第9章 静电场及其应用学业质量达标卷-【志鸿优化训练】2025-2026学年高中物理必修第三册(人教版)

第九章学 (用时：75 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分， 共28分。在每小题给出的四个选项中， 只有一项是符合题目要求的) 1.关于电荷间的相互作用，下列说法正确的 是( ) A.同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥 热 如 B.同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引 C.不论是同种电荷还是异种电荷，都相互 吸引 D.不论是同种电荷还是异种电荷，都相互 排斥 2.关于点电荷，下列说法正确的是() A.只有体积很小的带电体才能看成是点 坦 电荷 B.体积较大的带电体一定不能看成是点 电荷 C.两个带电体的大小、形状、电荷分布对它 们之间的相互作用力的影响可忽略时， 它们均可看成点电荷 p 州 D.当带电体带电量很少时，可看成点电荷 吸。 3.如图所示，橡胶板置于绝缘水平桌面上，某 同学戴着绝缘手套先用毛皮摩擦橡胶板， 和 然后手握绝缘手柄将撒有细纸屑的铝板 (初始不带电)靠近橡胶板但始终未接触橡 胶板，可以看到部分细纸屑从铝板上飞溅 出来。下列说法正确的是( 绝缘手柄 S 铝板 工 橡胶板 A.铝板靠近橡胶板的过程中，铝板下表面 带负电 2 业质量达标卷 6.如图所示，两固定斜面OM粗糙、ON光 钟满分：100分) 滑，两物块a,b通过铰链与轻杆相连，a不 带电，b带正电，且都静止于斜面上，杆垂 B.铝板靠近橡胶板的过程中，部分细纸屑 直于OM。当在整个空间加竖直向下的 相互排斥从而飞溅出来 匀强电场时( C.铝板和细纸屑构成的系统在该过程中带 轻杆 正电 D.若在铝板靠近橡胶板时用另一只手触摸 60° 60° 77777 7777 一下铝板后撤离，铝板将带负电 4.如图，将原来不带电与大地绝缘的导体静 A.a向上滑动 置于带正电的点电荷Q所形成的电场中， B.b仍静止 A、B两点在其表面，C点在其内部，达到静 C.a与OM间的摩擦力增大 电平衡时，以下正确的是( D.b沿斜面向下运动 7.如图所示，绝缘的斜劈M静止在粗糙水平 的地面上，带正电的滑块m在平行斜面向 下的匀强电场中恰沿斜面匀速下滑。下列 A.A点一侧表面带正电 说法正确的是( B.感应电荷在C点产生的电场为零 C.感应电荷在C点产生的场强大小等于 M 点电荷在C点产生场强的大小 E 7777777777777977 D.若用手触摸一下导体，放手后导体将不 A.地面对斜劈有摩擦力作用且方向水平 带电 向左 5.如图所示，在平面直角坐标系Oxy中，各 B.地面和斜劈之间没有摩擦力作用 个是圆环大小相同，所带电荷量均为十q, C.若场强E逐渐增大，地面对斜劈的摩擦 力也增大 且电荷均匀分布，各个}圆环间彼此绝缘。 D.地面对斜劈的支持力等于斜劈和滑块的 重力之和 则坐标原点O处的电场强度最大的是( 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分， 共18分。在每小题给出的四个选项中， 有多项符合题目要求。全部选对的得6 分，选对但不全的得3分，有选错的得 0分) 8.关于电场，下列说法正确的是() A.只要有电荷存在，电荷周围就一定存在 着电场 2 B.电场不是由分子、原子组成的，它是一种客观 存在的特殊物质 C.电荷之间的相互作用是通过电场产生的 D.电场只能存在于真空中和空气中，不可能存 在于物体中 9.有A、B、C三个完全相同的金属球，A带1.2X 10-8C的正电荷，B、C不带电，现用相互接触的 方法使它们都带电，则A、B、C所带的电荷量可 能是( ) A.4.0×10-9C,4.0×10-9C,4.0×10-9C B.6.0×10-9C,4.0×10-9C,4.0×10-9C C.6.0×10-9C,3.0×10-9C,3.0×10-9C D.5.0×10-9C,5.0×10-9C,5.0×10-9C 10.如图所示，电力工作人员在几百万伏的高压线 上进行带电作业，电工全身穿戴带电作业用的 屏蔽服，屏蔽服是用导电金属材料与纺织纤维 混纺交织成布后再做成的服装。下列说法正 确的是( A.采用金属材料编织衣服的目的是使衣服不 易拉破 B.采用金属材料编织衣服的目的是利用静电 屏蔽 C.电工穿上屏蔽服后，体内电场强度为零 D.电工穿上屏蔽服后，体内电场强度不为零， 但很弱 三、非选择题（本题共5小题，共54分。根据要求 作答)》 11.(8分)随着力传感器的测量精度的提高，不用 “扭秤”而进行实验研究点电荷间的相互作用 力（库仑力）成为可能。如图所示是某科技实 验小组设计的研究库仑力的装置，在抽成 真空的玻璃容器A内，M、N为完全相同 的金属小球（带电后可视为点电荷），用绝 缘支柱固定带电小球M,用可调丝线悬挂 原来不带电的小球N,调控小球N的位 置，通过等距离的背景刻度线0、1、2、3、4 可准确确定小球M、N间的距离，相邻刻 度线间距离均为d,通过固定在容器顶部 并与丝线上端相连的高灵敏度拉力传感 器B可以显示丝线上的拉力，控制放电杆 可以让带电小球完全放电。实验小组完 成了以下操作： ·放电杆 丝线 2 A 绝缘支柱 09M ①在球N不带电时读出传感器示数F。; ②让球N与球M接触后，调整球N到位 置1，读出并记录传感器示数F1; ③继续调整球N分别到位置2、3、4，依次 读出传感器示数F2、F3、F4; ④用放电杆使球N完全放电，再让球N 与球M接触后，放回到位置1，读出并记 录传感器示数F; ⑤重复④的操作，依次读出并记录传感器 示数F6、F7。 (1)小球N第一次与小球M接触后调整 球N到位置1，此时小球M、N间的库仑 力大小为 (2)对于上述操作，下列说法正确的是 A.本实验采用的主要实验方法是等效替 代法 2 B.根据①②③的操作，可研究库仑力跟点 13.(8分)如图所示，一个质量m=4×10-7 电荷距离间的关系 kg的微小带电油滴在A、B两水平金属板 C.根据①②④⑤的操作，可研究库仑力跟 间静止，该油滴的电荷量是5.0×1012个 小球带电荷量间的关系 电子的电荷量，（电子电荷量e=1.6× D.要测定静电力常量，不需要准确测出 10-1C)。在不计空气阻力的情况下，求： 小球M的带电量 A l⊙ (3)实验中使用两个完全相同的金属小 B 球，其作用是 (1)带电油滴所带电荷量； 12.(12分)如图所示，水平地面上固定一竖 (2)A、B两板间电场强度大小。 直的光滑绝缘细杆，一质量为m、带电荷 量为q的圆环A套在竖直杆上，质量为 M、带电荷量为十Q的滑块B静置于水平 地面上，滑块B与地面间的动摩擦因数为 4,A、B均保持静止，且两者连线与水平地 面的夹角为0，静电力常量为k,重力加速 度为g。求： 14.(12分)半径相同的两个金属小球A、B带 有相同的电荷量，相隔一定的距离，今让 (1)圆环A所带电荷种类； 第三个半径相同的不带电金属小球C,先 (2)圆环A所受支持力和库仑力； 后与A、B接触后移开。 (3)滑块B所受摩擦力。 (1)若A、B两球带同种电荷，接触后两球 的电荷量大小之比为多大？ (2)若A、B两球带异种电荷，接触后两球 的电荷量大小之比为多大？ 53一 2 15.(14分)如图所示，真空中两个相同的小球带 有等量同种电荷，质量均为3.6g,分别用 10cm长的绝缘轻线悬挂于绝缘天花板的一 点，当平衡时B球偏离竖直方向60°，A竖直悬挂 且与绝缘墙壁接触（重力加速度为g取10m/s2, 静电力常量k=9×10N·m2/C)。求： (1)每个小球所带的电荷量： (2)竖直墙壁对A球的弹力大小； (3)两条细线的拉力大小。 些 60 OB 棉 烟 喀 ----------------------------- 54-单元测评答案与解析 第九章学业质量达标卷 1.B电荷间的相互作用规律是：同种电荷相互排斥， 异种电荷相互吸引。故选B。 2.C带电体能否看作点电荷是由研究问题的性质决 定，与自身大小形状无具体关系，体积很大的带电体 也可能看成点电荷，A、B错误；由带电体看作点电荷 的条件，当带电体的形状对它们间相互作用力的影响 可忽略时，这个带电体可看作点电荷，C正确，D错 误。故选C。 3.B用毛皮摩擦橡胶板后，橡胶板带负电，铝板靠近 橡胶板的过程中，离橡胶板较近的下表面带正电，A 错误；铝板靠近橡胶板的过程中，细纸屑相互排斥从 而飞溅出来，B正确；铝板和细纸屑构成的系统在该 过程中虽然感应起电，但电荷量的代数和仍然为0，C 错误；若在铝板靠近橡胶板时另一只手触摸一下铝 板，此时铝板上表面带的负电荷转移到人体，撤离该 手后铝板整体带正电，D错误。故选B。 4.C静电感应时，导体离场源的近端感应异种电荷， 远端感应同种电荷，A点一侧属于近端则表面带负 电，A错误；静电平衡后，感应电荷在C点产生的场 强和点电荷在C点产生场强等大反向，而C点的总 场强为零，B错误，C正确；若用手触摸一下导体，只 有导体近端带负电荷，远端在地球带正电，放手后导 体将只带负电，D错误。故选C。 5.B由于电荷均匀分布，则各4圆环上的电荷等效集 中于子圆环的中心，设子圆环在0点产生的场强大 小为E。A图中场强大小为E;B图中场强大小为 √2E;C图中场强大小为E;D图中场强大小为0。故 选B。 6.B设b的质量为m,杆对b的弹力为F,ON对b的 支持力为N6,其力的矢量图如图所示 No /N mg b 0. 777777 由几何知识可知F=N。=mg,现b受竖直向下的电 场力，杆和ON的支持力等比例增大，合力仍为零，b 仍静止，B正确，D错误；杆对a的力始终垂直斜面 —3 OM,a始终静止，摩擦力f=mag cos30°不变，A、C错 感器示数F。;小球N第一次与小球M接触后调整 误。故选B。 球N到位置1，此时传感器示数F1,则小球M、N间 7.A易知m所受电场力沿斜面向下，对m根据平衡 的库仑力大小为F。一F1,操作④⑤，保持小球间距 条件可知其一定受到沿斜面向上的滑动摩擦力，则m 离不变，每次小球N放电后再与M接触，由于两球 对M有沿斜面向下的滑动摩擦力，而该滑动摩擦力 完全相同，使小球所受电荷量依次减小到前次的一 具有水平向右的分量，再对M在水平方向上根据平 半，所以要研究库仑力跟小球带电荷量间的关系① 衡条件可知，地面对M有摩擦力作用且方向水平向 ②④⑤操作能够完成，C正确；要测定静电力常量 左，A正确，B错误；若场强E逐渐增大，m对M的滑 ,还须准确测出小球M的带电荷量，D错误。故 动摩擦力大小不变，所以地面对M的摩擦力不变，C 选BC; 错误；对M和整体分析，整体受到沿斜面向下的 (3)实验中使用两个完全相同的金属小球，其作用是 电场力，而该电场力具有竖直向下的分量，整体处于 使小球N与带电小球M接触时将M所带的电荷量 平衡状态，在竖直方向上根据平衡条件可知，地面对 平分。 斜劈的支持力大小等于斜劈和滑块的重力之和再加 12.答案：(1)圆环A带正电 上电场力沿竖直方向的分力大小，D错误。故选A。 8.ABC电场存在于电荷周围，A正确；电场是一种特 (2)N,=器。方向水平向右，5=器品。方向由B 殊物质，不是由分子、原子组成的，B正确；电荷之间 指向A 的相互作用就是通过电场产生的，电场最基本的性质 (3)f-0品方向水平向左 是对放人其中的电荷有力的作用，C正确；电场在真 空中、物体中都能存在，D错误。故选ABC。 解析：(1)圆环A能保持静止，根据平衡条件可知圆 9.AC若三个球同时接触，则每球各分得总电荷量的 环A受到滑块B的库仑斥力，所以圆环A与滑块B 带同种电荷，则圆环A带正电。 号，A正确：BD选项中三个球所带电荷量的总和大 (2)圆环A的受力分析如图所示 于原来A球的电荷量，不符合电荷守恒定律，B、D错 误；设第一次两球接触，如A、B接触，A、B各带电荷 量6.0×109C,第二次B与C接触后各带电荷量 3.0X10-9C,C正确。故选AC。 10.BC采用金属材料编织衣服的目的是利用静电屏 蔽，A错误，B正确；电工穿上屏蔽服靠近高压线时， A90 7777777 屏蔽服外的高压电场对屏蔽服内部不产生影响，屏 根据平衡条件可得Fsin0=mg,Fcos0=NA 蔽服内部电场强度仍保持为0，所以电工穿上屏蔽 可得园环A所受支持力大小为N一品。 服后体内的电场强度为0，C正确，D错误。故 选BC。 方向水平向右；圆环A所受库仑力大小为F=mg sin 0 11.答案：(1)F。-F1(2)BC 方向由B指向A。 (3)使小球N与带电小球M接触时将M所带的电 (3)以滑块B为对象，根据受力平衡可得滑块B所 荷量平分 受摩擦力大小为 解析：(1)在球N不带电时读出传感器示数F。;小球 N第一次与小球M接触后调整球N到位置1，此时 f=Fcos 0=mg tan 0 传感器示数F1,则小球M、N间的库仑力大小为F。 方向水平向左。 -F1; 13.答案：(1)8×10-C(2)5N/C (2)本实验是采取了控制变量法，A错误；根据①② 解析：(1)油滴的带电量是5.0×1012个电子电量，故 ③的操作，通过传感器的读数可知两球之间的库仑 q=ne=5.0×1012×1.6×10-19C=8×10-7C。 力，因各个位置的距离已知，则可研究库仑力跟点电 (2)根据平衡条件，有 荷距离间的关系，B正确；在球N不带电时读出传 F=mg 93 3 故电场强度为 E-F-M8=5 N/C. 99 14.答案：(1)2：3(2)2：1 解析：(1)设A、B带同种电荷为q,则A、C接触后， A、C所带电荷量为 9gn'=4c'-79 C与B球接触后，B、C所带电荷量为 ，1 98'=gc"=- +293 2 49 故A、B带电荷量大小之比为 1 292 qB3。 3。 (2)设9A=十9,9B=一q,则 C与A接触后，A、C电荷量为 9n'=g0'=+29 C与B接触后，B、C电荷量为 1 9B7=gc”三29Y=-g 4 故A、B带电荷量大小之比为 1 9a'292 7= 1 1 49 15.答案：(1)2×10-7C(2)18√3×10-3N (3)5.4×10-2N3.6×10-2N 解析：(1)设A、B之间的库仑力大小为F库。根据题 意，对B球受力分析，力的示意图如图所示，由库仑 定律得 入 60° 6060°F库 B A mg F-g 2 受力分析可知 F库=mg 解得 g√ q=2×10-7C。 94 (2)A球的受力如图 B N F库 mg 则根据共，点力平衡条件可得 N=F年sin60°=ngsin60°=18√3X10-3N。 (3)竖直细线的拉力为 TA=mg+F库cos60°=5.4×10-2N 倾斜细线拉力为 TB=mg=3.6×10-2N。 第九章学业质量培优卷 1.B点电荷是一种理想化的物理模型，其大小及形状 对研究问题无影响时，即可看成点电荷；各种带电微 粒中，电子电荷量的大小是最小的，任何带电体所带 电荷量都是e的整数倍；以场源点电荷为圆心的圆周 上各点电场强度大小相等，方向不同；电场强度只和 电场本身的性质有关，与试探电荷无关。故选B。 2.A摩擦起电的实质是电荷从一个物体转移到另一 个物体，感应起电的实质是电荷从物体的一部分转移 到另一部分，而总电荷量并未变化；毛皮与橡胶棒摩 擦，有电子从毛皮转移到橡胶棒，故橡胶棒带负电；丝 绸与玻璃棒摩擦，有电子从玻璃棒转移到丝绸上，故 玻璃棒带正电；物体不带电，表明物体中正、负电荷所 带电荷量相等。故选A。 3.C球壳B带正电荷，导体球A与大地相连，相当于 近端，因此A上也会感应出负电荷。故选C。 4.C根据平衡条件判断，C应带负电，放在A的左边 且和AB在一条直线上。设C带电荷量为q,与A相 距为x,则以A为研究对象，由平衡条件得kQ T2 Q,Q,以C为研究对象，则9=k9,解 r2 得z=司r=0.2m,g=-号Q,故C应带负电，放在A 的左边0.2m处。故选C。 5.D根据对称性，AF与CD上的细棒在O点产生的 电场强度叠加为零，AB与ED上的细棒在O点产生 的电场强度叠加为零。BC中点的点电荷在O点产 生的电场强皮为s品)-架.因EP上的细特 -3 与BC中点的点电荷在O点产生的电场强度叠加为 =%,得g=4v6×10·C,C符合题意：根据等量同 零，故EF上的细棒在O点产生的电场强度大小也为 种点电荷产生静电场的叠加规律，可知D符合题意。 架，放每根细藤在O点产生的电场强度大小均为 故选ACD。 架，移走点电荷及AB边上的细棒，0点的电场强 10.BC对B和支架分析可知，受到竖直向下的重力， 和A对B竖直向上的库仑力，故对地面的压力为 度为EF与ED上的细棒在O点产生的电场强度的 FN=G支-k9A9B=2N-0.9N=1.1N,A错 叠加，这两个电场强度夹角为60°，所以叠加后电场强 r2 度为2X器心0-Q,故进D. 误；对A球分析，受到竖直向下的重力，竖直向下的 库仑力，两线上的拉力，三力的夹角正好是120°，处 6.C小球受重力、库仑力和管壁弹力作用，根据等量 异种电荷的电场分布可知，小球受库仑力水平向右， 于平衡状态，所以B=F=G十4，B=1.9N, 则库仑力对小球不做功，小球的电势能不变，选项 B正确；将B球水平右移，使M、A、B在同一直线 AB错误；当小球运动到两电荷连线的中点时，受库 上，则两小球的距离变为7一品品n=0.6m,放 仑力最大，则最大值为F=29g=8kC9,选项C 号) 有F,-k9A=F2=GA,解得F=1.225N,F2 2 正确；管壁对小球的弹力最大值等于库仑力的最大 =1.0N,C正确；将B移到无穷远处，两小球之间 值，大小为92，选项D错误。故选C。 的库仑力为零，则两线上的拉力大小F,=F2=GA =1N,D错误。故选BC。 7.C由电场强度方向的规定可知，正电荷所受静电力 11.答案：(1)ABC(2)mgd (3)1.6×10-19 J 的方向与电场强度方向相同，负电荷所受静电力的方 向与电场强度方向相反；电场强度取决于电场本身， 解析：(1)两平行金属板间存在匀强电场，油滴恰好 与有无试探电荷及其静电力大小无关；由电场强度定 处于静止状态，电场力与重力平衡，则有mg=qE= 义可知，同一个点电荷在某点受到的静电力越大，该 ;所以需要测出的物理量有油滴质量，两板间 g0 点的电场强度越大。故选C。 的电压U,两板间的距离d,故选ABC。 8.ACD本题考查了感应起电和接触起电，关键是掌 (2)用所选择的物理量表示出该油滴的电荷量 握如何使物体带电的方法。当带负电的绝缘棒移近 两个不带电的导体球时，由于静电感应，甲球感应出 正电荷，乙球感应出负电荷，把两球分开后，它们带上 (3)e=1.6×10-19C。 了等量异种电荷，所以A符合题意；若先将棒移走， 12.答案：8，方向垂直BC向上 则两球上原先感应出的异种电荷会立即中和，这时再 分开两球，两球均不会带电，所以B不符合题意；使 解析：连接BD,可得BD=CD= AB=L,三角形ABD为等边三角 60° 棒与甲球接触，则两球会因接触而带上负电荷，所以 C符合题意；若使乙球瞬时接地，则大地为远端，甲球 形。两点电荷在D处产生的场强 +QB ,+Q 为近端，由于静电感应甲球带正电，负电荷流入大地， Q 大小均为E1=E:=k最，方向如图所示，二者之间 再将棒移走，因为甲、乙是接触的，所以甲球上的电荷 夹角大小为120°。根据电场的叠加原理可知，D处 会重新分布在甲、乙两球上，结果是两球都带上了正 的电场强度为这两个场强的矢量和，可得E=E1= 电荷，所以D符合题意。故选ACD。 9.ACD两相同导电小球接触带电， 后-8，方向套直BC向上。 电荷量等量分配，可知A正确；A、 13.答案：(1)mgsin0 B小球平衡时，对其进行受力分F (2)正电荷电荷量为mgdsin0 kQ 析，如图所示，可得F-mgtan0,易 me 解析：(1)以A球为研究对象，A受到的库仑力 知0=37°，故F=6×10-3N,由F 05 3 F库A=ngsin0 由牛顿第三定律可得B球受到的库仑力大小 F库B=F库A 所以小球B受到库仑力的大小为 F库B=mgsin0。 (2)A球处于静止状态，由受力分析可得，两球相互 排斥，A球所带电荷的电性为正电荷，根据库仑定律 和平衡条件可得 kQq=mgsin 0 d2 解得 g=mgdsin 0 kQ 14.答案：(1)3.2m/s2(2)0.9m 解析：(1)如图所示，开始运动时 小球B受重力、库仑力、杆的弹qE B 力和电场力，沿杆方向运动，由 M 牛顿第二定律得 mgsin 0-kQq-qEcos 0=ma. L2 代入数据解得a=3.2m/s2。 (2)小球B速度最大时所受合力为零，即 mgsin 0-kQq-qEcos 0=0, r2 代入数据解得r=0.9m。 15,答案：1停mg（2)2V是 (3)mgh 解析：(1)方法1：小球受到弹簧弹力F、库仑力F电、 重力mg而平衡，如图 309 mg 0 几何关系可知F=F 由平衡条件有2F电cos30°=mg 联立解得八=源 方法2：对小球，由平衡条件有 Fsin30°-F电sin30 Fcos30°+F电c0s30°=mg 联立解得F=F。=m 3mg。