第九、十章 静电场 单元测试卷（一）-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

单元测试–静电场 (考试时间：75分钟 满分：100分) 注意事项： 1. 答卷前，务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡和试卷上。 2. 回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，务必擦净后再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3. 考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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（　　） A．电荷所受电场力很大，该点的电场强度一定很大 B．根据公式，这个位置的场强E与检验电荷的电荷量q有关 C．公式和适用条件相同 D．电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关 2．如图所示某电场的部分电场线和等势线，下列说法正确的是（　　） A．C点的电场强度为零 B．BD所在的曲线是电场线 C．A点的电势低于B点的电势 D．因为UAB＜0，所以电势差是矢量 3．公元1世纪，我国学者王充在《论衡》一书中写下“顿牟掇芥”。顿牟即玳瑁的甲壳，芥指芥菜子，统喻干草、纸等的微小屑末，本词意指带有静电的物体能够吸引轻小物体的现象。某同学模拟该现象，用绝缘杆连接带等量异种电荷的小球模拟电中性物体，模拟体用绝缘探针支撑，让带电体靠近两小球，当小球静止时下列说法正确的是（　　） A．当带电体带正电时，带负电的小球靠近带电体，模拟体整体所受静电力指向带电体 B．当带电体带正电时，带正电的小球靠近带电体，模拟体整体所受静电力背离带电体 C．当带电体带负电时，带负电的小球靠近带电体，模拟体整体所受静电力指向带电体 D．当带电体带负电时，带正电的小球靠近带电体，模拟体整体所受静电力背离带电体 4．如图为一平行板电容器，在A点释放一带电粒子（重力不计），给它以初速度v0使它向上运动，观察到向上的速度逐渐变慢，在某一时刻突然向下运动，则下列说法正确的是 A．该粒子向下运动时，可达到B点 B．该粒子一定带正电 C．粒子在向下运动时，电势能逐渐变大 D．若改变v0方向向左，该粒子可达到B点 5．场是物理学中的重要概念，除了电场和磁场，还有引力场．物体之间的万有引力就是通过引力场发生作用的，地球附近的引力场叫做重力场．根据电场强度是描述电场的力的性质的物理量而定义了重力场强度，根据电势是描述电场能的性质的物理量而定义重力势．根据电场与重力场的类比，以下说法中正确的是 A．重力场强度大小与放入的物体质量大小有关 B．重力场强度的大小可表示为g，方向竖直向下 C．重力势与放入的物体的质量成正比 D．重力场中某点的重力势大小与选取的零势面无关 6．一电子只在电场力作用下沿轴正方向运动，其电势能随位移变化的关系如图所示，该曲线为抛物线，则下列说法正确的是（　　） A．处的电场强度不等于零 B．0、、、处电势、、、的关系为 C．在段电场力做负功，在段电场力做正功 D．电子在段加速度随位移均匀增加 7．如图所示，真空中平面内，在坐标点固定一个点电荷，坐标点固定一个点电荷，以为圆心，半径为的圆与坐标轴的交点分别为。下列说法正确的是（　　） A．点电荷在点产生的场强沿轴的分量大小为 B．点电荷在点产生的场强沿轴的分量大小为 C．点电场强度的方向水平向左 D．点场强的大小为点场强的大小的倍 8．某一电场的电场线如图所示。已知，，，点的电势为，、在同一等势面上。以表示点电荷由点移到点过程中电场力做功的大小，表示点电荷由点移到点过程中电场力做功的大小，则（　　） A． B． C． D． 二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9．下列关于起电说法正确的是（　　） A．摩擦起电说明电荷是可以创造的 B．接触起电的本质是物体的电子发生了转移 C．等量的正、负电荷可以中和，说明电荷可以被消灭 D．感应起电的过程中电荷总量保持不变 10．电容式加速传感器常用于触发汽车安全气囊，简化图如图所示。极板M、N组成的电容器为平行板电容器，M固定，N可左右移动，通过测量电容器极板间的电压的变化来确定汽车的加速度。当汽车遇紧急情况刹车时，极板M、N间的距离减小，若极板上的电荷量不变，则电容器（　　） A．电容增大 B．极板间的电压增大 C．极板间的电场强度减小 D．极板间的电场强度不变 三、非选择题：本题共5小题，共58分。 11．（6分）某实验小组用图所示装置探究库仑力与电荷量的关系。A、B是均匀带电的塑料小球，其中A球质量为m，用一根绝缘细线将A悬挂起来，实验时改变两小球所带电荷量，移动B并保持A、B两球球心连线与细线垂直。用Q和q分别表示A、B的电荷量，d表示A、B球心间的距离，表示绝缘细线偏离竖直方向的角度，k为静电力常量，当地的重力加速度为g。 （1）该实验要达到实验目的，需在实验中控制___________不变（填写题中所给字母）。 （2）关于实验下列说法正确的是( ) A．两个小球可以换成金属小球进行实验 B．两个小球可以换成异种电荷进行实验 C．绳子的拉力随着角的增大而增大 D．库仑力随着角的增大而增大 E.实验中两塑料小球的带电荷量必须相等 （3）通过实验数据可得，下列图像正确的为___________ A．    B． C．   D． 12．（10分）电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器可以捕捉瞬时的电流变化，它与计算机相连，可显示电流随时间的变化。图甲直流电源两端的电压恒为，充电前电容器带电量为零。先使S与“1”端相连，电源向电容器充电。充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。 (1)在电容器放电过程中，通过电阻的电流方向____________（选填“水平向左”或“水平向右”或“无电流”）； (2)图像阴影为曲线与时间轴所围成的面积，乙图中阴影部分的面积____________（选填“>”、“<”或“=”）； (3)已知，则该电容器的电容值为____________法拉（保留两位有效数字）； (4)由甲、乙两图可判断阻值____________（选填“>”或“<”“=”）； (5)关于电容器在整个充、放电过程中的图像和图像的大致形状，可能正确的有____________（为电容器极板所带的电荷量，为电容器两板的电势差）。 A． B． C． D． 13．（10分）如图所示，A为带正电Q的金属板，在金属板右侧用绝缘细线悬挂一质量为m、电荷量为＋q的小球，小球受到水平向右的静电力作用而使细线与竖直方向成θ角，且此时小球在金属板的垂直平分线上距板r处，试求小球所在处的电场强度。（重力加速度为g） 14．（14分）如图，真空中水平放置的两平行金属板间有一匀强电场，板长为L，一电荷量为+q（q>0），质量为m的小球从两板中央以水平速度v0射入板间，小球离开电场后恰能垂直打在距离金属板右端2L的屏M上，已知重力加速度g。求： (1)板间电场强度E的大小和方向。 (2)板间电势差U要满足什么条件？ 15．（18分）一种旋转电机模型的俯视图如图所示，光滑水平面上，半径为、内壁光滑的圆柱面立于两个带有等量异种电荷的极板、之间的空间中，两极板间的电场可视为匀强的且电场强度大小为。在圆柱面内侧处有一质量为，带电量为的质点小球，圆柱面的中心轴线经过，虚线平行于极板。所有带电体与其周围环境间无电荷交换。 (1)若极板、位置保持固定，小球从图中处由静止释放，问当它旋转圈后到达处时，速度是多大？ (2)若极板、保持正对，并绕圆柱面的中心轴线缓慢加速转动，当角速度增大到后保持恒定。小球因受静电力作用也将绕圆柱面内侧开始转动，由于速度很快，小球受到空气阻力已不可忽略，设空气阻力大小正比于小球速度，即，已知。经足够长时间后发现小球与两极板同周期旋转，且电场强度与小球速度间的夹角大小也保持恒定。试据此求出稳定后，圆柱面对小球弹力的大小。‍ 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．D 【详解】A．电荷所受电场力很大，根据 ，该点的电场强度不一定很大，可能是电荷量大，A错误； B．根据公式，这个位置的场强E与检验电荷的电荷量q无关，是错的，B错误； C．公式仅适用于点电荷的电场，适用于任意电场，C错误； D．电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关，D正确。 故选D。 2．C 【详解】A．电场线的分布可以反映电场的强弱，C点有电场线分布（尽管图中没有画出），C点的电场强度不为零，故A错误； B．等势线与电场线垂直，由图可知，BD所在的曲线为等势面，故B错误； C．沿电场线的方向电势逐渐降低，因此A点电势低于B点电势，故C正确； D．尽管，只表示A点电势低于B点电势，负号不表示方向，因此电势差是标量，故D错误。 故选C。 3．A 【详解】根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，可知当带电体带正电时，负电荷靠近带电体．正电荷远离带电体．因此模拟体受到的引力大于斥力，所以合力指向带电体。 故选A。 4．B 【详解】AB．粒子向上的速度逐渐变慢，所以粒子受的电场力向下，由于电场线方向竖直向下，所以粒子一定带正电；若粒子在竖直方向运动，则它只做往返运动，不会经过B点，若粒子做类斜上抛运动，根据运动轨迹的对称性，粒子在向下运动的过程中，也不可能经过B点，故A错误，B正确； C．粒子在向下运动时，由于电场力方向向下，所以电场力做正功，电势能减小，故C错误； D．由于粒子受的电场力向下，若改变v0方向向左时，粒子则向下做类平抛运动，不可能过B点，故D错误。 故选B。 5．B 【详解】A. 由电场强度的定义式可知电场强度为比值定义式，与试探电荷无关，所以重力场强度大小与放入的物体质量大小无关，故A项与题意不相符； B. 重力场强度为，方向竖直向下，故B项与题意相符； CD. 类比电势，重力场中某点的“重力势”反映重力场的能的性质，即为该点与参考面的高度，与零势面的选取有关，与质量无关，故CD项与题意不相符． 6．D 【详解】A．根据功能关系 可知，在Ep－x图像中，曲线的切线斜率与场强成正比，可知粒子处的电场强度等于零，故A错误； B．根据电势能公式 从0~x3的过程中电子电势能先减小后增大，x1处电子电势能最小，此处电势高；0和x2处电子电势能相等，则电势也相等；x3处电子电势能最大，此处电势低，即 故B错误； C．0~x1段电势能减小，说明电场力做正功；x1~x3段电势能增大，说明电场力做负功，故C错误； D．电势能随位移变化的关系如图所示，该曲线为抛物线，取极短的一小段研究，则 即 可知电子在段加速度随位移均匀增加，故D正确。 故选 D。 7．D 【详解】A．根据几何关系可得， 点电荷-Q在c点产生的场强沿y轴的分量大小为，方向向下，故A错误； B．根据几何关系可得， 点电荷+2Q在a点产生的场强沿y轴的分量大小为，方向向下，故B错误； C．由点电荷电场的对称性可知点电荷+2Q在c点产生的场强沿y轴的分量大小 则点电荷和点电荷+2Q在c点产生的场强沿y轴的分量不能抵消，c点电场的方向不可能水平向左，故C错误； D．根据电场强度的叠加原理可知b点的场强为 d点场强为 可知，即b点场强的大小为d点场强的大小的27倍，故D正确。 故选D。 8．B 【详解】AB．由图可看出，ab间电场线比bc间电场线密，而 根据 定性分析可得ab间的电势差大于bc间的电势差，即 又 联立得 即得 故B正确，A错误； CD．由上分析可知 则知 而d与b电势相等，则知 根据电场力做功公式得 故CD错误。 故选B。 9．BD 【详解】AD．无论是摩擦起电还是感应起电都没有创造电荷，只是电荷的分布发生了变化，电荷总量保持不变，故A错误，D正确； B．接触起电的本质是物体的电子发生了转移，故B正确； C．等量的正、负电荷可以中和，此时物体对外不显电性，但电荷不会被消灭，故C错误。 故选BD。 10．AD 【详解】A．由可得，d减小，C增大，A正确； B．Q不变，C增大，由可得，U减小，B错误； CD．根据 解得 d减小，E不变，C错误，D正确。 故选AD。 11． d BD/DB B 【详解】（1）[1]该实验运用到的实验方法是控制变量法，探究库仑力与电荷量的关系，则在实验中应控制两电荷间距离d不变。 （2）[2] A．两个小球不可以换成金属小球进行实验，因为金属小球间产生感应电荷，两小球不能看成点电荷，故A错误； B．两个小球可以换成异种电荷，库仑力由斥力变为引力，将小球B放置在A的左上方同样可以进行实验，故B正确； CD．如图所示 对小球A，根据平衡条件可得 所以细线的拉力T随着角的增大而减小，库仑力F随着角的增大而增大，故C错误，D正确； E．实验中两塑料小球的带电荷量不一定相等，电荷量合适即可，故E错误。 故选BD。 （3）[3]根据平衡条件可知 整理可得 故选B。 12．(1)水平向右 (2)= (3)0.3 (4)< (5)AB 【详解】（1）由图甲可知，电容器充电时，通过电阻R0的电流方向向左，放电时通过R0的电流方向水平向右。 （2）I-t曲线图像与对应时间轴所围成的面积表示电荷量，充电和放电电荷量相等，所以乙图中阴影部分的面积。 （3）]由于电源内阻不计，可知电容器两端电压等于电源电动势，则该电容器的电容值为 （4）由图乙可知，充电时的最大电流大于放电时的最大电流，则可知 （5）AD．电容器在充电过程中，电流由最大逐渐减小，放电过程电流也是由最大逐渐减小，根据可知图像的倾斜程度表示电流的大小，故A正确，D错误； BC．电容器在充电过程中，电流由最大逐渐减小，放电过程电流也是由最大逐渐减小，根据，电容器的电容不变，图像的倾斜程度表示电流的大小，C错误，B正确。 故选AB。 13． 【详解】小球受到的静电力方向向右，重力竖直向下，则小球的受力情况如图所示， 由平衡条件得： F电=mgtanθ 根据电场强定义可得，小球所在处的电场强度： 14．(1)，方向竖直向上；(2) 【详解】(1)设小球在电场中运动的加速度为a，运动时间为t1，刚飞出电场时竖直速度为vy，由题意可知 小球飞出电场后到垂直击中屏所经历的时间为 联立以上各式解得匀强电场的场强大小为 方向竖直向上。 (2)设板间距离为d，要使小球能飞出电场，应满足 两板间的电势差为 联立解得 15．(1) (2) 【详解】（1）对小球，从A运动到B，根据动能定理，有 解得 （2）由题意可知，电场最终做匀速圆周运动，因为小球与两极板同周期旋转，即小球也做匀速圆周运动，则沿切线方向合力为零，且小球的速度 可得小球的受到的空气阻力 电场对小球在沿切线方向分力为 电场对小球指向圆心方向的分力为 根据牛顿第二定律 解得 学科网（北京）股份有限公司 $