第九章 静电场及其应用 章末测试题-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理必修第三册练习手册（人教版）

章末测试题参考答案与解析 >“第九章章末测试题 1.c 2.C【解析】由公式E=E可知，电场强度单位为 NWC,故A是电场强度单位；由公式E=可知，Vm 也是电场强度单位，即B也是电场强度单位；由公式 F=gB,结合A项E=E可知TmS也是电场强度的单 位，故D也正确。 3.A【解析】自身带电或处于电场中的导体静电平 衡时，其内部场强处处为0，则A正确 4.B【解析】依题意，每个点 电荷在0点产生的场强为号，则 当N点处的点电荷移至P点时， 0点场强如图所示，合场强大小 第4题答图 为E令，则会子，B正确 5.A【解析】设正方形边长为1，两个点电荷置于正 方形abcd的a、b两顶点时，根据库仑定律F=, 将顶点b处的点电荷移至顶点c处，根据库仑定律F= kq92一=1F,故A正确。 (V2l)22 6.B【解析】考查真空中点电荷的场强公式及场强 的叠加。由题意，b点处的场强为0说明点电荷g和圆 盘在b点产生的场强等大反向，即圆盘在距离为R的b 点产生的场强为B祭，故圆盘在距离为R的1点产 生的场强也为B,祭，点电荷？在d点产生的场强E 3Ry,方向与圆盘在d点产生的场强方向相同，d点 kg 的合场强为二者之和，即E:祭+品是，B 正确。 7.D【解析】D中质点所受电场力具有沿速度反方 向的分力，质点的速率是递减的，D正确。 8.ACD 9.ACD【解析】由运动轨迹的弯曲特点可知，带电 粒子受水平向左的电场力作用，故粒子带负电。粒子在 匀强电场中运动，则粒子受电场力是恒定的，可知粒子 参考答案与解析。 运动的加速度大小不变。 10.BD【解析】在等量同种电荷连线中垂线上电场 强度方向0→a,电子从a点到0点运动的过程中，电 场力方向→O,故加速度向下，与速度同向，故速度越 来越大；但电场线的疏密情况不确定，O点上方的电场 强度最大点位置不确定，故电场强度大小变化情况不确 定，则电荷所受电场力大小变化情况不确定，加速度变 化情况无法判断，故A、C错误；越过O点后，电子做 减速运动，则点电荷运动到O点时速度最大，电场力为 0,加速度为0，故B正确；根据电场线的对称性可知， 越过0点后，电子做减速运动一直到速度为0，加速度 的变化情况无法判断，故D正确。 11.(1)0.08(2)负(3)0.04 【解析】(1)由库仑力公式可知F=k99=0.02N, 现将b移到距离a为子处后固定F=g,联立可知 工2 (2 F=4F=0.08N。 (2)由于b球带正电，不带电的相同小球c从b右 侧向左移动，则C球左侧会感应出负电荷。 (3)将球c与b轻触后，此时b球的电量为原来的 半，由库仑力可知此时，F= kaD4N。 兮护 12.(1)F-F(2)BD(3)使小球N与带电小 球M接触时将M所带的电荷量平分 【解析】(1)在球N不带电时读出传感器示数Fo; 小球N第一次与小球M接触后调整球N到位置1，此时 传感器示数为F,则小球M、N间的库仑力大小为F。-F。 (2)本实验采取了控制变量法，A错误；根据①② ③的操作，通过传感器的读数可知两球之间的库仑力， 因各个位置的距离已知，则可研究库仑力跟点电荷距离 间的关系，B正确：在球N不带电时，读出传感器示数 为F；小球N第一次与小球M接触后，调整球N到位 置1，此时传感器示数为F,则小球M、N间的库仑力 大小为F。F,操作④⑤，保持小球间距离不变，每次小 球N放电后再与M接触，由于两球完全相同，使小球 所受电荷量依次减小到前次的一半，所以要研究库仑力 跟小球带电荷量间的关系①②④⑤操作能够完成，C错 误；要测定静电力常量k,还须准确测出小球M的带电 荷量，D正确。(3)根据(1)可知，实验中使用两个 85 高中物理必修第三册（人教版） 完全相同的金属小球是为了使小球N与带电小球M接 触时将M所带的电荷量平分。 13.R品，F。【解析】小滑块受重力、电 场力和支持力作用，小滑块处于平衡状态，根据力的合 。 成与分解，有Fmg 14.Y3【解析】如图甲所示，对B处小球受力分 析，受重力、OB绳的拉力F、AB绳的拉力F、AB间 的库仑力F,根据平衡条件，有F=mg=2 cos 30-V3mg: 如图乙所示，先对A处小球受力分析，受重力、AO绳 的拉力，AB间的库仑力以及AB绳的拉力，由于球处于 平衡状态，则AB绳的拉力与库仑力大小相等，方向相 反。再对B处小球受力分析，受拉力、重力、OB绳的 拉力、AB间的库仑力以及AB绳的拉力，而AB间的库 仑力与AB绳的拉力的合力为0，图中可以不画，如答 图乙所示。根据平衡条件，有乐co然0=2mg,可见是 =V3 3 分 第14题答图 15.ma mc=BC:AB 【解析】利用相似三角形知识可得，A点小球所受 三个力F、F、mg构成的矢量三角形与△OBA相似， 脂E品：C点小球所受三个力F、Fg构 成的失量三角形与△0BC相似，器-石-：因 OA=OC,所以mA:m=F:Fc;mAm=BC:AB。 "第十章章末测试题 1.C【解析】电容器的电容C由电容器本身决定， 与电压U和所带电荷量Q无关，根据C=9可知，C U 正确。 2.A【解析】由静电场的电场线与等势面垂直可知 A正确；电势大小是由参考点和电场共同决定的，与场 强的大小无关，B、C错误；沿电场线电势降低，且电 86 势降落最快的方向为电场方向，D错误。 3.C【解析】由静电感应可知，A左端带负电，B 右端带正电，A、B的电势相等，故A、B错误；若移 去C,则两端的感应电荷消失，则贴在A、B下部的金 属箔都闭合，故C正确。 4.A【解析】从题图可以看出P点的电场线的密集 程度大于Q点的密集程度，故P点的场强大于Q点的 场强，因电场线的方向由P指向Q,而沿电场线的方向 电势逐渐降低，P点的电势高于O点的电势，故A 正确。 5.C【解析】让电荷P沿连线向右移动一小段距离， 电子所在的位置场强增大，电子所受的电场力增大，由 平衡条件可知，外力F逐渐增大；由题图可知，电子所 在的位置场强方向向右，则P带正电，P向右移动时， 电子所在的位置电势逐渐升高，电子的电势能逐渐减小。 6.B【解析】根据等量异种电荷电场的特点可知， 电势为20V的点构成的是一个曲面，曲面与平面abb'a 的交线不是直线，即平面abb'a'对角线ab'上各点的电势 不都等于20V,A错误；根据电场强度矢量合成法则可 知，正、负电荷分别在α点、c‘点产生的电场强度大小 相等，为E=架，方向相同，正、负电荷分别在c'点、 a点产生的电场强度大小相等，为E=祭，方向相同， 则a点、c'点场强大小相等，为E=V+E,方向相 同，B正确；根据电场力做功特点可知，电场力做功多 少与运动路径无关，α粒子从a点沿不同路径到达c'点， 电场力做功相同，其大小为W=U.q=(p.-pe)q=80eV, C错误；a粒子在a点的电势能E,=p9=40eV,D错误。 7.D【解析】现将两板绕过a点的轴（垂直于纸面） 逆时针旋转时，两板间的电场强度不变，电场力也不 变，所以现将两板绕过α点的轴（垂直于纸面）逆时针 旋转后，带电微粒受两个大小相等的力的作用，合力方 向向左下方，故微粒将向左下方做匀加速运动，故D正 确，A、B、C错误。 8.AB【解析】由于电流从a流向b时，电流计的指 针向右偏，当电流计的指针向左偏时，则电流从b流向 α，因此电容器处于放电状态，其电量Q减小，因极板 电压U不变，根据电容的定义式C=,得电容C减小， 故A正确；由上分析可知，电容C减小，根据电容的决 定式C品，可知，电介质在减小，即被测物休婴向 右移动，故B正确：当电流计的指针向右偏时，则电流第九章章 (时间：75分钟 一、选择题（本题共10小题，共46分。第 1~7小题只有一项符合题目要求，每小 题4分。第8~10小题有多项符合题目 要求，每小题6分，全部选对的得6 分，选对但不全的得3分，有选错的得 0分) 1.最早提出用电场线描述电场的物理学家是 A.牛顿 B.伽利略 C.法拉第 D.阿基米德 2.国际单位制中，不是电场强度的单位的是 ( A.N/C B.V/m C.J/C D.T.m/s 3.如图所示，将一原 来不带电的绝缘导体 B移近一带正电的绝 缘导体A,以下说法 第3题图 正确的是() A.导体B内部的场强一定为0 B.导体B上左端的负电荷一定比右端的 正电荷要多 C.导体B内部有一点P,感应电荷在P 点的场强一定为0 D.导体B上各点的场强大小相等 4.如图所示，M、N和 M----- 60C P是以MN为直径的 半圆弧上的三点，O 点为半圆弧的圆心， 第4题图 第九章章末测试题。 末测试题 总分：100分) ∠MOP=60°。电荷量相等、符号相反的两 个点电荷分别置于M、N两点，这时O点 电场强度的大小为E;若将N点处的点 电荷移至P点，则O点的场强大小变为 E2,E与E2之比为（) A.1:2 B.2:1 C.2:V3 D.4:V3 5.如图示，真空中两个点电a⊙ 荷置于正方形abcd的a、b 两顶点时，其库仑力大小为6⊙ F。现将顶点b处的点电荷 第5题图 移至顶点c处，两点电荷间库仑力的大小 变为() A号 B.F C.2F D.4F 6.如图，一半径为R的 圆盘上均匀分布着电 9 荷量为Q的电荷，在 垂直于圆盘且过圆心 第6题图 c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b 和c、c和d间的距离均为R,在a点处有 一电荷量为g(g>0)的固定点电荷。已 知b点处的场强为0，则d点处场强的大 小为(k为静电力常量)() A兴 B兴 C.ktg D.k90tg R2 9R2 7.一带负电荷的质点在电场力作用下沿曲线 N 高中物理必修第三册（人教版） abc从a运动到c,已知质点的速率是递 减的。关于b点电场强度E的方向，如图 所示中可能正确的是（虚线是曲线在b点 的切线)() 8.如图所示，把A、B两个相同 O OB 的导电小球分别用长为0.10m 的绝缘细线悬挂于OA和OB两 点。用丝绸摩擦过的玻璃棒与 O B A球接触，棒移开后将悬点O。第8题图 移到OA点固定。两球接触后分开，平衡 时距离为0.12m。已测得每个小球质量 是8.0×104kg,带电小球可视为点电荷， 重力加速度g取10m/s2,静电力常量k= 9.0×109NmC,则下列选项正确的是 A.两球所带电荷量相等 B.A球所受的静电力为1.0x102N C.B球所带的电荷量为4V6×108C D.A、B两球连线中点处的电场强度为O 9.如图所示，实线是匀强电 a 场的电场线，虚线是某一 -- 带电粒子通过该电场区域 第9题图 时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。 若带电粒子在运动中只受电场力作用，则 由此图可做出的正确判断是( ) A.带电粒子带负电 B.带电粒子带正电 C.带电粒子所受电场力的方向向左 D.带电粒子做匀变速运动 2 10.两个带等量正电荷的点电荷，O点为两 电荷连线的中点，a点在连线的中垂线 上，若在a点由静止 释放一个电子，如图 所示，关于电子的运 动，下列说法正确的 第10题图 是() A.电子在从a向O运动的过程中，加速 度越来越大，速度越来越大 B.电子运动到O时，加速度为0，速度 最大 C.电子在从a向O运动的过程中，加速 度越来越小，速度越来越大 D.电子通过O后，速度越来越小，一直 到速度为0 二、非选择题（本题共5小题，共54分） 11.(6分)如图所示，一小组设计了以下实 验来探究库仑定律。在竖直墙上固定一 个表面绝缘的压力传感器，一个带电荷 量为+Q的金属小球a紧贴着压力传感器 置于绝缘水平地面上。另一个带电荷量 也为+Q的相同小球b置于同一个绝缘 水平地面上，a、b间距离为r(r远大于 小球直径)，压力传感器显示作用力为 0.02N。现将b移到距离a为T处后固定。 压力传感器 h 6 第11题图 (1)此时传感器显示作用力为 N (2)另有一个不带电的相同小球c(图 中未画出)从b右侧向左移动，则 c球左侧会感应出 (填 “正”或“负”)电荷。 (3)将c与b轻触后把c移走，此时传 感器显示作用力为 N 12.(8分)随着力 ◆放电杆 传感器的测量 丝线 精度的提高， 不用“扭秤”而 M 进行实验研究点 绝缘支柱 777777777号 电荷间的相互 第12题图 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： 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F: ③继续调整球N分别到位置2、3、4， 依次读出并记录传感器示数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 第九章章末测试题。 器示数F6、F。 (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)(多选)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 B.根据①②③的操作，可研究库仑 力跟点电荷距离间的关系 C.根据②④⑤的操作，可研究库仑 力跟小球所带电荷量间的关系 D.要测定静电力常量k,还需准确 测出小球M的带电量 (3)实验中使用两个完全相同的金属小 球，其作用是 13.(10分)如图所示，内壁光滑绝缘的半 球形容器固定在水平面上，O为球心， 一质量为m,带电荷量为g的小滑块， 静止于P点，整个装置处于沿水平方向 的匀强电场中。设OP与水平方向的夹 角为0，求滑块所受支持力F和电场 力F。 777777777777 第13题图 3 N 高中物理必修第三册（人教版） 14.(11分)如图甲所示，用OA、OB、AB 表示三根轻质绝缘绳，绳上悬挂两个质 量均为m的带等量同种电荷的小球（可 视为质点)，三根绳子处于拉伸状态， 且构成一个正三角形，AB绳水平，OB 绳对小球的作用力大小为。现用绝缘 物体对右侧小球施加一水平拉力F,使 装置静止在图乙所示的位置，此时OA 绳竖直，OB绳对小球的作用力大小为 F?。根据以上信息判断F,和F叶的比值 为多少。 第14题图 15.(19分)点A、C处有两个带电小球，质 量分别是m4、mc,电荷量大小分别是 Q、Qc,用两条等长绝缘细线悬挂在同 一点O,两球静止时如图所示，此时细 线对两球的拉力分别为F4、Fc,两球 连线AC与点O所在竖直线的交点为B, 且AB<BC,求mA与mc之比。 第15题图