第十章 静电场中的能量 单元测试卷-2025-2026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十章静电场单元测试卷，覆盖电场强度、电势、电容器等核心知识点，通过实验探究与综合应用设计，检测物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|电场力、电势、场强比较|结合v-t图像、φ-x图像考查科学推理| |多选题|3/15|电容器动态分析、粒子加速偏转|注重电路动态变化与能量转化分析| |实验题|2/18|电容器充放电、描绘等势线|强调实验操作与数据处理能力| |解答题|3/39|带电粒子偏转、电场力平衡、电势差计算|综合应用物理观念解决复杂问题|

2026-2027人教版高中物理必修三第十章单元测试卷 考试时间70分钟，分值100分 一、单选题 1．电场是看不见摸不着的一种物质，试探电荷是研究电场的重要工具。下列物理量中与试探电荷有关的是（　　） A．电场强度 B．电场力 C．电势 D．电势差 2．在某电场中建立x坐标轴，一个电子从坐标原点O仅在电场力作用下由静止开始沿x轴正方向运动，该电子的电势能随坐标x变化的关系如图所示（其中处对应曲线最低点）。下列说法中正确的是（     ） A．处的电势低于处的电势 B．电子在处的加速度大于处的加速度 C．电子从处到处电场力先做正功后做负功 D．若具有一定初速度的质子仅在电场力作用下从O点沿x轴运动到，则质子的动能一直在增加 3．如图所示，与纸面平行的匀强电场中有一矩形abcd，a、b、c三点处的电势分别为4V、6V、10V，则d点的电势和匀强电场的电场强度的大小为（     ） A．12V，N/C B．12V，2N/C C．8V，N/C D．8V，2N/C 4．如图为孤立点电荷和金属板间的电场线分布。下列说法正确的是（     ） A．C点场强比D点大 B．金属板上表面的A点电势比B点低 C．外力作用下，电子从D点移到F点电势能一定增加 D．电子从F点释放，仅受电场力作用将沿电场线运动到E点 5．如图所示，等量异种点电荷固定在圆的直径AC两端，O为圆心，直径BD与AC垂直，圆上P、Q两点关于O对称。下列说法正确的是（　　） A．P、Q两点的电场强度相同 B．O点的电势高于D点的电势 C．O点的电场强度小于D点的电场强度 D．负电荷在O点的电势能大于在P点的电势能 6．真空中存在沿轴方向的静电场，电势随位置变化的图像如图所示。一电荷量为的负电粒子，仅在电场力作用下以1.5 eV的动能沿轴正方向经过点，下列说法正确的是（　　） A．点的电场强度大于点的电场强度 B．粒子在点的电势能为2 eV C．粒子在点两侧往复运动 D．粒子在点两侧往复运动 7．一带正电粒子仅受静电力作用，从静止开始沿直线运动，0 ~ 4t0时间内，其速度v随时间t的变化图像是如图所示的三条线段。t0时刻、1.5t0时刻、3.5t0时刻粒子所在位置分别为a点、b点、c点。下列说法正确的是（   ） A．b点的电势比a点的高 B．b点的电场强度比a点的大 C．粒子在a、c两点的电势能相等 D．粒子在a、c两点受到的电场力大小相等 二、多选题 8．如图所示，两块较大的金属板A、B相距为d，平行放置并与一电源相连。开关S闭合后，两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态。以下说法正确的是（     ） A．若将A向左平移一小段位移，则油滴静止，G表中有b→a的电流 B．若S断开后将A向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G表中无电流 C．若将A向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G表中有a→b的电流 D．若将A向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，油滴与A间的电势差减小 9．如图所示，质子（）和氦核（）均从静止开始经、间电势差为的加速电场后垂直进入C、D间电势差为的偏转电场，射出后打在足够大的荧光屏上。已知质子与氦核的质量之比为，电荷量之比为，忽略金属板边缘对电场的影响，不计粒子重力、空气阻力及粒子间的相互作用力。下列说法正确的是（     ） A．两粒子在偏转电场中运动的时间之比 B．两粒子在偏转电场中静电力做功之比 C．两粒子离开偏转电场时的动能之比 D．若只增大加速电压，两粒子的偏移距离和偏转角均增大 10．如图为某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变。若材料温度升高时，极板上所带电荷量增加，则（     ） A．被测材料竖直方向尺度增加 B．电容器电容变小 C．极板间电场强度变小 D．极板间电场强度变大 三、实验题 11．某同学用如图甲所示装置探究平行板电容器的充放电特性。 (1)将开关合向________（填“1”或“2”），可对电容器进行充电。充电结束后，将一块有机玻璃插入电容器两板之间，在插入过程中，电阻中________（填“有”或“无”）电流通过； (2)取出有机玻璃，待电路稳定，将开关合向另一侧进行放电，计算机记录的放电电流随时间变化的关系如图乙所示，并通过图线与坐标轴围成的面积得到该过程中电容器释放的电荷量为________。若电阻，则该电容器的电容________。 12．在“描绘电场等势线”的实验中： (1)给出下列器材，电源应选用________，传感器应选用________。（均用字母表示） A．的直流电源 B．的交流电源 C．电压传感器 D．电流传感器 (2)按图示连接电路。在电极A、B的连线上等距离地取、、、、共5个基准点。 （Ⅰ）已知传感器正接线柱的电势高于负接线柱时，计算机读数为正。若在图中连接传感器正接线柱的红探针接触点，连接负接线柱的黑探针接触点时，读数为负，则可以判断电极A接在电源的________（填“正”或“负”）极上。 （II）在寻找基准点的等势点时，将红探针固定于点，黑探针在纸上移动，当移动到某点时读数为负，为了找到基准点的等势点，黑探针应平行于、两点连线向________（填“”或“”）端移动。 (3)如果将红探针固定在电极B上，黑探针沿、两点连线移动，每移动一小段相等距离记录一次传感器读数，以到点的距离为横坐标，传感器读数为纵坐标，作出的图可能为下图中的________。 A．B．C． D． 四、解答题 13．如图所示，长为的平行板电容器水平放置，两极板带等量的异种电荷。一电荷量为、质量为的带正电粒子，以初速度紧贴上极板垂直于板间电场方向进入，刚好从下极板右边缘射出，射出时速度方向恰与水平方向成角，不计重力。求： (1)带电粒子到达下极板右边缘时，竖直方向上的分速度； (2)两极板间匀强电场的电场强度； (3)两极板间的电势差。 14．如图所示，长的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角；已知小球的质量，所带电荷量，取重力加速度，，。求： (1)求匀强电场的场强大小； (2)若将小球移至悬点正下方的最低点，然后由静止释放，求小球运动到原来静止的位置时的速率； (3)若将电场撤去，小球回到最低点时球对绳子的拉力大小。 15．如图所示，匀强电场中有一直角三角形ABC，电场线平行于三角形ABC所在平面。AB与BC所成夹角θ=30°，BC长度为4cm。将一个带电荷量q=-4×10-6C的点电荷由A移动到B，静电力做功为-1.6×10-5J；将其由B移到C，电势能减少了8×10-6J。规定B点为零电势点，求： (1)A、B两点间的电势差UAB； (2)C点的电势φC； (3)该匀强电场的电场强度大小E。 试卷第4页，共4页 试卷第3页，共4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十章单元测试卷》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C D C A C C AD BC AD 1．B 【详解】 A．电场强度：由 可知，电场强度由电场本身决定，与试探电荷无关，故A错误； B． 电场力：由公式 可知，电场力与试探电荷的电荷量 有关，故B正确； C．电势：由 可知，电势是电场中某点的属性，与试探电荷无关，故C错误； D． 电势差： ，由电场本身和位置决定，与试探电荷无关，故D错误。 故选B。 2．C 【详解】A．根据，结合电子的电势能随坐标x变化的图像可知，处的电势高于处的电势，故A错误； B．图像斜率的绝对值表示电场力的大小，由图像可知电子在处的加速度小于处的加速度，故B错误； C．根据图像可知电子从处到处电势能先减小后增加，所以电场力先做正功后做负功，故C正确； D．根据图像可知O点到处的电场线沿x轴的负方向（向左），质子受到的电场力向左，质子向右运动过程中电场力做负功，电势能一直在增加，动能一直在减小，故D错误。 故选C。 3．D 【详解】由匀强电场的性质可知， 可得点电势为 的中点（设为e点）为 则be为等势面，可得 故选D。 4．C 【详解】A．根据图中电场线的疏密程度可知，C点场强比D点小，故A错误； B．金属板上表面是等势体，故A、B两点电势相等，故B错误； C．根据沿电场线方向电势逐渐降低，可知D点电势高于F点电势，根据，由于电子带负电，所以外力作用下，电子从D点移到F点电势能一定增加，故C正确； D．电子从F点释放，由于F点所在电场线不是直线，所以仅受电场力作用不能沿电场线运动到E点，故D错误。 故选C。 5．A 【详解】A．等量异种点电荷的电场分布，如图所示 由图可知，关于O点对称的两点电场强度相同，即P、Q两点的电场强度相同，故A正确； B．两点电荷连线中垂线为等势线，所以O点的电势等于D点的电势，故B错误； C．在中垂线上O点的电场强度最大，所以O点的电场强度大于D点的电场强度，故C错误； D．由于沿电场线方向电势降低，则O点的电势高于P点电势，所以负电荷在O点的电势能小于在P点的电势能，故D错误。 故选A。 6．C 【详解】A.根据可知φ−x图像的斜率表示电场强度，由图可知，处的电场强度为零，小于的电场强度，故A错误； B.粒子在点的电势能，故B错误； CD.带负电的试探电荷在处动能为，电势能为，总能量为，且试探电荷速度沿x轴正方向，在到区域试探电荷受到沿x轴正方向的静电力，做加速运动，在处速度最大，试探电荷继续运动到右侧，做减速运动，当速度为零时，电势能为，即运动到电势为处减速到零，开始向x轴负方向运动，后反向回到处动能仍为，继续向左运动，在电势为处减速到零又反向，不会运动到、处，即试探电荷在点两侧往复运动，故D错误，C正确。 故选C。 7．C 【详解】A．在0 ~ 2t0内，粒子做匀加速运动，加速度，电场方向与运动方向相同。沿电场线方向电势降低，则点电势比点低，故A错误。 B．在内加速度恒定，点与点电场强度大小相等，故B错误。 C．在时刻，速度 在时刻，处于的匀减速阶段，加速度 速度 则a、c两点动能相等，由能量守恒知电势能相等，故C正确。 D．设粒子质量为m，则点电场力大小 点电场力大小，两者不相等，故D错误。 故选C。 8．AD 【详解】A．保持与电源相连，电容器极板间电压保持不变；根据， 若将A向左平移一小段位移，板间距离不变，正对面积变小，则板间场强不变，油滴受力不变，处于静止状态；由于电容变小，电容器所带电荷量变小，则G表中有b→a的电流，故A正确； B．若S断开后再将A向下平移一小段位移，则Q不变，根据， 联立可得 则两板间场强不变，电场力不变，则油滴仍静止，G表中无电流，故B错误； C．保持与电源相连，电容器极板间电压保持不变；根据， 若将A向上平移一小段位移，板间距离变大，板间场强变小，油滴受到的电场力变小，则油滴向下加速运动；由于电容变小，电容器所带电荷量变小，则G表中有b→a的电流，故C错误； D．若将A向下平移一小段位移，板间距离变小，板间场强变大，油滴受到的电场力变大，则油滴向上加速运动，油滴与下极板的电势差变大，两板间电势差不变，则油滴与A间的电势差减小，故D正确。 故选AD。 9．BC 【详解】A．两粒子在加速电场中 设偏转电场极板间距为d，板长为L，粒子在偏转电场中运动时水平方向做匀速运动，则偏转电场中运动的时间 可得时间之比，A错误； B．出离偏转电场时的偏转距离 两粒子在偏转电场中静电力做功 可得静电力做功之比，B正确； C．两粒子离开偏转电场时的动能 可得动能之比，C正确； D．偏转距离 偏转角 若只增大加速电压，两粒子的偏移距离和偏转角均减小，D错误。 故选BC。 10．AD 【详解】B．已知电容器两极板间电压不变，温度升高时带电量增加。根据电容定义式可知，电容器的电容变大，故B错误； A．平行板电容器的电容决定式为 本题中介电常数、极板面积均不变，增大说明极板间距减小。电容器上极板固定，下极板随被测材料移动，故减小说明下极板上移，即被测材料竖直方向尺度增加，故A正确； CD．极板间为匀强电场，电场强度满足 不变、减小，因此增大，即极板间电场强度变大，故C错误，D正确。 故选AD。 11．(1) 1 有 (2) 【详解】（1）[1]开关S合向1时，电容器、电源构成闭合回路，电源给电容器充电；开关合向2时，电容器通过电阻放电。 [2]充电稳定后电容器电压等于电源电动势，插入有机玻璃，相对介电常数增大，由电容公式可知电容变大； 根据，电压不变，电容增大，电容器需要继续充电，因此电阻中有电流通过。 （2）[1]图像与时间轴围成的面积表示电容器放电总电荷量，每一小格横坐标，纵坐标 单格电荷量： 不足半格舍去，超过半格算一格，图乙中格子总共有18格，则电容器释放的电荷量为 [2]放电电路中，初始放电电流，由图得初始电流， 则 由电容定义式得 12．(1) A C (2) 负 A (3)D 【详解】（1）[1]AB．本实验利用直流电流场模拟静电场，因此电源需要选直流电源，故选A； [2]CD．实验需要测量两个探针的电势差，判断电势关系，因此选用电压传感器，故选C。 （2）[1]Ⅰ. 由题意，读数为负说明：正接线柱接的点电势小于负接线柱接的点电势，即，越靠近B电势越高，说明电极A接电源负极。 [2] Ⅱ. 读数为负说明，我们需要让黑探针电势降低到和相等，沿AB连线，越靠近A电势越低，因此黑探针应向A端移动。 （3）由题意， 是黑探针到B的距离，时黑探针在B点，，两个点电极形成的电场中类似于等量异种电荷产生的电场，B端为正电荷，A端为负电荷，故从B到A，场强先减小，中点场强最小为0，再向A场强逐渐增大，而图像的斜率等于场强大小，因此图像斜率先减小、后增大。 故选D。 13．(1) (2)，方向竖直向下 (3) 【详解】（1）粒子水平方向不受力，保持匀速，水平分速度始终为初速度；粒子射出时速度方向恰与水平方向成角，故将出射末速度分解为水平和竖直两个方向，可知 解得带电粒子到达下极板右边缘时，竖直方向上的分速度 （2）粒子水平方向做匀速直线运动，水平方向位移为板长，运动时间满足 根据牛顿第二定律，竖直方向粒子的加速度由电场力提供，满足 故有 代入 解得 粒子带正电向下偏转，因此电场方向竖直向下。 （3）根据动能定理，电场力做功等于粒子动能的变化 代入 解得两极板间的电势差 14．(1) (2) (3)0.56N 【详解】（1）小球受力情况如图所示 根据平衡条件可得 代入数据解得 （2）小球从最低点由静止释放到原静止位置的过程中，根据动能定理 解得 （3）电场撤去后，小球做圆周运动，运动到最低点时速度为，根据机械能守恒 解得 在最低点，根据牛顿第二定律 解得 由牛顿第三定律可知，小球回到最低点时球对绳子拉力大小为0.56N 【点睛】 15．(1)4V (2)2V (3) 【详解】（1）根据电场力做功表达式有 解得 （2）点电荷由B移到C过程， 根据电势差与电势的关系有 根据电场力做功与电势能的关系有 解得 （3）令AB连线中点为D，则有 结合上述解得 可知，CD连线为等势线，电场线应垂直于CD斜向右下方，根据电场强度与电势差的关系有 其中， 解得 答案第8页，共8页 答案第7页，共8页 学科网（北京）股份有限公司 $