2023-2024学年鲁科版必修3 第一章 静电力与电场强度 单元测试A卷（含解析）

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2023-2024学年 鲁科版必修3 第一章《静电力与电场强度》 单元测试A卷
卷后附答案解析
考试范围：xxx；考试时间：100分钟；命题人：xxx
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
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评卷人得分
一、单选题
1．下列描述正确的是（　　）
A．法拉第巧妙利用库仑扭秤测出万有引力常量
B．爱因斯坦通过斜面实验，推断出物体如果不受外力作用将维持匀速直线运动
C．美国科学家富兰克林将丝绸摩擦的玻璃棒所带电荷命名为正电荷
D．安培通过实验发现了万有引力定律
2．关于点电荷的说法正确的是（　　）
A．若带电体本身的大小比起它到其他带电体的距离小的多，就可以看成点电荷
B．若带电体本身所带的电荷量很小，就可以看成点电荷
C．若带电体所带的电荷量是一个元电荷，就可以看成点电荷
D．若带电体的体积很大，无论如何都不能看成点电荷
3．如图，真空中固定两个等量同种正点电荷，O点为两点电荷连线的中点，A点为两点电荷连线的中垂线上的一点，取无穷远处电势为零。一带负电的试探电荷在A点由静止释放，仅在电场力作用下沿中垂线运动到O点。下列说法正确的是（ ）

A．O点的电势等于A点的电势
B．试探电荷运动到O点时速率最大
C．O点的电场强度方向水平向左
D．试探电荷从A点运动到O点的过程中，其加速度一定逐渐减小
4．关于电现象，下列叙述正确的是（　　）
A．玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电，橡胶棒无论与什么物体摩擦都带负电
B．摩擦可以起电是普遍存在的现象，相互摩擦的任意两个物体总是同时带等量异种电荷
C．带电现象的本质是电子的转移，呈电中性的物体得到电子就一定显负电性，失去电子就一定显正电性
D．摩擦起电是通过摩擦创造等量的异种电荷的过程
5．如图，长度为L的导体棒原来不带电，将带电量为q的正点电荷放在导体棒的中心轴线上距离棒左端R处，达到静电平衡后，下列说法正确的是（　　）

A．导体棒左端带正电，右端带负电
B．导体棒左端电势高，右端电势低
C．导体棒上感应电荷在棒中心O处产生的电场强度大小为
D．导体棒上感应电荷在棒中心O处产生的电场强度方向向右
6．下列设备中利用了尖端放电原理的是（ ）
A．避雷针
B．油罐车后面装一条拖地的铁链
C．飞机轮上装搭地线
D．静电除尘
7．如图所示，足够大的绝缘粗糙薄板水平固定放置，薄板上、下两侧的A、B两点固定有两个点电荷，其中A处点电荷的电荷量为，B处点电荷的电荷量为，A、B两点连线与薄板垂直，且垂足O为A、B连线的中点。将一轻质细绳一端固定在O点，另一端连接一带电小球，小球恰能在薄板平面上以速度绕O点做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　）
A．小球带正电 B．薄板对小球的弹力竖直向上
C．小球运动过程中，减少的电势能等于因摩擦而增加的内能 D．小球运动过程中所受电场力始终不变
评卷人得分
二、多选题
8．17世纪，伽利略就通过实验分析指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去，从而得出力是改变物体运动的原因，这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法，在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学研究方法，下列关于物理学研究方法的叙述正确的是（ ）
A．卡文迪许扭秤实验应用了微元的思想方法
B．运用了比值定义的方法
C．速度，当△t非常小时可表示t时刻的瞬时速度，应用了极限思想方法
D．在探究加速度、力和质量三者之间关系的实验中，应用了控制变量法
9．在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，操作者调节丝线长度使球与球的球心始终在同一水平线上。下列相关说法中正确的是（　　）
A．保持两球电荷量不变，使球从远处逐渐向球靠近，观察到两球距离越小，球悬线的偏角越大
B．保持两球的距离不变，改变球所带的电荷量，观察到电荷量越小，球悬线的偏角越大
C．该实验采用的方法是控制变量法
D．该实验采用的方法是等效替代法
10．图中PQ两处分别固定两等量正点电荷，O是PQ连线的中点，a、b两点在连线上且关于O点对称，c、d是连线中垂线上的两点，则（ ）
A．a、b两点的电场强度相同
B．a、b两点的电势相同
C．c点场强大于d点场强
D．负电荷从c点到d点电势能增加
11．如图所示，已知带电小球A、B的电荷量分别为QA、QB，OA=OB，都用长L的绝缘丝线悬挂在绝缘墙角O点处，静止时A、B相距为d，为使平衡时AB间距离变为2d，可采用以下哪些方法（　　）
A．将小球B的质量变为原来的八分之一
B．将小球B的质量增加到原来的8倍
C．将小球A、B的电荷量都增为原来的二倍，同时将小球B的质量变为原来的一半
D．将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
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三、实验题
12．如图是定性探究电荷间相互作用力与两电荷的电量和它们之间的距离关系的实验装置，该实验用到的研究方法是 法，观察到的现象是，当两电荷距离一定时，两电荷的电量越大，偏角越 ，说明相互作用力 。当两电荷的电量一定时，距离越大，偏角越 ，说明相互作用力越 。
13．高中物理的实验方法主要有等效替代法、微小量放大法、极限法、控制变量法和逐差法等。如图所示的实验装置为库仑扭秤。细丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个带电的金属小球，另一端有一个不带电的球，与处于静止状态；当把另一个带电的金属球插入容器并使它靠近时，和之间较小的作用力可以使细丝发生比较大的可测量的扭转，通过细丝扭转的角度可以比较力的大小。

（1）上面用到的实验方法为 。
（2）保持电荷量不变，改变和的距离，得到相互作用力和、间距离的关系，这里用到的实验方法为 。
（3）法国物理学家库仑用该实验方法，得到相互作用力和、间距离的关系是 。
评卷人得分
四、解答题
14．已知金的原子序数为79，α粒子离金原子核的最近距离为10－13 m，则α粒子离金核最近时受到的库仑力多大？α粒子的加速度多大？已知α粒子的电荷量qα＝2e，质量mα＝6.64×10－27 kg，静电力常量k＝9×109 N·m2/C2。
15．如图所示，真空中光滑绝缘的水平面上有两个等量异号的点电荷，电荷量Q，它们之间的距离为r，为使两电荷保持静止，现加一水平方向的匀强电场，静电力常量为k。求：
①两电荷之间的库仑力的大小；
②所加匀强电场的场强E的大小和方向。
16．如图所示，用长30cm的细线将质量为m＝8×10－3kg的带电小球P悬挂在O点，当空间有方向水平向右、大小为E＝1×104N/C的匀强电场时，小球偏转37°，并处于静止状态（sin37°= 0.6，cos37°= 0.8，g取10m/s2）。
（1）判断小球的带电性质；
（2）求小球所带的电荷量和细线的拉力大小。
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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
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试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
解析：A．卡文迪许巧妙利用库仑扭秤测出万有引力常量，被称为测量地球质量的第一人，A错误；
B．伽利略通过斜面实验，推断出物体如果不受外力作用将维持匀速直线运动，B错误；
C．美国科学家富兰克林将丝绸摩擦的玻璃棒所带电荷命名为正电荷，正负电荷是由富兰克林命名的，C正确；
D．牛顿通过月地检测发现了万有引力定律，D错误。
答案：C。
2．A
解析：当带电体本身的大小比起它到其他带电体的距离小的多时，带电体的形状对它们间相互作用力的影响即可忽略，这个带电体可看作点电荷，带电体能否看作点电荷是由研究问题的性质决定，与自身体积大小、带电量多少等均无具体关系，答案：A。
3．B
解析：A．等量同种正点电荷连线中垂线为一条等势线，A点和O点为一条等势线，A错误；
B．量同种正的点电荷连线中垂线上电场强度方向从O到A，试探电荷A到O时电场力做负功，速率逐渐减小，O处速率最大，B正确；
C．量同种正的点电荷连线中垂线上电场强度方向从O到A，C错误；
D．等量同种正点电荷连线中垂线上电场强度从A到O可能先增大后减小，还可能一直就减小，结合牛顿第二定律可知其加速度可能先增大后减小，也可能一直减小，D错误。
答案：B。
4．C
解析：AB．摩擦起电是因为相互摩擦的物体吸引电子的能力不同引起的，吸引电子能力强的物体得到电子带负电，吸引电子弱的物体失去电子带正电，吸引电子电子能力相同的物体摩擦不起电，AB错误；
CD．由电荷守恒定律可知，带电现象的本质是电子的转移，呈电中性的物体得到电子就一定显负电性，失去电子就一定显正电性，C正确，D错误。
答案：C。
5．C
解析：A．根据电荷之间相互作用规律可知导体棒左端带负电，右端带正电，故A错误；
B．处于静电平衡中的导体棒是一个等势体，故导体棒两端电势一样，故B错误；
C．由于处于静电平衡中的导体棒内部场强处处为零，导体棒上感应电荷在棒中心O处产生的场强与点电荷在O处产生的场强等大反向；而点电荷在O处产生的场强为
方向向右，则导体棒上感应电荷在棒中心O处产生的电场强度方向向左，故C正确，D错误。
答案：C。
6．A
解析：A．带电荷的云层靠近避雷针时，在避雷针尖端感应出与云层相反的静电，达到一定程度就向空中放电，中和云层中的电荷，利用了尖端放电原理，A符合题意；
B．油罐车上的搭地铁链是为了把产生的静电导走，不是利用尖端放电原理，B不符合题意；
C．给飞机轮上装搭地线，要把飞机与大地用电缆连接起来，为了把产生的静电导走，不是利用尖端放电原理，C不符合题意；
D．静电除尘时除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动，不是利用尖端放电原理，D不符合题意；
答案：A。
7．D
解析：BC．依题意，小球恰能做匀速圆周运动，所以小球必定不受滑动摩擦力作用，则小球必定不受薄板的弹力作用。故BC错误；
A．根据等量异种点电荷的电场分布特点可知，薄板处的电场强度方向竖直向下，小球竖直方向受力平衡，所以电场力必定竖直向上，则小球带负电。故A错误；
D．圆周轨迹上的电场强度大小、方向均相同，则小球运动过程中所受电场力始终不变。故D正确。
答案：D。
8．BCD
解析：A．卡文迪许扭秤实验应用了放大的思想方法，A错误；
B．电场强度
运用了比值定义的方法，B正确；
C．根据速度
当△t非常小时可表示t时刻的瞬时速度，应用了极限思想方法，C正确；
D．在探究加速度、力和质量三者之间关系的实验中，应用了控制变量法，D正确。
答案：BCD。
9．AC
解析：A．根据库伦定律可知，两球电荷量不变，使球从远处逐渐向球靠近，观察到两球距离越小，两球之间的相互作用力越大，球悬线的偏角越大。故A正确；
B．根据库伦定律可知，保持两球的距离不变，改变球所带的电荷量，观察到电荷量越小，两球之间的相互作用力越小，球悬线的偏角越小。故B错误；
CD．该实验采用了控制两球电荷量不变，研究两球距离与悬线偏角的关系。以及通过控制两球距离不变，研究两球电荷量与悬线偏角的关系。故采用的是控制变量法。故C正确，D错误。
答案：AC。
点拨：熟悉实验原理以及试验方法的基本内容。
10．BD
解析：AB．根据两等量正点电荷电场特点，a、b两点的电场强度大小相同，方向相反，a、b两点的电势相同，选项A错误，B正确；
C．不能判断出c、d点场强大小关系，选项C错误；
D．负电荷从c点到d点电场力做负功，电势能增加，选项D正确．
答案：BD．
点拨：本题关键是要明确两个等量同种电荷连线的中垂线上的场强分布情况和电势分布情况，关键在于掌握电场线的物理意义：电场线的疏密表示电场强度的大小，电场线的方向表示电势的高低，作出电场线，就能判断电势的高低．
11．AC
解析：
如图所示，B受重力、绳子的拉力及库仑力；将拉力及库仑力合成，其合力应与重力大小相等方向相反；根据三角形相似，即有
①
而库仑力
②
由①②式解得
要使d变为2d，
①可以使球B的质量变为原来的八分之一，②小球A、B的电荷量都增为原来的二倍，同时将小球B的质量变为原来的一半，BD错误，AC正确。
答案：AC。
考点：本题考查共点力平衡条件的应用，库仑定律、力的合成与分解。
12． 控制变量 大 大 小 小
解析：[1]在研究电荷之间作用力大小的决定因素时，采用控制变量的方法进行，如本实验，根据小球的摆角变化可以看出小球所受作用力随电量或距离变化情况；
[2][3]当两电荷距离一定时，两电荷的电量越大，偏角越大，说明相互作用力大；
[4][5] 当两电荷的电量一定时，距离越大，偏角越小，说明作用力越小。
13． 微小量放大法 控制变量法 力和、间距离的平方成反比
解析：（1）[1]把微弱的库仑力放大成可以看得到的扭转角度，并通过扭转角度的大小找出力和距离的关系，这是微小量放大法。
（2）[2]保持电荷量不变，改变和的距离可得到和的关系，这是控制变量法。
（3）[3]库仑通过本实验得到库仑定律，所以可以得出相互作用力和、间距离的平方成反比。
14．3.64 N；5.48×1026 m/s2
解析：根据库仑定律可算出：α粒子离核最近时受到的库仑力
由牛顿第二定律可得，库仑斥力对α粒子产生的加速度大小
解得
15．①；②，方向水平向左
解析：①根据库仑定律得：两电荷之间的库仑力
②两点电荷是异号电荷，库仑力是吸引力，则正点电荷受到负点电荷的电场力水平向右，根据平衡条件可知，正点电荷受到匀强电场的电场力水平向左，则匀强电场的电场强度方向水平向左
则有
解得
16．（1）小球带正电；（2）6×10-6C；0.1N
解析：（1）根据小球的偏离方向可知，小球所受静电力方向和电场强度方向相同，故小球带正电。
（2）对小球受力分析如图所示
由受力平衡得
又因为
联立三式解得
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