第九章 静电场及其应用 单元测试 2026-2027学年高中物理人教版必修第三册

**基本信息** 本单元卷聚焦高中物理必修三第九章静电场及其应用，通过基础概念辨析、科技情境应用及综合计算，全面考查静电场核心知识，适配单元复习巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|11|静电感应、电场线、场强比较等|第15题结合细胞电转染科技情境，考查电场线与运动轨迹分析| |多选题|4|电场强度、电势、电势能关系等|第14题通过轨迹弯曲判断受力与电势能变化，体现科学推理| |实验题|2|静电力影响因素探究|第16题用控制变量法，通过丝线偏角测量静电力，落实科学探究| |计算题|3|场强叠加、几何关系综合|第19题融合直角三角形与两点电荷场强计算，考查模型建构|

2026-2027学年高中物理人教版必修第三册单元测试 第九章 静电场及其应用 一、单选题 1．某同学在研究静电感应时，用带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的金属箔片张开。验电器上感应电荷的分布情况正确的是(      ) A. B. C. D. 2．如图所示为某点电荷形成的电场,A、B两点在同一条电场线上,则( ) A.点电荷带负电, B.点电荷带正电, C.点电荷带负电, D.点电荷带正电, 3．关于电场，说法不正确的是(      ) A.电场看不见，摸不着，所以电场不是真实存在的 B.正电荷周围存在电场 C.电场是客观存在的物质 D.电荷之间的相互作用是通过电场发生的 4．负点电荷Q固定在正方形的一个顶点上，带电粒子P仅在该电荷的电场力作用下运动时，恰好能经过正方形的另外三个顶点a、b、c，如图所示，则(      ) A.粒子P带负电 B.粒子P在a、b、c三点时的加速度大小关系是 C.点电荷电场中a、b、c三点的电势高低关系是 D.粒子P在a、b、c三点时的电势能大小关系是 5．如图所示，真空中静止的负点电荷产生的电场中，A、B为同一电场线上的两点，若A、B两点的电场强度分别为，则(      ) A.，方向相同 B.，方向相反 C.方向相同 D.，方向相反 6．如图所示，某空间内存在等量同种电荷形成的电场，O处为两电荷连线的中点，现将一试探电荷以一定的初速度从某一位置射入电场中，不考虑重力及试探电荷对原电场分布的影响，以下说法正确的是(      ) A.带负电的试探电荷可能在电场中做匀变速直线运动 B.带正电的试探电荷可能在电场中做匀变速曲线运动 C.带负电的试探电荷可能在电场中做匀速圆周运动 D.带正电的试探电荷可能在电场中做圆周运动 7．真空中，在点电荷的电场中，与相距为r的M点放一个试探电荷，它在电场中受到的静电力是F，方向如图所示。则(      ) A.M点的电场强度方向与F方向相反 B.M点的电场强度大小为 C.M点的电场强度大小为 D.若试探电荷q加倍，M点电场强度大小加倍 8．如图甲所示，某同学在做静电实验时，使一个球形电极均匀带上电荷，该金属球形成的电场中有A、B两点，如图乙所示，其中A点的电场方向指向球心O，A、B两点到球心的距离相等，关于该金属球产生的电场，下列说法正确的是(      ) A.A点的电场强度大小小于B点的电场强度大小 B.A点的电场强度大小大于B点的电场强度大小 C.A点的电场强度和B点的电场强度相同 D.该金属球带负电 9．如图所示，空间中存在未知电场，带电粒子仅在电场力作用下从A点沿直线运动至B点，粒子的动能增大。下列说法正确的是(      ) A.该过程中粒子受到的电场力一定增大 B.该过程中粒子受到的电场力方向一定平行于A、B点的连线 C.该过程中粒子的电势能可能先减小后增大 D.A点的电势一定比B点的电势高 10．如图甲所示，一物块以一定初速度沿倾角为的固定斜面上滑，运动过程中摩擦力大小f恒定，物块动能与运动路程s的关系如图乙所示。重力加速度大小取，物块质量m和所受摩擦力大小f分别为(      ) A. B. C. D. 11．如图所示，为正三角形，为三个相同的正三角形，六边形DEFGHJ每条边上电荷分布均匀，DJ、EF、GH三条边上分别分布有电荷量为＋Q、＋Q、的电荷，DE、FG、HJ三条边上分别分布有电荷量为的电荷，已知中心处的场强为零，EF边上电荷在中心处产生的场强大小为E，则FG边上电荷在中心处产生的场强大小为(      ) A.E B. C.E D. 二、多选题 12．如图所示，一电荷量为+q的试探电荷位于电场中M点，受到的静电力大小为F，方向水平向右，M点的电场强度大小为E。若把该电荷换成电荷量为的试探电荷，则(      ) A.M点的电场强度大小为E，方向水平向右 B.M点的电场强度大小为，方向水平向左 C.的试探电荷受到的静电力大小为F，方向水平向左 D.的试探电荷受到的静电力大小为2F，方向水平向左 13．如图所示，实线为某电场的电场线（方向未标明），虚线为一带正电的粒子仅在电场力作用下从M点到N点时的运动轨迹。下列判断中正确的是(      ) A.电场线方向向右 B.带电粒子在M点的加速度一定大于在N点的加速度 C.M点的电势一定小于N点的电势 D.带电粒子在M点的电势能一定大于在N点的电势能 14．如图所示，图中实线是一簇未标明方向的点电荷的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点.若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的是(      ) A.带电粒子所带电荷的电性； B.带电粒子在a、b两点的受力方向； C.带电粒子在a、b两点的加速度何处较大； D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大. 15．细胞电转染是一种通过电场将外源分子导入细胞的技术，其原理可简化为如图所示。细胞附近存在电场，其中带箭头的实线为电场线，关于过细胞中心的竖直线PQ对称分布。虚线为带电的外源DNA分子仅在静电力作用下进入细胞膜的轨迹，A、B为轨迹上的两点，C点与B点关于PQ对称。已知DNA分子在B点的速度大于在A点的速度，则(      ) A.DNA分子带正电 B.DNA分子在A点的加速度小于在B点的加速度 C.B、C两点的电场强度相同 D.A点的电势比B点的电势低 三、实验题 16．某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间静电力的因素。图中，A一个带正电的带电体，系在绝缘丝线上带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。 (1)为探究静电力与电荷间距离的关系，保持带电体的位置和电荷量不变，把电荷量________________（填“相同”或“不同”）的小球系在丝线上，先后挂在横杆上的、、等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。这里用到的实验方法是________________（填“控制变量法”“理想实验法”或“微小量放大法”）。 (2)实验时丝线悬挂的小球质量为m，重力加速度大小为g，可认为带电体与小球在同一水平线上，当小球偏离竖直方向的角度为θ时保持静止，小球所受静电力大小为________________（用m、g、θ表示）。 17．探究影响电荷之间相互作用力的因素 （1）实验现象： ①小球带电荷量__________________时，距离带电物体__________________，丝线偏离竖直方向的角度__________________。 ②小球处于__________________时，小球所带的电荷量__________________，丝线偏离竖直方向的角度__________________。 （2）实验结论：电荷之间的作用力随着电荷量的增大而__________________，随着距离的增大而__________________。 四、计算题 18．如图真空中有一等边三角形ABC，边长。在A点固定一电量的点电荷，静电力常量，求： （1）点电荷q产生的电场在C处的场强大小； （2）在B点固定另一个点电荷，则C处合场强E的大小及方向； 19．如图所示，纸面内a、b、c三点构成的三角形，ab与ac互相垂直，。电荷量分别为-q、+4q的点电荷分别固定放置在a、b两点，d点在a、b两点的连线上，且两个点电荷分别在d点产生的电场强度大小相等，e点在b、c两点连线上，且ae与be互相垂直，静电力常量为k，求∶ (1)e点电场强度的大小； (2)c点电场强度的大小和方向； (3)a、d两点的间距。 20．在电场中的某点放入电荷量为的正点电荷，受到的电场力为，求： （1）该点的电场强度是多大？ （2）若放入的点电荷，此处的电场强度又是多大？该电荷受到的电场力多大？ 参考答案 1．答案：B 解析：由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故验电器的上端应带上与小球异号的电荷，而验电器的箔片上将带上与小球同号的电荷。 A.金属球带正电，验电器上端的小球带负电，金属箔片带正电，A错误； BCD.金属球带负电，验电器上端的小球带正电，金属箔片带负电，B正确，CD错误。 故选：B。 2．答案：A 解析：根据电场线分布的特点:电场线从正电荷或无穷远出发到负电荷或无穷远终止.可知该电场是负点电荷形成的.A处电场线比B处电场线疏,则知.故A正确,BCD错误. 3．答案：A 解析：AC.电场看不见，摸不着，但电场是客观存在的物质，故A错误，满足题意要求；C正确，不满足题意要求； B.正电荷和负电荷周围都存在电场，故B正确，不满足题意要求； D.电荷之间的相互作用是通过电场发生的，故D正确，不满足题意要求。故选A。 4．答案：D 解析：A.根据轨迹弯曲方向判断出粒子P与Q之间存在引力，它与固定的负点电荷是异种电荷，故P粒子带正电荷，故A错误； B.由几何关系可知Q到a、b、c三点的距离关系为 根据库仑定律，可知粒子在a、b、c三点所受电场力大小关系是 粒子P在a、b、c三点时的加速度大小关系是，故B错误； C.根据点电荷的电场线的特点，Q与a、c距离相等，a、c两点的电势相等，都小于b点的电势，即有，故C错误； D.带正电粒子P在a、b、c三点时的电势能大小关系是，故D正确。 故选D。 5．答案：A 解析：由公式知，E与成反比，所以 据电场线的分布特点：从无穷远处出发到负电荷终止，可知AB两点的电场强度方向由B指向A，故A正确，BCD错误。 故选A。 6．答案：C 解析：A.匀变速直线运动的条件是物体所受的合外力为恒力，且合外力方向与初速度方向在同一直线上。等量同种电荷形成的电场是非匀强电场，试探电荷在电场中受到的电场力是变力，因此不可能做匀变速直线运动，故A错误； B.匀变速曲线运动的条件是物体所受的合外力为恒力，且合外力方向与初速度方向不在同一直线上。等量同种电荷形成的电场是非匀强电场，试探电荷在电场中受到的电场力是变力，因此不可能做匀变速曲线运动，故B错误； C.在两电荷连线的中垂面上，所有点的电场强度方向都与该平面垂直，且指向远离两电荷连线的方向（若为正电荷）或指向两电荷连线的方向（若为负电荷）。对于两个正的源电荷，如果一个带负电的试探电荷在该中垂面内，它受到的电场力将指向两电荷连线的中点O。如果在中垂面内以O为圆心、半径为r的圆周上，该负电荷受到的电场力大小恒定，方向始终指向圆心O。若给予该负电荷一个大小合适且与半径垂直的初速度，电场力就可以提供向心力，使其做匀速圆周运动，故C正确； D.带正电的试探电荷在等量同种正电荷的电场中受到的是斥力，合力方向背离两电荷连线的中点O。这样的力无法提供做圆周运动所需的向心力（向心力需要指向圆心）。因此，带正电的试探电荷不可能在该电场中做圆周运动，故D错误。故选C。 7．答案：A 解析：A.由于试探电荷带负电，故电场强度方向与静电力F方向相反，故A正确； B.根据点电荷电场强度公式可得M点的电场强度大小为，故B错误； C.根据电场强度的定义式可得M点的电场强度大小为，故C错误； D.电场强度是电场本身的性质，与试探电荷无关，故D错误。 故选A。 8．答案：D 解析：ABC.A、B两点到球心的距离相等，可知A、B两点电场强度大小相等、但方向不同，故ABC错误； D.因A点场强指向金属球，故金属球带负电，故D正确。 故选D。 9．答案：B 解析：BCD.根据题意可知，带电粒子仅在电场力作用下从A点沿直线运动至B点，则该过程中粒子受到的电场力方向一定平行于A、B点的连线，由于粒子的动能增大，可知，该过程中电场力做正功，粒子所受电场力方向由，粒子的电势能减小，由于不知道粒子的正负，无法判断电场方向，则无法确定A点的电势与B点的电势的高低，故B正确，CD错误； A.由于只有一条电场线，无法确定电场强度的变化情况，则无法确定该过程中粒子受到的电场力变化情况，故A错误。故选B。 10．答案：A 解析：根据动能定理，则上滑时 下滑时 其中 联立解得 故选A。 11．答案：A 解析：因EF边上电荷在中心O处产生的场强大小为E，可知DJ边上的电荷在中心O处产生的场强大小也为E，GH边上的电荷在中心O处产生的场强大小为，三个场强方向夹角为，由场强叠加可知，这三个边上的电荷在中心O处的合场强大小为E，方向沿着CO方向；若设FG边上电荷在中心O处产生的场强大小为，则DE和JH边在O点的场强大小分别为和，三个场强夹角为，由叠加可知这三个边上的电荷在O点的合场强大小为，方向沿着OC方向；因中心O处的场强为零，可知，即。 故选A。 12．答案：AD 解析：AB.电场强度的大小由场源决定的，跟试探电荷无关，物理学中规定，正电荷受力方向为电场方向，负电荷的受力方向与电场方向相反，故A正确，B错误； CD.根据电场强度的公式解得可知的试探电荷受到的静电力大小为2F，方向与电场方向相反，即水平向左，故C错误，D正确。 故选AD。 13．答案：AD 解析：A.根据曲线运动合外力总是指向轨迹弯曲的一面，所以该粒子电场力指向右侧，粒子带正电，所以电场线方向向右，故A正确； B.电场线越密集的地方场强越大，则N点电场力大于M点电场力，根据牛顿第二定律可知N点加速度大于M点加速度，故B错误； C.沿电场线方向电势降低，所以M点的电势一定大于N点的电势，故C错误； D.M点的电势一定大于N点的电势，根据可知，粒子在M点的电势能大，故D正确。 故选AD。 14．答案：BCD 解析：AB.由图可知，粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左.由于电场线方向不明，无法确定粒子的电性.故A错误，B正确. CD.由于粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左，故从a到b电场力对粒子做负功，粒子的动能减小，电势能增大，则粒子在a点的速度较大，在b点电势能较大.故CD正确. 15．答案：BD 解析：A.根据曲线运动的条件，可知DNA分子所受电场力的方向指向轨迹的凹侧，即与电场线的方向相反，故DNA分子带负电，故A错误； B.根据电场线的疏密程度表示电场强度的大小，由图可知A点处的电场线比B点处的电场线更稀疏，故DNA分子在A点的电场强度小于在B点的电场强度，根据牛顿第二定律可知DNA分子在A点的加速度小于在B点的加速度，故B正确； C.由题知，C点与B点关于PQ对称，即电场线的疏密程度相同，但两点电场线的切线方向不同，故两点的电场强度大小相等，但方向不同，故C错误； D.由题知，DNA分子在B点的速度大于在A点的速度，即DNA分子在B点的动能大于在A点的动能，根据能量守恒定律，可知DNA分子在B点的电势能小于在A点的电势能。DNA分子带负电，且在电势越高的点，电势能越小，根据可知A点的电势比B点的电势低，故D正确。 故选BD。 16．答案：(1)相同;控制变量法 (2) 解析：（1）把电荷量相同的小球系在丝线上，先后挂在横杆上的等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。 此实验中比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小，再使小球处于同一位置，改变小球所带电荷量，比较小球所受静电力的大小，是采用了控制变量的方法。 （2）对小球进行受力分析如图所示 由平衡条件可知，小球所受电场力大小为 17．答案：（1）①一定；越远；越小②同一位置；越大；越大 （2）增大；减小 解析：（1）①小球带电荷量一定时，距离带电物体越远，丝线偏离竖直方向的角度越小； ②小球处于同一位置时，小球所带的电荷量越大，丝线偏离竖直方向的角度越大。 （2）实验结论：电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小。 18．答案：（1）（2），方向水平向左 解析：（1）由点电荷电场强度公式有 代入数据得 （2）点电荷在C点产生的电场强度大小 根据平行四边形定则有 代入数据得 方向水平向左。 19．答案：(1) (2)，与ca边的夹角为，斜向左下方 (3) 解析：（1）由几何关系得 在e点产生的电场强度分别为 互相垂直，由矢量的合成，e点的电场强度综合计算可得 （2）由几何关系得。 在c点产生的电场强度分别为 的夹角为，由矢量的合成，c点的电场强度 与ca边的夹角为，斜向左下方 （3）设a,d两点间的挋离为x，则b,d两点间的距离为在d点产生的电场强度为，+4q在d点产生的电场强度为由可得解得 20．答案：（1）；（2）； 解析：（1）电场强度为 （2）如果改用电荷量为，此处的电场强度不变，仍为；该电荷受到的电场力 学科网（北京）股份有限公司 $