(1)静电场及其应用-【衡水金卷·先享题】2025-2026学年高中物理必修第三册同步周测卷（人教版）

高中周测卷 ·物理（人教版）必修第三册· 高中同步周测卷/物理必修第三册（一） 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： I.理解能力 Ⅱ，推理能力Ⅲ.分析综合能力Ⅳ.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究①科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) ① ②③④ 档次 系数 1 单项选择题 6 静电的应用与防止 易 0.85 2 单项选择题 6 电荷守恒定律及库仑定律 中 0.75 单项选择题 6 电场线的应用 中 0.75 4 单项选择题 6 静电平衡及应用 中 0.75 5 单项选择题 6 电场线与F-q图像 中 0.70 6 单项选择题 6 电场强度与最值 中 0.65 7 多项选择题 8 等量异种点电荷的电场线分布 中 0.65 8 多项选择题 8 点电荷电场强度的应用 难 0.55 9 非选择题 12 三个点电荷的平衡 中 0.75 10 非选择题 16 静电力的平衡 0.65 微元法与动能定理在静电场中 11 非选择题 20 难 0.55 的应用 香考答案及解析 一、单项选择题 时，A,B之间的静电力F=k4Q:6Q_24kQ,由电 1- 1.A【解析】图甲，带空腔的导体处于静电平衡时，感 应电荷分布在导体的外表面，导体的内表面没有感应 荷守恒定律可知，C与A接触后，A、C均带电荷 电荷，导体内部的电场强度处处为0，A项正确；图 十2Q,C再与B接触后，B带电荷+2Q-6Q=一2Q, 2 乙，高楼顶端安装避雷针，目的是利用尖端放电保护 然后移开C,根据库仑定律公式，此时A、B之间的静 高楼，B项错误；图丙，静电除尘是利用静电力去除空 气中的带电尘埃，通过使空气中的尘埃带电，在静电 电力r'=2Q:20_g=古F,C项正确， r2 力作用下，尘埃到达极板A处而被收集起来，C项错 3.A【解析】电场线的疏密反映电场的强弱，A项正 误：图丁，在优质的话筒线外面包裹着金属网线，是为 确；电场线上B点的切线方向就是该点电场强度的 了屏蔽外部干扰，实现高保真信号传输，D项错误。 方向，也就是正电荷在该点的受力方向，负电荷在该 2.C【解析】因为两带电小球均可视为点电荷，开始 点的受力方向与该点的切线方向相反，因为电荷电性 1 ·物理（人教版）必修第三册· 参考答案及解析 未知，B项错误；电场线是为了形象地描述电场而引 8.BC【解析】没有挖去之前，O2点的电场强度是以O 入的假想的曲线，在电场中并不实际存在，C项错误； 点为圆心，以OO,为半径的球体的电荷产生的，则有 图中电场线的疏密分布未知，故不能确定A、C两点 E3=k- 的电场强度大小，D项错误。 9,由于电荷均匀分布，则有Q= 2 4.D【解析】导体棒处于静电平衡状态，内部场强处处 Q 4 为零，即感应电荷在导体棒内中点产生的场强与点电 4 3πR )=8解得E=景，上述电场 3π( 荷在该点产生的场强叠加为0，即感应电荷在导体棒 内中点处产生的场强E=k9, 强度等于挖去部分与剩余部分的电场强度的矢量和， R+ 一，D项正确。 挖去部分的电荷量与上述以OO,为半径的球体的电 荷量相等，则剩余部分在O,点的电场强度E2=E 5.C【解析】某点的电场强度由电场本身决定，与试探 电荷无关，A项错误；电场线的疏密表示电场强度的 k号是，解得E,=k3 R2 ,C项正确，D项错误；没有挖去 8R2 大小，由此可知a点的电场强度比b点的小，B项错 之前，O点的电场强度是以O点为圆心，以OO为 误；图乙中F-q图线的斜率表示电场强度的大小，图 乙中P图线与位于b点的试探电荷相对应，C项正 半径的球体的电荷产生的，该球体半径等于，该球 确：电场中某点的电场强度大小和方向由电场本身决 体所带电荷量与以O○2为半径的球体的电荷量相 定，与试探电荷的电性及存在与否无关，因此若在b 等，根据上述可知，没有挖去之前O点的电场强度与 点放置负电荷，b点的电场强度方向不变，仍是从a 没有挖去之前O2点的电场强度大小相等，E:=E= 指向b,D项错误 k Q,由于均匀带电球壳在球壳内部产生的电场 6.D【解析】当电场力方向沿斜面向上时场强最小，此 时qEmin=mngsin9,电场强度的最小值Emm 强度处处为零，则挖去部分的电荷量在O点的电场 mgsn,A,B项错误；若电场强度E=坚，即mg 强度为0，即剩余部分的电场强度E=E=k Q3 gE,如图所示： 解得E=景A项错误，B项正确。 三、非选择题 9.【解析】(1)由于A、B带异种电荷，且|Q>|Q1, A、B、C均静止，则C一定在A、B连线的延长线上， 且距B近A远，故C在B的右侧，同时C一定带正电 荷 (2分) 则电场强度的方向不一定竖直向上，C项错误，D项 根据受力平衡条件，设C与B的距离为x,由库仑力 正确。 公式得QQc=QaQ=kQQB (d十x) x 2 (2分) 二、多项选择题 解得Qc=十4Q,x=d (2分) 7.ACD【解析】根据对称性可知，B、C两点的电场线 故C在A、B连线的延长线上，且在B的右侧距离为 的疏密程度相同，则B、C两点的电场强度大小相同， d处 (2分) 方向均由B→C,方向相同，A项正确：根据对称性可 (2)固定A,C的质量为m,则移走B时，设C的加速 知，A、D两点的电场线疏密程度相同，则A、D两点 度为a 的电场强度大小相同，由图可知，A、D两点的电场强 度方向相同，B项错误；E、F两点的电场线的疏密程 则对C受力分析有Fc=·49:4Q=ma (2分) (2d)2 度相同，两点的电场强度大小相同，而E、O、F三点比 (2分) 较，O点的电场强度最强，C项正确；B、O、C三点比 解得a=kQ md 较，O点的电场强度最弱，D项正确。 10.【解析】(1)在空间内加上水平向右的匀强电场，小 高中周测卷 ·物理（人教版）必修第三册· 球A带负电，根据平衡条件，则小球B带正电，细线 OB与水平方向的夹角为30°，两小球到定滑轮的距 根据数学知识cos9=上-见 (1分) 离相等，则△OAB为等边三角形。对小球A、B受 解得0=45 (1分) 力分析如图所示 则Q,在C点产生的场强E,=k=bQ d-2L (2分) 以O点为坐标原点，OC方向为正方向建立x轴，Q 在C点产生的场强在x轴方向的分量E,=Ecos日 30°7 B 92E T -V2kQ (2分) F电 4L2 60 F电 同理，圆环上某点的对称点(Q'=Q)在C点产生 q E 的场强在x轴方向的分量E'-EkQ (1分) 4L2 mg 因此圆环上沿垂直于细杆方向的合场强为零，设圆 对小球A,竖直方向有F电cos60°十T=1g(2分) 环上有n个Q1点，则电荷量nQ=Q (1分) 水平方向有F电cos30°=q1E (2分) 对小球B,竖直方向有F电cos60°十2g=Tsin30° 则圆环在C点产生的场强大小E。=nE,=EkQ 4L2 (2分) (2分) 水平方向有F电cos30°+Tcos30°=q2E (2分) (2)小球在B点，由牛顿第二定律得ngsin30°+ 联立解得T=2(m十m)g 3 (3分) mg cos30°+gEB=ma (2分) 根据场强的对称性可知EB=E。 (1分) (2)由(1)可得，= √3(1g-22g） 3E ，q2 期得a号+E9 (2分) 4mL 3(21g-12g） (3)根据题意可知，A、D两点关于圆环对称，B、C两 3E (2分) 点也关于圆环对称，圆环左侧直杆上的点与圆环右 则4=一22 (3分) q221n1-72 侧直杆上的点都关于圆环分别对称，故小球从A点 11.【解析】(1)根据题意可知，圆环上电荷分布均匀，取 到D点的过程中，圆环对小球的库仑力先做负功后 环上一点，设其电荷量为Q,该点到C点的距离d 做正功，总功为零，即小球从A点运动到D点过程 中，从受力对称的角度看，电场力做功为零，故由动 =L+L=√2L (1分) 设圆环上某点和C点的连线与细杆的夹角为日，如 能定理有 图所示 -mg·4Lsin30°-mngcos30°·4L=0- 2v明 (2分) 解得=√6gL (2分) ·3·高中同步周测卷/物理必修第三册 (一)静电场及其应用 (考试时间40分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共6小题，每小题6分，共36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.下列说法正确的是 为 丙 A.图甲，带空腔的导体处于静电平衡时，导体的内表面没有电荷，导体内部电场强度 为0 B.图乙，高楼顶端安装避雷针，目的是利用静电屏蔽保护高楼 C.图丙，静电除尘是利用高压使尘埃电离后收集到极板A和电极B上 D.图丁，在优质的话筒线外面包裹着金属网线，是为了增强话简线的抗拉强度 2.真空中两个相同的带有异种电荷的金属小球A和B(均可视为点电荷)，电荷量分别 为十4Q和一6Q,分别固定在两处，两小球之间的静电力为F,现用不带电的同样的金 属小球C先与A接触，再与B接触，然后移开C,此时A、B之间的静电力为 A号五 B. C. 3.如图所示为电场中某条电场线的示意图，下列说法正确的是 A.电场线的疏密反映电场的强弱 B.电场线上B点的切线方向就是电荷在该点的受力 方向 C.该电场线在电场中实际存在 D.A点的电场强度大小一定大于C点的电场强度大小 4.如图所示，长为L的导体棒原来不带电，将一电荷量为q的点电荷放在距导体棒左端 R处。当达到静电平衡后导体棒上感应电荷在导体棒内中点处产生的场强的大小为 (静电力常量为k) 物理（人教版）必修第三册第1页（共4页） 衡水金卷·先享题 ④ R A. kg q B.(R+L)2 c. D.kg R+ 5.电场中某区域的电场线分布如图甲所示，a、b为电场中的两点，分别用E。、E6表示α、 b两点的电场强度大小，用F。、F6表示点电荷q分别处于a、b两点时受到电场力的大 小。如图乙所示为放在电场中α、b处试探电荷所受电场力的大小与其电荷量间的函 数关系图像，下列说法正确的是 F A.E。、F。都和g成正比 B.a点的电场强度比b点的大 甲 C.图乙中P图线与位于b点的试探电荷相对应 D.若在b点放置负电荷，则b点的电场强度方向从b指向a 6.如图所示，倾角为0的光滑绝缘斜面固定在水平面上。为了使质量为m、电荷量为 十q(q>0)的小球静止在斜面上，可加一平行于纸面的方向可调的匀强电场，重力加 速度为g,下列说法正确的是 A.电场强度的最小值为ms B.电场强度的最小值为"nigtan日 q 77777777777777777777 C.若电场强度E=g,则电场强度方向一定竖直向上 D.若电场强度E=”s,则电场强度方向不一定竖直向上 二、多项选择题（本题共2小题，每小题8分，共16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8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 7.用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点电场强度的大小。如图甲所示为等量 异种点电荷形成电场的电场线，如图乙所示为电场中的一些点，其中O点为等量异 种点电荷连线的中点，E、F两点为连线中垂线上关于O点对称的两点，B、C两点和 A、D两点也关于O点对称，下列说法正确的是 高中同步周测卷一 物理（人教版）必修第三册第2页（共4页) A.B、C两点的电场强度大小和方向都 E 相同 B.A、D两点的电场强度大小相等，方向 F 相反 C.E、O、F三点比较，O点的电场强度最强 D.B、O、C三点比较，O点的电场强度最弱 8.一个均匀带电球壳在球壳内部产生的电场强度处处为零，在球壳外部产生的电场与 一个位于球壳球心、带相同电荷量的点电荷产生的电场相同。有一个电荷量为十Q、 半径为R、电荷均匀分布的实心球体，其球心为O点。现从该球体内部挖去一个半径 为的实心小球，如图所示，挖去小球后，不改变剩余部分的电荷分布.0点与0点 关于O点对称。已知静电力常量为k,由以上条件可以计算出挖去实心小球后，O 点的电场强度E1、O2点的电场强度E2的大小分别为 A.E=9 8R2 &E,最 CE-架 D. 5kQ 8R2 班级 姓名 分数 题号 1 2 3 4 5 6 8 答案 三、非选择题（本题共3小题，共48分。请按要求完成下列各题） 9.(12分)如图所示，光滑绝缘水平桌面上有两个点电荷A、B,其中电荷量QA=十4Q、 QB=一Q,两者相距d,现在要放入第三个点电荷C,使这三个点电荷都处于平衡状 态，静电力常量为k。 (1)求C带何种电荷，其电荷量Qc的大小及位置； (2)若C的质量为，则固定A,移走B时，求C的加速度大小。 物理（人教版）必修第三册第3页（共4页) 衡水金卷·先享题· 10.(16分)如图所示，绝缘带电小球A、B用不可伸长的绝缘轻质细线绕过光滑定滑轮 O后连接在一起。在空间内加上大小为E、水平向右的匀强电场，当小球A、B均静 止时，细线OA竖直，细线OB与水平方向的夹角为30°。已知小球A、B的质量分别 为m1、2,重力加速度为g,小球A带负电，不计滑轮及小球的大小，两小球到定滑 轮的距离相等，求： (1)细线的张力大小T; (2)小球A、B所带的电荷量大小的比值。 302 11.(20分)如图所示，与水平面成30°角的绝缘细杆AD穿过一固定均匀带电圆环，并 垂直圆环所在平面，细杆与平面的交点为圆环的圆心O。一套在细杆上的小球从A 点以某一初速度向上运动，恰能到达D点。已知绝缘细杆与小球间的动摩擦因数 二令，圆环的半径为L、电荷量为十Q,小球的质量为m、电荷量为十g,AB=B0 OC=CD=L,静电力常量为k,重力加速度为g,求： (1)圆环在C点产生的场强大小； (2)小球在B点的加速度大小； (3)小球在A点的速度大小。 430° 高中同步周测卷一 物理（人教版）必修第三册第4页（共4页）