì)象，對(duì)小球進(jìn)行受力分析，小球受到重力mg、線(xiàn)的拉力F1、靜電力F2三個(gè)力作用，依據(jù)平衡條件可知，拉力F1與靜電力F2的合力必與重力mg等大反向．當(dāng)靜電力F2垂直于懸線(xiàn)時(shí)，F(xiàn)2最小，故場(chǎng)強(qiáng)E也最?。藭r(shí)有qE＝mgsin60°，所以E＝eq\f(mgsin60°,q)＝eq\f(\r(3)mg,2q)，故B正確．6．答案：C解析：由平行板電容器電容的確定式C＝eq\f(εrS,4πkd)可得，d減小，C增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電容器所帶電荷量Q不變，C增大，由U＝eq\f(Q,C)可得，U變小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差關(guān)系公式可得E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)＝eq\f(4πkQ,εrS)，E與d無(wú)關(guān)，E不變，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．7．答案：D解析：因?yàn)椴恢缼щ娊饘賶K的電性，所以無(wú)法推斷電場(chǎng)方向，故A、B錯(cuò)誤；克服靜電力做功為10J，則電勢(shì)能增加10J，故C錯(cuò)誤；機(jī)械能的變更量等于除重力以外的其他力所做的總功，故應(yīng)為ΔE＝40J－10J－20J＝10J，故D正確．8．答案：BCD解析：在摩擦前，物體內(nèi)部存在著等量的異種電荷，對(duì)外不顯電性，A錯(cuò)；M失去電子帶正電，N得到電子帶負(fù)電，所以電子是從M轉(zhuǎn)移到N，B對(duì)；在摩擦起電過(guò)程中，依據(jù)電荷守恒定律，得失電子數(shù)目是相等的，M帶正電荷2.72×10－9C，則N肯定帶負(fù)電荷2.72×10－9C，C對(duì)；M失去的電子數(shù)為n＝eq\f(q,e)＝eq\f(2.72×10－9,1.60×10－19)個(gè)＝1.7×1010個(gè)，D對(duì)．9．答案：AB解析：帶電油滴在極板間勻速下落，故受力平衡，則有mg＝qeq\f(U,d)，所以油滴帶電荷量q＝eq\f(mgd,U)，所以電子的數(shù)目為n＝eq\f(q,e)＝eq\f(mgd,eU)，故A正確；油滴下降過(guò)程中，靜電力方向向上，靜電力做的功為－mgd，電勢(shì)能增加mgd，故B正確；機(jī)械能削減，故C錯(cuò)誤；若將極板M向下緩慢移動(dòng)一小段距離，d減小，靜電力F＝qeq\f(U,d)增大，合外力豎直向上，油滴將減速下降，故D錯(cuò)誤．10．答案：AC解析：煙塵在直導(dǎo)線(xiàn)和管外線(xiàn)圈形成的高壓電場(chǎng)作用下，帶上了負(fù)電，帶負(fù)電的煙塵顆粒被吸附到了帶正電的線(xiàn)圈上，因此看不到有煙冒出．A、C項(xiàng)正確．11．答案：增大減小限制變量法解析：對(duì)小球B進(jìn)行受力分析，可以得到小球B受到的電場(chǎng)力F＝mgtanθ，θ為絲線(xiàn)與豎直方向夾角，可知絲線(xiàn)的偏角越大，電場(chǎng)力也越大，所以使A球從B球旁邊漸漸向遠(yuǎn)處移動(dòng)，視察到兩球距離越大，絲線(xiàn)的偏角越小，說(shuō)明兩帶電體之間的相互作用力隨其距離的增大而減??；兩球距離不變，變更小球A所帶的電荷量，視察到電荷量越小，絲線(xiàn)的偏角越小，說(shuō)明白兩帶電體之間的相互作用力隨其所帶電荷量的減小而減?。驹囼?yàn)中先保持兩球電荷量不變，變更它們之間的距離，再保持距離不變，變更小球所帶的電荷量，所以采納的是限制變量法．12．答案：(1)eq\f(kQ,r2)(2)eq\f(2kQ,r2)eq\f(\r(2)kQ,r2)解析：(1)空間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)，任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都是這兩個(gè)電場(chǎng)在該處的場(chǎng)強(qiáng)的合場(chǎng)強(qiáng)．由電荷量為－q的摸索電荷在c點(diǎn)處于平衡狀態(tài)可得keq\f(Qq,r2)＝qE，解得勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E＝eq\f(kQ,r2).(2)由于正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向從圓心沿半徑方向向外，故在a點(diǎn)，點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸正方向；在d點(diǎn)，點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)方向沿y軸正方向．從而可知：a點(diǎn)的實(shí)際場(chǎng)強(qiáng)為兩個(gè)等大、同方向場(chǎng)強(qiáng)的合成，即Ea＝eq\f(2kQ,r2)，d點(diǎn)的實(shí)際場(chǎng)強(qiáng)為兩個(gè)等大、相互垂直的場(chǎng)強(qiáng)的合成，即Eb＝eq\f(\r(2)kQ,r2).13．答案：(1)4×10－2N(2)－1.5×10－7J(3)－50V解析：(1)點(diǎn)電荷在B點(diǎn)時(shí)受到的靜電力大小F＝keq\f(Qq,r2)，解得F＝4×10－2N.(2)依據(jù)功能關(guān)系有W∞A＝Ep∞－EpA，解得EpA＝－1.5×10－7J.(3)A點(diǎn)的電勢(shì)φA＝eq\f(EpA,q)＝eq\f(－1.5×10－7,－2.0×10－9)V＝75V，A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB＝φA－φB＝－50V．14．答案：(1)1.0×104N/C(2)3500V(3)3500滴解析：(1)油滴在兩極板間勻速運(yùn)動(dòng)有：mg＝qE解得E＝1.0×104N/C(2)依據(jù)