第8期：《必修第三册》核心素养阶段测试(一)测试内容第9-10 章-【数理报】2026-2027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5一8期 羧理括 答案详解 2026~2027学年高中物理人教（必修第三册）第5~8期(2026年8月) 第5期3版参考答案 电容器充电，则图中电流从A流向B,故C错误，D正确。 A组 6.由于E、F、G、H为棱AB、AC、AD、BC的中点，则PE= 一、单选题 PA +PB 2 ,=丰e,06=十0，e4=车e,联立解 2 2 2 1.B2.D3.B4.B5.D6.A7.B 提示： 得PA=0,Pg=4V,Pc=8V,pD=4V,由此可知，BDF所在 1电容器的电容可用公式C=号表示，电容是电容器固 的平面为等势面，故A正确，C错误；将一电子从A点移到C点， 电势升高8V,则电势能减小8eV,故D错误；电场强度大小为 有属性，不随电压和电荷量改变，故B正确。 E= =9F-9=16V/m,故B错误 2.充电过程中，该超级电容器的电容保持不变，根据C= d L 2 名，由于该超级电容器所带电荷量增大，侧该超级电容器两极 7根据C=号.C=E=台整理得E=,由 板间的电势差增大，故AB错误；充满电时，该超级电容器所带 于电容器带电荷量恒定，因此当两板间的距离改变时，板间的 的电荷量为Q=CU=1200×2.5C=3000C,故C错误，D 正确. 电场强度恒定，则片-06心，解得x=06d,根据牛顿第二定 3.由i-t图像知图线与时间轴围成的面积表示电荷量，数 格子约为50格，则0=a=9×10×50×1C=0.1C,因 律6(d-)=m,解得加速度大小a=兴，故B正确 5m 二、实验题 为C=号，代人得C=0=0.033F=3mF=300u, 8.(1)0(2)a→b0.62×10-5(3)大于 故B正确。 解析：(1)电容器带电荷量为0，所以两极板之间的电势差 为0，下极板接地，故电容器上极板的电势为0. 4.连接AC,则AC与OB交点的电势p=4十Pe 2 =4V= (2)由电路图可知，电容器充满电后，上极板带正电，故放 PB,可知OB为等势面，则电场强度方向沿AC方向，故A错误， 电时流过电阻R2的方向为a→b. UAc B正确：电场强度的大小为E=2Rsin60° 3 =V/m= 电容器充满电，两极板间的电压等于电源电压3V,故开始 放电瞬间，流过电阻风的电流大小为=名=0.6mA根据 号m,故CD错误 电容的定义式可知，C=号=00610P=2×105里 3 5电容器极板间距d减小，由C二可知，电容器的电 (3)换用阻值更大的电阻后充电电流会变小，故充电时间 容C增大，放A错误：因为两板电压U一定，根据E=名可知。 变长 三、计算题 电容器极板间的电场强度增大，故B错误；因为两板电压U一 9.(1)UB=2×103V(2)E=1×104V/m 定，根据C=号可知，电容C增大，电容器的带电荷量Q增加， 解析：(1)A到B,WB=-△E=4J 高中物理人教（必修第三册）第5~8期 W AB 因为UAB= 3.由题图电介质左、右表面出现净剩电荷的正、负可知，平 9 行板电容器极板间的电场强度向左，则极板B带正电，极板A 联立解得Ug=2×103V. U AB 带负电，故A错误；根据C 4a,可知插人电介质会使电容器 8S (2)因为E= 的电容增大；由于电容器极板上所带电荷量保持不变，根据C 联立解得E=1×104V/m 10.(1)-1.2×10-7J(2)60V/m,方向水平向右 =号可知，两极板间的电势差减小，根据E=号可知，桶人电 (3)1.44×10-7J. 介质后，两极板间的电场强度比无该电介质时小，故BC正确； 解析：(1)该正电荷从a点移到b点，则 插人电介质的过程中，静电力对电介质中的正、负电荷都做正 功，故D错误 W1=qUb=q(p。-96)=0-Eb 二、实验题 代入数据可得E=-1.2×107J. 4.(1)控制变量法(2)B(3)B (2)匀强电场的电场强度为E= ,= ab 解析：(1)本实验中要控制一些量不变，然后再得出C的 代入数据解得E=60V/m,方向水平向右； 决定因素：所以采用的方法是控制变量法。 (3)电荷从b点到c点，电场力做功为W2=Eg·bc·cos60° (2)静电计的作用是测定电容器两极板之间的电势差.故 根据功能关系可得电势能的变化量为W2=一△E, B正确. (3)甲图中手水平向左移动时，板间距离d增大，根据C= 代入数据解得△E,。=-1.44×10-7J 即电势能减少了1.44×107J. 4C=号可知，电容减小，而电容器带电荷量不变，则板间 E U B组 电压增大，所以静电计指针的张角变大，故A正确，B错误；当 一、多选题 手竖直上移动时，正对面积减小，则电容减小，板间电压增大， 1.ABC 2.AD 3.BC 所以静电计指针的张角变大，故C正确；当向两板间插入陶瓷 提示： 片时，介电常数变大，则电容变大，板间电压减小，所以静电计 1.由pA=2V,pg=4V,pc=6V,在匀强电场中可知UC 指针的张角变小，故D正确.本题选不正确的，故选B. =Uw得pn=4V,同理可得pc,=4V,Pn,=9g=2V,所 三、解答题 以AB,D1面构成等势面，且电势为2V,BDC,面构成等势面且 5.(1)4V(2)4V,2V(3)800v/m 3 电势为4V,故AB正确；结合E。=pq,△E。=qU,将电子由C点 解析：(1)A、B两点间的电势差 沿立方体棱边移动到D,电势能增加4eV,故C正确；因p4= UAB = 地==2,4×10」=4y P1=2V,故将质子由A点沿立方体棱边移动到B1,电势能不 q -6×106C 变，故D错误 (2)B、C两点间的电势差 2.Oabc为平行四边形，可知p6-p。=p。-po,代入数据 W匹=12×10=-2V -6×10-6C 解得c点电势为p。=10V,故A正确，B错误；取ab中点为e, 如果规定B点的电势为零，UAB=PA-PB,可得pA=4V 则e点电势为4.=e9=6V=o,可知Oe连线为等势 2 同理Uc=Pg-Pc,可得Pc=2V. 线，根据几何关系可知Oe⊥ab,则根据电场线与等势线垂直且 (3)因AB的中点D的电势为Pn=949E=2V=Pc 2 沿电场线方向电势降低，可知电场强度方向与x轴成45°斜向 则CD为等势线，电场强度 右下，大小为E=二e=8V二4y=万V/em,故C错误， 方向垂直CD指向B点，如图所 ab 2 cm D正确， 高中物理人教（必修第三册）第5~8期 示，则电场强度大小E= 2 800 d V/m 3 d,。=台联立叮得粒子在偏转电场中的竖直位移为y= 2 sin60°×102 U V/m. 4U,可知粒子在偏转电场中的竖直位移与粒子的电荷量和质 第6期3版参考答案 量均无关，则两种粒子在偏转电场中的竖直位移之比为1：1， A组 故C正确，D错误. 一、选择题 7.交变电源的周期为T=2t,故A错误；粒子进入第3个金 1.A2.A3.A4.C5.A6.C7.C 属简时的速度词足2U=2m2-宁，可得：=√后+网 提示： m ≠3o,根据l=t可知，第3个金属圆筒长度不是第1个金属圆 1.加速质子过程中，由动能定理可得eBx=2mu-0,解 筒长度的3倍，离子进入转向器的速度大小为”= 4qU +6, 得加速匀强电场的电场强度大小为E=需，故A正确 故B错误，C正确：根据E=m女可得虚线MN处电场强度的 2.粒子射入电场时，水平方向做匀速直线运动，竖直方向 做匀加速运动，则水平方向d=o,竖直方向，tan45°=g吗， 大小为E= 4gU+m6,故D错误 m gR 二、填空题 脾得E三织故A正确. 8.正2mgd -2mgd 2mg 3.电子在电场中加速，由动能定理可得0= 2mw-0, 三、计算题 ,易知可使增大的操作是仅增大U,故A正确， 解得=√m 9.(1)a= (2)t=2d /2m dm 4.设带电粒子在电场中的加速度为a,则对甲粒子，竖直 解析：(1)根据qE=ma,其中E= 立，可得带电粒子加速 方向号=，水平方向d=1,解出=风，对乙粒子有 Ug 度的大小a= dm 1+=d,解出=方应，所以=2：1，放c正 确 (2)带电粒子运动号距离时的速度 5.由于电压在一段时间内是常数，所以电场强度也是常 d =√23=√3m 数，带电粒子受到的静电力也是常数，根据牛顿第二定律F= d 2d m可知带电粒子的加速度也是常数：带电粒子在0~子内匀 运动的总时间t= 33-4d 3v n 加速后，子~T内电压反向了，静电力也反向，该粒子做匀诚 联立解得t=2d√3U 2m 速直线运动.由于加、减速时间相同，则该粒子的速度恰好减为 零；下一周期又开始重复上述运动，则u-t图像为A图所示.故 10.(1)=√ qU (2)E= U,L m d (3)y=4ud A正确 1 6.粒子在加速电场中，根据动能定理有94=2m2-0, 解析：(1)根据动能定理有U9=2m哈-0 解得= 可得v= ,则两种粒子在离开加速电场时速度之比为 m m (2)偏转电场的电场强度E= √分×于-怎，故AB错误：粒子在转 d 电场中做类平抛运动，设板长为L,板间距为d,则有L=t,y= (3)带电粒子在偏转电场中运动的时间1= 00 3 高中物理人教（必修第三册）第5~8期 三、解答题 加速度a= m md 2eU 2U1d2 带电粒子离开偏转电场时竖直方向的位移大小 5.(1)o= (2)U2= m 2 (3)H= UL2 2a= 1 1 y= Ud 5.(1)电子在AB间加速，由动能定理得U,=2m6-0 B组 R2eU 一、多选题 解得o=√m 1.AB 2.ACD 3.BCD (2)电子在偏转电场中做类平抛运动，则有 提示： L=o4,a=eE=eL.4。L m=md2=2ati 1.静电力对质子做正功，质子的电势能减少，故A正确；质 2Ud 子受到的静电力大小为F=qE≈2×104N,故B正确：质子 联立解得U,= 的加速度为a=上≈1.2×103m/s,加速时间为t=L≈ (3)电子离开偏转电场时，有v,=at1,电子离开偏转电场 8×10,放C错误质子加速的直线长度为x=云4m,放 后，有子L=o=", D错误， 联立解得2= 2.由于同一个金属圆筒所在处的电势相同，内部电场强度 d 为零，因此质子在圆筒内做匀速直线运动，而前后两金属圆筒 则oP的腐度为H=号+5=子d 之间有电势差，所以质子每次经过缝隙时将被电场加速，故A 第7期3版参考答案 正确；质子每经过一次缝隙只有电场力做功，由动能定理可得 一、单选题 qU=△E:,可知每经过一次缝隙质子增加相同的动能，速度增 1.A2.A3.C4.A5.D6.C7.B 加一次，与缝隙的大小无关，故B错误；质子要持续被加速，下 提示： 一个金属圆筒的电势较低，所以质子穿过每个圆筒时，电源的 1.A是通过改变电介质的相对介电常数而引起电容变化 正负极应发生变化，故C正确；要使质子每次经金属圆筒间的 的，故A正确；B是通过改变电容器两极板间距离而引起电容 缝隙时加速，则质子在每个圆筒内运动的时间通常应是交变电 变化的，故B错误；CD是通过改变两极板的正对面积而引起电 压周期的一半，故D正确。 容变化的，故CD错误。 3.由于粒子匀速通过电场区域，则Eq=mg,E= ,所以 U 2.依题意，取无穷远处为零势能点，则有P。>p6>0,根 据E。=q9可知，当q>0时，有E。>E,故A正确， U=m吧，故A错误；粒子受到竖直向上的静电力，与电场强度 3.根据对称性可知，图中所示A、B两点电场强度大小相 9 等，但方向不同，故A错误；等势线与电场线垂直，由于电场线 方向相同，则粒子带正电，到达斜面时速度方向与斜面垂直，则 不是直线，所以图中所示A、B两点所在虚线不是等势线，故B 速度方向与竖直方向的夹角等于斜面的倾角，所以v= 错误；钾、钙离子向根部聚集过程中，电场力做正功，电势能减 n37,故B正确：粒子在运动过程中只有重力做功，机械能守 少，故C正确；空气中带负电的尘埃微粒（重力不计）受到电场 恒，故C正确：粒子做匀速直线运动的时间为(，=￠，粒子做 力作用，向悬挂电极聚集，但不会沿电场线运动，故D错误. 4.依题意，正六边形顶点上的六个点电荷分成三组，分别 平抛运动的时间为6=冬-am37-”,所以A点到C点 为两组等量同种点电荷和一组等量异种点电荷，其中等量同种 g 3g1 点电荷在O点的电场强度为零，等量异种点电荷在O点的电场 所用时间为=+6一经+兰故D正确 强度大小为E:,可如0点的电场强度大小为学放A正 二、填空题 确；B错误；等量异种点电荷在O点的电势为零，等量同种点电 4.IⅡY0X 荷在O点的电势大于零，所以O点的电势大于零，故CD错误. 4 高中物理人教（必修第三册）第5一8期 5.各等势面关于y轴对称，疏密相同，所以电场线疏密也 y三】a,9E=ma,解得y=),故D正确. 相同，电场强度大小相等；根据等势线与电场线垂直，可知a、d 两点的电场强度方向不同，故a、d两点的电场强度不同，故A 10.电子仅在静电力作用下沿x轴正方向运动，说明电场 错误；根据等势线与电场线垂直，故电子在y轴左侧受到一个 强度方向沿x轴负方向，则A点电势低于B点电势，故A错误， 斜向右下方的静电力，速度方向沿轨迹的切线方向，故电子从 B正确；根据△E。=gEx,可知图像斜率的绝对值等于静电力的 α到b运动时，静电力做正功，故B错误；根据负电荷在电势低 大小，因此从A到B,静电力减小，电场强度减小，故A点的电场 处电势能大，可知电子从c到d运动时，电势能逐渐增大，故C 强度大于B点的电场强度，故C错误；由图乙可知，电子从A到 错误；a、d两点的电势相等，故从a到d静电力不做功，所以电 B的电势能减小量大于从B到C的电势能减小量，故电子从A 子在经过等势线d点时的动能为60eV,故D正确， 运动到B静电力做的功大于从B运动到C静电力做的功，故D 6.环境湿度降低时，吸湿材料体积缩小，极板间距d增大， 正确 三、实验题 根据C=4可知，电容变小，故A错误：电源保持电压恒定 11.(1)B (滑动变阻器未调节)，环境湿度降低时，吸湿材料体积缩小， (2)电容器开始放电时所带的电荷量=3：4 极板间距d增大，根据电场强度北=号可知，极板间电场强度 解析：(1)电容器充电过程中两极板所带电荷量Q随时间 t变化的图像应为先增加待充满后电荷量保持不变.故B正确 变小，故B错误；空气湿度一定时，滑片向上移动，由电路图可 (2)根据公式q=It可知I-t图像中图像与对应坐标轴所 知电容器两端电压增大，根据C=号可知，电容器所带电荷量 围成的面积表示电荷量，图线I与时间轴围成的面积为S,其 会增加，故C正确；若电流计示数为从a到b,说明电容器放电， 物理意义是电容器开始放电时所带的电荷量； 则电容减小，d增大说明湿度降低，故D错误 实验前电容器不带电，充电结束后，使电容器放电完毕，故 7.由于静电力竖直向下，设物体在地面上滑行的距离为 充电和放电过程电容器电荷量变化量大小相同，所以两次放电 x,则由动能定理有-u(B+mg)x=0-方m6,解得x 电荷量相同，即阴影部分的面积S,=S2; 由图丙和图丁可知，两次放电最大电流之比为4：3，则可 mvg 2μ(mg+E,故B正确. 知图丙和图丁中电容器放电的I一t图像对应的电阻箱R接人 二、多选题 电路的阻值之比3：4. 8.AD 9.CD 10.BD 12.(1)B(2)A(3)增大增大减小 提示：8.由电场线的分布可知，放电端O 解析：(1)本实验采用的科学方法是控制变量法，故B正确： 应接电源的负极，故A正确；等势线与电场线 (2)在该实验中，静电计的作用是测定该电容器两极的电 垂直，过c、d两点作出等势线，如图所示，电场o 势差，故A正确， 线由高等势面指向低等势面，所以d点的电势 (3)电容器电荷量不变，根据电容器的决定式和定义式有 比c点的电势高，故B错误；又电场线的疏密 G=4位C=号，可知正对面积减小或板间距离增大时，电容 eS 程度反应电场强度的大小，电场线越密集，电场强度越大，所以 减小，电势差增大，故静电计指针的偏转角度增大；当插入电介 a点的电场强度大于d点的电场强度，故C错误；由电场线的分 质时，电容增大，电势差减小，故静电计指针的偏转角度减小 布情况可知，ab段的平均电场强度要大于bc段的平均电场强 四、计算题 度，根据U=Ed定性分析可得ab间的电势差大于bc间的电势 差，故D正确。 13.(1)25V/m,方向为右上方与水平方向夹角为arctan2 9.粒子在两收集板间做类平抛运动，加速度恒定，静电力 (2)2.4×10-2J 做正功，故AB错误；粒子能被收集板吸附，可知在电场中运动 解析：(1)点电荷Q在A点产生的电场强度大小为E4= 时间最大时，有L=,解得t=上，故C正确：最大偏移量为 kQ =2V/m,方向竖直向上. 高中物理人教（必修第三册）第5~8期 电场强度为矢量，根据电场的叠加原理，A点的电场强度 故电子从进入偏转场到打在荧光屏P的运动时间为 大小为E'A=√22+4V/m=25V/m t=4+i=(私+L)√2to m 设A点电场强度与水平方向夹角为0，则有an0=方，所 (3)电子在偏转电场中做类平抛运动，由牛顿第二定律有 以A点电场强度方向为右上方与水平方向夹角为aretan2 U ed=ma (2)D点和B点关于点电荷对称，则试探电荷从D点移动 在垂直极板方向上做匀加速直线运动，由运动学知识有y 到B点过程中，点电荷对试探电荷的库仑力做功为0，则静电力 做功等于匀强电场对试探电荷做的功，则 则电子经过偏转电场过程中静电力对它做的功为W= W=Eg·2r=2.4×10-21. U 14.(1)4m/s:(2)28m. e dy 解析：(1)根据牛顿第二定律可知，0~2s内小物块的加 联立解得电子经过偏转电场过程中静电力对它做的功为 速度为 elL W 4dUo a,=96-mg=2/g m 第8期参考答案 2s末小物块的速度为2=a1t1=4m/s 一、单选题 2~4s内小物块的加速度为4，=5二m坚=-2m/s 1.D2.D3.C4.B5.A6.A7.C m 提示： 4s末小物块的速度为4=2+a2t2=0 1.库仑定律适用于点电荷，但点电荷不一定是体积最小的 可知小物块做周期为4s的加速和减速运动，14s末小物 块的速度大小等于2s末小物块的速度大小，则有4=2= 带电体，故A错误：根据F=2学，当两个带电体间的距离趋 4m/s. 近于零时库仑定律将不再适用，故B错误；电荷间的库仑力是 (2)根据对称性可知，小物块在0~4s内的位移为 相互作用力，点电荷A、B相互作用时，A受到的静电力与B受到 w=2e=2×70,2=2×7x2×2m=8m 的静电力等大反向，故C错误；库仑定律的适用条件是：在真空 中静止的点电荷，故D正确 根据周期性可知前14s内小物块的位移大小 2.图甲中超高压带电作业的工作人员，为了保证他们的安 x总=3x4+x2=3×8m+4m=28m. 全，他们必须穿上金属丝制成的衣服，以起到静电屏蔽的作用， 15.(1)m (2)t=t1+2=(L1+L2) m 故A正确；图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的 原理而制成的，故B正确；图丙中避雷针的示意图，是在高大建 (3)eU 4d Uo 筑物屋顶插入一根尖锐的导体棒与接地装置连接，把静电导人 解析：(1)粒子在加速电场中运动，由动能定理有 大地，可防止建筑物被雷击，故C正确；喷枪喷出的油漆微粒带 1 正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对 e=2m6-0 雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，可以使油漆与金属表面 e 解得0=√m 结合的更牢固，故D错误.本题选不正确的，故选D. 3.元电荷是电荷量的最小单元，故带电体所带电荷量一定 (2)电子在偏转电场中平行极板方向做匀速直线运动，由 是元电荷的整数倍，可知电荷量表的示数一定是元电荷的整数 运动学公式可知电子在偏转电场中的运动时间为1· 倍.故C正确 电子出偏转电场后做匀速直线运动，由运动学知识有2= 4.沿电场线方向，电势越来越低，A点电势比B点低，故A L 错误；电场线的疏密程度反映电场强度大小，A点电场强度比B 0 点大，故B正确；C点电势比B点低，正电荷在电势高的位置电 6 高中物理人教（必修第三册）第5~8期 势能大，因此正电荷在C点的电势能比在B点的电势能小，故： m号，结合上述解得：=√一，由于H粒子的质盐大一些，可 CD错误 知H粒子的运动速度小一些，故C正确；粒子的动能E,= 5.根据C=四处说明d大，则电容器电容小，放A正 之m=岁，由于H粒子与H粒子所带电荷量相等，则两种 确；凸处说明d小，则电容器电容大，因电容小的微电容器放电 粒子的动能相同，故D正确， 较快，则在指纹凸处形成的电容器放电较慢，故B错误；手指出 汗后，d会改变，则会对指纹识别有影响，故C错误；在指纹凹处 10.根据沿电场线电势降低，可知在坐标原点右侧，电场强 度沿x轴负方向，粒子受到的电场力向正方向，因此粒子带负 形成的电容器电容小，根据Q=CU,可知充电后在指纹凹处形 电，故A错误；p-x图像的斜率表示电场强度，x=0.2m处的 成的电容器存储的电荷量小，故D错误. 2 6.因A、E两点的正电荷在O点的合电场强度为零；0点到 电场强度为E=是=Q220Vm=20Vym,放C正确：根 六个点的距离均为r=二，则D、C两点的电荷在O点的合电场 3 据华顿第二定律gE=m0,粒子的比荷为是=名=20c/g m 20 强度为，-2学-，方向沿0c方向：同理B,F两点的电荷 =100C/kg,故B正确；粒子从开始运动到x=0.2m处的过程 2 在0点的合电场强度为E,=E,=,方向沿0F方向，则合 中，根据动能定理g0=2m,解得n=20ms,故D正确， a 三、实验题 电场强度为E=2E,c0s30°=65，故A正确。 11.(1)控制变量法(2)D(3)B a 7.从该装置开始加速到离开电场，整个过程由动能定理可 解析：(1)该实验探究库仑力与电荷量的关系，需要控制 电荷之间距离不变，所以用到的实验方法是控制变量法。 得g6-mgs=之m2-0,解得0= 2(Eg-mg,故C正确. (2)实验中两塑料小球所带电荷量无论 AM m 二、多选题 是否相等都可以产生库仑斥力以完成实验， 8.BD 9.BCD 10.BCD 故A错误；两个小球可以换成异种电荷，库 提示： 仑力由斥力变为引力，将小球B放置在A的 8.像素呈白色时，电场强度方向向上，电场线向上，因为沿 左上方同样可以进行实验，故B错误；如图 着电场线方向电势降低，所以黑色微粒所在区域的电势高于白 所示，根据平衡条件可得F,=mgcos 0,F=mgsin0,所以细线 色微粒所在区域的电势，故A错误；像素呈黑色时，电场强度方 的拉力F随着0的增大而减小，库仑力F随着0的增大而增 向向下，电场线向下，因为沿着电场线方向电势降低，黑色微粒 大，故C错误，D正确 所在区域的电势高于白色微粒所在区域的电势，故B正确；无 (3)根据库仑定律有F=mgsin0=k子，整理得Qg= 论是像素由黑变白的过程中，还是像素由白变黑的过程中，静 电力与微粒的运动方向均相同，静电力对黑色微粒和白色微粒 mgin0,由上式可知Qg-sin0图像为一条过原点的倾斜直 k 均做正功，故C错误，D正确。 线.故B正确 9.根据题意，电场强度大小￡=女，可知距离圆心间距不 12.(1)2(2)保护电路 同位置的电场强度大小不同，圆周上不同位置电场强度的方向 (3)1.6×10-22.7×103(2.5×10-3~2.9×10-3均 也不同，即该电场为非匀强电场，故A错误；粒子所受静电力F 可) (4)BD =gE=,H粒子与H粒子所带电荷量相等，日沿轨迹[ 解析：(1)图乙是电容器在放电过程中的图像，电容器两 极板上的电荷应通过定值电阻R和电流表放电，所以单刀双掷 做圆周运动，H沿轨迹Ⅱ做圆周运动，H粒子的轨道半径大 开关应该接在2 于H粒子的轨道半径，则H粒子所受静电力小一些，故B正 (2)在电容器充电和放电过程中，定值电阻R可以防止电 确：粒子做匀速圆周运动，由静电力提供向心力，则有gE= 路因电流过大而造成电路元件的损坏，所以定值电阻R的作用 7 高中物理人教（必修第三册） 第5~8期 是保护电路 3 OD 2 (3)图乙中的图像与横轴所包围的面积表示电荷量，一个 所以cos0= OC 2 小正方形的面积所表示的电荷量为0.001×0.4C=4×104C, 计算图像与横轴所包围的小正方形个数时，小于半个的舍去，大于 根据点电荷的电场强度公式有 半个的算一个，所以图乙中图像与横轴所包围的小正方形个数约 0 E1=E2=k- 4k0 7=25元 为40个，即电容器充满电时，单个极板存储的电荷量大小为Q= 40×4×104C=1.6×102C O点处的电场强度大小为 电容器充满电时两极板间的电压等于电源的电压，所以电 E=2E,c0s0=2×25元 4,0 324kQ 125L 容器的电容值为C=2=L.6×10 6.0 -F≈2.7×10-3F. (2)滑块由A点运动到O点过程中，由动能定理得 ES (④根据C=4a可知，为提高平行板电容器存储电荷 1 qUxo 2mm2-0 的能力，可以在两极板间插入电介质、增大两极板的正对面积、 可得：Uo= 2g 减小两极板间的距离.故BD正确。 mv 四、计算题 根据等量异种电荷电场线的对称性可知Uo加=UAo= 2q L2elo 13.(1)入√m (2)30 所以0n=Uo+Uo=m 解析：(1)设电子刚进入偏转电场的速度为o,由动能定 15.(1)6= 2U9 (2)t= mUo E。V2g (3)y= 1 理可得e。=2m听-0 UD (n=1,2,3,…) 8ndU R2eUo 解得0=√m 解析：(1)粒子在加速电场中被加，由速电动能定理有 (2)电子在偏转电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直 1 %9=2m6-0 线运动，则有=ot 竖直方向做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得E 0o9 带电粒子到达B板的速度6=√m ma (2)在静电分析器中电场力提供向心力，有Eq=m 2√5eU R 解得电子的加速度α= 3mLo Relo 运动润：=子· 电子离开电场时竖直方向上的速度”，=t=√3m 解得t=红，mU 电子射出偏转电场时速度方向与水平方向的夹角 E。V2g (3)粒子射人偏转电场后，水平方向做匀速直线运动，离 tan 0 二 3 开电场时速度方向仍水平，则竖直速度仍为零，则水平方向L 解得0=30° =o·nT 14.(1)E= 24kQ 125L2 (2)UA0= 2q Uo =m 9 竖直-a·兴() 解析：(1)如图所示，根据 R ®+Q -Q 解得y8d(n=12,3, 勾股定理得 OB OC 77777 777777777视 7777777 √22+(2)=4 -8《必修第三册》核心素养阶段测试（一） ◆数理报社试题研究中心 (测试内容：第9章一第10章) 题 号 二 三 四 总 分 得 分 第I卷 选择题 (共46分) 郑 一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分，选对得4分，选错或不选得0分） 1.关于库仑定律，下列说法正确的是 A.库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积最小的带电体 B.根据公式F=9,当两个带电体间的距离趋近于零时库仑力将趋向无穷大 C.带电荷量分别为3Q和Q的点电荷A、B相互作用时，A受到的静电力是B受到的静电力 的3倍 D.库仑定律的适用条件是：在真空中静止的点电荷 2.从生活走向物理，从物理走向社会，物理和生活息息相关，联系生活实际是学好物理的基 础.图1中有关电学知识的相关说法，不正确的是 图1 A.图甲中工作人员在超高压带电作业时，穿用金属丝编制的工作服比绝缘橡胶服更安全 B.图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理而制成的 C.图丙中避雷针的示意图，是在高大建筑物屋顶插入一根尖锐的导体棒与接地装置连接 可防止建筑物被雷击 D.图丁为静电喷漆的示意图，静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相同的电荷，这样 一家画 使油漆与金属表面在静电力作用下喷涂更均匀 3.有一种数字型电荷量表，能把物体所带的电荷量精确显示出来，如图2 所示，关于数字型电荷量表的示数，下面说法正确的是 A.电荷量表的示数只能是元电荷的奇数倍 B.电荷量表的示数只能是元电荷的偶数倍 .3e C.电荷量表的示数一定是元电荷的整数倍 D.电荷量表的示数是被测量物体带电荷量的真实反映，不一定是元电荷 图2 的整数倍 4.如图3所示的电场中，实线表示电场线，虚线表示等势面（相邻等势面 间的电势差相等)，A、B、C为电场中的三个点.下列说法正确的 A.A点电势比B点高 B.A点电场强度比B点大 C.正电荷在C点的电势能与在B点的电势能相同 D.正电荷在C点的电势能比在B点的电势能大 5.指纹密码锁是我国现阶段流行的防盗门的核心配件，如图4所示，其原理是通过凹凸不 平的指纹面与解锁面板间形成微电容器（相当于正对面积相同，板间距不同的电容器）.给电容 器一个固定电压，电容小的微电容器放电较快，根据放电快慢就可以记录和分析指纹数据.下列 说法正确的是 ( A.在指纹凹处形成的电容器电容小N B.在指纹凸处形成的电容器放电较快 C.出汗后手指对指纹识别没有任何影响 D.充电后在指纹凹处形成的电容器存储的电荷量大 6.如图5所示为完全相同的两个正三角形ABC和DEF组成的正六角星，O点为图形正中 心，现在A、D、B、E顶点各放一个电荷量为q的正电荷，在C、F顶点各放一个电荷量为g的负电 荷，已知AB边长为a,则0点电场强度大小为 A.63g B.33g C.Skg D. kg 图4 图5 7.在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛顿曾设想只要抛出物体的速度足够大，物 体就不会落回地面，而会成为人造地球卫星虽然设想已成为现实，但如何获得足够大的发射速 度依然是困扰航天发展的一大难题.现在卫星发射一般采用多级助推的方式，有人设想在第一 级助推的时候可以用电场作为能源，假设火箭及卫星整个装置质量为m,表面带有+？的大量电 荷，放在电场强度大小为E、方向竖直向上、范围足够大的匀强电场中，电场对整个装置的助推 距离为s,重力加速度大小为g,整个装置离开电场时所能获得的速度为 ( A. 2Egs B.2 Eqs C. (Eq-mg)s D 2(Eq +mg)s m m 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分，每小题给出的四个选项中，有多个选项是 正确的，全选对的得6分，少选的得3分，有错选或不选的得0分) 8.电子墨水是一种无光源显示技术，它利用电场调控带电颜料微粒的分布，使之在自然光 的照射下呈现出不同颜色.透明面板下有一层胶囊，其中每个胶囊都是一个像素.如图6所示， 胶囊中有带正电的白色微粒和带负电的黑色微粒.当胶囊下方的电极极性由负变正时，微粒在 胶囊内迁移（每个微粒电荷量保持不变），像素由黑色变成白色.下列说法正确的有() 透明面 黑色微粒 (带负电) 稼素胶囊 白色微粒 (带正电) 图6 A.像素呈白色时，黑色微粒所在区域的电势低于白色微粒所在区域的电势 B.像素呈黑色时，黑色微粒所在区域的电势高于白色微粒所在区域的电势 C.像素由黑变白的过程中，静电力对黑色微粒做负功 D.像素由白变黑的过程中，静电力对黑色微粒做正功 9.中国新一代粒子研究利器“超级陶粲”装置关键技术攻关项目已经启动，静电分析器是 其重要的组成部分.静电分析器的两电极之间存在如图7所示的静电场，该静电场中任意一点 的电场方向均沿半径方向指向圆心，大小均满足E=(化为与装置有关的常数，「为该点到圆 心0的距离).某次实验中一组粒子由入射口P进入静电分析器，H沿轨迹I做圆周运动，H 沿轨迹Ⅱ做圆周运动.下列说法正确的是 () A.该电场为匀强电场 B.H粒子所受静电力小 C.H粒子的运动速度小 D.两种粒子的动能相同 0.1 0.2 x/m 图7 图8 10.某静电场中的x轴上，电势φ随x变化的规律如图8所示，虚斜线为该曲线在点(0.2,2) 的切线.一个带电粒子在坐标原点由静止释放，仅在静电力作用下沿x轴正向运动，运动到x= 0.2m处的加速度大小为2000m/s2,则下列判断正确的是 A.粒子带正电 B.粒子的比荷为100C/kg C.x=0.2m处的电场强度大小为20V/m D.粒子运动到x=0.2m处速度大小为20m/s 第Ⅱ卷非选择题（共54分) 三、实验题（本题共2小题，共16分，将正确答案填在题中横线上或按要求作答） 11.(6分)某实验小组用如图9所示的装置探究库仑力与电荷量的关 系.A、B是均匀带电的塑料小球，其中A球的质量为m,用一根绝缘细线将A 悬挂起来，实验时改变两小球所带的电荷量，移动B并保持A、B两球球心连 线与细线垂直.用Q和g分别表示A、B的电荷量，d表示A、B球心间的距离，4⊙ 0表示绝缘细线偏离竖直方向的角度，k为静电力常量，当地的重力加速度大 图9 小为g (1)该实验运用到的实验方法是 (2)关于该实验，下列说法正确的是 A.实验中两塑料小球的带电荷量必须相等 B.两个小球不可以换成异种电荷进行实验 C.细线的拉力随着0角的增大而增大 D.库仑力随着0角的增大而增大 (3)通过实验数据得到的图像可能正确的是 sin A B 12.(10分)用传感器观察电容器充放电过程的实验电路如图10甲所示，已知电源电压为 6.0V,测得电容器在放电过程中的图像如图乙所示 mA A 6 图10 (1)得到图乙的图像时，单刀双掷开关应该接在 (选填“1”或“2”)处 (2)定值电阻R的作用是 (3)从图中信息可以得到，电容器充满电时，单个极板存储的电荷量大小为 C,电 容器的电容值为 F(均保留2位有效数字). (4)为提高平行板电容器存储电荷的能力，可以 A.延长电容器的充电时间 B.两极板间插入电介质 C.将正对的极板错开一段距离 D.减小极板间距 四、计算题（本题共3小题，共38分，解答应写出文字说明、方程式和演算步骤.只写出最后 结果的不能给分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位) 13.（10分)如图11所示，M、N之间是加速电场，虚线框内为匀强 加逸电场 偏转电场 偏转电场；一电子从静止开始沿带箭头的实线所示的轨迹前进.已知 电子的质量为m,电荷量为e,加速电场M、N两端的电压为U。.偏转电 场的水平宽度为L,电场强度E= 山不考虑电子所受的重力及 空气阻力.求： 图11 (1)电子刚进入偏转电场时的速度大小； (2)电子射出偏转电场时速度方向与水平方向的夹角. 14.(12分)如图12所示，B点和C点分别在绝缘光滑水平面上 60 60 的A点和D点的正上方，A、D两点间的距离为3L,B点和C点处分别 固定电荷量为+Q和-Q的等量异种点电荷，B、C两点到水平面的 高度均为2L,0点为AD的中点.将一质量为m、电荷量为+q(q> 0)的带电滑块从A点由静止释放，经过O点时速度大小为，滑块始 mnmoigmm 图12 终未脱离水平面.静电力常量为k.求： (1)0点处的电场强度大小E; (2)A、O两点间的电势差U4o和A、D两点间的电势差UaD 15.(16分)如图13甲所示为一粒子分析装置，它由粒子发射源、加速电场、静电分析器、偏 转电场四部分组成.粒子发射源S可产生初速度为零，质量为m,电荷量为+g的带电粒子.粒子 自A板小孔进入加速电场加速后，垂直于B板从小孔进入圆弧形的静电分析器，仅在指向圆心 的静电力作用下，通过静电分析器的中轴线CD做四分之一圆周运动，离开静电分析器后沿偏转 电场的中轴线水平进入偏转电场区，此时偏转电场中加上如图乙所示的交变电压，最后粒子恰 好沿水平方向从偏转电场右侧飞出.已知：AB板间的加速电压为U。、静电分析器中轴线CD处 的电场强度大小为E。、偏转电场MW的极板长度为L、极板间距为d、图乙中的偏转电压U已知， 周期T可调节但未知，若带电粒子重力不计.求： (1)带电粒子到达B板的速度o的大小： (2)带电粒子在静电分析器中运动的时间； 求 (3)带电粒子离开偏转电场时偏离中轴线的距离y. ON 偏转电场 静电分析器 加速电场 图13 些 (参考答案见下期)