第九章 静电场及其应用（单元测试·提升卷）物理人教版2019必修第三册

2025-2026学年高二年级必修三物理单元检测卷 第九章·素养提升 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 1． 选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．某同学采用如图装置做静电感应的实验：在绝缘支架上的金属导体M和金属导体N按图中方向接触放置，原先M、N都不带电，先让开关S1、S2均断开，现在将一个带正电小球P放置在M左侧，则下列说法正确的是（　　） A．若开关S1、S2均断开，导体M左端带正电，导体N右端带负电 B．若开关S1、S2均闭合，则导体M和导体N均不带电 C．若只闭合开关S1，接着将MN分开，再移走带电小球，则导体N不带电 D．若只闭合开关S2，接着移走带电小球，最后将MN分开，则导体M带负电 2．如图所示，光滑绝缘水平面上有三个质量均为m的带电小球，A、B球带负电，电荷量均为2q。有一水平拉力F作用在C球上，如果三个小球能够保持边长为r的正三角形“队形”一起沿拉力F方向做匀加速直线运动，静电力常量为k，则下列说法正确的是（　　） A．A、B之间的库仑力为 B．A、B之间的库仑力为 C．C球带正电，且电荷量为2q D．C球带正电，且电荷量为q 3．如图，真空中三个点电荷A、B、C，可以自由移动，依次排列在同一直线上，都处于平衡状态，若三个电荷的带电量、电性及相互距离都未知，但AB>BC，则根据平衡条件可断定（　　） A．A、B、C都带正电 B．A、C带正电荷，B带负荷 C． D． 4．均匀带电薄板水平放置，以板的几何中心点为坐标原点在竖直面内建立直角坐标系，、、、四个点的坐标如图所示。在点固定一个电荷量为的点电荷，使得点的电场强度恰好为零。则（    ） A．薄板带负电 B．点电场强度的方向沿轴正方向 C．点电场强度的大小为 D．点电场强度的大小为 5．如图所示，在水平向右、电场强度大小为E的匀强电场中，在O点固定一电荷量为Q的正电荷，A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直。已知静电力常量为k，则（　　） A．A、C两点的电场强度相同 B．B点的电场强度大小为 C．D点的电场强度大小不可能为0 D．A点的电场强度大小为 6．如图所示，小刘同学利用验电器做静电感应实验。她先用包装用的气泡膜和管摩擦，使管因为失去电子而带电。左手拿带电的管靠近（但不接触）验电器，发现验电器的金属箔片张开，然后用右指接触验电器上端的金属圆球，发现箔片闭合。以下对此实验的说法中正确的是（　　） A．发现验电器箔片张开，是因为此时箔片带负电，但验电器整体仍是电中性的 B．右指接触验电器时电子从验电器流向手指 C．如果松开右手，再撤去管，验电器的箔片又会张开，验电器整体带负电 D．如果松开右手，再撤去管，验电器的箔片依然闭合 7．一个正电荷q周围有3种形状各异的金属导电体A、B、C．在电荷q周围形成如图所示的电场分布，P为导体A表面上的点，Q为导体B内距离q为L的点，图中虚线为一电荷只在电场力作用下的运动轨迹，a、b为运动轨迹上的两点，则（　　） A．运动电荷带正电 B．运动电荷在a点加速度比b点小 C．P点的电场方向垂直于导体的表面 D．导体B上的感应电荷在Q点形成的场强大小为 8．如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过绝缘细绳跨过光滑的定滑轮与带正电小球M连接，定滑轮左侧连接物块的一段细绳与斜面平行，带负电的小球N用绝缘细线悬挂于P点。设两带电小球在缓慢漏电的过程中，两球心始终处于同一水平面上，并且b、c都处于静止状态，下列说法中正确的是（　　） A．地面对c的支持力不变 B．b对斜面的摩擦力可能变大 C．绝缘细绳对M的拉力变小 D．地面对c的摩擦力一定变大 9．电场线能直观地反映电场的分布情况。如图甲是等量异号点电荷形成电场的电场线，图乙是电场中的一些点；O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D是两电荷连线上关于O对称的两组点，则（    ） A．A、D两点电场强度相同 B．E、F两点电场强度不同 C．B、O、C三点中，O点电场强度最大 D．电子从E点向O点运动过程，加速度逐渐增大 10．真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2m和0.7m。在A点放一个带正电的试探电荷，在B点放一个带负电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同，电场力的大小F跟试探电荷电量q的关系分别如图中直线a、b所示。下列说法中正确的是（　　） A．点电荷Q是负电荷 B．点电荷Q的位置坐标为0.3m C．B点的电场强度的大小为0.25N/C D．A点的电场强度的方向沿x轴负方向 第Ⅱ卷 非选择题 2、 实验题：本题共2小题，共16分。 11．油滴实验 (1)美国物理学家密立根于1910年利用如图所示的实验装置， ①（多选）若要测出该油滴的电荷量，则需要测出的物理量是______（已知重力加速度为g） A．油滴的质量m        B．两板的长度L         C．两板间的电压U        D．两板间的距离d ②若某次实验中，一质量为m的油滴，在两金属板之间恰好处于平衡状态。则油滴所带电荷量______（用①中所选择的物理量表，已知当地的重力加速度为g） ③对于质量为m的油滴，如果改变它所带的电荷量q的大小，则能够使油滴达到平衡的电压必须是某些特定值，研究这些电压变化的规律可发现它们都满足方程：，式中n=1，2，3…，为特定数值，此结果说明了什么？答______ (2)实验中要设法使带负电的油滴悬浮在电场之中。若在实验中观察到某一个带负电的油滴向下加速运动。在该油滴向下运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电势能在增大 B．机械能守恒 C．重力势能和电势能在减小 D．油滴所受电场力方向向下 12．美国科学家密立根通过油滴实验，首次测量了最小电荷量，并获得了 1923 年的诺贝尔奖。他设计的实验装置如图，用喷雾器向一个透明的圆柱形容器里喷入带电油滴，油液被喷射撕裂成油滴时，一般都是带负电的。将容器中 A、B 板接入电路。我们可以通过改变极板间的电压来控制油滴的运动，假设极板间为匀强电场。 （1）在虚框内画出控制电路图，可用的器材有：滑动变阻器、电压表；并标出直流电源的正负极。________ （2）调节电压，使油滴处于悬浮状态。两极板电压为 U，极板间距为d，设油滴质量为m，带电量为q，。请画出油滴的受力分析图________，并写出平衡方程。________ （3）由此可知，为测得电荷量q，需要测量油滴质量m。因m很小，需用如下方法测定：两极板不加电压，若油滴在下落时只受到重力和空气阻力，空气阻力与下落速度成正比。请定性分析油滴由静止开始下落过程中的运动情况。________ 三、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（9分）物理实验课上，老师布置了一个探究带电体在电场中平衡的实践任务。同学们使用了一个由竖直平行金属板构成的装置（如图示），左板连接正极，右板连接负极，形成匀强电场。装置中央悬挂了一个质量m为4.5克的小球，轻质绝缘绳长为2.0米。当小球带电后，因电场力作用，绳子偏离竖直方向，通过刻度尺可以测量偏离距离，请完成以下分析： (1)观察发现小球向左板方向偏移，请判断小球带正电还是负电？ (2)若小球所带的电荷量为，偏离竖直方向的角度为θ，推导平行板间电场强度的表达式（选用m、g、、θ等字母表示即可） (3)若实验测得小球偏离竖直位置的偏离距离为2.0 cm，平行板间的场强为 N/C，计算小球的电荷量。 14．（10分）如图所示，质量均为m、带同种正电荷的小球A、B用长均为L的a、b绝缘细线悬挂，两球处于静止状态，已知细线b的拉力与细线a的拉力大小相等，小球A、B的带电量也相等，重力加速度为g，静电力常量为k，不计小球大小，求： (1)小球A的带电量； (2)若给小球A施加一个水平向左的拉力，同时给小球B一个水平向右的拉力，两力始终等大反向，让两力同时从0开始缓慢增大，当细线b与竖直方向的夹角为53°时，作用于小球B上的拉力多大？ 15．（19分）如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.2kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点，A上带有的正电荷，两线夹角为120°，左右两线上的拉力大小分别为和，A的正下方处有一个与A带等量异种电荷的小球B固定在绝缘支架上．已知重力加速度取，静电力常量，A、B球可视为点电荷．则： (1)两线上的拉力大小分别为多少? (2)若将小球B和绝缘支架一起水平右移，使M、A、B在同一直线上，此时两线上的拉力大小又分别为多少? 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025-2026学年高二年级必修三物理单元检测卷 第九章·素养提升 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 1． 选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．某同学采用如图装置做静电感应的实验：在绝缘支架上的金属导体M和金属导体N按图中方向接触放置，原先M、N都不带电，先让开关S1、S2均断开，现在将一个带正电小球P放置在M左侧，则下列说法正确的是（　　） A．若开关S1、S2均断开，导体M左端带正电，导体N右端带负电 B．若开关S1、S2均闭合，则导体M和导体N均不带电 C．若只闭合开关S1，接着将MN分开，再移走带电小球，则导体N不带电 D．若只闭合开关S2，接着移走带电小球，最后将MN分开，则导体M带负电 【答案】C 【详解】A．若开关S1、S2均断开，由静电感应，导体M左端（近端）带负电，导体N右端（远端）带正电，A错误； B．、均闭合时，导体M端（近端）会感应异种电荷，带负电；N端通过接地线使金属导体右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和，所以金属导体左端带负电，右端不再带有电荷。B错误； C．开关闭合，断开，由于静电感应的作用，金属导体右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和，接着将MN分开，再移走带电小球，金属导体M带的负电荷流向大地，故MN不再带有电荷，C正确； D．当闭合开关，由于静电感应的作用，金属导体N右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和，所以导体N右端不再带有电荷，接着移走带电小球，M端的负电荷被中和不带电，最后将MN分开，则M和N均不带电，D错误。 故选C。 2．如图所示，光滑绝缘水平面上有三个质量均为m的带电小球，A、B球带负电，电荷量均为2q。有一水平拉力F作用在C球上，如果三个小球能够保持边长为r的正三角形“队形”一起沿拉力F方向做匀加速直线运动，静电力常量为k，则下列说法正确的是（　　） A．A、B之间的库仑力为 B．A、B之间的库仑力为 C．C球带正电，且电荷量为2q D．C球带正电，且电荷量为q 【答案】A 【详解】CD．运动中间距不变，则三球加速度相同，方向水平向右，因为A、B两球的电量均为-2q，所以B球受到A的斥力向下，则受到C球的力为吸引力，所以C球带正电，设C球所带电量为Q，对B球受力分析，有 解得 故CD错误； AB．根据库仑定律可得A和B球之间的库仑力为 故A正确，B错误。 故选A。 3．如图，真空中三个点电荷A、B、C，可以自由移动，依次排列在同一直线上，都处于平衡状态，若三个电荷的带电量、电性及相互距离都未知，但AB>BC，则根据平衡条件可断定（　　） A．A、B、C都带正电 B．A、C带正电荷，B带负荷 C． D． 【答案】D 【详解】AB．由于三个点电荷均处于平衡状态，根据平衡条件分析可知，三个点电荷的电性有两种可能性。若A带正电，则B带负电，C带正电，若A带负电，则B带正电，C带负电，即三个点电荷电性满足“两同夹异”，AB错误； CD．对点电荷A有 对点电荷B有 对点电荷C有 又由于 AB>BC 解得 C错误，D正确。 故选D。 4．均匀带电薄板水平放置，以板的几何中心点为坐标原点在竖直面内建立直角坐标系，、、、四个点的坐标如图所示。在点固定一个电荷量为的点电荷，使得点的电场强度恰好为零。则（    ） A．薄板带负电 B．点电场强度的方向沿轴正方向 C．点电场强度的大小为 D．点电场强度的大小为 【答案】C 【详解】A．由于点的电场强度恰好为零，则薄板在点产生的场强与正点电荷在点产生的场强大小相等，方向相反，可知薄板带正电，故A错误； B．根据对称性可知，带电薄板在点合场强为0，而正点电荷在点的场强方向沿轴负方向，则点电场强度的方向沿轴负方向，故B错误； C．根据题意可知，带电薄板在点产生的场强大小为 根据对称性可知带电薄板在点产生的场强大小为 根据场强叠加原则可知点电场强度的大小为 故C正确； D．在带电薄板上取相对于点对称的两点电荷，如图所示 则有， 可得 则图中点电荷在在C、D两点沿轴方向分场强大小关系满足 根据叠加原则可知，带电薄板在D点场强大小满足 则点电场强度的大小为 故D错误。 故选C。 5．如图所示，在水平向右、电场强度大小为E的匀强电场中，在O点固定一电荷量为Q的正电荷，A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直。已知静电力常量为k，则（　　） A．A、C两点的电场强度相同 B．B点的电场强度大小为 C．D点的电场强度大小不可能为0 D．A点的电场强度大小为 【答案】D 【详解】A．根据电场叠加原理，可知AC两点的场强大小相同，方向不同，A错误； B．根据电场叠加原理，则有 B错误； C．根据电场叠加原理，则有 存在为0的可能性，C错误； D．根据电场叠加原理，则有 D正确。 故选D。 6．如图所示，小刘同学利用验电器做静电感应实验。她先用包装用的气泡膜和管摩擦，使管因为失去电子而带电。左手拿带电的管靠近（但不接触）验电器，发现验电器的金属箔片张开，然后用右指接触验电器上端的金属圆球，发现箔片闭合。以下对此实验的说法中正确的是（　　） A．发现验电器箔片张开，是因为此时箔片带负电，但验电器整体仍是电中性的 B．右指接触验电器时电子从验电器流向手指 C．如果松开右手，再撤去管，验电器的箔片又会张开，验电器整体带负电 D．如果松开右手，再撤去管，验电器的箔片依然闭合 【答案】C 【详解】A．管因为失去电子而带正电，当其靠近验电器时，那么验电器的金属球会带负电，则箔片带正电，故A错误； B．因管带正，验电器的金属球感应出负电荷，相应的金属箔会出现剩余正电荷，手指接触验电器，使得验电器接地，中和金属箔上剩余的正电荷，使金属箔不带电，所以右指接触验电器时，是电子从手指流向验电器，故B错误； C D．由于手指接触验电器时，电子从手指流向验电器，验电器整体带负电，此时松开右手，再撤去管，因验电器整体带负电，验电器的箔片仍会张开，故C正确，D错误。 故选C。 7．一个正电荷q周围有3种形状各异的金属导电体A、B、C．在电荷q周围形成如图所示的电场分布，P为导体A表面上的点，Q为导体B内距离q为L的点，图中虚线为一电荷只在电场力作用下的运动轨迹，a、b为运动轨迹上的两点，则（　　） A．运动电荷带正电 B．运动电荷在a点加速度比b点小 C．P点的电场方向垂直于导体的表面 D．导体B上的感应电荷在Q点形成的场强大小为 【答案】C 【详解】A．曲线运动中，质点受力方向指向曲线的内侧，由图可见受力方向与场强方向相反，故运动电荷带负电，A错误； B．由于a点的电场线比b点的电场线密集，电场强度较大，运动电荷在a点受到的电场力大于b点的电场力，故a点的加速度大于b点的加速度，B错误； C．金属导电体A处于静电平衡，金属导电体A是一个等势体，表面的电场方向垂直表面，故P点的电场方向垂直于导体的表面，C正确； D．静电平衡时，导体内部的合场强为零，故所有的感应电荷在点Q形成的场强大小与点电荷q在该点的电场强度大小相等，方向相反，即所有的感应电荷在点形成的场强大小为，而不仅仅是B上面的感应电荷形成的场强，D错误。 故选C。 8．如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过绝缘细绳跨过光滑的定滑轮与带正电小球M连接，定滑轮左侧连接物块的一段细绳与斜面平行，带负电的小球N用绝缘细线悬挂于P点。设两带电小球在缓慢漏电的过程中，两球心始终处于同一水平面上，并且b、c都处于静止状态，下列说法中正确的是（　　） A．地面对c的支持力不变 B．b对斜面的摩擦力可能变大 C．绝缘细绳对M的拉力变小 D．地面对c的摩擦力一定变大 【答案】BC 【详解】BC．当两带电小球在缓慢漏电的过程中，依据库仑定律，两小球受到的库仑力都减小，细线与竖直方向的夹角减小，结合平衡条件可知 绳子对M的拉力减小，因此绳子对b的拉力也减小，若b相对c有上滑的趋势，那么其受到摩擦力会减小，若b相对c有下滑的趋势，那么其受到摩擦力会增大，由牛顿第三定律可知，b对斜面的摩擦力可能变大，故BC正确； AD．对bc整体，因绳子对整体的拉力减小，依据平衡条件，则地面对整体的支持力增大，而地面对整体向左的静摩擦力会减小，故AD错误； 故选BC。 9．电场线能直观地反映电场的分布情况。如图甲是等量异号点电荷形成电场的电场线，图乙是电场中的一些点；O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D是两电荷连线上关于O对称的两组点，则（    ） A．A、D两点电场强度相同 B．E、F两点电场强度不同 C．B、O、C三点中，O点电场强度最大 D．电子从E点向O点运动过程，加速度逐渐增大 【答案】AD 【详解】A．根据对称性可知，A、D两点处电场线疏密程度相同，则A、D两点电场强度大小相等，由题图甲看出，A、D两点电场强度方向相同，故A正确； B．等量异号点电荷连线的中垂线是一条等势线， 电场强度方向与等势线垂直，因此E、 F两点电场强度方向相同，由于E、 F是连线中垂线上关于O对称的两点，则其电场强度大小也相等，故B错误； C．由题图甲看出，B、O、C三点比较，O点处的电场线最稀疏，电场强度最小，故C错误； D．O点处场强大于E点处场强，电子从E点向O点运动过程，加速度逐渐增大，故D正确。 故选AD。 10．真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2m和0.7m。在A点放一个带正电的试探电荷，在B点放一个带负电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同，电场力的大小F跟试探电荷电量q的关系分别如图中直线a、b所示。下列说法中正确的是（　　） A．点电荷Q是负电荷 B．点电荷Q的位置坐标为0.3m C．B点的电场强度的大小为0.25N/C D．A点的电场强度的方向沿x轴负方向 【答案】AB 【详解】C．由图可知，B点的电场强度大小为 故C错误； D．在A点放一个带正电的试探电荷，根据题意可知试探电荷受到电场力的方向跟x轴正方向相同，所以A点的电场强度的方向沿x轴正方向，故D错误； A．放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同，而正电荷所受电场力与电场强度方向相同，负电荷所受电场力与电场强度方向相反，若点电荷在A的左侧或在B的右侧，正负电荷所受电场力方向不可能相同，所以点电荷Q应位于A、B两点之间，根据正负电荷所受电场力的方向，知该点电荷Q带负电，故A正确； B．由图可知，A点的电场强度大小为 设点电荷Q的坐标为x，则有 ， 则有 解得 故B正确。 故选AB。 第Ⅱ卷 非选择题 2、 实验题：本题共2小题，共16分。 11．油滴实验 (1)美国物理学家密立根于1910年利用如图所示的实验装置， ①（多选）若要测出该油滴的电荷量，则需要测出的物理量是______（已知重力加速度为g） A．油滴的质量m        B．两板的长度L         C．两板间的电压U        D．两板间的距离d ②若某次实验中，一质量为m的油滴，在两金属板之间恰好处于平衡状态。则油滴所带电荷量______（用①中所选择的物理量表，已知当地的重力加速度为g） ③对于质量为m的油滴，如果改变它所带的电荷量q的大小，则能够使油滴达到平衡的电压必须是某些特定值，研究这些电压变化的规律可发现它们都满足方程：，式中n=1，2，3…，为特定数值，此结果说明了什么？答______ (2)实验中要设法使带负电的油滴悬浮在电场之中。若在实验中观察到某一个带负电的油滴向下加速运动。在该油滴向下运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电势能在增大 B．机械能守恒 C．重力势能和电势能在减小 D．油滴所受电场力方向向下 【答案】(1) ACD 带电体所带电荷量均为元电荷的整数倍 (2)A（每空2分） 【详解】（1）[1]油滴悬浮，根据平衡条件有 解得 可知，若要测出该油滴的电荷量，则需要测出的物理量是油滴的质量、两板间的间距与两板间的电压。 故选ACD。 [2]一质量为m的油滴，在两金属板之间恰好处于平衡状态，结合上述可知，油滴所带电荷量 [3]由于带电体的电荷量等于元电荷的整数倍，则有 （n=1，2，3…） 结合上述有 （n=1，2，3…） 若油滴的电荷量恰好等于元电荷，则有 解得 （n=1，2，3…） 此结果说明了带电体所带电荷量均为元电荷的整数倍。 （2）D．带负电的油滴悬浮在电场之中，重力方向竖直向下，根据平衡条件可知，电场力方向竖直向上，故D错误； A．结合上述可知，当油滴向下加速运动时，电场力做负功，电势能增大，故A正确； BC．由于重力做正功，重力势能减小，结合上述可知，电势能增大，则机械能减小，故BC错误。 故选A。 12．美国科学家密立根通过油滴实验，首次测量了最小电荷量，并获得了 1923 年的诺贝尔奖。他设计的实验装置如图，用喷雾器向一个透明的圆柱形容器里喷入带电油滴，油液被喷射撕裂成油滴时，一般都是带负电的。将容器中 A、B 板接入电路。我们可以通过改变极板间的电压来控制油滴的运动，假设极板间为匀强电场。 （1）在虚框内画出控制电路图，可用的器材有：滑动变阻器、电压表；并标出直流电源的正负极。________ （2）调节电压，使油滴处于悬浮状态。两极板电压为 U，极板间距为d，设油滴质量为m，带电量为q，。请画出油滴的受力分析图________，并写出平衡方程。________ （3）由此可知，为测得电荷量q，需要测量油滴质量m。因m很小，需用如下方法测定：两极板不加电压，若油滴在下落时只受到重力和空气阻力，空气阻力与下落速度成正比。请定性分析油滴由静止开始下落过程中的运动情况。________ 【答案】 运动过程中速度增大，阻力增大，加速度减小，逐渐趋近于匀速运动 （每空2分） 【详解】（1）[1]电路图如图所示 （2）[2][3]受力分析如图所示 根据受力平衡可得 （3）[4]受力分析如图所示 运动过程中速度增大，阻力增大，加速度减小，逐渐趋近于匀速运动。 三、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（9分）物理实验课上，老师布置了一个探究带电体在电场中平衡的实践任务。同学们使用了一个由竖直平行金属板构成的装置（如图示），左板连接正极，右板连接负极，形成匀强电场。装置中央悬挂了一个质量m为4.5克的小球，轻质绝缘绳长为2.0米。当小球带电后，因电场力作用，绳子偏离竖直方向，通过刻度尺可以测量偏离距离，请完成以下分析： (1)观察发现小球向左板方向偏移，请判断小球带正电还是负电？ (2)若小球所带的电荷量为，偏离竖直方向的角度为θ，推导平行板间电场强度的表达式（选用m、g、、θ等字母表示即可） (3)若实验测得小球偏离竖直位置的偏离距离为2.0 cm，平行板间的场强为 N/C，计算小球的电荷量。 【答案】(1)小球带负电 (2) (3) 【详解】（1）带电小球平衡分析，小球受向左的电场力，又因为电场方向向右， 故小球带负电。 （2）由平衡条件：（2分） 得电场强度表达式：（2分） （3）偏离距离d=0.02m，绳长l=2m，绳子与竖直方向夹角的正切值（2分） 由 得（3分） 14．（10分）如图所示，质量均为m、带同种正电荷的小球A、B用长均为L的a、b绝缘细线悬挂，两球处于静止状态，已知细线b的拉力与细线a的拉力大小相等，小球A、B的带电量也相等，重力加速度为g，静电力常量为k，不计小球大小，求： (1)小球A的带电量； (2)若给小球A施加一个水平向左的拉力，同时给小球B一个水平向右的拉力，两力始终等大反向，让两力同时从0开始缓慢增大，当细线b与竖直方向的夹角为53°时，作用于小球B上的拉力多大？ 【答案】(1) (2) 【详解】设绳上的拉力大小为T，则对小球A、B整体，根据力的平衡条件有 （2分） 设两小球带电量都为，对小球B，根据力的平衡条件有 （2分） 解得 （2分） （2）小球B受重力、细线b的拉力、斥力和水平向右的拉力，处于平衡状态，当细线b与竖直方向的夹角为53°时，根据平衡条件，水平拉力大小为 （4分） 15．（19分）如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.2kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点，A上带有的正电荷，两线夹角为120°，左右两线上的拉力大小分别为和，A的正下方处有一个与A带等量异种电荷的小球B固定在绝缘支架上．已知重力加速度取，静电力常量，A、B球可视为点电荷．则： (1)两线上的拉力大小分别为多少? (2)若将小球B和绝缘支架一起水平右移，使M、A、B在同一直线上，此时两线上的拉力大小又分别为多少? 【答案】（1）两绳子拉力均为5.6N （2）AM绳拉力F1=2.9N，AN绳拉力F2=2N 【详解】（1）对A小球受绳的拉力F1、F2，重力mg，库仑力F库，如图 由平衡条件可知 水平方向 （2分） 竖直方向 （2分） 又因为 （2分） 解得 （4分） （2）若将小球B和绝缘支架一起水平右移，使M、A、B在同一直线上，受力如图 几何关系可知，移动后AB间距 d=0．6m（1分） 由A球受力平衡，可得水平方向 （2分） 竖直方向 （2分） 又因为 （2分） 联立以上，解得 （2分） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 2025-2026学年高二年级必修三物理单元检测卷 第九章·素养提升 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 1． 选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．某同学采用如图装置做静电感应的实验：在绝缘支架上的金属导体M和金属导体N按图中方向接触放置，原先M、N都不带电，先让开关S1、S2均断开，现在将一个带正电小球P放置在M左侧，则下列说法正确的是（　　） A．若开关S1、S2均断开，导体M左端带正电，导体N右端带负电 B．若开关S1、S2均闭合，则导体M和导体N均不带电 C．若只闭合开关S1，接着将MN分开，再移走带电小球，则导体N不带电 D．若只闭合开关S2，接着移走带电小球，最后将MN分开，则导体M带负电 2．如图所示，光滑绝缘水平面上有三个质量均为m的带电小球，A、B球带负电，电荷量均为2q。有一水平拉力F作用在C球上，如果三个小球能够保持边长为r的正三角形“队形”一起沿拉力F方向做匀加速直线运动，静电力常量为k，则下列说法正确的是（　　） A．A、B之间的库仑力为 B．A、B之间的库仑力为 C．C球带正电，且电荷量为2q D．C球带正电，且电荷量为q 3．如图，真空中三个点电荷A、B、C，可以自由移动，依次排列在同一直线上，都处于平衡状态，若三个电荷的带电量、电性及相互距离都未知，但AB>BC，则根据平衡条件可断定（　　） A．A、B、C都带正电 B．A、C带正电荷，B带负荷 C． D． 4．均匀带电薄板水平放置，以板的几何中心点为坐标原点在竖直面内建立直角坐标系，、、、四个点的坐标如图所示。在点固定一个电荷量为的点电荷，使得点的电场强度恰好为零。则（    ） A．薄板带负电 B．点电场强度的方向沿轴正方向 C．点电场强度的大小为 D．点电场强度的大小为 5．如图所示，在水平向右、电场强度大小为E的匀强电场中，在O点固定一电荷量为Q的正电荷，A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直。已知静电力常量为k，则（　　） A．A、C两点的电场强度相同 B．B点的电场强度大小为 C．D点的电场强度大小不可能为0 D．A点的电场强度大小为 6．如图所示，小刘同学利用验电器做静电感应实验。她先用包装用的气泡膜和管摩擦，使管因为失去电子而带电。左手拿带电的管靠近（但不接触）验电器，发现验电器的金属箔片张开，然后用右指接触验电器上端的金属圆球，发现箔片闭合。以下对此实验的说法中正确的是（　　） A．发现验电器箔片张开，是因为此时箔片带负电，但验电器整体仍是电中性的 B．右指接触验电器时电子从验电器流向手指 C．如果松开右手，再撤去管，验电器的箔片又会张开，验电器整体带负电 D．如果松开右手，再撤去管，验电器的箔片依然闭合 7．一个正电荷q周围有3种形状各异的金属导电体A、B、C．在电荷q周围形成如图所示的电场分布，P为导体A表面上的点，Q为导体B内距离q为L的点，图中虚线为一电荷只在电场力作用下的运动轨迹，a、b为运动轨迹上的两点，则（　　） A．运动电荷带正电 B．运动电荷在a点加速度比b点小 C．P点的电场方向垂直于导体的表面 D．导体B上的感应电荷在Q点形成的场强大小为 8．如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过绝缘细绳跨过光滑的定滑轮与带正电小球M连接，定滑轮左侧连接物块的一段细绳与斜面平行，带负电的小球N用绝缘细线悬挂于P点。设两带电小球在缓慢漏电的过程中，两球心始终处于同一水平面上，并且b、c都处于静止状态，下列说法中正确的是（　　） A．地面对c的支持力不变 B．b对斜面的摩擦力可能变大 C．绝缘细绳对M的拉力变小 D．地面对c的摩擦力一定变大 9．电场线能直观地反映电场的分布情况。如图甲是等量异号点电荷形成电场的电场线，图乙是电场中的一些点；O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D是两电荷连线上关于O对称的两组点，则（    ） A．A、D两点电场强度相同 B．E、F两点电场强度不同 C．B、O、C三点中，O点电场强度最大 D．电子从E点向O点运动过程，加速度逐渐增大 10．真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2m和0.7m。在A点放一个带正电的试探电荷，在B点放一个带负电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同，电场力的大小F跟试探电荷电量q的关系分别如图中直线a、b所示。下列说法中正确的是（　　） A．点电荷Q是负电荷 B．点电荷Q的位置坐标为0.3m C．B点的电场强度的大小为0.25N/C D．A点的电场强度的方向沿x轴负方向 第Ⅱ卷 非选择题 2、 实验题：本题共2小题，共16分。 11．油滴实验 (1)美国物理学家密立根于1910年利用如图所示的实验装置， ①（多选）若要测出该油滴的电荷量，则需要测出的物理量是 （已知重力加速度为g） A．油滴的质量m        B．两板的长度L         C．两板间的电压U        D．两板间的距离d ②若某次实验中，一质量为m的油滴，在两金属板之间恰好处于平衡状态。则油滴所带电荷量 （用①中所选择的物理量表，已知当地的重力加速度为g） ③对于质量为m的油滴，如果改变它所带的电荷量q的大小，则能够使油滴达到平衡的电压必须是某些特定值，研究这些电压变化的规律可发现它们都满足方程：，式中n=1，2，3…，为特定数值，此结果说明了什么？答 (2)实验中要设法使带负电的油滴悬浮在电场之中。若在实验中观察到某一个带负电的油滴向下加速运动。在该油滴向下运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电势能在增大 B．机械能守恒 C．重力势能和电势能在减小 D．油滴所受电场力方向向下 12．美国科学家密立根通过油滴实验，首次测量了最小电荷量，并获得了 1923 年的诺贝尔奖。他设计的实验装置如图，用喷雾器向一个透明的圆柱形容器里喷入带电油滴，油液被喷射撕裂成油滴时，一般都是带负电的。将容器中 A、B 板接入电路。我们可以通过改变极板间的电压来控制油滴的运动，假设极板间为匀强电场。 （1）在虚框内画出控制电路图，可用的器材有：滑动变阻器、电压表；并标出直流电源的正负极。 （2）调节电压，使油滴处于悬浮状态。两极板电压为 U，极板间距为d，设油滴质量为m，带电量为q，。请画出油滴的受力分析图 ，并写出平衡方程。 （3）由此可知，为测得电荷量q，需要测量油滴质量m。因m很小，需用如下方法测定：两极板不加电压，若油滴在下落时只受到重力和空气阻力，空气阻力与下落速度成正比。请定性分析油滴由静止开始下落过程中的运动情况。 三、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（9分）物理实验课上，老师布置了一个探究带电体在电场中平衡的实践任务。同学们使用了一个由竖直平行金属板构成的装置（如图示），左板连接正极，右板连接负极，形成匀强电场。装置中央悬挂了一个质量m为4.5克的小球，轻质绝缘绳长为2.0米。当小球带电后，因电场力作用，绳子偏离竖直方向，通过刻度尺可以测量偏离距离，请完成以下分析： (1)观察发现小球向左板方向偏移，请判断小球带正电还是负电？ (2)若小球所带的电荷量为，偏离竖直方向的角度为θ，推导平行板间电场强度的表达式（选用m、g、、θ等字母表示即可） (3)若实验测得小球偏离竖直位置的偏离距离为2.0 cm，平行板间的场强为 N/C，计算小球的电荷量。 14．（10分）如图所示，质量均为m、带同种正电荷的小球A、B用长均为L的a、b绝缘细线悬挂，两球处于静止状态，已知细线b的拉力与细线a的拉力大小相等，小球A、B的带电量也相等，重力加速度为g，静电力常量为k，不计小球大小，求： (1)小球A的带电量； (2)若给小球A施加一个水平向左的拉力，同时给小球B一个水平向右的拉力，两力始终等大反向，让两力同时从0开始缓慢增大，当细线b与竖直方向的夹角为53°时，作用于小球B上的拉力多大？ 15．（19分）如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.2kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点，A上带有的正电荷，两线夹角为120°，左右两线上的拉力大小分别为和，A的正下方处有一个与A带等量异种电荷的小球B固定在绝缘支架上．已知重力加速度取，静电力常量，A、B球可视为点电荷．则： (1)两线上的拉力大小分别为多少? (2)若将小球B和绝缘支架一起水平右移，使M、A、B在同一直线上，此时两线上的拉力大小又分别为多少? 试题 第7页（共8页） 试题 第8页（共8页） 试题 第5页（共8页） 试题 第6页（共8页） 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025-2026学年高二年级必修三物理单元检测卷 第九章·素养提升 一、选择题：本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C A D C D C C BC AD AB 二、实验题：本题共2小题，共16分。 11．(1) ACD 带电体所带电荷量均为元电荷的整数倍 (2)A（每空2分） 12． 运动过程中速度增大，阻力增大，加速度减小，逐渐趋近于匀速运动 （每空2分） 三、计算题：本题共4小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（9分）（1）带电小球平衡分析，小球受向左的电场力，又因为电场方向向右， 故小球带负电。 （2）由平衡条件：（2分） 得电场强度表达式：（2分） （3）偏离距离d=0.02m，绳长l=2m，绳子与竖直方向夹角的正切值（2分） 由 得（3分） 14．（10分）（1）设绳上的拉力大小为T，则对小球A、B整体，根据力的平衡条件有 （2分） 设两小球带电量都为，对小球B，根据力的平衡条件有 （2分） 解得 （2分） （2）小球B受重力、细线b的拉力、斥力和水平向右的拉力，处于平衡状态，当细线b与竖直方向的夹角为53°时，根据平衡条件，水平拉力大小为 （4分） 15．（19分）（1）对A小球受绳的拉力F1、F2，重力mg，库仑力F库，如图 由平衡条件可知 水平方向 （2分） 竖直方向 （2分） 又因为 （2分） 解得 （4分） （2）若将小球B和绝缘支架一起水平右移，使M、A、B在同一直线上，受力如图 几何关系可知，移动后AB间距 d=0．6m（1分） 由A球受力平衡，可得水平方向 （2分） 竖直方向 （2分） 又因为 （2分） 联立以上，解得 （2分） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$