第十章 静电场中的能量 章末检测卷 2026-2027学年高二物理上学期人教版必修第三册

**基本信息** 本单元卷聚焦静电场中的能量，涵盖电场强度、电势、电容等核心知识点，通过10道选择（含3道多选）和3道综合计算，结合超级电容器等科技情境，考查物理观念与科学思维，适配第十章单元复习巩固。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |选择题|10|电场强度定义式理解（题1）、电容特性（题2）、电场线与粒子运动轨迹分析（题3）|基础概念辨析为主，融入科技情境（如超级电容器）| |计算题|3|动能定理应用（题11）、带电微粒在电场中的平抛运动（题12）、滑块在电场中的运动（题13）|综合力学与电场知识，注重科学推理与模型建构|

第十章 静电场中的能量 章末检测卷 一、选择题(本题共10小题) 1.以下说法正确的是(　　) A.由E＝可知电场中某点的电场强度E与F成正比 B.由公式φ＝可知电场中某点的电势φ与q成反比 C.由Uab＝Ed可知，匀强电场中任意两点a、b间距离越大，两点间的电势差也越大 D.公式C＝，电容器的电容大小C与电容器两极板间电势差U无关 2.如图所示为我国自主研发、全球首创的“超级电容器”，这种电容器安全性高，可反复充放电100万次以上，使用寿命长达十二年，且容量超大(达到9 500 F)，能够在10 s内完成充电。则该“超级电容器”(　　) A.充电过程中电流是恒定电流 B.充电过程中两极的电压逐渐增大 C.充电时电容器的正极应接电源的负极 D.放电过程中电容器的化学能转化为电能 3.某带电粒子仅在电场力作用下由 A 点运动到B点。如图所示，实线为电场线，虚线为粒子的运动轨迹， 由此可以判定(　　) A.粒子在 A 点的加速度大于它在 B 点的加速度 B.粒子在 A 点的动能小于它在 B 点的动能 C.电场中 A 点的电势低于 B 点的电势 D.粒子在 A 点的电势能小于它在 B 点的电势能 4.如图所示某个孤立点电荷产生电场的两条电场线，a、b、c是电场线上的三个点，下列说法正确的是(　　) A.该点电荷可能带负电 B.a点的电势一定比c点的电势高 C.电子在a点时的电势能比在b点时大 D.将正的试探电荷从c点移到b点，电场力做负功 5.如图所示，两电荷量分别为Q(Q>0)和－Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧，A点位于x轴上O点与点电荷Q之间，B点位于y轴O点上方。取无穷远处为零电势点，下列说法正确的是(　　) A.B点的电势为0，电场强度也为0 B.负的试探电荷在A点的电势能大于0，所受静电力方向向左 C.将正的试探电荷从O点移到A点，必须克服静电力做功 D.将同一正的试探电荷先后从O、B两点移到A点，后者电势能的变化较大 6.如图所示，MN是一正点电荷产生的电场中的一条电场线。一个带正电的粒子(不计重力)从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示。下列结论正确的是(　　) A.带电粒子从a到b的过程中动能逐渐减小 B.正点电荷一定位于M点左侧 C.带电粒子在a点时具有的电势能小于在b点时具有的电势能 D.带电粒子在a点时的加速度小于在b点时的加速度 7.某点电荷和金属圆环间的电场线分布如图所示。下列说法正确的是(　　) A.a点的电势高于b点的电势 B.若将一正试探电荷由a点移到b点，电场力做负功 C.c点的电场强度与d点的电场强度大小无法判断 D.若将一正试探电荷从d点由静止释放，电荷将沿着电场线由d到c 8.(多选)如图所示，等量异种点电荷(＋Q，－Q)固定放置，O是两电荷连线的中点，以O为圆心，在垂直于两电荷连线的平面内作圆，A、B是圆上两点，且AB连线不过圆心O，则下列说法正确的是(　　) A.A、B两点的电场强度不同 B.A点的电势比B点的电势高 C.将一个电荷沿圆弧从A点移到B点，电场力不做功 D.将一个电荷沿直线从A点移到B点，电荷受到的电场力先增大后减小 9.(多选)如图所示，a、b两点处分别固定有电荷量相同的正点电荷，c是线段ab的中点，g是ab的垂直平分线上的一点，且cd＝ce＝cg。下列说法正确的是(　　) A.a、b两点的连线上，c点的电场强度最大 B.d、e两点的电场强度大小相等 C.c点的电势比g点的低 D.将一正点电荷从c点沿直线移到g点，其电势能减少 10.(多选)如图所示，三个质量相同，带电荷量分别为＋q、－q和0的小液滴a、b、c，从竖直放置的两极板中间上方由静止释放，最后从两极板间穿过，轨迹如图所示，则在穿过极板的过程中(　　) A.电场力对液滴a、b做的功相同 B.三者动能的增量相同 C.液滴a与液滴b电势能的变化量相等 D.重力对液滴c做的功最多 二、计算题(本题共3小题。计算要有必要的文字说明和解题步骤，有数值的要注明单位) 11.如图所示，质量为m＝0.5 kg 的物体，带电荷量为q＝＋6×10－4 C，从半径为 R＝0.5 m 的光滑的圆弧的绝缘滑轨上端静止下滑到底端，然后继续沿水平面滑动。物体与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.2，整个装置处于E＝103 N/C的匀强电场中，取g＝10 m/s2，求下列两种情况下物体在水平面上滑行的最大距离x： (1)E水平向左； (2)E竖直向下。 12.水平放置的平行板电容器如图，原来两板不带电，上极板接地，板长L＝1 m，两板间距离d＝0.4 m。有一束相同的带正电微粒，以相同的初速度v0先后从两板中央平行极板射入，由于重力作用微粒落到下极板上，微粒所带电荷立即转移到下极板且均匀分布在下极板上。设前一微粒落到下极板上时后一微粒才能开始射入两板间，且第一个微粒恰好落在下极板中点处。已知微粒质量m＝1×10－4 kg，电荷量q＝1×10－6 C，电容器电容C＝3×10－6 F，g＝10 m/s2。求： (1)微粒入射的初速度v0的大小； (2)当微粒从极板间穿出时，极板间电压U； (3)当微粒从极板间穿出时，落在下极板上的微粒个数。 13.如图所示，水平绝缘轨道AB长L＝4 m，离地高h＝1.8 m，A、B间存在竖直向上的匀强电场。一质量m＝0.1 kg、电荷量q＝－5×10－5 C的小滑块，从轨道上的A点以v0＝6 m/s的初速度向右滑动，从B点离开电场后，落在地面上的C点。已知C、B间的水平距离x＝2.4 m，滑块与轨道间的动摩擦因数μ＝0.2，取g＝10 m/s2，不计空气阻力。求： (1)滑块离开B点时速度的大小； (2)滑块从A点运动到B点所用的时间； (3)匀强电场的场强E的大小。 参考答案： 1.答案　D解析　E＝是采用比值定义的，E和F以及检验电荷q无关，E是由电场本身决定的，故A错误；电场中某点的电势φ与检验电荷q无关，是由电场本身和零电势点决定的，故B错误；Uab＝Ed中的d是匀强电场中的任意两点a、b沿着电场线方向的距离，故C错误；电容器的电容大小C与电容器两极板间电势差U无关，与两极板间距离d，极板面积S等有关，故D正确。 2.答案　B解析:充电过程中电流是变化的，选项A错误；充电过程中电容器两极的电荷量逐渐增大，故电压逐渐增大，选项B正确；充电时电容器的正极应接电源的正极，放电过程中电容器的电场能转化为其他形式的能，选项C、D错误。 3.答案　D解析　电场线的疏密表示场强大小，由图知A点的场强小于B点的场强，粒子在A点所受的电场力小于在B点所受的电场力，故粒子在A点的加速度小于在B点的加速度，故A错误；由带电粒子的运动轨迹和电场线分布情况，知电场力对粒子做负功，动能减小，电势能增大，则粒子在A点的动能大于它在B点的动能，在A点的电势能小于它在B点的电势能，故B错误，D正确；由沿电场线方向电势降低知A点电势高于B点电势，故C错误。 4.答案　B解析　靠近点电荷的位置电场线密集，则点电荷位于左侧，根据电场线的方向可判断该点电荷带正电，选项A错误；沿着电场线方向电势降低，则a点的电势一定比c点的电势高，选项B正确；a点的电势比b点的电势高，电子带负电，根据Ep电＝qφ可知电子在a点的电势能小于在b点的电势能，选项C错误；将正的试探电荷从c点移到b点，电场力做正功，选项D错误。 5.答案　C解析　结合等量异种点电荷电场的特点可知，两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线；电场强度方向与等势面垂直，而且由电势高的等势面指向电势低的等势面，所以B点的电势等于0，而电场强度不等于0，故A错误；由图可知两个点电荷在A点产生的电场强度的方向都向右，所以合场强的方向一定向右，则负的试探电荷在A点受到的电场力的方向向左；负电荷从A向O运动的过程中，电场力做负功，电势能增加，而O点的电势等于0，O点的电势能等于0，所以负的试探电荷在A点的电势能小于零，故B错误；将正的试探电荷从O点移到A点，O的电势低于A点的电势，静电力做负功，所以必须克服静电力做功，故C正确；O点和B点的电势相等，所以先后从O、B两点移到A点，静电力做功相等，电势能变化相同，故D错误。 6.答案　B解析　由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动，电场力指向轨迹内侧，电场力方向由M指向N，对带电粒子做正功，其动能增加，故A错误；带正电的粒子所受电场力由M指向N，电场线由M指向N，说明正点电荷在M点左侧，故B正确；电场力对带电粒子做正功，带电粒子电势能减小，则带电粒子在a点的电势能大于在b点的电势能，故C错误；a点离点电荷较近，a点的电场强度大于b点的电场强度，带电粒子在a点所受的电场力大于在b点所受的电场力，根据牛顿第二定律得知，带电粒子在a点时的加速度大于在b点时的加速度，故D错误。 7.答案　B解析　由沿电场线的方向电势降低和电场线与等势面垂直的特点，可知a点的电势低于b点的电势，故A错误；由电势能的公式Ep＝qφ，可得出正试探电荷在a点的电势能低于在b点的电势能，由电场力做功与电势能变化的关系，可知电场力做了负功，故B正确；因为电场线的疏密表示电场的强弱，故c点的电场强度小于d点的电场强度，故C错误；正试探电荷在d点时所受的电场力方向沿该处电场线的切线方向，使该电荷离开该电场线，所以该电荷由d点静止释放不可能沿着电场线由d到c，故D错误。 8.答案　CD解析　根据等量异种电荷的场强分布可知，A、B两点的电场强度大小和方向均相同，选项A错误；因A、B所在的圆面是等势面，则A点的电势等于B点的电势，若将一个电荷沿圆弧从A点移到B点，电势能的变化为零，则电场力不做功，选项B错误，C正确；因在此圆面上离O点越近的位置场强越大，则将一个电荷沿直线从A点移到B点，电荷距离O点的距离先减小后增加，则受到的电场力先增大后减小，选项D正确。 9.答案　BD解析　由场强叠加原理可得，c点电场强度为0，d、e两点电场强度大小相等，方向相反，故A错误，B正确；由等量正点电荷模型特点及沿电场线方向电势逐渐降低，可判断c点的电势比g点电势高，故C错误；将一正点电荷从c点沿直线移到g点，电场力做正功，其电势能减少，故D正确。 10.答案　AC解析　因为液滴a、b的电荷量大小相等，则两液滴所受的电场力大小相等，由静止释放，穿过两板的时间相等，则偏转位移大小相等，电场力做功相等，故A正确；电场力对a、b两液滴做功相等，重力做功相等，则a、b动能的增量相等，对于液滴c，只有重力做功，液滴c动能的增量小于液滴a、b动能的增量，故B错误；对于液滴a和液滴b，电场力均做正功，电场力所做的功等于电势能的变化量，故C正确；三者在穿过极板的过程中竖直方向的位移相等，三者质量相同，所以重力做功相等，故D错误。 11.答案　(1)1.375 m　(2)2.5 m 解析　(1)对整段过程运用动能定理mgR－qE－μmgx＝0 解得x＝1.375 m。 (2)对整段过程运用动能定理mgR＋qER－μx＝0 解得x＝2.5 m。 12.答案　(1)2.5 m/s　(2)300 V　(3)900个 解析　(1)第一个微粒在极板间做平抛运动 水平位移：x＝L＝v0t 竖直位移：＝gt2 联立并代入数据解得v0＝2.5 m/s。 (2)微粒恰好从极板下边缘穿出， 水平方向：L＝v0t′ 竖直方向：＝at′2 代入数据解得a＝2.5 m/s2 由牛顿第二定律得mg－＝ma 代入数据解得U＝300 V。 (3)电荷量Q＝CU＝9×10－4 C 微粒个数n＝＝900个。 13.答案　(1)4 m/s　(2)0.8 s　(3)5×103 N/C 解析　(1)从B到C过程中滑块做平抛运动， 有h＝gt2 x＝vBt 解得vB＝4 m/s。 (2)从A到B过程中滑块做匀减速直线运动， 有L＝t′ 解得t′＝0.8 s。 (3)在电场中运动时，小滑块受力如图所示， 由牛顿第二定律得μ(mg＋E|q|)＝ma 由运动学公式，有v－v＝－2aL 解得E＝5×103 N/C。 学科网（北京）股份有限公司 $