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

**基本信息** 高中物理必修三静电场单元卷，涵盖电荷守恒、库仑定律、电场强度等核心知识点，通过单选、多选、解答题梯度设计，结合量子芯片制造、静电除尘等真实情境，适配单元复习，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|18题|电荷守恒（题2）、库仑定律（题7）、电场线（题9）|情境化：题2关联量子芯片电荷控制；辨析性：题3-4区分元电荷与质点模型| |多选题|2题|受力分析（题19）、运动图像（题20）|科学推理：题19用相似三角形法解平衡问题；动态分析：题20结合库仑力与摩擦力| |解答题|1题|电场力与力学综合（题21）|模型建构：斜面上弹簧与电荷系统平衡，融合力电综合应用|

必修三静电场及其应用 一、单选题 1．如图所示，将带正电的金属小球靠近原来不带电的验电器A端，关于验电器的带电情况正确的是（　　） A．A端带正电，B端带正电 B．A端带负电，B端带负电 C．A端带负电，B端带正电 D．A端带正电，B端带负电 2．在量子芯片的精密制造中，电荷的精准控制是决定芯片性能的核心环节之一。下列关于电荷的说法正确的是（　　） A．某带电体的电荷量可能为 B．元电荷类似于质点，都是一种理想化模型 C．一个与外界没有电荷交换的系统，电荷代数和保持不变 D．摩擦起电的实质是创造了电荷 3．下列说法正确的是（　　） A．电荷量很小的带电体就是元电荷 B．最早测定了元电荷数值的科学家是密立根 C．电流既有大小，又有方向，电流是矢量 D．由可知，导体的电阻与电压成正比，与电流成反比 4．下列说法正确的是（　　） A．元电荷实质上是指电子和质子本身 B．带电体的电荷量可能是 C．电子的质量与电子的电荷量之比，叫作电子的比荷 D．元电荷e的值最早是由物理学家库仑通过实验测得的 5．如图所示验电器，静置时两金属箔闭合。现用带负电的橡胶棒逐渐靠近并接触验电器的金属球，接触后金属箔张开。则橡胶棒（　　） A．接触金属球前，金属球带负电 B．接触金属球后，金属球带正电 C．接触金属球前，金属箔带正电 D．接触金属球后，金属箔带负电 6．东汉时期王充在《论衡》一书中有“顿牟拾芥”记载，意为摩擦过的玳瑁能吸引像草芥一类的轻小物体，如图所示，下列说法正确的是（　　） A．摩擦能使玳瑁带电 B．摩擦能使玳瑁有了磁性 C．玳瑁带的电荷是凭空产生 D．玳瑁与轻小物体间不存在相互作用力 7．如图所示的两个金属小球，球心间距离为，现使两球分别带上等量异种电荷、，则两球间的静电力（　　） A．等于 B．小于 C．等于 D．大于 8．如图所示，两根轻质绝缘细线挂着两个质量相同的小球A、B。原来两球不带电，上、下两细线的拉力分别为FA和FB；现使两球带上异种电荷，此时上、下两细线的拉力分别变为F′A和F′B。则（　　） A．FA=F′A，FB>F′B B．FA=F′A，FB<F′B C．FA<F′A，FB<F′B D．FA>F′A，FB>F′B 9．用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的大小。如图甲是等量异种点电荷形成的电场的电场线，图乙是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称。则（　　） A．B、C两点场强大小和方向都相同 B．A、D两点场强大小相等，方向相反 C．E、O、F三点比较，O点场强最小 D．B、O、C三点比较，O点场强最大 10．下列说法正确的是（　　） A．电场强度的定义式只适用于点电荷产生的电场 B．式中是放入电场中的电荷所受的力，是放入电场中的电荷的电荷量 C．式中是放入电场中的电荷所受的力，是产生电场的电荷的电荷量 D．在库仑定律中，是点电荷产生的电场的电场强度大小 11．某电场区域的电场线如图所示，a、b是其中一条电场线上的两点，下列说法正确的是（　　） A．负电荷在a点受到的静电力一定大于它在b点受到的静电力 B．a点的场强大小与放在该点的试探电荷q的大小有关 C．点电荷在a点受到的静电力一定沿着该点的场强方向 D．正电荷在a点的加速度小于在b点的加速度 12．如图所示，A、B、C是正三角形的三个顶点，O是三角形的中心。A、B处分别放置+q、+3q的点电荷。现在C处放置一点电荷Q，使O点的电场方向平行BC向右，则Q的电荷量为（　　） A．+q B．-q C．+3q D．-3q 13．如图所示，两负点电荷固定在直角三角形中的、两点上，已知，。若一试探电荷在点受到的电场力方向与垂直，则、两点处的点电荷的电荷量大小之比为（　　） A． B． C． D． 14．如图所示，各电场中a、b两点电场强度一定相同的是（　　） A． B． C． D． 15．如图所示，ΔABC是一等腰直角三角形，，在B、C处各放置一个等量同种点电荷，此时A处电场强度的大小为E1；若仅改变C处电荷的电性，不改变其电荷量大小，此时A处电场强度的大小为E2。若只考虑B、C处电荷在空间中激发的电场，则大小为（　　） A．1 B． C． D． 16．某静电除尘装置的原理如图所示，放电极接高压电源负极，集尘极接高压电源正极，两极间形成强电场。尘埃颗粒在放电极附近带上负电，在电场力作用下向集尘极运动。忽略边缘效应和尘埃的重力，下列说法正确的是（　　） A．A点的电场强度与尘埃的带电量成反比 B．图中A点的电场强度大于B点的电场强度 C．图中A处带电尘埃的电场力一定大于B处带电尘埃的电场力 D．在向集尘极运动过程中，带电粉尘的运动轨迹可能与某条弯曲的电场线重合 17．关于下列四幅图的说法正确的是（　　） A．图甲为静电除尘原理的示意图，带正电的尘埃将被吸附到板状收集器A上 B．如图乙所示，给汽车加油前要触摸一下静电释放器，是为了导走人身上的电荷 C．图丙为静电喷漆的原理图，涂料微粒在电场力作用下沿电场线运动到工件上 D．如图丁所示，高层建筑物顶端安装有避雷针，避雷针的原理为静电屏蔽 18．如图所示，静电除尘器由板状收集器A和线状电离器B组成，A、B间接有高压电源，它们之间形成很强的电场，能使空气中的气体分子电离，进而使通过除尘器的尘埃带电，最后被吸附到收集器A上，下列选项正确的是（　　） A．尘埃颗粒带正电 B．尘埃颗粒运动过程中速度越来越小 C．尘埃颗粒向收集器A运动过程为匀加速运动 D．尘埃颗粒运动过程中加速度变小 二、多选题 19．如图所示，质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，带有电荷量也为q的小球B固定在O点正下方的绝缘柱上，其中O点与小球A的间距为l，O点与小球B的间距为，当小球A平衡时，悬线与竖直方向夹角。带电小球A、B均可视为点电荷，静电力常量为k。则（　　）。 A．A、B间库仑力大小 B．A、B间库仑力大小 C．细线拉力大小 D．细线拉力大小 20．在粗糙、绝缘的水平面上有两个带电物块。甲物块固定，乙物块从静止释放后的一段时间内，其运动的图像可能是（　　） A． B． C． D． 三、解答题 21．如图所示，在倾角为的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数为的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与A球连接。A球质量为，B球质量为，且均带电，其中A球带电荷量，系统处于静止状态。已知静电力常量，重力加速度。 (1)若已知两球间距为，求B球所带电荷量大小； (2)求弹簧伸长量 试卷第2页，共2页 试卷第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 《必修三静电场及其应用》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C B B D A D A A B 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 A B A B A B B D AD BD 1．C 【详解】金属小球带正电，由于静电感应可知，A感应出负电，B端感应出等量的正电。 故选C。 2．C 【详解】A．元电荷是自然界最小的电荷量，大小为，所有带电体的电荷量都必须是元电荷的整数倍，是元电荷的0.1倍，不可能存在，故A错误； B．元电荷是客观存在的最小电荷量单位，属于物理量，不是理想化模型；质点是忽略物体形状、大小的理想化模型，二者性质不同，故B错误； C．根据电荷守恒定律，与外界没有电荷交换的孤立系统，系统内电荷的代数和始终保持不变，故C正确； D．摩擦起电的实质是电子在不同物体间发生转移，电荷不能被创造，也不能被消灭，故D错误。 故选 C。 3．B 【详解】A．元电荷是自然界中最小的电荷量，不是指“电荷量很小的带电体”，故A错误； B．密立根通过油滴实验首次精确测定了元电荷的数值，这是物理学史上的重要成就，故B正确； C．电流虽然有方向，但它的运算遵循代数运算法则，不满足矢量的平行四边形定则，因此电流是标量，故C错误； D．公式只是电阻的定义式，导体的电阻由其材料、长度、横截面积和温度决定，与电压U和电流I无关，故D错误。 故选B。 4．B 【详解】A．元电荷是电荷量的最小单位，其值为，指电子或质子所带电荷量的大小，并非电子或质子本身，故A错误； B．带电体的电荷量必须是元电荷的整数倍，因为，所以带电体的电荷量可能是，故B正确； C．电子的比荷为电子的电荷量与质量之比，即，故C错误； D．元电荷的值最早由美国物理学家密立根通过油滴实验测得，库仑提出了库仑定律但未测量值，故D错误。 故选B。 5．D 【详解】AC．接触金属球前，根据感应起电“近异远同”可知金属球带正电，金属箔带负电，故AC错误； BD．验电器静置时金属箔闭合，说明金属球和金属箔都不带电，用带负电的物体与其接触，根据接触起电可知橡胶棒接触金属球后，金属球和金属箔都带负电，故B错误，D正确。 故选D。 6．A 【详解】AB．摩擦过的玳瑁能吸引像草芥一类的轻小物体，这一现象说明摩擦能使玳瑁带电，带电物体可以吸引轻小物体，故A正确，B错误； C．摩擦起电的实质是电荷的转移，故C错误； D．玳瑁与轻小物体间存在相互作用力，故D错误 故选A。 7．D 【详解】库仑定律的适用条件是真空中的点电荷，本题中两个金属球自身半径为，球心间距仅为，金属球的大小不能忽略，不能直接当作点电荷计算。 两球带等量异种电荷，异种电荷相互吸引，电荷会重新分布，等效电荷中心的实际间距 若将电荷按球心间距代入库仑定律，得到结果为 由于实际等效距离更小，根据库仑定律 可得实际静电力 故选D。 【点睛】 8．A 【详解】设两球质量均为m，两球不带电时，根据两球整体受力平衡有 根据B球受力平衡有 两球带上异种电荷时，设两球间的库仑力大小为F，根据两球整体受力平衡有 根据B球受力平衡有 解得 所以， 故选A。 9．A 【详解】AB．等量异种电荷的电场线关于两电荷连线对称，关于两电荷连线的中垂线对称，结合图甲可知，B、C两点场强大小和方向都相同，A、D两点场强大小相等，方向相同，故A正确，B错误； C．E、O、F三点比较，O点电场线最密集，场强最大，故C错误； D．B、O、C三点比较，O点电场线最稀疏，场强最小，故D错误。 故选A。 10．B 【详解】A．电场强度定义式是普适公式，适用于所有电场，并非只适用于点电荷产生的电场，故A错误； BC．式中是放入电场的试探电荷受到的电场力，是该试探电荷的电荷量，故B正确，C错误； D．库仑定律中，是点电荷产生的电场在所在位置的场强大小，故D错误。 故选B。 11．A 【详解】A．电场线的疏密表示场强大小，由图可知a点的电场线比b点密，所以，根据可知，负电荷在a点受到的静电力一定大于它在b点受到的静电力，故A正确； B．场强是电场本身的性质，与试探电荷的大小无关，故B错误； C．正电荷受到的静电力方向与场强方向相同，负电荷受到的静电力方向与场强方向相反。题目未说明点电荷的正负，因此静电力方向不一定沿着场强方向，故C错误； D．因为，根据可知，正电荷在a点的加速度大于在b点的加速度，故D错误。 故选A。 12．B 【详解】如图所示 正三角形中心O到三个顶点的距离相等，设为，根据点电荷场强公式 分解各电荷在O点场强的竖直分量，A处，正电荷场强背离A，方向竖直向下， B处，正电荷场强背离B，方向斜向右上，与水平方向夹角，竖直分量 C处Q场强竖直分量 令竖直合分量为0，则 代入整理得 解得 故选B。 13．A 【详解】试探电荷在点受到的电场力方向与垂直，说明沿水平方向的合场强为0，两个负点电荷在点的场强沿方向的分量大小相等、方向相反。设 在直角三角形中，， 根据点电荷场强公式 、在点的场强分别为， 将、分解到沿方向，水平分量平衡有 联立可得 解得 故选A。 14．B 【详解】A．a、b两点在同一圆周上，根据可知，两点场强大小相等，但方向沿半径向外，方向不同，则a、b两点电场强度不相同，故A错误； B．该图为等量异种电荷的电场，a、b两点处于两电荷连线的中垂线上且关于连线对称，根据对称性可知，两点场强大小相等，方向均水平向右，方向相同，则a、b两点电场强度相同，故B正确； C．该图为等量同种电荷的电场，a、b两点处于两电荷连线的中垂线上且关于连线对称，根据对称性可知，两点场强大小相等，但a点场强向上，b点场强向下，方向相反，则a、b两点电场强度不相同，故C错误； D．该图为非匀强电场，电场线的疏密表示场强大小，切线方向表示场强方向。b处电场线较密，场强较大，且两点切线方向不同，则a、b两点电场强度不相同，故D错误。 故选B。 15．A 【详解】设B、C处各放置的等量同种点电荷带负电，这时顶点A处电场强度的大小为，方向垂直BC向下，如图所示 A点的场强大小为 若仅改变C处电荷的电性，不改变其电荷量大小，如图所示 这时顶点A处电场强度的大小为 则有。 故选A。 16．B 【详解】A．电场中某一点的电场强度与试探电荷的电荷量无关，故A错误； B．根据电场线的疏密程度可知图中A点的电场强度大于B点的电场强度，故B正确； C．不清楚A处带电尘埃的带电量与B处带电尘埃的带电量大小关系，无法比较A处带电尘埃的电场力与B处带电尘埃的电场力的大小，故C错误； D．只有电场线是直线时，运动轨迹才与电场线重合，若电场线是曲线，运动轨迹与电场线不重合，故D错误。 故选B。 17．B 【详解】A．图甲为静电除尘原理的示意图，根据电荷间的相互作用力可知，异种电荷相互吸引，因此带负电的尘埃将被吸附到带正电的板状收集器A上，A错误； B．给汽车加油前要触摸一下静电释放器，其原理是导走人身的静电，B正确； C．图丙为静电喷漆的原理图，因为电场线是曲线，涂料微粒在电场力作用下不会沿电场线运动，C错误； D．高层建筑物顶端安装有避雷针，避雷针的原理为尖端放电，D错误。 故选 B。 18．D 【详解】A．因收集器A带正电，可知尘埃颗粒带负电，A错误； B．尘埃颗粒运动过程中受电场力作用不断被加速，则速度越来越大，B错误； CD．因线状电离器B附近的场强最大，收集器A附近的场强较小，则尘埃颗粒向收集器A运动过程中加速度逐渐减小，为非匀加速运动，C错误，D正确。 故选D。 19．AD 【详解】A．由余弦定理有 因此A、B间库仑力大小，故A正确； BCD．A的受力如图所示 几何三角形OAB与力三角形相似，由对应边成比例有 解得绳子拉力，，故BC错误，D正确。 故选AD。 20．BD 【详解】AB．对乙受力分析：滑动摩擦力大小恒定，库仑力 若甲乙带异种电荷：乙受吸引力向甲靠近，间距减小，逐渐增大，加速度逐渐增大，图像的斜率表示加速度，因此斜率逐渐增大，故A错误，B正确； CD．若甲乙带同种电荷：乙受排斥力远离甲，间距增大，逐渐减小，加速度逐渐减小； 当减小到小于后，加速度方向与速度反向，乙开始减速，且继续减小，减速的加速度大小逐渐增大，因此速度先增大后减小，故C错误，D正确。 故选BD。 21．(1) (2) 【详解】（1）根据平衡可知，对B球 解得 （2）对AB整体分析： 解得 答案第4页，共4页 答案第3页，共4页 学科网（北京）股份有限公司 $