第九章 静电场及其应用 第十章 静电场中的能量 单元检测试卷基础卷 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 本卷为高中物理人教版必修第三册第九章静电场及其应用、第十章静电场中的能量单元检测卷，以生活情境（如话筒线静电屏蔽）和科技应用（如静电纺纱）为载体，全面考查电场强度、电势、电容等核心知识，注重物理观念建构与科学思维培养，适配单元复习检测。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10题/46分|库仑定律、电场线、电势差|结合防护衣静电屏蔽（第1题）、静电纺纱电场分布（第9题），考查模型建构与科学推理| |实验题|2题|电容器充放电、影响电容因素|通过传感器电流/电压图像分析（第11题），培养科学探究能力| |解答题|3题/约40分|带电粒子在电场中运动、电势能|综合应用动能定理与受力分析（第14题），体现物理观念与科学论证的综合运用|

2025- -2026学年物理人教版必修第三册 第九章静电场及其应用、第十章静电场中的能量单元检测试卷 满分：100 分 考试时间：75分钟 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10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．在使用有线话筒扩音时，由于周围环境中的静电现象或其他原因产生的电信号会通过话筒线混入功率放大器中进行放大，影响扩音的效果。因此，很多优质的话筒线在构造上都采取了防护措施。如图所示，需要给话筒线套上金属外衣，以防止干扰信号从话筒线侵入。则下列所涉及静电原理与其相同的是（　　）    A．避雷针 B．防护衣 C．除尘器 D．点火器 2．如图所示，在直角三角形ABC的顶点A、B分别固定有点电荷Q1、Q2，现将一试探电荷q固定于顶点C，测得q所受电场力与AB边垂直。已知，则（　　） A．= B．= C．= D．= 3．如图所示的电场中，实线为电场线，虚线为带正电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则（　　） A．b点电场方向向右 B．粒子一定是从a点运动到b点 C．粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度 D．若粒子从b运动到c，该过程中电场力做正功 4．如图所示，用长度不等的绝缘丝线将带电小球A、B悬挂起来，两丝线与竖直方向的夹角分别是和（），两小球恰在同一水平线上，则下列说法正确的是（　　） A．两小球一定带同种电荷 B．A小球的质量一定小于B小球的质量 C．A小球所带电荷量一定大于B小球所带电荷量 D．A小球所受库仑力一定大于B小球所受库仑力 5．一个带电量为+Q的点电荷，放在长为 L的不带电的导体棒中心轴线上，距离棒的左端距离为r。如图所示，当棒达到静电平衡后，导体棒上感应电荷在棒的中心点O处产生的电场强度大小和方向为（　　） A．，水平向右 B．，水平向左 C．0 D．水平向左 6．在光滑水平面内有一沿x轴方向的静电场。其电势随坐标变化的图线如图所示（、、、、、均已知）。现有一质量为m、电荷量为q的带负电小球（不计重力）从O点以某未知初速度沿x轴正方向射出，则下列说法正确的是（　　） A．在间的电场强度沿x轴正方向 B．在间运动时，小球的电势能增加 C．小球到达处速率一定大于 D．小球一定可以到达位置 7．如图所示，匀强电场中有一个梯形，梯形平面与匀强电场的方向平行，，相互平行且均垂直于，，，，已知点电势为，点电势为，点电势为，则下列说法正确的是（　　） A．点电势为 B．匀强电场的电场强度大小为 C．一电子由点到点再到点的过程中，电势能减少了 D．一正电荷由点无初速度释放，将沿着所在直线运动 8．如图，水平放置的两块带等量异种电荷的平行金属板M、N，它们之间的电场线是间隔相等的平行线，P、Q是电场中的两点。下列说法正确的是（　　） A．M板带正电、N板带负电 B．P、Q两点的电场强度 C．M板带负电、N板带正电 D．P、Q两点的电场强度 9．静电纺纱是利用高压静电场使单纤维两端带等量异种电荷，在电场力作用下使纤维伸直、平行排列和凝聚的纺纱工艺。如图所示为其电场线分布简图，、为直线中垂线上两点，、关于、连线对称。下列说法正确的是（　　） A．、两点的电势相等 B．、两点电场强度相同 C．点的电势小于点的电势 D．负电荷在点的电势能大于其在点的电势能 10．如图所示，在a、b两点固定着两个带等量异种电荷的点电荷，c、d两点将a、b两点的连线三等分，e、f是a、b两点连线的中垂线上的两点，且e、f到a、b两点连线的距离相等，则（　　） A．将一带正电的检验电荷从c点由静止释放，该检验电荷从c运动到d的过程中加速度一直增大 B．将一带正电的检验电荷从c点由静止释放，该检验电荷从c运动到d的过程中速度一直增大 C．带正电的检验电荷在e点的加速度方向平行于c、d连线向右 D．带正电的检验电荷在e点的加速度方向为由e指向f 二、实验题 11．物理小组的同学想要研究电容器的性质。 (1)他们先研究了影响电容的因素。如图所示，平行板电容器已经充电，静电计的金属球与电容器的一个极板连接，外壳与另一个极板连接，静电计指针的偏转指示电容器两极板间的电势差。实验中保持极板上的电荷量不变。设电容器两极板正对面积为，极板间的距离为，静电计指针偏角为。 下列关于实验现象的描述正确的是______： A．保持不变，增大，则变大 B．保持不变，减小，则不变 C．保持不变，减小，则变小 D．保持、不变，在两极间插入电介质，则变大 (2)随后他们做了“观察电容器的充放电”实验，采用的实验电路如图所示。 ①将开关先与“1”端闭合，电容器进行______（选填“充电”或“放电”），稍后再将开关与“2”端闭合。 在下列四个图像中，表示以上过程中，通过传感器的电流随时间变化的图像为______，电容器两极板间的电压随时间变化的图像为______。（填选项对应的字母） A．    B．   C．    D． ②该小组同学用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器的电容，充电时通过传感器的电流随时间变化的图像如图中A、B所示，其中对应电容为的电容器充电过程I-t图像的是______（选填A或B）。 12．某实验小组利用如图1所示的电路来探究两个初始不带电的相同电容器A、B的充、放电现象。 实验操作步骤如下： (1)保持开关断开，将开关接1，通过图中电流传感器的电流I的方向为______（选填“向右”或“向左”），直到电压传感器示数稳定为U的过程中，电流I随时间t变化的图线正确的是图2中的______（选填“a”或“b”）图线，该图线与t轴围成的面积为S。 (2)保持开关断开，将开关接2，待电压传感器示数稳定后，此过程中图线与t轴围成的面积为______（选填“S”或“”）。 (3)将开关断开，开关闭合，让电容器B的两极板完全放电；再断开开关，将开关接______（选填“1”或“2”），待电压传感器示数稳定后，其示数为______（选填“”或“”）。以上实验表明，电容器的电荷量变为原来的一半时，其两极板间的电势差也变为原来的一半。 三、解答题 13．如图所示，固定的正点电荷电荷量为Q，A、B两点在正点电荷的正上方与其相距分别为h和0.25h。将另一点电荷从A点由静止释放，运动到B点时速度正好变为0。若此电荷在A点处的加速度大小为，已知静电力常量为k，求： （1）此电荷是何种电荷 （2）此电荷在B点处的加速度； （3）A、B两点间的电势差。    14．如图所示，一质量为m、电荷量为+q的小球，用长为l的绝缘细线悬挂于O点。小球静止时位于图中的Q点。若将该装置放在水平方向匀强电场中，小球静止于图中的P点，此时细线与竖直方向的夹角θ=37°。已知重力加速度为g，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8。 (1)判断电场方向，计算该匀强电场的电场强度的大小E。 (2)若规定Q点位置电势为零，求P点电势φ。 (3)若带电小球从Q点由静止释放，求小球再次到达P点时的速度的大小。 15．如图所示，在真空中水平放置一对金属板，两极板的长度为，两板间的距离为，极板间的电压为，在平行板的右侧有一足够大的荧光屏，极板边缘到荧光屏的距离为。一质量为，电荷量为的带电粒子从两板中间平行极板射入，初速度为，不计粒子的重力，已知粒子能打到荧光屏上。求： (1)粒子离开电场时，速度偏转角的正切值； (2)粒子离开电场时，侧向位移大小； (3)粒子打到荧光屏上的侧向位移大小； 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A D AB D B D CD AD BC 1．B 【详解】给话筒线套上金属外衣，以防止干扰信号从话筒线侵入，利用了静电屏蔽的原理；避雷针利用了尖端放电的原理；防护衣利用了静电屏蔽的原理；静电除尘器的工作原理是利用高压电场使烟气发生电离，带电后的粉尘在电场作用下移向器壁分离；点火器的原理是产生一个高频高压加在放电电极上，发生火花放电产生电火花，利用电火花点燃可燃气体。 故选B。 2．A 【详解】根据电荷q受到的电场力方向，可以判断出点电荷、对q的电场力分别为和，如图 根据库仑定律，则有， 根据几何关系 可知， 联立解得 故选A。 3．D 【详解】A．带正电粒子只在电场力作用下运动时，受到电场力的方向指向运动轨迹的凹侧，由此可知，带电粒子受的电场力方向沿电场线向左，则b点电场方向向左，A错误； B．粒子不一定是从a点运动到b点，也可能是从b点运动到a点，B错误； C．由电场线的疏密表示电场的强弱，可知b点的电场强度大于c点，则粒子在c点的加速度一定小于在b点的加速度，C错误； D．由受力分析可知，若粒子从b运动到c，其受电场力方向与位移方向的夹角是锐角，因此该过程中电场力做正功，D正确。 故选D。 4．AB 【详解】A．由图可知两球互斥，因此两球必定是同种电荷，故A正确； BD．两个小球都受到重力、绳子拉力以及库仑力，而库仑力与绳子拉力构成的合力与重力相互平衡，对小球A进行研究，则其受到的库仑力为 对小球B进行研究，则其受到的库仑力为 由于两球间的库仑力为相互作用力，根据牛顿第三定律知，两球受到的库仑力大小相等，方向相反，所以有 因为 所以 故B正确，D错误； C．根据选项BD的分析可知，两球间的库仑力为相互作用力，无论电荷量大小如何，它们受到的库仑力大小都相等，因此无法判断小球电荷量的大小，故C错误； 故选AB。 5．D 【详解】因O点的合场强为零，即点电荷+Q在O点的场强与感应电荷在O点的场强等大反向，则导体棒上感应电荷在棒的中心点O处产生的电场强度大小 方向向左。 故选D。 6．B 【详解】A．沿电场线电势逐渐降低，从0到x1电势逐渐升高，可知在间的电场强度沿x轴负方向，A错误； B．从x1到x2电势逐渐降低，可知负电荷在间运动时，小球的电势能增加，B正确； C．从0到x2小球电势能的变化量为零，电场力做功为零，可知小球到达处速率一定等于，C错误； D．从x2到x3电势降低，电场力做负功，则小球不一定能到达位置（只有当满足时才能到达位置），D错误。 故选B。 7．D 【详解】A．作AD的中点F，如图所示 则F点电势 则由平行且等于可得 即 解得，故A错误； B．在BD上找点H，使，则在同一等势面上。可得 可得 且，可得几何关系，即电场方向沿DB从D指向B。 则电场强度大小为，故B错误； C．电子带电量，电势能 从到电势能变化，即电势能增加了，不是减少，故C错误； D．电场方向沿DB所在直线。正电荷受力沿电场方向，从D点无初速度释放，加速度沿DB方向，因此将沿DB所在直线运动，故D正确。 故选D。 8．CD 【详解】AC．电场线从正极板指向负极板，所以M板带负电、N板带正电，故A错误，C正确； BD．两平行板间是匀强电场，所以P、Q两点的电场强度满足 故B错误，D正确。 故选CD。 9．AD 【详解】A．根据等量异种电荷的电势分布特点可知，A、B两点电势相等，故A正确； B．由图可知C、D两点的电场强度大小相等，方向不同，故B错误； C．根据沿着电场线方向电势不断降低，可知B点的电势小于D点的电势，故C错误； D．根据沿着电场线方向电势不断降低，可知C点的电势小于A点的电势，故负电荷在C点的电势能大于其在A点的电势能，故D正确。 故选AD 。 10．BC 【详解】AB．根据等量异种点电荷所形成电场的特性可知，c、d两点关于两点电荷连的中点对称，则可知其电场强度大小相等，而两点电荷的连线恰好与电场线重合，且电场的方向由正电荷指向负电荷，c、d两点在两点电荷连线上，因此可知c、d两点的电场强度方向相同，而两点电荷连线中点处的场强最小，故该检验电荷从c运动到d的过程中加速度先减小后增大，可知速度一直增大，故A错误，B正确； CD．e点的电场强度为两点电荷在e点场强的合场强，根据平行四边形定则，做出e点的电场强度如图所示    可知e点的电场强度平行于c、d连线向右，故C正确，D错误。 故选BC。 11．(1)A (2) 充电 A C A 【详解】（1）A．保持不变，增大，由公式得减小，则由可得增大，静电计偏角随极板间电压增大而增大，因此变大，故A正确； B．保持不变，减小，由公式得增大，则由可得减小，变小，故B错误； C．保持不变，减小，由公式得减小，则由可得增大，变大，故C错误； D．保持不变，插入电介质，介电常数增大，由公式得增大，则由可得减小，变小，故D错误。 故选A。 （2）[1]开关接“1”端时，电源给电容器储能，过程是充电。 [2]充电时电流方向为正，初始电流最大，充电完成后电流逐渐减为0；放电时电流方向与充电相反，放电电流从最大逐渐减为0。 故选A。 [3]充电时电压从0逐渐升高，充满后电压等于电源电压、保持不变；放电时电压从电源电压逐渐降低到0，并且都是变化越来越慢，图像越来越平缓。 故选C。 [4]图线与坐标轴围成的面积表示电容器充电的总电荷量，由，相同充电电压下，电容越小，带电量越小。已知，则，故对应电容为的电容器充电过程图线与坐标轴围成的面积更小。 故选A。 12．(1) 向右 a (2) (3) 2 【详解】（1）[1] 开关接1，电源给电容器A充电，故通过图中电流传感器的电流I的方向为向右 [2] 电容器充电时充电电流由最大逐渐减小到0,故电流I随时间t变化的图线正确的是图2中的a （2）开关接2，电容器A给B的充电，充电结束时，因两电容器相同，故它们平均分配电荷量，即各带原来电容器A电量的一半，而I-t图像中，图像与两条坐标轴围成几何图形的面积表示电荷量，此过程中图线与t轴围成的面积为 （3）[1] 再断开开关，将开关接2，电容器A再次给B的充电，充电结束各分一半的一半电荷量，即A、B各自带电为原来A带电荷量的 [2] 由 电容器的电容不变，故电容器所带电荷量与电势差成正比，故待电压传感器示数稳定后，其示数为 13．（1）正电荷；（2）3g，方向竖直向上；（3） 【详解】（1）由题意可知，两电荷间作用力为斥力，则另一电荷必为正电荷。 （2）设其电荷量为q，由牛顿第二定律得，在A点时 在B点时 解得 a=3g 方向竖直向上。 （3）从A到B的过程，由动能定理得 解得 14．(1)电场方向水平向左， (2) (3) 【详解】（1）小球带正电，静止时偏在竖直方向左侧，电场力与电场方向同向，因此电场方向水平向左。 对P点小球受力平衡：竖直方向 水平方向 联立解得 （2）P、Q沿电场方向的距离 沿电场方向电势降低，因此电势差满足 已知，代入 得 （3）从Q到P由动能定理 代入数值化简 解得 【点睛】 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）带电粒子垂直进入匀强电场做类平抛运动，极板间电场强度 由牛顿第二定律可得，粒子加速度 粒子在电场中运动时间（水平匀速） 离开电场时竖直分速度 偏转角正切值为 （2）竖直方向做初速度为0的匀加速直线运动，位移公式 代入和得 （3）粒子离开电场后做匀速直线运动，水平方向运动距离的时间 离开电场后竖直方向位移 总侧向位移 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $