第十章 静电场中的能量 单元质量检测 （三）-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十章静电场中的能量单元卷，满分100分，75分钟，覆盖电容器、电场性质、能量守恒等核心知识，通过运动软件、静电除尘等真实情境及电容器充放电实验，落实物理观念与科学思维，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|10/46|电容器电容影响因素（题1）、电场线性质（题2）、电势与电场力做功（题3）|结合运动软件（题5）、静电除尘（题7）等科技情境，区分单选多选，梯度考查科学推理| |实验题|2/20|电容器充放电规律（题11）、传感器应用（题12）|通过电流传感器实验，强化科学探究与数据处理能力| |解答题|3/34|能量守恒（题13）、电场中的运动（题14）、交变电场（题15）|综合匀强/交变电场场景，考查模型建构与复杂问题解决，呼应高考命题趋势|

2026年物理人教版必修第三册第十章静电场中的能量质量检测试卷（三） 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．图示是“研究电容器两极板间距对电容大小的影响”实验，保持电荷量不变，当极板间距增大时，则有（　　） A．静电计指针张角增大 B．电容器的电容增大 C．极板间电场强度增大 D．极板间电势差减小 2．下列有关电场的说法正确的是（　　） A．电场和电场线都是客观存在的 B．沿着电场线方向电势一定逐渐降低 C．沿着电场线的方向，电场强度一定越来越大 D．电场强度与试探电荷所受电场力大小成正比，与其电荷量成反比 3．如图所示，一块很大的接地金属平板水平放置，其上方附近固定一负点电荷，a、b、c、d四点与负点电荷在同一竖直面内，b、c、d三个点在同一水平线上，下列说法正确的是（　　） A．c点的电场强度比b点强 B．c点的电势比a点电势低 C．将正试探电荷从a点移到b点电场力做负功 D．将正试探电荷从b点沿直线移到d点电场力不做功，电势能不变 4．如图所示，竖直平面内有一个半径为的圆形绝缘轨道，、与圆心等高，点为圆周上的最高点，空间有一平行于轨道平面的匀强电场，场强大小为。在圆周上的点，先后以相同速率沿圆面向各个方向发射质量为的带电小球，小球打在轨道上，其中打在点时小球动能最大，小球可视为质点，重力加速度为。若使小球从点以初速度大小沿轨道内侧做完整的圆周运动，则应满足（　　） A． B． C． D． 5．随着人们对身体健康意识的不断增强，户外旅行、户外运动也较前几年大幅增长。人们使用的智能手机中有一款运动软件，其运动步数的测量原理如图所示，M和N为电容器两极板，M固定，N两端与固定的两轻弹簧连接，只能按图中标识的“前后”方向运动。则手机（　　） A．若电容器带电量增大，则可能是健身者向前匀速运动时突然减速 B．若电流表示数不为零且保持不变，则健身者做匀速运动 C．若电流由a点流向b点，则健身者突然向前加速 D．若M、N之间的电场强度增大，则健身者向后做匀加速运动 6．如图所示，虚线的右侧有竖直向下的匀强电场，一个带正电的物块在虚线左侧刚好沿绝缘固定斜面匀速下滑，当物块滑入匀强电场后（    ） A．物块将减速下滑 B．物块一定匀速下滑 C．物块可能加速下滑 D．若物块滑入电场前是加速下滑，则物块滑入电场后将继续加速下滑且加速度不变 7．如图所示为某静电除尘装置的原理图，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区。图中虚线是某一带电的尘埃仅在静电力作用下向集尘板迁移并沉积的轨迹，A、B两点是轨迹与电场线的交点，不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电荷量变化，以下说法正确的是（　　） A．尘埃在B点的加速度大于在A点的加速度 B．尘埃带正电 C．尘埃由A运动到B的过程中，速度先减小后增加 D．尘埃由A运动到B的过程中，电势能先减少后增加 8．两电荷量分别为和的点电荷固定在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中C为ND段上电势最低的点，则下列说法正确的是（　　） A．、为等量异种电荷 B．N、C两点间场强方向沿x轴负方向 C．N、D两点间的电场强度大小先减小后增大 D．将一正点电荷从N点移到D点，电势能先减小后增大 9．如图所示为密立根油滴实验示意图。实验中要设法使带负电的油滴悬浮在电场之中。若在实验中观察到某一个带负电的油滴向下加速运动。在该油滴向下运动的过程中，下列说法正确的是（　　）     A．电场力做正功 B．重力和电场力的合力做负功 C．电势能逐渐增大 D．重力势能的减少量大于动能的增加量 10．先后让一束氘核和一束氚核通过同一对平行板形成的偏转电场，进入时速度方向与板面平行，离开时速度方向与板面夹角分别为、。不计原子核的重力，则（   ） A．如果氘核和氚核的初速度相同，则 B．如果氘核和氚核的初动能相同，则氘核和氚核的偏转位移之比为 C．如果氘核和氚核的初动能相同，则 D．如果氘核和氚核的初动能相同，则 二、实验题 11．电流传感器可以像电流表一样测量电流，它可以和计算机相连，能画出电流与时间的变化图像。某同学设计了图甲所示的电路来观察电容器充、放电过程。当他将开关S接时，待充电完成后，把开关S再与接通，电容器通过电阻放电，在计算机上显示出电流随时间变化的图像如图乙所示。请根据以上操作回答： (1)电容器放电时，通过电阻的电流方向是______（选填“由到”或“由到”）； (2)图乙中图线与两坐标轴所包围的面积的物理意义是______； (3)其它条件不变，仅减小的阻值，则放电电流随时间变化的曲线应该是图丙中的______（选填“”、“”或“”）。 12．在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图1所示连接电路。电源电动势为8.0V，内阻可以忽略。单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2。实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。      （1）如果用欧姆表直接连接待测电容器（未充电）两端，观察到指针的偏转情况是_______ A．偏转角度一直很小     B．偏转角度一直很大 C．偏转角度逐渐增大     D．偏转角度先很大，再逐渐减小 （2）开关S突然接“1”时，电容器处于_________（选填“充电”或“放电”）状态，电容器板_________（选填“A”或“B”）带正电， （3）电容器充电后，开关S改接2使电容器进行放电，此过程得到的图像如图2所示，如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将_________（选填“减小”“不变”或“增大”）。 （4）若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则该电容器的电容为________。 （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_________。（q为电容器极板所带的电荷量，为A，B两板的电势差）。 A．     B．    C．   D．   三、解答题 13．如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点，质量为m，电荷量为-q的有孔球从杆上的A点无初速度下滑，已知q≤Q，AB＝h。小球滑到B点时速度大小为。求： (1)小球由A到B的过程中静电力做的功； (2)已知UBC＝0，求A、C两点间的电势差。 14．如图，水平放置的金属薄板A、B间有匀强电场，已知B板带正电、A板带负电。电场强度，间距d=1.25m。A板上有一小孔，M恰好在孔的正上方，距离h=1.25m。从M处每隔相等时间间隔由静止释放一个质量的带电小球。第1个带电小球的电量，第n个带电小球的电量。取。求：（小球落至B板后不影响两板间的电场强度且不考虑小球之间的静电力作用及空气阻力） （1）第1个带电小球从M下落至B板的速度； （2）第几个带电小球将不能抵达B板；    15．中科院高能物理研究所利用电场约束带电粒子的运动，其简化模型如图1所示，一粒子发射源固定在坐标原点O，该装置可以沿x轴正方向连续发射质量为m、电荷量为的粒子P，粒子的初速度均为。在平面内的第一象限和第四象限加一沿y轴正方向的匀强电场，（未知），粒子刚好能过第一象限内的M点，已知M点坐标为，不计重力及粒子间的相互作用。 (1)求匀强电场的场强大小； (2)若将原来的匀强电场替换为另一交变电场，如图 2 所示，场强为正值时表示电场方向沿y轴正方向，题干中其他条件均不变，时刻从坐标原点射出的粒子P仍能过M点，求图2中与的比值； (3)在（2）问的条件下, 在处放置一垂直于x轴、可吸收带电粒子的挡板，挡板长度为，挡板中心在x轴上。求在至时间内发射的粒子，哪个时间范围内发射能打到挡板上。 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 A B C D A B C CD CD BD 1．A 【详解】ABD．保持电荷量Q不变，当极板间距d增大时，根据 可知，电容C减小，根据 则两板间电势差U变大，则静电计指针张角增大，选项A正确，BD错误； C．根据 可得 可知保持电荷量Q不变，当极板间距d增大时，极板间电场强度不变，选项C错误。 故选A。 2．B 【详解】A．电场是客观存在的，电场线是人为引入的。故A错误； B．沿着电场线方向电势一定逐渐降低。故B正确； C．电场线的疏密程度表示电场强度的大小，所以沿着电场线的方向，电场强度不一定越来越大。故C错误； D．电场强度由电场本身决定，与试探电荷所受电场力大小无关，与试探电荷的电荷量也无关。故D错误。 故选B。 3．C 【详解】A．部分电场线如图 电场线越密集，电场强度越大，c点的电场强度比b点小，故A错误； B．沿着电场线方向电势降低，c点的电势比a点电势高，故B错误； C．b点的电势比a点电势高，将正试探电荷从a点移到b点电场力做负功，故C正确； D．d点的电势比a点电势高，将正试探电荷从b点沿直线移到d点电场力做负功，电势能增大，故D错误。 故选C。 4．D 【详解】根据打在点小球动能最大，点为等效重力场的最低点，将静电力和重力等效，，方向沿AB方向。 当小球做圆周运动恰好通过A点时 则 小球从C到A，根据动能定理， 得 若使小球从点以初速度大小沿轨道内侧做完整的圆周运动，则应满足。 故选D。 5．A 【详解】A．健身者向前匀速运动时突然减速，由于惯性N板相对M板向前移动，两极之间距离d减小，根据 可知，C增大，根据 可知，Q增大。故A正确； B．匀速运动时加速度为0，电容C不变，故电路中无电流。故B错误； C．突然向前加速时，由于惯性N板相对M板后移，d增大，C减小，Q减小，所以电容器处于放电状态，电流由b点流向a点。故C错误； D．保持向后的匀加速运动时，加速度a不变，板间距离不变，所以M、N之间的电场强度不变。故D错误。 故选A。 6．B 【详解】ABC．设斜面倾角为，摩擦因数为，物块的质量为m，匀速下滑过程，有 即 设物块的电荷量为q，匀强电场的场强为E，则当物块滑入匀强电场后，有 即物块继续匀速下滑。故B正确；AC错误； D．若物块滑入电场前是加速下滑，则 解得 物块滑入电场后 解得 可知将继续加速下滑且加速度增大。故D错误。 故选B。 7．C 【详解】A．由电场线的分布图可知，点的场强比B点的大，则尘埃在B点的加速度小于在A点的加速度，故A错误； B．由尘埃的运动轨迹与受力特点可知，尘埃在点所受电场力的方向应沿电场线的切线方向指向左上方，与电场强度方向相反，所以尘埃带负电，故B错误； CD．尘埃由A运动到B的过程中，电场力方向与速度方向夹角先为钝角，后为锐角，则电场力先做负功后做正功，尘埃的电势能先增大后减小，根据能量守恒定律可知，动能应先减小后增大，所以速度先减小后增大，故C正确，D错误。 故选C。 8．CD 【详解】A．若、是异种电荷，二者连线上各点电势应该逐渐减小或逐渐增大，由题图可以看出，、都是正电荷，故A错误； B．沿轴正方向从点到点的过程,电势降低，、两点间场强方向沿轴正方向，点场强为0，故B错误； C．图线的斜率绝对值表示电场强度大小，由题图可知，、两点间的电场强度大小先减小后增大，故C正确； D．段电场方向沿轴正方向，段电场方向沿轴负方向，将一正点电荷从点移到点，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，故D正确。 故选CD。 9．CD 【详解】A．电场力向上，与位移方向相反，故电场力做负功，故A错误； B．油滴受重力和电场力，做加速运动，动能增加，根据动能定理，合力做正功，故B错误； C．油滴克服电场力做功，故电势能逐渐增大，故C正确； D．重力势能的减小量等于重力做功大小；动能增加量等于合力做功大小；由于电场力做负功，故重力做功大于合力做功，故重力势能的减少量大于动能的增加量，故D正确。 故选CD。 10．BD 【详解】粒子在偏转电场中做类平抛运动，设板间间距为，板长为，则水平方向 由牛顿第二定律，有 解得加速度 竖直分速度 则速度偏向角的正切 A．如果氘核和氚核的初速度相同，由上公式，可知，故A错误； CD．如果氘核和氚核的初动能相同，即相同，则，故C错误，D正确； B．如果氘核和氚核的初动能相同，即相同，偏转位移为 则偏转位移之比为，故B正确。 故选BD。 11．(1)由到 (2)电容器所储存的电荷量 (3) 【详解】（1）根据充电时可知，电容器上极板为正极，所以放电时电流方向由到。 （2）根据公式可知，图乙中图线与两坐标轴所包围的面积的物理意义是流过R的电荷量，即充电完成后电容器所储存的电荷量。 （3）根据公式可知，开始放电时U不变，放电量不变，R减小，则初始电流增大，继而放电时间减小，故选b。 12． D 充电 A 不变 430 AD/DA 【详解】（1）[1]用欧姆表直接连接待测电容两端，表内部电源给电容器充电，在开始时电流较大，所以指针的偏转角度很大，随着电容器所带电荷量不断增大，充电电流逐渐减小，所以指针的偏转角度逐渐减小，故选D。 （2）[2][3]开关接“1”时，电容器开始充电，A板带正电。 （3）[4]根据 电荷量与电阻值R无关，如果不改变电路其他参考数，只减小电阻R的阻值，则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将不变。 （4）[5]根据电容的定义式可得 （5）[6]AB．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，根据图像的切线的斜率表示电流的大小，故A正确，B错误： CD．根据电容的定义式可得 电容器的电容不变，图像的形状与q-t图像相似，C错误，D正确。 故选AD。 13．(1) (2) 【详解】（1）带电小球由A向B运动的过程中，根据动能定理，有 解得静电力做功 （2）根据静电力做功与电势差的关系，有W电＝qU 解得A、B两点间电势差为 则A、C两点间的电势差为 14．（1）；（2）5 【详解】（1）第1个带电小球从M下落至B板，根据动能定理 解得 （2）设第n带电小球恰能抵达B板，根据动能定理 解得 第4个带电小球恰能抵达B板，故第5个带电小球将不能抵达B板。 15．(1) (2)4 (3) 【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，有 根据牛顿第二定律有 联立可得 （2）换成交变电场后，粒子P运动至M点的运动时间仍为 结合题图2可知，交变电场在此期间经历了两个周期，粒子P沿y轴的分速度随时间变化的图像如图所示 所以整个运动过程其在y轴方向运动的距离为 可解得 故 （3）粒子P运动至M点的运动时间仍为 设时刻发射出的粒子，在时间内，沿y轴正方向做初速度为0的匀加速，沿y轴方向的位移大小 根据对称性可知，粒子在时间内，沿y轴正方向减速为0。 时间内，粒子沿y轴负方向做初速度为0的匀加速，沿y轴方向的位移大小 由对称性可知，粒子时间内，沿y轴负方向匀减速至0，因此=T时间内，粒子沿y轴正方向的运动距离 若粒子恰好打在挡板上沿，则 解得 若粒子恰好打在挡板下沿，则 解得 可知在时间范围内射出的粒子能打到挡板上。 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 $