第十章 静电场中的能量 单元检测试卷-2025--2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 人教版必修第三册第十章静电场中的能量单元周测试卷，满分100分，75分钟，覆盖电势差、电场强度、电容器等核心知识，通过选择、实验、解答题梯度设计，渗透物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10/46|电势差计算、电场线性质、电容器动态分析|科学推理（如第7题正六边形电场分析）、概念辨析（如第2题静电屏蔽）| |实验题|2/约20|电容器充放电、电容计算|科学探究（如放电电流图像分析电荷量）| |解答题|3/约34|带电粒子在电场中的运动、动能定理应用|模型建构（如第15题加速偏转综合模型）、能量观念（如第13题电势能与动能关系）|

2025- -2026学年物理人教版必修第三册 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。 1．一电荷量为的负电荷从电场中的A点移至B点克服电场力做功为，从A点移至C点电场力做功为，则B、C间的电势差为（    ） A．1000V B． C．5000V D． 2．下列说法正确的是（　　） A．元电荷就是质子 B．电场和电场线一样，是人为设想出来的，其实并不存在 C．高压作业服是用包含金属丝的织物制成，起到静电屏蔽作用，保护工人 D．点电荷仅在电场力作用下，一定向电势高的方向移动 3．下列是某同学对电场中的概念、公式的理解，其中正确的是（　　） A．电场和电场线都是客观存在的 B．公式中的d为匀强电场中电势差为的两点间的距离 C．电势越高的地方，正电荷在该点具有的电势能越大 D．根据公式，带电量为1C的负电荷，从A点移动到B点电场力做功为1J，则A、B点的电势差为1V 4．如图所示，水平放置的平行板电容器与电源连接。闭合开关待稳定后，有一带电油滴恰好能静止在电容器中的P点，则（　　） A．保持开关闭合，将上极板往下平移，油滴向上加速 B．保持开关闭合，将上极板向左移动少许，电路中出现从a到b的电流 C．断开开关，将上极板往上平移，P点电势降低 D．断开开关，将上极板向左移动少许，板间电场强度大小不变 5．如图所示，竖直平行金属板两板带等量异号电荷，一带电颗粒从A点射入电场，后沿直线运动到B点射出电场。仅将右板向右平移一小段距离，该带电颗粒仍从A点以同一速率竖直沿着图中向下方向射入电场，则该带电颗粒（    ） A．受到的电场力变大 B．仍沿AB方向做直线运动 C．一定从B点左侧射出电场 D．可能打到右侧金属板上 6．空间存在沿水平方向的匀强电场，质量为m、电荷量为-q的带电尘埃沿与水平成的方向斜向右上方射入电场，此后尘埃沿直线运动，已知尘埃的初速度大小为，重力加速度为g，忽略一切阻力，则下列说法正确的是（　　） A．电场的方向水平向左 B．电场强度的大小为 C．尘埃的加速度大小为2g D．尘埃从射入电场到速度减为零的位移大小为 7．如图所示，在匀强电场中，A、B、C、D、E、F位于边长的正六边形的顶点上，匀强电场的方向平行于正六边形所在的平面。已知A、B、D的电势分别为、5V、14V。则下列说法正确的是（　　）    A．电子在E点的电势能是5eV B．该匀强电场的场强大小 C．A点电势比F点电势高 D．一个质子从B点以9eV的动能进入电场，调整入射方向，可使质子到达D点 8．关于静电场，下列结论普遍成立的是（    ） A．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低 B．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关 C．在负点电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向 D．沿电场线方向移动时，电势一定减小 9．如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线。在电场力作用下，一带电粒子（不计重力）经A点飞向B点，径迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（    ） A．粒子带正电 B．粒子在A点加速度小 C．粒子在B点动能大 D．粒子在B点电势能大 10．边长为的正方形的四个顶点上放置如图所示的点电荷，以正方形中心O为原点建立坐标系，为另一正方形的四个顶点，中心也为O。以下说法正确的是（　　） A．O点场强大小为零 B．O点场强大小为，方向沿轴方向 C．带正电的检验电荷沿方向移动，电场力不做功 D．带负电的检验电荷从A点移到D点，电势能增大 二、实验题 11．如图甲所示是观察电容器充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为10V，S是单刀双掷开关，为灵敏电流计，为平行板电容器。 (1)当开关S接_____（填“1”或“2”）时，平行板电容器放电。 (2)电容器充电完毕后再放电，其放电电流随时间变化图像如图乙所示。由图乙可估算出电容器开始放电时所带的电荷量，则电容器的电容_____。（保留两位有效数字） (3)如果不改变电路其他参数，只增大电阻的阻值，放电时间将_____（填“变短”“变长”或“不变”）。 12．如图甲所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为8V。S是单刀双掷开关，G为灵敏电流计，C为平行板电容器。 （1）当开关S接1时，平行板电容器充电，在充电开始时电路中的电流比较大。当开关S接2时，电容器放电，流经灵敏电流计的电流方向与充电时___________（选填“相同”或“相反”）。 （2）将灵敏电流计换成电流传感器，电容器充电完毕后再放电，其放电电流随时间变化图像如图乙所示，已知如图所围的面积约为50个方格，可算出电容器的电容为___________F（结果保留1位有效数字）。 （3）在电容器放电实验中，接不同的电阻放电，图丙中放电电流的图线的a、b、c三条曲线中对应电阻最大的一条是___________（选填“a”、“b”或“c”）。 三、解答题 13．如图所示，在xOy平面直角坐标系中，有一个以O点为圆心、半径为R=1m的圆形区域，圆形区域内存在与xOy平面平行的匀强电场。现从A处朝各个方向发射动能为48eV的电子，到达圆环B处的电子动能为36eV，到达圆环C处的电子动能为24eV。已知OB与-y方向夹角，求： (1)BC间的电势差； (2)电场强度的大小和方向。 14．如图所示，一质量为m、带电荷量大小为q的小球，用长为L的绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场分布范围足够大，静止时细线向左偏离竖直方向夹角为37°。小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： (1)匀强电场的场强大小； (2)若将原电场方向反向，大小保持不变，小球从图示位置由静止释放后运动过程中最大速度的大小。 15．真空室中有如图甲所示的装置，电极持续发出的电子（初速度可忽略不计）经过电场加速后，从小孔沿水平放置的偏转极板、的中心轴线射入。加速电压，、板长均为，偏转极板右侧有光屏（足够大且未画出）。、两板间的电压随时间变化的图线如图乙所示，其中。调节、两偏转极板之间的距离，使得每个电子均能通过偏转极板。已知电子的质量、电荷量分别为、，不计电子重力以及电子间的相互作用。求： (1)电子通过偏转极板的时间； (2)偏转极板之间的最小距离； (3)当偏转极板间的距离取（2）中的最小值时，光屏恰当放置时电子击中它的范围最短，该最短范围的长度是多少？ 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 D C C A C C B CD BD BC 1．D 【详解】因负电荷从A到B做功为-2×10-6J，则可知，从B到A，电场力做功为2×10-6J；而从A到C做功为3×10-6J，故从B到C做功 由可知，BC间的电势差 故选D。 2．C 【详解】A．元电荷指的是自然界中最小的电荷量，并不是一个实物粒子，故A错误； B．原选项认为电场和电场线一样都是人为设想出来的，实际电场是客观存在的，电场线才是人为设想出来并不存在的，故B错误； C．高压作业服是用包含金属丝的织物制成，起到静电屏蔽作用，保护工人，故C正确； D．点电荷若为正电荷，仅在电场力作用下，将向电势低的方向移动，故D错误。 故选C。 3．C 【详解】A．电场是客观存在的，电场线是人为假想的，实际不存在，故A错误； B．公式中的d为匀强电场中电势差为的两点间沿电场方向的距离，故B错误； C．根据 可知电势越高的地方，正电荷在该点具有的电势能越大，故C正确； D．根据公式，带电量为1C的负电荷，从A点移动到B点电场力做功为1J，则A、B点的电势差为，故D错误。 故选C。 4．A 【详解】A．保持开关闭合，电容器两极板间的电压U保持不变，将上极板往下平移，两极板间的距离d减小，根据 可知电容器内部电场强度增大，液滴所受的电场力大于重力，因此油滴向上加速运动，故A正确； B．保持开关闭合，将上极板向左移动少许，两极板间正对面积S减小，根据 ， 可知电容减小，由于电压保持不变，因此电容器的带电量减小，电路中出现从b到a的电流，故B错误； C．断开开关，电容器的带电量Q保持不变，根据 ， 可知电容器内部的电场强度为 可知将上极板往上平移后，电容器内部的电场强度保持不变，P点电势保持不变，故C错误； D．断开开关，将上极板向左移动少许，根据 ， 可知电容减小，由于带电量保持不变，则两极板间的电压升高，根据 可知板间电场强度增大，故D错误。 故选A。 5．C 【详解】AB．带电颗粒从A点沿直线运动到B点，说明带电颗粒所受合力方向沿AB方向，将右极板向右平移一小段距离，由于极板所带电荷量不变，由 可得 可知极板间的场强不变，该带电颗粒从A点竖直向下射入时，其所受合力方向仍沿AB方向，由于带电颗粒的速度方向与合力方向不在同一条直线上，故粒子的运动轨迹为曲线。故AB错误； CD．带电颗粒水平方向上只受电场力，竖直方向上只受重力，故其在极板间的运动可分解为水平方向的匀加速直线运动和竖直方向的加速度为g的匀加速直线运动，竖直方向上有 水平方向上有 可知带电颗粒从A点竖直向下射入时，在电场中运动的时间变短，水平位移变小，故带电颗粒一定从B点的左侧射出电场。故C正确；D错误。 故选C。 6．C 【详解】A．尘埃沿直线运动，则尘埃受到的合外力方向与速度方向在同一直线上，尘埃受到重力、电场力的作用，可知尘埃受到电场力水平向左，尘埃带负电，故电场的方向水平向右，故A错误； B．尘埃沿直线运动，则 电场强度的大小为 故B错误； C．尘埃受到的合外力为 尘埃的加速度大小为 故C正确； D．根据动力学公式 尘埃从射入电场到速度减为零的位移大小为 故D错误。 故选C。 7．B 【详解】A．因 可得 则电子在E点的电势能是-5eV，选项A错误； B．因BE两点连线为等势面，则场强垂直于BE向上，该匀强电场的场强大小 选项B正确； C．因AF平行于BE为等势面，则A点电势等于F点电势，选项C错误； D．因为 UBD=-9V 假设质子能到达D点，根据动能定理 UBDe=EK-EK0 解得 EK=0 若质子要到达D点需要有水平方向的初速度，电场强度的方向为CA方向，故质子受到竖直向上的电场力，水平方向的速度不变，故若能到达D则速度不能为0，假设错误，故质子不能到达D点，故D错误。 故选B。 8．CD 【详解】A．电势与电场强度没有直接关系，所以电场强度大的地方电势不一定高，电场强度小的地方电势不一定低，故A错误； B．电势差的大小决定于两点间沿电场方向的距离和电场强度，故B错误； C．在正电荷或负电荷产生的静电场中，沿场强方向电势降低最快，故C正确； D．沿着电场线的方向电势逐渐降低，电场线方向是电势降低最快的方向，故D正确； 故选CD。 9．BD 【详解】A．根据曲线运动条件可知，粒子所受的合力应该指向曲线弯曲的内侧，所以粒子所受的电场力逆着电场线方向，与电场方向相反，则粒子带负电，故A错误； B．由于B点的电场线密，场强大，所以粒子在B点受到的电场力大，则在B点的加速度较大，在A点加速度小，故B正确； CD．粒子从A到B，电场力对粒子做负功，动能减小，电势能增大，所以粒子在B点动能小，粒子在B点电势能大，故C错误，D正确。 故选BD。 10．BC 【详解】AB．方向两个点电荷在O点产生的合电场强度大小为 方向从。 AD方向两个点电荷在O点产生的合电场强度大小为 方向从。 根据电场的叠加原理可得O点场强大小为 方向沿轴方向，故A错误，B正确。 C．在A、B两点的点电荷电场中轴是一条等势线，在两点的点电荷电场中轴也是一条等势线，由电场的叠加原理可得轴是一条等势线，则带正电的检验电荷沿方向移动，电场力不做功，故C正确。 D．从A点移到D点，电势升高，电场力对负电荷做正功，电势能减小，故D错误。 故选BC。 11．(1)1 (2) (3)变长 【详解】（1）根据题意，由图甲所示，平行板电容器放电时，开关S接1。 （2）根据题意可知，平行板电容器两极板间的电压为10V，根据可知电容器的电容为。 （3）根据可知，如果不改变电路其他参数，则极板上的电荷量不变，只增大电阻，对电流的阻碍作用增大，放电电流变小，根据图像与坐标轴围成的面积表示放电的电荷量，故放电时间变长。 12． 相反 c 【详解】（1）[1]电容器放电，流经灵敏电流计的电流方向与充电时相反； （2）[2]根据 Q=It 可知放电电流随时间变化曲线与t轴所围面积即为通过的电荷量，如图所围的面积约为50个方格，可知电容器带电量为 电容为 （3）[3]所接的电阻越大，则放电电流越小，放电时间越长，则三条曲线中对应电阻最大的一条是c。 13．(1)12V (2)；方向与y轴成53°指向右上方 【详解】（1）从A处朝各个方向发射动能为48eV的电子，到达圆环B处的电子动能为36eV，到达圆环C处的电子动能为24eV，根据动能定理有， 解得， 由于， 可知 （2）令C点电势为0，则， O点电势为 则OB连线为等势线，电场线如图 电场强度大小为 方向与y轴成53°指向右上方 14．(1) (2) 【详解】（1）由小球受力平衡得，故 （2）由等效重力知小球运动到与图示位置对称时速度最大，由动能定理 代入数据有 可得 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）电子在加速电场中，根据动能定理有 电子在偏转电场中，水平方向 解得 （2）、、时刻进入偏转电场的电子，竖直方向先加速运动，后做匀速直线运动，射出电场时沿竖直方向偏移的距离最大。竖直方向加速有 竖直方向匀速运动有 电子能出偏转极板有 联立得，故最小距离为L。 （3）对满足（2）问条件下任意确定的，不同时刻射出偏转电场的电子沿垂直于极板方向的速度均为 电子速度偏转角的正切值均为 即 电子射出偏转电场时的偏转角度相同，即电子出偏转电场时速度的大小和方向均相同，不同时刻射出偏转电场的电子沿垂直于极板方向的侧移距离可能不同，侧移距离的最 大值与最小值之差即 若光屏与电子出偏转极板后的速度垂直，则电子击中光屏的范围最小，该最小范围为 联立解得 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 $