第22期 必修第三册复习 必修第三册 核心素养综合测试(二)-【数理报】2025-2026学年高中物理必修第三册同步学案（人教版）

高中物理人教（必修第三册）第21~23期 发评括 答案详解 2025~2026学年高中物理人教（必修第三册）第21~23期(2025年12月) 第21期参考答案 面更陡，小球沿着MB运动时加速度比沿着MA运动时加速度 一、单选题 大，故A错误；A、B在同一等高线，小球下落高度相同，根据机 1.C;2.B;3.C4.D:5.C:6.D;7.B. 械能守恒定律，运动到A、B点时速度大小相同，故B错误；等势 提示： 线越密集，电场强度越大，B处等势线比A处更密集，故A点电 1.若带电体的体积与研究的问题没有关系或关系很小时， 场强度比B点小，故C错误；等势线越密集，电势降落越快，右 将一个带电体看成一个“点电荷”，是忽略了带电体的体积，这 侧等势线更密集，右侧电势比左侧降落得快，故D正确， 是建立了一个理想模型方法，故C正确，ABD错误， 7.把电流计改装成一个量程为0.6A的电流表，需要并联 2.在自助加油站给汽车加油时，不可以接打移动电话，会 分流电阻，电阻大小为R= 1R=30×950=5.000,故B 600-30 有爆炸的风险，故A错误；家用电器或电线发生火灾时，应先断 正确 开电源再灭火，故B正确；如果有人触电倒地，抱住他的腰部有 二、多选题 触电的风险，应立即切断电源或者用绝缘体挑开电线，故C错 8.BD:9.BD:10.AC. 误；超高压带电作业的工人穿戴的工作服是用包含金属丝的织 提示： 物制成的，这种工作服叫屏蔽服，其作用是在穿用后，使处于高 8.强磁铁从P进人、从Q离开，都会使得线圈中的磁通量 压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防 发生变化，因此会产生感应电流，故AC错误，B正确；由于线圈 护人体免受高压电场及电磁波的危害，故D错误。 中有感应电流，电流在导线中会发热，所以强磁铁的机械能在 3.把负点电荷沿电场线由a点移至c点的过程中，受力与 下落过程中不守恒，故D正确 位移方向相反，故电场力做负功，电势能增加，故C正确 9.电源的输出功率为P=E1-r,故A错误；电源的效 4.因AD与FG平行，则pA-Pn=Pr-pe,因P:=Pn则 Pr=pc=22V,故A错误；因AB与IG平行，则pA-PB=PH 率为)=”×10%，放B正确：电动机的工作电压为 -Pe,则Pg=14V,故B错误；因AD和FG都是等势面，可知电 E-r,故C错误；电动车匀速运动时，牵引力等于阻力，即F= 场强度方向垂直于AD和FG,沿GD斜向上，电场强度大小为E mg,则电动机的输出功率为P'出=kmgu,故D正确， 10.由于金属板A带正电，两粒子向下偏转，故a、b两粒子 Ue-22-6v/m=82V/m,故C错误，D正确. 21 均带正电，故A正确；两粒子在电场力的作用下做类平抛运动， 5.由图可知，线圈内含有磁场的面积为0.2m2,由于线圈 在水平方向有x=k,在竖直方向有y=了=，由题图 2m6 平面与匀强磁场方向垂直，因此穿过该线圈的磁通量由磁通量 公式Φ=BS得Φ=BS=2×10-2×0.2Wb=0.4×10-2Wb, 可知x>x,则有红>2，由题设条件无法比较4，与，的关 m m, 故C正确， 系，故B错误，C正确；由电场力做功公式W=qU知，因加速电 6.等高线越密集，坡面越陡，根据牛顿第二定律可得a= 压U相同，而9与92的大小关系不能确定，所以不能确定W。 gsin0(0为坡面与水平面夹角)，MB对应的等高线更密集，坡与W。的大小关系，故D错误。 高中物理人教（必修第三册）第21~23期 三、实验题 (2)E=亡V2mg,方向斜向右上方450 11.(1)R ④ 解析：(1)对球a,有cos=mg,F,sin a=k号 2 (2) 即又 mgtan a 对球b,有F,c0sB=mg,F,sinB=k号 (3)R=2-1 In 即？ =migtan B 解析：(1)由题意可知，没有电压表，可以用已知内阻的电 3 流表A,测电压，另一个电流表A,测电流，由题意可知，作电压 联立解得m,= 3m,9=V gL2 表用的电流表A1最大量程是U=0.25×20V=5V,而电源 (2)由题意，小球a所受重力和库仑力的合力为F= 的电动势是10V,为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压 √2mg,方向斜向左下方45° 接法，滑动变阻器应用小阻值的R, 则其所受匀强电场的电场力与F平衡，即gE=√2mg (2)根据伏安法可知，实验中需用一个已知内阻的电流表 A作为电压表测定待测电阻的电压，由于电流表A,内阻已知， 解得B=几=士，2mg,方向斜向右上方450 所以电流表A,采用外接法实验电路图如答图所示。 14.(1)2×10-3A:(2)6V. (3)待测金属丝两端的电压为1，通过的电流为12-1， 解析：(1)电压表接在A、B两端时，电路中的电流 所以待测金属丝电阻R,=,- _0-U=2×103A I= R 12.(1)ABD(2)1.51.0 (2)电压表和R,并联的总电阻 解析：(1)利用一直流电流表和一电阻箱，通过调节电阻 RRy R=R+Ry _4=1.5k0 1 箱的阻值，则干路电流会变化，用电流表可以多次测量出干路 可解得Rv=3k2,当电压表接在B、C两端时，电压表与 电流，再根据E=1(R+r)列方程组，即可求出E和r,故A正 R,并联的总电阻 确：利用一直流电压表和一电阻箱，通过调节电阻箱的阻值，则 RRy 路端电压会变化，用电压表可以多次测量出路端电压，再根据 R=R2+Ry =2k2 E=U+只列方程组，即可求出E和，故B正确：只能测出电 根据串联电路电压与电阻成正比可知，此时电压表的示数 为 路中的电流，不能测量电压，因而不能测出电源的电动势和内 R' 电阻，故C错误；直流电压表可以测量路端电压，直流电流表可 U:=R+RU=6V. 以测量干路电流，而通过调节滑动变阻器，可以多测出几组U 15.(1)2×10m/s2;(2)4cm. 和1，再根据E=U+列方程组，即可求出E和r,故D正确， 解析：)匀强电场的场强E=号 (2)根据U=E-r可知U-1图像与纵轴的交点表示电 源的电动势，故电源的电动势E=1.5V;U-1图像斜率的绝 由牛顿第二定律有：gE=ma 对值等于内阻，则有r=18510=1.0n 解得：a=2×10m/s2; 0.7-0 (2)设带电粒子在偏转电场中运动的时间为1，带电粒子 四、计算题 在水平方向做匀速直线运动，有：=上 3 13.(1)m,=3m,9=√k 带电粒子射出偏转电场时在竖直方向上的偏移量：)= 高中物理人教（必修第三册）第21~23期 2d,解得：y=4em 大的初速度。射入电场中，电场线方向时刻发生变化，且电场 线密集程度不同，则加速度大小与方向时刻发生变化，故检验 第22期参考答案 电荷将做变速曲线运动，且电场力做正功，电势能减小.故D正 一、单选题 确。 1.A;2.D;3.A;4.B;5.C;6.D;7.D. 二、多选题 提示： 8.BC;9.ACD;10.AD. 1.中国古代建筑安装了既有装饰作用，又有避雷作用的塔 提示： 刹构件，其避雷作用的物理原理是尖端放电.故A正确： 8。一切电磁波在真空中传播速度相同，在同一介质中，不 2.球A所带电荷量为+4Q,球B不带电，现将球B与球A接 同电磁波传播速度不同，故A错误：紫外线有助于人体合成维 触后它们带的电荷量相等，都是g=9=2Q,它们之间的电场 2 生素D,但不宜过量，故B正确；一切物体都在不停地发射红外 力F=学=架故D正确，ABC错误 线，故C正确：医学上用X射线透视人体，检查体内病变等，故 2 D错误， 3.根据电磁感应现象可知，杯垫线圈电流变化的快慢会影 9.由图可知，该图表示的是两个正电荷间的电势高低，并 响金属杯中感应电流的大小，故A正确；杯垫线圈中通入恒定 且a点的电荷量较大，故A正确，B错误：因为1A1表示电场 △x 电流，金属杯中的磁场不发生变化，则不会产生感应电流，故B 强度大小，所以电势最低的p点的电场强度为0，故C正确；因 错误；陶瓷杯处于变化的磁场中，但是缺少自由电荷，故不能产 为电场线总是从高电势指向低电势，所以ap间和b、p间的电 生感应电流，故C错误；杯垫断电后，金属杯附近磁场消失，则 场方向都指向p点，故D正确. 金属杯在杯垫上快速平移不能产生感应电流，故D错误。 10.由图可知，电源的输出功率最大为45W,故B错误；根 4.由于单位时间内通过乙导体某一横截面的电荷量是通 据电源输出功率的性质可知，当内外电阻相等时，电源的输出 过甲导体某一横截面的电荷量的2倍，根据1=？可知乙导体 功率最大，由图可知，电源的内阻为r=52,故C错误；由P 中的电流是甲的2倍，故A错误，B正确：根据电流微观表达式： =￡可知E=30V,故A正确；根据效率公式可得n=R+, R Ar 1=四，则：=点由于不知道甲，乙两导体的性质(a不 ×100%,最大功率时内外电阻相等，所以效率为50%，故D正 知道)，所以v的关系无法判断，故CD错误。 确。 5.电容器的大小与带电荷量无关，因此放电之后，电容器 三、实验题 的电容大小保持不变，故A错误；根据Q=CU,代入数据可知， 1.s:(2-1660,(3U+2e 放电前，电容器储存的电荷量为0.135C,故B错误；根据/= 解析：(1)进行机械调零时，应调节机械调零旋钮“S”. ?可知，该次放电的电流大小为67.5A,故C正确：达到击穿 (2)红表笔连接B多用电表的“-”插孔：测得的电压挡的 电压电容器就损毁了，击穿电压应略大于额定电压，故D错误。 内阻为160002. 6.根据安培定则，导线左侧磁场方向垂直纸面向外，线框 (3)根据闭合电路欧姆定律，有E=U+”R 在位置2更靠近导线，磁感应强度B更大，根据中=BS可知在 12.(1)0.680; 位置2线框磁通量更大，即④，<④.故D正确. (2)①ACE②导线连接在滑动变阻器的滑片上 7.由图可知等势线关于y轴对称，则两个点电荷为等量异 采用了电流表内接法 种电荷；y轴为等势线，右侧为正电荷，左侧为负电荷，一个重 力不计的正检验电荷从y轴负半轴某处沿着y轴正方向以足够 e加= -3 高中物理人教（必修第三册）第21~23期 解析：(1)固定刻度读数：0；半刻度读数：0.5mm;可动刻 (2)含A细胞的液滴离开电场后做匀速直线运动，则h= 度读数0.01mm×18.0=0.180mm,故螺旋测微器读数为： 0.680mm. 则x2=a12 (2)①两节干电池电动势共为3V,为减小读数误差，选小 联立解得x2=0.05m 最程电压表放选A:根据欧蝴定律1=发-滑-Q.6A,电 由对称性可知A、B细胞收集管的间距 △x=2(x1+x2)=2×(0.005+0.05)m=0.11m. 流不超过0.6A,故电流表同样选择小量程的，即选C;滑动变 15.(1)2A(2)2.64×103J(3)0.6×103Pa 阻器的特点是：电阻大的调节精度低，电阻变化快，操作不方 解析：(1)由图甲可知，定值电阻R。与压敏电阻R串联，电 便，故选小电阻的，即选E 压表测R两端的电压，则通过R。的电流 ②错误一：导线连接在滑动变阻器的滑片上；错误二：伏 安法测电阻时，测量较大电阻用安培表内接法，测量较小电阻 光-器A=2 用安培表外接法，本题待测电阻与安培表电阻相近，故采用安 (2)由图乙可知，舱体内气压为1.0×10°Pa时，压敏电阻 培表外接法 的阻值R=10,由串联电路的电阻特点可知，电路中的总电 (3)根据R=p 解得p=dR 阻R总=R+R=(10+100)2=1102 1 42 4L 由串联电路的电流特点可知，此时电路中的电流I=,= 四、计算题 2A 13.(1)BL2;(2)-BL2 由欧姆定律可知，电源电压 解析：(1)当线圈绕ab边向纸外旋转60°角时，ad边在纸 U=1Rg=2×110V=220V 面内的投影长度 则工作I0min,电路消耗的总电能 d=2L×cos60°=L W=U=220×2×10×60J=2.64×10J. 即cd边恰好位于磁场右边界的正上方，所以穿过线圈的 (3)电压表示数为176V时，电路中的电流 磁通量 r儿-爱-恶=16A Φ=B×2L2×cos60°=BL2 由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻 (2)当线圈绕cd边向纸外旋转60°角时，ad边在纸面内的 R6-9=200-125n 投影长度 7=.76 d'=2L×cos60°=L 则压敏电阻的阻值 即ab边恰好位于磁场右边界的正上方，所以穿过线圈的 R′=R'点-R。=(125-100)2=252 磁通量为零；磁通量的变化量为△④=0-B×L=-BL. 由图乙可知，此时舱内的气压值为0.6×103Pa. 14.(1)5×103m(2)0.11m. 第23期参考答案 解析：(1)由题意可知含A细胞的液滴在电场中做类平抛 一、单选题 运动，垂直于电场方向做匀速直线运动，有l= 1.D;2.D;3.C;4.B;5.D;6.C;7.C. 提示： 沿电场方向有x=2 1.经过铝箔纸吹出的气泡会悬浮在带电的静电棒上面，并 由牛顿第二定律有gE=m@ 随静电棒轻轻的上下起舞，原因是：静电棒和气泡带上同种电 解得含A细胞的液滴离开电场时偏转的距离为x1=5×: 荷，由于相互排斥而能随着静电棒上下起舞.故D正确。 103m. 2.根据电场线的性质：沿电场线方向，电势逐渐降低.观察 高中物理人教（必修第三册）第21~23期 图中电场线，可判断电场线方向.比较a、b、c、d四点，d点位于正确，B错误；把滑动变阻器的滑片向a端滑一点，滑动变阻器 电场线“上游”，沿电场线方向电势依次降低，即d点电势高于c: 阻值变大，则电容器充放电时间变长，则频闪灯的发光频率将 点，c点高于b点，b点高于a点.因此电势最高的是d点.故D正 变低：同理把滑动变阻器的滑片向b端滑一点，滑动变阻器阻 确。 值变小，电容器充放电时间变短，则频闪灯的发光频率将变高， 3.带电粒子受到竖直向上的电场力和竖直向下的重力，电 故C错误，D正确， 场力大于重力，合力也是恒力，方向竖直向上，因此粒子才向上 9.由图读出电源的电动势为E=4V,图线A的斜率绝对 偏转，根据牛顿第二定律有gE-mg=ma,带电粒子做类平抛 值大小表示电源的内阻则r=合d1=05n.故A错误： 运动，在竖直方向，相等的时间间隔内发生的位移之比为1：3： 灯泡与电源连接时，A、B两图线的交点表示灯泡的工作状态， 5:7,因此重力做功不相等，电场力做功也不相等，电场力做功 则知其电压U=3V,I=2A,则灯泡L的额定电压为3V,功率 大于重力做功.故C正确。 为P=UI=3×2W=6W,故B正确；把灯泡L的电阻R= 4.该电容器最大容纳电荷量为：Q=CU=12000×3C= 36000C,故A错误；电容器的电容与电荷量和电压无关，在充 号=子0=1.50，换成-个10的定值电阻，可知其电用更 放电时电容不变，电容器放电，电荷量逐渐减小到0，电压逐渐 接近电源的内阻，根据推论：电源的内外电阻相等时电源的输 减小为0，故B正确，C错误；若30s能充满，则充电平均电流 出功率最大，知把灯泡L换成一个1Ω的定值电阻，电源的输 为：1==36,000A=1200A,故D错误 出功率将变大，而效率刀名=R,外电阻变小，效率变 t 30 低，故C错误：小灯泡的U-I图线之所以是一条曲线，由图可 5.原电源与R串联视为等效电源1，E,=24V,·1=r+R 以看出，小灯泡L的电阻随通过电流的增大而增大，故D正确。 =122,等效电源1与R,并联视为等效电源2，E,=12V,r,= 10.线圈接通电源瞬间，线圈中的电流是逐渐增大的，产生 B·1=6n,等效电源2与R,串联视为等效电源3，B,= R2+r 的磁场也是逐渐增大的，则根据麦克斯韦电磁场理论可知，变 12V,3=r2+R=92,故R=92时，R上有最大功率Pm= 化的磁场产生电场，从而导致带电小球受到电场力，使圆板转 绿故D正确 动，因为线圈中电流方向未知，产生的感应电场方向未知，所以 不能确定小球所受的电场力方向，无法判断小球的电性，但若 6.设导体棒开始运动时，距离导轨左端为x,磁场的磁感 小球不带电，一定不会转动，故B错误，A正确：线圈接通电源 应强度为B。,依题意，导体棒和导轨内部始终无电流，可知左 瞬间，则变化的磁场产生变化的电场，从而导致带电小球受到 侧闭合回路中磁通量不变，可得B,k=B(x+,整理得B 电场力，使其转动，故D错误，C正确。 三、实验题 =房+公故行与为一次函数关系放C正确 11.(1)50.15:(2)4.700: 7.对于质量为m,的电荷，它们的库仑力提供其向心力，即 (3)220;(4)A2V,R 2华=m,同理，对于质量为四：的电荷，有 解析：(1)游标卡尺读数为L=50mm+3×0.05mm= d 50.15mm; 吃 1 m2 d -r' 则它们总的动能为心+)m-丝，故C正 (2)螺旋测微器的读数为d=4.5mm+20.0×0.01mm =4.700mm; 确. (3)欧姆表的读数为R=22×102=2202: 二、多选题 (4)直流电源电动势4V,则电压表选择V1:根据闭合电路 8.AD:9.BD 10.AC 提示：8.电容器充电的过程中，充电的电流越来越小，故A 欧蝴定律可知，电路中的最大电流为1：是=高× 5 高中物理人教（必修第三册）第21~23期 1000mA≈18mA,所以电流表应选A2;由于要求“测得多组数 (2)由92=12·t2=3×300C=900C 据”，所以变阻器应用分压式接法，应选择阻值小的变阻器R· -=2.16×10V=24v 又E2= 92 900 12.(1)0.75500:(2)R2;(3)偏大； E 解析：(1)U-1图线的纵轴截距表示电源的电动势，图线 故每组电动势E'= =1.3V 斜率的绝对值表示水果电池的内阻，U-I图线的纵轴截距约 说明长时间使用，电源的电动势会明显下降，应该及时充 为0.75V,即“水果电池”的电动势为0.75V,图线斜率的绝对 电 值为r1o050n 15.(1) 2gEd (2)-34(3)(5+1)√9E 2md m (2)由于电源的内阻为5002，若选用0~10Ω的滑动变 解析：(1)在电场Ⅱ中，根据运动分析，粒子带负电 阻器，移动滑片，电流可调节测量范围较小，所以本实验中滑动 变阻器应选用R2 根据动能定理，有-9Bd=0-2m6 (3)由于电流表的分压，使得路端电压+ 2gEd 解得o=√m 存在误差，而电流没有误差，运用图像法分 (2)从M到V,根据动能定理，有 别在U-I图上由测量数据作出的图线1和 修正误差后真实值作出的图线2，由图看0 -9lw=a(22-2md 出，电动势没有系统误差，即电动势值与真实值相等，内阻的测 联立解得UN=-3Ed. 量值偏大 (3)根据Uw=-3Ed=-Eh 四、计算题 可知M、N两点间的竖直距离为h=3d 13.(1)200V/m;(2)-2V. 带电粒子在N点的速度大小是M点的2倍，可得粒子在N 解析：(1)点电荷从A点到B点，静电力做正功，负电荷受 点时竖直方向的分速度为v'=√/(2)2-哈=3o 到的电场力的方向沿电场的反方向，所以电场方向斜向上：根 粒子在电场1中，有31=了 据题意有W=Flcos60°，F=gE,解得E=200V/m. (2)A、B间的电势差 粒子在电场Ⅱ中，有d=2 U=Elcos60°=200×2×102×0.5V=2V 粒子在两电场中运动的总时间t=6+2 因A点电势低，即U=-2V 而UB=PA-PB 联立解得：=(5+D, 解得P4=PB+UB=0+（-2V)=-2V. 14.(1)1800J: (2)1.3V,说明长时间使用，电源的电动势会明显下降， 应该及时充电 解析：(1)据W=qgE=E 代入数据可得E,三=36V 整个电源的电动势E,=36V 在10s内电源移送的电荷量为 91=1,·t1=5×10C=50C 由电动势的意义可知W1=9,E,=50×36J=1800J 6为 城 包 物 长 y 570115-1s0 茶 (3)该同学还想测量多用电表A内电池的电动势，他从多用电表 L,虚线内有界匀强磁场的磁感应强度为 A的表盘读出调好的多用电表A的中值电阻为R,测多用电表B直流电 B,O、0,分别为ad、bc的中点，求： ××,×× 压挡2.5V的内阻时，多用电表B的表盘电压示数为U,则多用电表A (1)线圈绕ab边向纸外旋转60°角x.×**×可 内电池的电动势为E= (用测得的物理量符号表示). 时，穿过线圈的磁通量， 12.(8分)在“测定金属丝的电阻率”的实验中，用螺旋测微器 (2)线圈绕cd边向纸外旋转60°角时，穿过线圈的磁通量变 测量金属丝直径时的刻度位置如图9甲所示，用米尺测出金属丝的 化量 长度L,金属丝的电阻大约为52，先用伏安法测出金属丝的电阻R, 然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率 15.(16分)2025年7月15日，天舟九号货运飞船与空间站核心 舱后向端口顺利对接小宇通过查阅资料了解到，科技人员通常要检 高中物理 验飞船舱体的气密性.他设计了如图12甲所示的检测电路，电源电 压保持不变，R。为100Ω的定值电阻，R为压敏电阻，其阻值随环境 理 图9 气压的变化规律如图乙所示，将R置于舱体中，舱体置于真空室中， 必 修 (1)从图甲中读出金属丝的直径为 mm. 舱体不漏气时，电压表示数为200V,舱体内气压为1.0×10°Pa.求： 修 第三册 (2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材： (1)舱体不漏气时，通过R。的电流； A.电压表0~3V,内阻10k2 (2)舱体不漏气时，工作10mi,电路消耗的总电能； 教 B.电压表0~15V,内阻50k2 (3)若电压表示数为176V时，此时舱内的气压值， 核 C.电流表0~0.6A,内阻0.052 年pk10Pa 第三册（人教）核心 真空室 素 D.电流表0~3A,内阻0.012 养测评 E.滑动变阻器0~102 14.(12分)流式细胞仪可对不同类 素养测 溶液 F.滑动变阻器0~1002 型的细胞进行分类收集，其原理如图11 激光束 喷嘴 电源 102030 ①要求较准确地测出其阻值，电压表应选 电流表应 所示.仅含有一个A细胞或B细胞的小 >充电环 11 选 ,滑动变阻器应选 (填序号) 液滴从喷嘴喷出（另有一些液滴不含细 ②实验中某同学的实物接线如图乙所示，请指出该同学实物接 胞)，液滴质量均为m=2.0×100kg 线中的两处明显错误。 当液滴穿过激光束、充电环时被分类充 错误1： 电，使含A、B细胞的液滴分别带上正、负 错误2： 电荷，电荷量均为g=1.0×103C.随 B收集 A收集管 11 (3)若测得金属丝的直径用d表示，电阻用R表示，则该金属材 后，液滴以u=2.0m/s的速度竖直进入长度为1=2.0×102m的 料的电阻率p= 电极板间，板间电场均匀、方向水平向右，电场强度大小为E=2.0× 四、计算题（本题共3小题，共38分，解答应写出文字说明、方程 10N/C.含细胞的液滴最终被分别收集在极板下方h=0.1m处的 式和演算步骤.只写出最后结果的不能给分，有数值计算的题，答案 A、B收集管中.不计重力、空气阻力以及带电液滴间的作用.求： 中必须写出数值和单位) (1)含A细胞的液滴离开电场时偏转的距离； 13.(10分)如图10所示，矩形线圈abcd的长与宽分别为2L和 (2)A、B细胞收集管的间距， (参考答案见24期) 数评橘 2025年12月8日·星期 高中物理 第22期总第1166期 人教 必修第三册 山西师范大学主管山西师大教育科技传媒集团主办数理报社编辑出版社长：徐文伟国内统一连续出版物号：CN14-0707(F) 邮发代号：21-285 核心素养提升讲义（二） (2)如图乙所示，AB∥CD,且AB=CD,则 2.非匀强电场中公式U=Ed的定性应用 《静电场中的能量》难点突破 ()判断电场强度大小：根据：=号，等差 ◎湖南赵凯 强度大小相等，方向不同，故B错误；从a点到b 等势面越密，电场强度越大 (2)判断电势差的大小：根据U=Ed,距离 .…难点 点，电势先升高后降低，根据￡。=q0可知，负电 相等的两点间，E越大，U越大 电势差、电势、电势能的理解与应用 荷从a移动到b过程中电势能先减小后增大，故 C正确；从e点到f点，电场强度先增大后减小， 例3.如图5所示，以A、B、 ◆B 1.电势高低的判断 根据F=Eg可知，正试探电荷受到的电场力先 C、D为顶点的长方形处于一平 增大后减小，故D错误 行板电容器（未画出）形成的 判断角度 判断方法 图5 答案：C 匀强电场中，长方形所在平面 依据电场 沿电场线方向电势逐渐降低 例2.如图2所示，虚线a、 与两平行板垂直，AB的长度为8cm,BC的长度 线方向 b、c、d、e代表电场中的五个相 为6cm,D点距带正电荷的电容器极板的距离 依据电场 根据UB= W出，将W9的正、负号代入，由 邻等势面，相邻等势面之间的 为20cm.取无穷远处的电势为零，A、B、C三点 力做功 UAB的正、负判断PA、PB的高低 电势差相等，实线为一带正电 的电势分别为9V25V、16V.则 取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值 依据场源 的试探电荷仅在电场力作用下 图2 A.D点电势为0 负电荷周围电势为负值：靠近正电荷处电势高， 电荷的正负 通过该区域时的运动轨迹，M、V是这条轨迹上 B.D点电势为18V 靠近负电荷处电势低 C.两平行板间的电势差为50V 依据电势 正电荷在电势较高处电势能大，负电荷在电势 的两点，则 能的高低较低处电势能大 A.M点的电势高于N点 D.两平行板间的电势差为100V 2.电势能大小的判断 B.M点的电场强度比N点的大 解析：在匀强电场中，平 C.该试探电荷在M点的电势能大于在N点行且相等的两线段电势差相 判断角度 判断方法 的电势能 等，可得PB一9A=Pc-9n, 电场力做正功，电势能减小：电场力做负功，电 做功判断法 D.该试探电荷在M点的动能大于在N点的 代入数据可得pD=0,故A。 势能增大 图6 动能 正确，B错误；如图6所示，将 正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电 电荷电势法 解析：由于电场线垂直 CD分为8等分，则每一等分对应1cm,所以F点 势低的地方电势能大 等势面，试探电荷所受电场 的电势为9V,连接AF,过D点作AF的垂线DG, 由E。=将q、9的大小、正、负号一起代入公 公式法 式，E。的正值越大，电势能越大；E。的负值越 力沿电场线切线方向且指向 小，电势能越小 轨迹的凹侧，试探电荷带正 由几何关系可得G的长度为0c.0,,解得 在电场中，若只有电场力做功，电荷的动能和电 电，因此可以判断电场线的 DG=3.6cm,所以电场强度的大小为E=DC, 能量守恒法 势能相互转化，动能增大，电势能减小，反之，动 分布情况，如图3所示，所以M点的电势低于N 解得E=250V/m,又因为D点的电势为0，且D 能减小，电势能增大 点电势，故A错误；等差等势面的疏密表示电场 点距正极板的距离为20cm,由对称性可知，两 例1.如图1所示，真 强弱，所以M点的电场强度小于N点电场强度， 极板间的距离为40cm,所以两极板间的电势差 空中固定两个等量异种 故B错误；由电势能与电势的关系E。=qφ可 为U=Ed=100V,故D正确，C错误 点电荷A、B,其连线中点 知，带正电的粒子在电势越高的位置，电势能越 答案：AD 为O,其中A带正电.在A、 大，所以该试探电荷在M点的电势能小于在N B所形成的电场中，以O 点的电势能，又由能量守恒定律可知，试探电荷 …难点三… 点为圆心、半径为R的圆面垂直于AB,以O为几在M点的动能大于在N点的动能，故C错误，D 平行板电容器的动态分析 何中心、边长为2R的正方形abcd平面垂直于圆正确. 1.运用电容的定义式和决定式分析电容器 面且与AB共面，两平面边线交点分别为e,g 答案：D 相关量变化的思路 为圆面边缘上一点.下列说法正确的是() …难点二… (1)确定不变量，分析是电压不变还是所带 A.efg三点e点电势高 电势差与电场强度的关系 电荷量不变 B.a、b、c、d四点电场强度相同 C.将一负试探电荷沿ab边从a点移动到b 1.匀强电场中公式U=Ed的两个推论 8.S (2)用决定式C=4a分析平行板电容器 点过程中，试探电荷的电势能先减小后增大 (1)如图4甲所示，C点为线段AB的中点， 电容的变化 D.将一正试探电荷沿线段eOf从e点移动 到f点过程中，试探电荷受到的电场力先减小后 则有pc=P+P (3)用定义式C= 分析电容器所带电荷 增大 量或两极板间电压的变化 解析：根据等量异种点电荷周围的电场分 布可知，图中圆所在的平面是等势面，f、g三 (4)用E=分析电容器两极板间电场强 点电势相等，故A错误：根据等量异种点电荷周 度的变化 围的电场分布和对称性可知，ab、c、d四点电场 (下转第2版) 2 素养·专练 数理极 (上接第1版) 的运动情况此方法只适用于匀强电场. tan 0= (5)用E=40分析电容器两极板间电场强 (2)应用动能定理根据电场力对带电粒子所 mdv ES 做的功等于带电粒子动能的变化求解.此方法既 U,2 UI 度的变化 适用于匀强电场，也适用于非匀强电场： 得：y=4aan9=2U,d 2.电容器两类问题的比较 例5.如图8甲所示，A、B两极板间加上如图乙 (2)粒子经电场偏转后，合速度的反向延长线 分类 充电后与电池两极相连 充电后与电池两极断开 所示的交变电压，A板的电势为0，一质量为m、电 与初速度延长线的交点0为粒子水平位移的中点， 不变量 U Q d变大C变小一Q变小、E变小C变小→U变大、E不变 荷量大小为g的电子仅在电场力作用下，在4=子即0到偏转电场边缘的距离为分 S变大C变大→Q变大、E不变C变大→U变小、E变小 时刻从A板的小孔处由静止释放进入两极板间运 2.带电粒子在匀强电场中偏转的功能关系 s,变大C支大一Q变大E不变C变大U变小E变小 动，恰好到达B板，则 ) 当讨论带电粒子的末速度v时也可以从能量 3.平行板电容器问题的一个常用结论 的角度进行求解：9吧，=m-方m6,其中U,= 电容器充电后断开电源，在电容器所带电荷 量保持不变的情况下，电场强度与极板间的距离 U,指初、未位置间的电势差。 无关 例6.如图9所示，一充电 例4.电容式位移传感器 后与电源断开的平行板电容 的示意图如图7所示，A、B是 图8 器的两极板水平放置，板长为 平行板电容器两块正对的极 U L,板间距离为d,距板右端L 板，A是固定的，B与被测物体4。 A.A,B两板间的距离为√16m 图9 图7 处有一竖直屏M.一带电荷量 C相连，A、B之间的距离随着 R电手在两板间的最大速度为，西 为q、质量为m的质点以初速度，沿中线射入两板 C的上下移动而变化如果A、B极板所带的电荷量 间，最后垂直打在M上，则下列说法中正确的是 恒定不变，当C向下移动时，下列说法正确的是 C.电子在两板间做匀加速直线运动 (已知重力加速度为g) () ( D若电子在：=号时刻进人两极板间，它将 A.A、B极板组成的电容器的电容减小小 B.A、B极板之间的电压增大 时而向B板运动，时而向A板运动，最终到达B板 A丙极数间电玉为学 C.A、B极板之间的电场强度不变 解析：电子在：=子时刻由静止释放进入两极 B.板间电场强度大小为2mg D.A、B极板之间的电场强度增大 板运动，由分析可知，电子先加速后减速，在t= C.整个过程中质点的重力势能增加I 解析：由平行板电容器电容的决定式C= 4mk可知，当C向下移动时，d减小，4，B极板组成 8.S 3T时刻到达B板，设两板的间距为山，加速度大小 D.若仅增大两极板间距，则该质点不可能垂 直打在M上 的电容器的电容增大，故A错误；由电容器电容的 为a=9 m,则有d=2x 2a( 子3，解得4= 解析：据题分析可知，质点 定义式可得U=9,电容C增大，电荷量Q不变， lqU.T 在平行板间轨迹应向上偏转，一 √%，故A正确：由题意可知，经过子时间电子做类平抛运动，出电场后，轨。二二 A、B两板之间的电压U减小，故B错误；由电容器 迹向下偏转，才能最后垂直打 图10 T 电容的定义式c=光和决定式C:4a可得E 速度最大，则最大速度为vm=a· ,,故B在M屏上，前后过程质点的运动轨迹有对称性，如 4=√m 正确；电子在两板间先向右做匀加速直线运动，然图10所示，可知两次偏转的加速度大小相等，对两 Q U Q 后向右做匀减速直线运动，故C错误；若电子在1次偏转分别由牛顿第二定律得qE-mg=ma,mg d Cd 智可知AB两版 65 4wkd 名时安进入两级板间，在{·子时间内电子做=，解得a=g,E=2g,由U=得两极板 E8~2 之间的电场强度不变，故C正确，D错误. 答案：C 匀加速直线运动，位移x=日·a·(食)=84间电压为0：2g,故A错误，B正确：质点在电 8 9 …难点四…→ >,说明电子会一直向公板运动并在号之前就打场中向上偏转的距离y=,=长解得) Vo 带电粒子在电场中的直线运动 在B板上，不会向A板运动，故D错误 ,故质点打在屏上的位置与P点的距离为、= 答案：AB 1.带电粒子在电场中运动时重力的处理 2= 。,整个过程中质点的重力势能的增加量E。 (1)基本粒子：如电子、质子，粒子、离子等， …难点五…中 除有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力 带电粒子在电场中的偏转 =mgs=mY,故C正确；仅增大两极板间的距 (但并不忽略质量). 1.带电粒子在匀强电场中偏转时的两个结论 (2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除 (1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电 离，因两板板上电荷录不变，根据E日=名 有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重 场加速后再从同一偏转电场射出时，偏移量和偏 力 转角总是相同的. Q-4可知，板间电场强度不变，质点在电 e.S e.S 2.解决带电粒子在电场中的直线运动问题的 4wkdd 两种思路 证明：由g。= 2m 场中受力情况不变，则测运动情况不变，仍垂直打在 (1)根据带电粒子受到的电场力，用牛顿第二 M上，故D错误 定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子 答案：BC 成放电，下列说法正确的是 A.1Q,1一定大于1Q21 A.放电之后，电容器的电容为零 B.a和b一定是同种电荷，但不一定是正电荷 《必修第三册》核心素养综合测试（二） B.该次放电前，电容器存储的电荷量为 C.电势最低的p点的电场强度为0 135C ◆数理报社试题研究中心 D.ap间和p、b间各点的电场方向都指向p点 C.该次通过人体的电流是67.5A 第I卷选择题（共46分） 10.将一个电源与一电阻箱连接构成闭合回叭 D.该电容器的击穿电压为9kV 路，测得的电阻箱所消耗的功率P与电阻箱的读 一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分，选对得4分，选 6.如图4所示，长直导线中通有向上的恒定 0 5 R/ 错或不选得0分) 数R的关系如图7所示，下列说法正确的是 电流，矩形线框与长直导线共面，线框在位置1和 1.如图1所示，某中国古代建筑安装了 位置2时穿过线框的磁通量分别为少，、少，位置1 A.电源的电动势为30V 既有装饰作用，又有避雷作用的塔刹构件， 处磁场方向及中，、中，大小关系正确的是( 其避雷作用的物理原理是 ( B.电源最大输出功率可能大于45W A.垂直于线框平面向里，Φ，>Φ， A.尖端放电 B.电磁感应 B.垂直于线框平面向里，中，<中2 C.电源内阻为102 C.静电吸附 D.静电除尘 C.垂直于线框平面向外，Φ，>Φ， D.电阻箱消耗的功率为最大值时，电源的效率等于50% 2.两个完全相同的金属小球A、B,球A D.垂直于线框平面向外，中，<中 所带电荷量为+4Q,球B不带电.现将球B与球A接触后，移到与球 7.在x轴上固定有两个点电荷，所形成 第Ⅱ卷非选择题（共54分)》 10 )V+10 A相距为d处(d远远大于小球半径).已知静电力常量为k,则此时两 的电场的等势面如图5所示，其中等势线关 -20V +20 高中物理 30V +301 球A、B之间相互作用的库仑力大小是 于y轴对称，已知y轴所在直线的电势为0， 三、实验题（本题共2小题，共16分，将正确答案填在题中横线 必 修 A.4h0 B.0 c.to D.0 一个重力不计的正检验电荷从y轴负半轴某 上或按要求作答) 修 笔 d 处沿着y轴正方向以足够大的初速度，射入 11.(8分)实验室有A、B两个多用电表，某同学要用A多用电表 册 3.如图2所示，无线加热杯垫通过内置的 第三册 电场中.下列说法正确的是 () 的欧姆挡测量B多用电表电压挡的内阻： 教 交变电流线圈产生磁场，当非磁性金属杯子放 A.检验电荷将沿y轴做匀速运动，电势 (1)在使用多用电表前，需要将两个多用电表进行机械调零，在 教 置于其上时，杯子内部会因电磁感应现象产生 能保持不变 图8甲的多用电表的面板上，需要调节的是 （选填“S”“T 感应电流，进而发热为杯中液体加热，关于该 B.检验电荷将做匀变速曲线运动，电势能越来越大 或“K”); 养测评 装置，以下说法正确的是 () C.检验电荷将做变速曲线运动，电势能先减小后增大 心素养测 A.杯垫线圈电流变化的快慢会影响金属 D.检验电荷将做变速曲线运动，电势能越来越小 评 15 杯中感应电流的大小 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分，每小题给出的 B.杯垫线圈中通入恒定电流，金属杯中也会产生感应电流 四个选项中，有多个选项是正确的，全选对的得6分，少选的得3分， C.陶瓷杯处于变化的磁场中，也能产生感应电流 有错选或不选的得0分) D.杯垫断电后，金属杯在杯垫上快速平移也能产生感应电流 8.电磁波在生产生活中有广泛应用.关于电磁波，下列说法正 4.有甲、乙两个导体，甲的横截面积是乙的2倍，而单位时间内 确的是 图8 通过乙导体某一横截面的电荷量是通过甲导体某一横截面的电荷 A.在同一介质中所有电磁波传播速度都相同 量的2倍，下列说法正确的是 B.紫外线有助于人体合成维生素D (2)已知B多用电表的2.5V量程直流电压挡的内阻约为十几 A.通过甲、乙两导体的电流相同 C.一切物体都在不停地发射红外线 千欧，将红表笔插入A多用电表的“+”插孔，黑表笔插入另一个插 B.通过乙导体的电流是甲导体的2倍 D.医学上用y射线透视人体，检查体内病变等 孔，测量前，先将多用电表A的选择开关调到欧姆挡的×1k挡，然后 C.乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的2倍 9.a、b是x轴上两个点电荷，电荷量分别为智 进行欧姆调零，将B多用电表的选择开关调到直流电压挡2.5V,将 D.甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率相同 Q,和Q2,沿x轴a、b之间各点对应的电势高低如 A表的红表笔连接B多用电表的 (选填“+”或“-”)插孔， 5.如图3是某次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容 图6中曲线所示，ap间距离大于p、b间距离.则： 黑表笔连接另一个插孔，多用电表A的示数如图乙所示，则多用电表 器电容为15uF,充电至9.0kV电压，如果电容器在2.0ms时间内完 以下说法中正确是 6 B直流电压挡2.5V的内阻为Ry=