第九章 静电场及其应用 真题演练-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版2019）

第九章 真题演练 黑题 真题体验 限时：35min 考点1库仑定律 B.P的质量一定大于Q的质量 1.(全国I卷)如图，三个固定的带电小球a、b C.P的电荷量一定小于Q的电荷量 和c,相互间的距离分别为ab=5cm,bc= D.P的电荷量一定大于Q的电荷量 3cm,ca=4cm.小球c所受库仑力的合力的方4.（浙江高考）如图所示，在倾角为a的光滑绝 向平行于a、b的连线.设小球a、b所带电荷量 缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根 的比值的绝对值为ko,则 劲度系数为k。的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端 Aa,6的电荷同号，。=16 与A球连接.A、B、C三小球的质量均为M, 94=9o>0,9a=-g0,当系统处于静止状态时， 16 B.ab的电荷异号，k。= 三小球等间距排列.已知静电力常量为k,则 C.a、b的电荷同号，k。= 64 7 4 A.9c=790 D.a、b的电荷异号，k。= 64 7 B.弹簧伸长量为gsin a 考点2静电力平衡 ko 2.(2023·海南高考)如图所示，一光滑绝缘轨 C.A球受到的库仑力大小为2Mg 道水平放置，直径上有A、B两点，AO=2cm, 0B=4cm,在AB固定两个带电量分别为Q1、 D.相邻两小球间距为90，Mg 3k Q,的正电荷，现有一个带正电小球静置于轨 考点3电场强度的叠加 道内侧P点（小球可视为点电荷），已知AP: 5.(2024·河北高考)如图，真 BP=n:1,则Q1:Q2是 空中有两个电荷量均为9 A.2n2:1 (g>0)的点电荷，分别固定 B.4n2:1 在正三角形ABC的顶点B、B99C C.2n3:1 A 0 C,M为三角形ABC的中心，沿AM的中垂线 D.4n3:1 对称放置一根与三角形共面的均匀带电细杆， 3.(2024·新课标卷)如图，两 0 根不可伸长的等长绝缘细 电荷量为号已知正三角形ABC的边长为a,M 绳的上端均系在天花板的O 点的电场强度为0，静电力常量为k.顶点A处 点上，下端分别系有均带正 的电场强度大小为 ( 电荷的小球P、Q;小球处在某一方向水平向右 23 A. 3 (6+3) B. 的匀强电场中，平衡时两细绳与竖直方向的夹 d 角大小相等.则 ( ) C.1 D. A.两绳中的张力大小一定相等 (3+3) 第九章黑白题017 6.(2024·贵州高考)如图， A、B、C三个点位于以0为 A.正电荷，q= Q△L B.正电荷，q= 3QAL TR TR 圆心的圆上，直径AB与弦 C.负电荷，9= 2Q△L D.负电荷，9= 2/30AL BC间的夹角为30°.A、B TR TR 两点分别放有电荷量大小为949的点电荷 考点4带电物体在电场中的运动 时，C点的电场强度方向恰好沿圆的切线方 9.(2023·全国甲卷)在一些电子显示设备中， 向，则“等于 让阴极发射的电子束通过适当的非匀强电 场，可以使发散的电子束聚集.下列4幅图中 A号 B③ C.3 D.2 带箭头的实线表示电场线，如果用虚线表示 3 7.(2023·湖南高考)如图，真空中有三个点电 电子可能的运动轨迹，其中正确的是（) 荷固定在同一直线上，电荷量分别为Q1、Q和 Q,P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直 线的夹角分别为90°、60°和30°，若P点处的 电场强度为零，9>0，则三个点电荷的电荷量 可能为 考点5静电屏蔽 b60 10.(山东高考)如图，半径为R的 均匀带正电薄球壳，其上有一小 A.Q=q.Q2=2q.Q3=q 孔A.已知壳内的场强处处为0： 43 B.0=-9,0,=-39,0,=-4q 壳外空间的电场与将球壳上的全部电荷集中 C.Q1=-9,Q2=√2q,Q3=-q 于球心0时在壳外产生的电场一样一带正 n%.0=4.8=4 电的试探电荷（不计重力）从球心以初动能 Eo沿OA方向射出.下列关于试探电荷的动 8.(2022·山东高考)半径为R的绝缘细圆环固 能E,与离开球心的距离r的关系图像，可能 定在图示位置，圆心位于0点，环上均匀分布 正确的是 着电量为Q的正电荷.点A、B、C将圆环三 等分，取走A、B处两段弧长均为△L的小圆弧 上的电荷将一点电荷g置于OC延长线上距 O点为2R的D点，O点的电场强度刚好为零 圆环上剩余电荷分布不变，9为 必修第三册：RJ黑白题018直于OP.水平向右，从P到0电场强度大小逐渐变大.小球 受到的电场力逐渐增大，故A错误：B.水平方向上，小球处 于平衡态，所以小球受到杆的弹力大小与电场力大小相等， 则E网=F、,由滑动摩擦力公式f=uF、,从P到O电场强度大 小逐渐变大，故小球受到的摩擦力「逐渐变大，故B错误： C.竖直方向上由牛顿第二定律得mg-∫=m,因为∫增大，加 速度可能一直减小，也可能先诚小再反向变大，故C错误； D.小球的加速度如果一直减小，则小球的速度一直增大，动 能也会一直变大：若小球的加速度先减小再反向变大，则小 球的速度先变大再变小，那么小球的动能也是先变大再变 小，故D正确.故选D. 7.D解析：AC.由于两试探电荷所受静电力的方向均与x 轴正方向相同，所以A点电场强度方向沿x轴正方向，B点 电场强度方向沿x轴负方向，由此可知，点电荷Q应位于AB 间，且应为负电荷，故AC错误；B,由图像可知E。上 3 O.T N/C-30 N/C.E=F a3c=0 F。I VC,所以59 -042,E=k0 故B错误；D.根据E=k,0 (Q8-)2,解得x= 0.5m,故D正确.故选D 8.(1)2mgRg 2 3m(2)3mg69 解析：(1)对A受力分析，受重力mg、圆环弹力F4、库仑力 F4,如图所示 B 452% m 由正弦定理可得mg sin 45sin 30 （2R,解得g=2mg代 又Fa4=k四& 对B受力分析，受重力mwg、圆环弹力Fm,库仑力F,由正 弦定理可得mg。Fa sin 45 sin 60' 5 又F=Fm,解得mnF3m (2)A,B两球处于同一水平线上时，对B受力分析，受重 力mg、圆环弹力N,库仑力F,如图所示 0 -.00 根据受力平衡可得，A、B两球间的库仑力大小为F= mng tan 60-3 mg, 必修第三册·RJ A,B间的距离为儿又F=学解得， 69 9.(1)20 2L2 (2)a=240 2mL2 ,方向竖直向上(3)2 % (4)见解析 解析：()正，负点电荷在A点产生的场强E。=k,9 (2L) 、 正，由电场的叠加原理知，A点的电场强度的大小E: v2。=20 2L2 (2)A,B两点在电场中对称，场强大小相等，由牛顿第二定 雅m65,解得a2g,方向竖直向上 (3)A、B,0三点在等量异种点电荷中垂线上，电势相等.小 物块从A到B过程中，设克服阻力做功W,由动能定理 得2meL-男=0-子m.小物块从A到0过程中m1 -解得受 1 (4)在B点速度减为0，说明>mg.根据对称性可知，在A点 mg,所以从A到B过程中mg,合力始终向上.从A到 0,电场力逐渐增大，所以摩擦力逐渐增大，加速度增大，合 力向上，速度减小：从O到B,电场力逐渐减小，摩擦力逐渐 诚小，加速度减小，合力向上，速度减小，所以整个过程加速 度先增大后减小，速度一直在减小 第九章真题演练 黑题度题体验 1.D解析：对小球c所受库仑力分析，画出a对c的库仑力和 b对c的库仑力，若a对c的库仑力为排斥力，a,c的电荷 同号，则b对e的库仑力为吸引力，b,c电荷为异号，4，b电荷 为异号：若a对c的库仑力为引力，a,c的电荷异号，则b对c 的库仑力为斥力，b,c电荷为同号，a,b电荷为异号.设ac与 山的夹角为8，利用平行四边形定则和几何关系，库仑定律 lo s tan 0=3 可得，=R=受 4,tan 0=. ,a,b电荷 量的比值，=号，联立解得6=分选项D正确， 64 2.C解析：对小球受力分析如图所示，由正弦定理有 sin∠CPm°in∠Cip其中∠CPH=∠OpB,∠CHP= F AP AO ∠HPD=∠APO,在△APO中有 in(T-∠POB)sin∠APO1 2B2m中=t票=联 BP BO 同理有 立有Q,:Q2=2n3:1,故选C. H 0 黑白题08 3.B解析：由题意可知设Q和P两球之间的库仑力为F,绳子： 强度的叠加法则可知，P点的场强不可能为零，AB错误： 的拉力分别为T,T2,质量分别为m1、m2:与竖直方向夹角 C.设P,Q,间的距离为r,则Q,、Q在P点产生的合场强大小 为0，对于小球Q有9，E+T,sin0=F,T,cos0=m,g:对于小球 -E P有gE+F=T2sin6,T2cos0=m2g,联立有g,E=F-T,sin> E满足关系cs120°= 一，解得E= m->0,所以可得T>T,又因为行= 2. 4r" 知m>m,即P的质量一定大于Q的质量：两小球的电荷量 则无法判断.故选B. 21,面Q产生的场强大小为E,=32,则P点的场强 421 4.A解析：三小球间距r均相等，对C球受力分析可知C球 不可能为零，C错误：D.设P,Q,闻的距离为r,则Q,、Q,在P 带正电，根据平衡条件：Mgsin+k9n9= 09.对B小球 (2)363 点产生的合场强大小￡满足关系c0s120°= -E 受力分析，根据平衡条件：Mgsin a+k9o9c= 2=k两式联立解 2.7 ,解得5=3而Q产生的场强大小 得：ge=号=97na放A正确.D错误：对AB,C 3k 4r 三小球整体受力分析，根据平衡条件：3 Mgsin《=kx.弹簧伸 4,则P点的场强可能为零，D正确故选D, 为E2 长量：x=3Wgsa,故B错误：对A球受力分析，根据平衡条 8.C 解析：取走A,B处两段弧长均为△L的小圆弧上的电荷， 根据对称性可知，圆环在)点产生的电场强度为与A在同 件：Mgsin a+F=kox,解得A球受到的库仑力为：F= 一直径上的A,和与B在同一直径上的B,产生的电场强度的 21 gsin o.故C错误.故选A 矢量和，如图所示，因为两段弧长非常小，故可看成点电荷。 5.D解析：B点、C点的电荷在M的场强的合场强为E= Q△L 2 s600=3恤，因M点的合场强为零，因此带电细 则有E,=k 2TR 2行，由图可知.两场强的夹角为120°。 杆在M点的场强E,=E,由对称性可知带电细杆在A点的场 则两者的合场强为￡=E,=k OAL ,根据0点的合场强为0， 2TR 强为E,=Ew=E,方向竖直向上，因此A点合场强为E在= E+2号=30-号3+3).放选D 到放在D点的点电荷带负电，大小为E=E三k,。,根据 6.B解析：根据题意可知，两电荷为异种电荷，假设q,为正电 产(2R联立解得=20故选C E0=k9 TR 荷，4。为负电荷，两电荷在C点的场强如下图，设圆的半径 为r,根据几何知识可得rc=r,rc=3r,an60°= 有 =,联立解得5 93,放选B 9.A解析：电予在电场中只受电场力，电场力沿电场线的切 线方向，与电场线方向相反，指向电子运动轨迹的四侧.电子 做曲线运动过程中力的方向与轨迹切线不平行.A选项电子 30 各处的运动轨迹和受的电场力相符合，故A正确.故选A 10.A解析：由于在球壳内场强处处为0，因此从0向A运动 、 心.30上B 的过程中电荷不受电场力，做匀速直线运动，动能不发生变 0 化.图像为一条水平直线，C、D错误：通过A点后，电荷做 加速运动，但场强逐渐减小，通过相同的位移，电场力做 功逐渐减小，根据动能定理，试探电荷的动能的增量逐渐减 7.D解析：AB.选项AB的电荷均为正和均为负，则根据电场 小，即图像的斜率逐渐减小，A正确，B错误。 第十章 静电场中的能量 第1节电势能和电势 力做功的大小相同，故A正确，不符合题意：B.沿着电场线 电势降低，则B点电势低于A点电势，负电荷在B点的电势 白题 础过关 能一定比在A点的电势能大，故B错误符合题意：C.B点 1.B解析：根据W=可知，因为电场力做功只与初、末位置 电势低于A点电势，正电荷从A运动到B,静电力对正电荷 有关，而与电荷运动路径无关，敌沿三条路径将点电荷由A 做正功：负电荷从A运动到B,静电力对负电荷做负功.故 移动到D的过程中，做功相等，即W,=那2=W故选B. C正确，不符合题意：D.无论是正电荷还是负电荷，电场力 2.B解析：A.静电力做功与电荷运动路径无关，只与初、末位 做负功时其电势能一定增加，故D正确，不符合题意.枚 置有关，电荷从电场中的A点运动到B点，路径不同，静电 选B. 参考答案与解析黑白题09