第九章 静电场及其应用 练习卷-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 人教版高中物理必修三第九章单元卷，聚焦静电场核心知识，通过“静电章鱼”实验情境、密立根油滴实验等真实问题设计，融合物理观念与科学思维，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|7|电荷性质、比荷计算、电场力平衡|结合“静电章鱼”现象考查电荷间作用，体现物理观念| |多选题|3|库仑力做功、电场线分布、静电应用|以燃气灶点火等实例考查静电利用，强化科学态度| |实验题|2|库仑定律探究、密立根油滴实验|还原油滴实验数据处理过程，培养科学探究能力| |解答题|3|库仑力计算、电场强度合成|综合受力分析与电场叠加，突出模型建构与科学推理|

2026-2027人教版高中物理必修三第九章练习卷 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．“静电章鱼”是一种基于静电原理的科学实验现象。用毛巾分别摩擦塑料丝和塑料棒，使两者都带上电荷，然后将塑料丝向上抛起，把塑料棒置于塑料丝下方，能够观察到塑料丝宛如“章鱼”在空中漂浮。下列说法正确的是（　　） A．塑料棒与塑料丝带有同种电荷 B．毛巾与塑料丝摩擦后带有同种电荷 C．毛巾与塑料丝摩擦过程中创造了电荷 D．塑料丝会张开是因为受到塑料棒对它的吸引力 2．比荷是一个重要的物理量，仅与带电粒子的质量和电荷量有关。一个硫酸根离子（）的质量为，元电荷，则硫酸根离子的比荷约为（     ） A． B． C． D． 3．如图所示，用细绳悬挂两个质量为，电荷量分别为的小球。现在该装置所在区域施加一斜向右上方的匀强电场，平衡后小球位置可能为（　　） A． B． C． D． 4．如图，三个相同的绝缘均匀带电棒A、B、C构成等边三角形，O为三角形中心。当A、B带电量均为+q，C带电量为-q时，O点电场强度大小为E；现保持A、B带电量不变，将C带电量变为-2q，O点的电场强度大小E′为（     ） A．E B． C．2E D． 5．带电荷量分别为和（）的两个完全相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们之间库仑力的大小为F，两小球相互接触后仍将其固定在相距为r的两处，则两球间库仑力的大小为（     ） A．8F B． C． D． 6．绝缘水平面上固定着两个完全相同的金属小球A、B（可视为质点），两小球带电荷量分别为、，两小球相距为，此时A球所受库仑力大小为。现用与A、B球相同但不带电的金属球C先后与A、B接触后将C球拿走，则此时A球所受库仑力大小为（　　） A． B． C． D． 7．如图，一对带绝缘支柱的导体M、N彼此接触，且均不带电。把带正电的物体P移近导体M。下列说法正确的是（　　） A．若先把M、N分开，再移去P，则M带正电，N带负电 B．若先用手接触M，不移去P，则M不带电 C．若先用手接触M一次，移去手，不移去P，则M带负电 D．若先用手接触M一次，依次移去手和P，则M和N都不带电 二、多选题 8．如图所示，一电荷量大小、质量的带电小球，用长的绝缘细线悬挂于点，另一电荷量大小的小球固定于点正下方。现使小球以小球为圆心在水平面内做匀速圆周运动，悬线与竖直方向的夹角始终为，、可视为质点。已知静电力常量，，，则（　　） A．小球转动半圈，库仑力做功不为零 B．细线拉力大小为 C．两小球之间库仑力大小为 D．小球做匀速圆周运动的角速度可能等于 9．将金属圆环接地后，把点电荷P放置在金属圆环附近，点电荷和金属圆环间的电场线分布如图所示，a、b、c、d均为电场中的点，下列说法正确的是（     ） A．a点的电场强度小于b点的电场强度 B．c点的电场强度等于d点的电场强度 C．点电荷P带正电 D．若将一带正电的试探电荷从d点由静止释放，电荷将沿着电场线运动到c点 10．关于静电的防止与利用，下列说法正确的是（     ） A．甲图中的静电喷漆主要利用同种电荷相互排斥的原理 B．乙图中的燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理 C．丙图中加油站的静电释放器利用了静电屏蔽的原理 D．丁图中超高压带电作业的电工穿金属衣是利用了静电屏蔽的原理 三、实验题 11．用甲图所示的实验装置来探究电荷之间相互作用的规律，用乙图所示的装置结合库仑定律来分析力的平衡问题。 (1)如图甲所示，把一个带正电的物体放在M处，然后把系在绝缘丝线上两个完全相同的小球P、N悬挂在横杆上，P、N所带电荷量相等，小球带动绝缘丝线发生偏转，不考虑两小球之间的库仑力作用，静止时，悬挂P的细线与竖直方向的夹角大于悬挂N的细线，说明库仑力与___________有关，且该量越大，库仑力越___________（选填“大”或“小”）。 (2)如图乙所示，把A、B两个金属小球（体积相同）挂在等长绝缘细线下端，稳定时A、B处于同一水平面上，细线相对于竖直方向的偏角均为α，对A、B分别受力分析，由三力平衡可得，A、B的质量关系为mA___________（选填“>”“<”或“=”）mB，A、B带___________（选填“同种”或“异种”）电荷，若A、B的带电荷量不相等，把A、B接触一下，再悬挂起来，静止时悬挂A、B的细线相对于竖直方向的偏角___________（选填“相等”或“不相等”），A、B间的力___________（选填“一定”或“可能”）是斥力。 12．密立根通过著名的油滴实验测量出了电子电荷量。实验装置如图。 (1)其原理如下，请完成填空： ①使喷雾器喷出的油滴带有电荷量尽可能小的负电荷，带电油滴在重力和空气粘滞阻力的作用下下落，最终匀速下落。此时在极板间加上匀强电场，当电场力与重力达到平衡时，油滴最终将悬浮。某次实验，场强为时，观察到油滴悬浮，设该油滴质量是，重力加速度是，则油滴电荷量可表示成__________ ②油滴质量未知，需要通过实验测量。已知这种油滴的密度为，油滴在空气中运动时受到的粘滞阻力与油滴的半径、油滴的速度成正比，即，空气的粘滞系数已知。撤去电场，可观察到油滴在重力和粘滞阻力作用下最终以竖直向下匀速运动。由此可测出该带电油滴的质量__________ ③油滴的电荷量为__________用已知量和测量量表示。 (2)多次改变金属板间场强的大小，测量有电场时保持静止的油滴在撤去电场后匀速下落的速度，从而计算出对应油滴的电荷量。密立根在1913年测量的部分数据如下表： 油滴编号 6 13 24 37 电荷量（） 1.592 3.184 4.776 1.592 油滴编号 74 105 123 138 电荷量（） 6.369 3.184 4.776 1.592 分析数据，可得出的结论是__________。 四、解答题 13．如图所示，用两根不可伸长的绝缘细线将、两带电小球悬挂于点，电荷量分别为、，质量分别记为和，静止时、两球处于同一水平线上，其中点到球的距离，，，带电小球均可视为点电荷，静电力常量为，重力加速度为。求： (1)、间的库仑力大小； (2)、两球的质量和之比； (3)、连线上且在点的正下方点的电场强度。 14．如图所示，一水平放置的圆环带有正电荷，电荷均匀分布。在垂直于圆环面且过圆心的轴线上有两个点，之间的距离为，、之间的距离为。在处有一带电量为的点电荷。现将一质量为，带电量为的小球置于处，小球恰能静止。静电力常量为，重力加速度为，求： (1)B处点电荷在A处产生的电场强度的大小和方向； (2)圆环在处产生的电场强度的大小。 15．如图所示，带正电的小球B用绝缘棒固定，系在轻质绝缘丝线上重为G、带电荷量为（q>0）的小球在静电力的作用下发生偏离，当两个带电小球在同一高度相距保持静止时，丝线与竖直方向成角，小球可视为点电荷，静电力常量为。 (1)求A球受到绝缘丝线拉力的大小； (2)求B球带电荷量。 试卷第4页，共5页 试卷第5页，共5页 学科网（北京）股份有限公司 《2026-2027人教版高中物理必修三第九章练习卷》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C C B D A C BD AC BD 1．A 【详解】AB．毛巾摩擦塑料丝和塑料棒，毛巾与塑料丝和塑料棒带异种电荷，则塑料棒与塑料丝带有同种电荷，相互排斥，故A正确，B错误； C．毛巾与塑料丝摩擦，由于摩擦发生电荷的转移，毛巾与塑料丝带电，不是创造电荷，故C错误； D．塑料丝会张开是因为塑料丝之间带同种电荷，相互排斥，故D错误。 故选A。 2．C 【详解】硫酸根粒子带2个单位的负电荷，所以其电荷量 比荷是带电粒子的电荷量与质量的比值，即 故选C。 3．C 【详解】对两球构成的整体进行受力分析 两小球受电场力等大反向，可知绳子拉力和重力等大反向，故上面绳应该处于竖直方向。 故选C。 4．B 【详解】当A、B带电量均为+q，C带电量为-q时，三棒在O点的场强大小均为E1，且AB两棒在O点的场强方向夹角为120°，两者的合场强为E1，方向垂直于C棒向下，可知O点电场强度大小E=2E1；现保持A、B带电量不变，将C带电量变为-2q，可知AB两棒在O点的合场强不变，大小仍为E1，方向垂直于C棒向下，而C棒在O点的场强变为2E1，则此时O点的场强变为E′=3E1，则。 故选B。 5．D 【详解】接触前根据库仑定律，两球间库仑力大小为 完全相同的金属小球接触时电荷先中和再平分，两金属球接触后的总电荷量为，每个小球电荷量均为，此时库仑力大小为 故选D。 6．A 【详解】根据库仑定律，初始时A球电荷为，B球电荷为，相距，库仑力大小为 金属球C与A接触后，电荷平均分配，A球电荷变为，C球电荷变为。 C球再与B接触，B球原电荷为，C球电荷为，总电荷为，平均分配后B球电荷变为，C球电荷变为。 拿走C球后，A球电荷为，B球电荷为，距离不变。 此时库仑力 联立可得，故选A。 7．C 【详解】A．把带正电的物体P移近彼此接触且均不带电的导体M、N，由于电荷间的相互作用，导体中的自由负电荷便被P吸引，使导体M带负电，导体N带正电，因此若先把M、N分开，再移去P，则M仍带负电，N带正电，故A错误； B．若先用手接触M，则人体与导体M组成一个导体，不移去P，则M仍带负电，故B错误； C．若先用手接触M一次，此时人体带正电，移去手不移去P，则M带负电，故C正确； D．若先用手接触M一次，此时人体带正电，依次移去手和P，则M和N都带负电，故D错误。 故选C。 8．BD 【详解】BC．小球A、B间的库仑力为 根据平衡条件可得细线拉力大小为，故B正确，C错误； A．库仑力方向时刻与速度方向垂直，所以库仑力做功为零，故A错误； D．当库仑力为引力时，根据牛顿第二定律有 解得 当库仑力为斥力时，根据牛顿第二定律有 解得，故D正确。 故选BD。 9．AC 【详解】AB．根据电场线的疏密程度可知a点的电场强度小于b点的电场强度，c点的电场强度小于d点的电场强度，故A正确，B错误； C．电场线由点电荷P发出，所以P带正电，故C正确； D．由于图中电场线不是直线，所以试探电荷运动过程中所受电场力方向会时刻变化，试探电荷将做曲线运动，其所受电场力将指向轨迹的凹侧，且沿电场线切线方向，所以试探电荷不可能沿着电场线运动到c点，故D错误。 故选AC。 10．BD 【详解】A．静电喷漆中，喷出的油漆微粒带同种电荷，同种电荷相互排斥让油漆雾化散开，而最终让油漆吸附在工件上的核心原理是异种电荷相互吸引，故A错误； B．燃气灶的电子点火器将放电端做成尖端，利用了尖端放电的原理，击穿空气产生电火花点火，故B正确； C．加油站静电释放器的作用是将人体积累的静电导到大地，消除静电避免危险，不是利用静电屏蔽原理，故C错误； D．超高压带电作业的电工穿金属衣，金属衣发生静电平衡后内部电场强度为零，利用了静电屏蔽原理保护人体安全，故D正确； 故选BD。 11．(1) 带电体间的距离 小 (2) = 异种 相等 一定 【详解】（1）[1][2]设绝缘丝线与竖直方向的夹角为θ，小球所受带正电的物体的库仑力大小为F，对小球受力分析可得 由于悬挂P的细线与竖直方向的夹角大于悬挂N的，则小球P所受库仑力大于小球N所受库仑力，说明库仑力与带电体间的距离有关，且距离越大，库仑力越小。 （2）[1]分别对A、B小球，根据平衡条件可得， 根据牛顿第三定律可得 所以 [2]由于A、B两球相互吸引，所以A、B两球带异种电荷； [3]若A、B的带电荷量不相等，把A、B接触一下，再悬挂起来，根据牛顿第三定律可知，两球间的库仑力仍然大小相等，所以悬挂A、B的细线相对于竖直方向的偏角相等； [4]A、B接触一下，两球所带的电荷量先中和再平分，两球所带的电荷量相同，所以A、B间的力一定是斥力。 12．(1) (2)油滴所带电荷量都是元电荷的整数倍，电子的电荷量约为 【详解】（1）[1]油滴悬浮时有 解得 [2]带电油滴竖直向下做匀速直线运动时，有 又 油滴质量 联立解得 [3]将代入，解得 （2）油滴的电荷量是电子电荷量（元电荷）的整数倍，由于实验中油滴的电荷量很小，所以这个倍数应该不太大。分析表中实验数据，考虑测量误差，可知它们的最大公约数是，所以电子的电荷量约为。 13．(1) (2) (3) 【详解】（1）由几何关系可知，、间距为 根据库仑定律，、之间的库仑力大小为 （2）对、受力分析如图所示： 对球有 对球有 解得 （3）由几何关系，两个带电小球、在点产生的电场强度大小分别为 ， 二者方向相反，因此点的合场强为 14．(1)，方向竖直向下 (2) 【详解】（1）点电荷场强公式 其中 得B处点电荷在A处产生的场强为 方向竖直向下。 （2）小球在A处静止，由平衡条件可知 解得 15．(1) (2) 【详解】（1）带负电的小球A处于平衡状态，竖直方向： 水平方向： 解得球受到绝缘丝线的拉力： （2）根据库仑定律受到库仑力的大小： 又： 解得B球带电荷量： 答案第6页，共6页 答案第1页，共6页 学科网（北京）股份有限公司 $