第九章 静电场及其应用 单元检测 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 2026年人教版物理必修三第九章静电场单元卷，通过选择、实验、解答题梯度设计，覆盖电场强度、静电平衡等核心知识，融合科学思维与探究，适配单元复习巩固。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10/46|电场强度、静电平衡、电荷分配|结合电场线分析粒子运动（科学推理），设计金属球壳感应电荷问题（模型建构）| |实验题|2/约20|静电感应、库仑力计算|富兰克林装置情境（科学态度），分步操作考查感应起电（科学探究）| |解答题|3/约34|库仑定律、电场叠加、力学综合|第15题电场中木板-物块运动（运动与相互作用观念），综合受力分析与运动学（科学论证）|

2026年物理人教版必修第三册第九章静电场及其应用检测试卷 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．以下物理量为矢量，且单位用国际单位制中的基本单位表示正确的是（　　） A．功、J B．功率、 C．力、 D．电场强度、 2．物理思想方法在物理学研究中有着广泛的应用，下列说法错误的是（    ） A．点电荷类似于质点，是一种理想化模型 B．重心可以看作是物体所受重力的作用点，是一种理想化模型 C．卡文迪什利用扭秤实验测引力常量时，利用了微小量放大法 D．速度是比值法定义的物理量，其表达式，当非常小时，运动快慢的差异可以忽略不计，我们就把叫作物体在时刻的瞬时速度，是利用了极限的思想 3．某电场的电场线分布如图所示，在A点给一带负电的粒子水平向右的初速度，使其仅在电场力作用下运动到B点，这个过程中粒子的速度一时间（）图像可能正确的是（　　）   A．   B．   C．D．   4．如图所示，点电荷A和B带电荷量分别为和，彼此相距6cm。若在两点电荷连线中点O处放一个半径为1cm的金属球壳，静电力常量，则球壳上感应电荷在O点处产生的电场强度大小为（　　） A． B． C． D． 5．一半径为的不带电实心金属球的圆心为，过点的水平、竖直虚线位于同一竖直面内，、、、各点均位于水平虚线上，、点位于金属球上，且，、点位于竖直虚线上。现将点电荷、分别固定于、两点，静电力常量为，则下列说法中正确的是（　　） A．点电势高于点电势 B．点电场强度平行向右 C．金属球的感应电荷在点产生的电场强度为 D．金属球的感应电荷在点产生的电场强度大小为 6．有三个完全相同的金属球，球A带的电荷量为q，球B和球C均不带电。现把球A、B、C以各种接触顺序经若干次接触后分开，最后球B的电荷量不可能的是（　　） A． B． C． D． 7．如图所示，水平面内的等边三角形BCD的边长为L，顶点C恰好位于光滑绝缘直轨道AC的最低点，A点到B、D两点的距离均为L，A点在BD边上的竖直投影点为O。y轴上B、D两点固定两个等量的正点电荷，在轴两电荷连线的中垂线上必定有两个场强最强的点，这两个点关于原点O对称。在A点将质量为m、电荷量为的小球套在轨道AC上忽略它对原电场的影响将小球由静止释放，已知静电力常量为k，重力加速度为g，且，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．图中的A点和C点的场强相同 B．轨道上A点的电场强度大小为 C．小球刚到达C点时的加速度为 D．小球刚到达C点时的动能为 8．一个不带电的空腔导体放入匀强电场E0中，达到静电平衡后，导体外部电场线分布如图所示。W为导体壳壁，A、B为空腔内两点。下列说法正确的是（　　） A．感应电荷在A、B两点场强相等 B．金属导体内外表面存在电势差 C．金属发生感应起电，左端外表面的感应电荷为负，右端外表面的感应电荷为正 D．金属处于静电平衡时，金属内部的电场强度与静电场E0大小相等、方向相反 9．跨过定滑轮的绝缘细线，一端连接不带电的物块，另一端连接带正电的小球，滑轮上端固定。空间中存在一水平向右的匀强电场，如图所示。设两端细线的夹角为，地面对物块的支持力为。则在电场强度缓慢减小的过程中（    ）    A．增大 B．减小 C．增大 D．减小 10．两个带电绝缘小球a、b，均带有正电荷，其中a固定在O点正下方的地面上，并与地面保持绝缘，b通过一端系于O点的绝缘细线悬挂，且，b静止时如图所示。若a的电荷量保持不变，b中电荷量缓慢减小，则在b缓慢移动的过程中（　　） A．细线对b的拉力大小不变 B．地面对a的作用力变大 C．细线对b的拉力逐渐变大 D．地面对a的作用力变小 二、实验题 11．观察静电感应现象的操作如下。    （1）带正电的C移近导体A，金属箔片___________，移走C之后金属箔片___________。 （2）带正电的C移近导体A，先把AB分开，再移走C，金属箔片___________，A带___________电，B带___________电，再让AB接触，金属箔片___________。 （3）带正电的C移近导体A，用手摸一下A或者B，移走C，再分开AB，金属箔片___________，A、B带___________电。 （4）把C碰一下A或者B，移走C，分开AB，A、B带___________电。 12．富兰克林为研究雷电现象，设计了如图甲所示的装置。帽形金属钟A上面与较长的避雷针相接，下面用等长细导线悬挂两个金属小球，形成验电器D，帽形金属钟B接地，两钟之间有一个用绝缘丝线悬挂的金属小球C。不带电时三个金属小球均静止下垂。若带负电的云层靠近避雷针时，金属小球C会左右来回撞击A、B钟发出响声，同时看到验电器D上的两个金属小球张开一定角度。 (1)验电器D上的两个金属小球因带_______电（填“正”或“负”）而张开。 (2)如图乙，验电器D上的两个金属小球位置等高，质量均为m，相距为L，且可视作点电荷。悬线与竖直方向的夹角均为θ，已知重力加速度为g，静电常量为k，不考虑金属钟与小球间的作用力，求 （ⅰ）两球间的库仑力大小；______ （ⅱ）假设两个金属小球各带有相同的电荷量，求此电荷量的大小。______ 三、解答题 13．如图所示，真空中有A、B两带电小球，A球带正电，所带电量大小，用绝缘支架固定，B球所带电量大小，用绝缘细线悬挂于O点。小球B静止时，两球在同一水平面上，相距，细线与竖直方向夹角。已知静电力常量，，，求： （1）B球的电性； （2）A、B球之间库仑力的大小； （3）B球的质量。    14．如图，A、B是水平面上带电荷量均为+q的固定点电荷，A、B间距离为L，在A、B连线的中点O有一固定竖直杆OD，一根绝缘细线一端系在杆上的D点，另一端连接一带电小球C，小球C的质量为m。小球C静止在水平面上且对水平面的压力为0，三角形ABC为等腰三角形，重力加速度大小为g，不计小球的大小，静电力常量为k，求： (1)AB两点电荷在小球C处产生的合场强大小； (2)小球C所带电荷量的大小。 15．如图所示，质量M=3.0kg、长L=6.0m的绝缘木板静止放在倾角为37°的光滑斜面上，质量m=1.0kg、带电荷量（的物块放在木板的中点，木板和物块间的动摩擦因数所在空间加有一个方向垂直斜面向下、场强E=4.0×104V/m的匀强电场。t=0时，对木板施加一平行于斜面向上的恒定拉力F=24N，同时给物块沿斜面向上v0=8m/s的初速度。已知斜面足够长，物块视为质点，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）当物块沿斜面向上的速度变为v1=2m/s时，木板的速度大小v2； （2）当物块从开始运动到速度减为零时，经历的时间t； （3）在从t=0到物块从木板的下端滑离的过程中，拉力F做的功W。    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 B C C D D B AC BC AD 1．D 【详解】A．功是标量，其单位焦耳（J）的国际单位制中的基本单位表示为，但功为标量，故A不符合题意； B．功率是标量，其单位用基本单位表示为，但功率为标量，故B不符合题意； C．力是矢量，但其单位牛顿（N）的基本单位应为，而选项C的单位为，单位错误，故C错误； D．电场强度是矢量，根据，力的单位为，电荷单位库仑为，因此电场强度的单位为，与选项D一致，故D正确。 故选D。 2．B 【详解】A．点电荷类似于质点，是一种理想化模型，故A正确，不满足题意要求； B．重心可以看作是物体所受重力的作用点，重心的建立体现了等效替代的思想，故B错误，满足题意要求； C．卡文迪什利用扭秤实验测引力常量时，利用了微小量放大法，故C正确，不满足题意要求； D．速度是比值法定义的物理量，其表达式，当非常小时，运动快慢的差异可以忽略不计，我们就把叫作物体在时刻的瞬时速度，是利用了极限的思想，故D正确，不满足题意要求。 故选B。 3．C 【详解】负电荷所受的电场力沿电场线反方向，在A点给一带负电的粒子水平向右的初速度，电场力向右，电荷向右做加速运动，另外电场中电场线越密的地方电场强度越大，从A到B的电场强度逐渐减小，可知粒子向右做加速度逐渐减小的加速运动，根据图像的切线斜率表示加速度，可知切线逐渐减小。 故选C。 4．C 【详解】点电荷在点的电场强度大小为 方向由指向； 点电荷在点的电场强度大小为 方向由指向； 设感应电荷在点处产生的电场强度大小为，由静电平衡条件知 方向由指向。 故选C。 5．D 【详解】金属球位于两点电荷的电场中，处于静电平衡状态，金属球内电场为球外两点电荷的电场与金属球感应电荷电场叠加成的合电场，场强为零，则感应电荷的电场与球外点电荷的电场等大、反向。 A．处于静电平衡状态的金属球是等势体，表面是等势面，则、两点电势相等，A错误； B．点位于金属球内，场强为0，B错误； C．点位于金属球内，场强为0，两点电荷在点的合场强平行向右，则金属球感应电荷在点的电场平行向左，C错误； D．两点电荷在点的场强为，则感应电荷在点的场强大小也为，D正确。 故选D。 6．D 【详解】完全相同的金属球，接触后电荷平分，所以若先将A与B接触后分开，则A、B均带电量，再将B与C接触，则B与C均带电量为，再将A与B接触则，A与B均带电量为，再将B与C接触，则B与C带电量均为，再将A与B接触，则A与B带电量均为，以此类推，最终三个带电体的电量均为，故A、B、C均有可能，D不可能。 故选D。 7．B 【详解】A．由几何可知： 如图1所示 P为z轴上一点，PD连线与z轴的夹角为，根据等量同种电荷的电场分布可知P点的电场强度方向竖直向上，大小为 解得 由不等式可得时，电场强度最大 此时 由此可知，z轴上距离O为处的两点电场强度最大，A错误； B．由几何关系，轨道上A点的电场强度大小为 B正确； C．由几何关系有 根据 由对称性可知，A、C两点的电场强度大小相等，因此，C点的电场强度方向沿x轴正方向，电场强度大小表示为 小球在C点时的受力情况，如图2所示 小球在C点受到的电场力为 沿杆方向的合力为 解得 由此可知小球刚到达C点时的加速度为0，C错误； D．根据等量同种点电荷的电场分布和对称关系可知，A、C两点电势相等，电荷从A到C的过程中电场力做功为零，根据动能定理可得 解得，D错误。 故选B。 8．AC 【详解】AD．根据静电平衡下导体内部特征，金属内部被静电屏蔽，金属内部的电场强度为0，此时金属内部的感应电场强度与静电场电场强度大小相等、方向相反，故感应电荷在A、B两点场强相等，故A正确，故D错误； B．根据静电平衡下导体内部特征，金属整体是等势体，金属导体内外表面电势差为0，故B错误； C．金属放在静电场中会发生感应起电，左端外表面的感应电荷为负，右端外表面的感应电荷为正，故C正确； 故选AC。 9．BC 【详解】AB．如图所示    对小球受力分析，小球在电场力、小球的重力和绳的拉力作用下处于平衡状态，当电场强度E减小时，电场力减小，小球所受拉力T减小，减小，故A错误，B正确； CD．对物块受力如图所示    由 可知随着拉力T的减小，支持力增大，故C正确，D错误。 故选BC。 10．AD 【详解】AC．对b球进行受力分析如图所示 由平衡条件可得 根据 解得 可知细线对b的拉力大小不变，ab距离减小，故Ａ正确，Ｃ错误； BD．ab间库仑力减小，由平衡条件可知b对a球的库仑力与竖直方向的夹角在增大，根据矢量叠加原理可知地面对a的作用力变小，故B错误，D正确。 故选AD。 11． 张开 闭合 张开 负 正 闭合 张开 负 正 【详解】（1）[1][2] 带正电的C移近导体A，则在A的左端感应出负电，B的右端感应出正电，则金属箔片张开，移走C之后感应电荷消失，则金属箔片闭合。 （2）[3][4][5][6] 带正电的C移近导体A，则在A的左端感应出负电，B的右端感应出正电，先把A、B分开，再移走C，则A带负电，B带正电，金属箔片张开，再让A、B接触，则正负电荷中和，金属箔片闭合。 （3）[7][8] 带正电的C移近导体A，用手摸一下A或者B，则大地中的负电将移向导体AB，则移走C，再分开A、B，AB均带负电，金属箔片张开。 （4）[9] 把C碰一下A或者B，则C上的正电荷将转移到A、B上，移走C，分开A、B，A、B带正电。 12．(1)负 (2) 【详解】（1）根据异种电荷相互吸引、同种电荷相互排斥，可知若带负电的云层接近避雷针顶端时，避雷针顶端带正电，由静电感应规律可知，验电器D上的两个金属小球因带负电而张开。 （2）[1]根据平衡条件可得两球间的库仑力大小 [2]由库仑定律 解得 13．（1）小球B带负电；（2）；（3） 【详解】（1）以B球为对象，根据受力分析可知，B球受到A球的库仑引力，由于A球带正电，则B球带负电。 （2）根据库仑定律可得，A、B球之间库仑力大小为 （3）以B球为对象，根据受力平衡可得 可得B球的质量为 14．(1) (2) 【详解】（1）根据几何关系，A、C和B、C间的距离均为 根据电场叠加，A、B两点电荷在小球C处产生的合场强大小等于一个电荷在该点的场强大小 解得 （2）对小球C研究，根据力的平衡 解得 15．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）设定向上为正方向，物块先向上做减速运动，设其加速度为a1，木板的加速度为a2，可得 带入解得 ， 当物块沿斜面向上的速度变为v1=2m/s时，可得 ， 解得 ， （2）当物块沿斜面向上的速度变为v1=2m/s时，物块和木板速度相同，接下来物块还是继续减速，木板还是做加速运动，但是摩擦力方向反向，设此时物块的加速度为a3，木板的加速度为a4，可得 解得 ， 设此后再经历t2的时间物块速度变为0，可得 解得 当物块从开始运动到速度减为零时，经历的时间为 （3）当物块速度为0后，会加速下滑，设此时物块的加速度仍为a3，木板的加速度仍为a4，当物块从开始运动到速度减为零时，物块经历的位移为 木板的位移为 可知此时物块在木板上的距离底端的距离为 随后物块开始向下加速运动，设此时到当物块从木板的下端滑离所用的时间为t3，同时此时木板的速度为 可得 解得 可得木板位移的距离为 可得在从t=0到物块从木板的下端滑离的过程中，拉力F做的功W为 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 $