第九章 静电场及其应用单元检测（A卷）-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 高中物理第九章静电场及其应用单元检测A卷，适配单元复习，覆盖静电场核心知识，通过文化传承、科技应用情境及科学思维、探究设计，落实物理观念与科学态度。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7题/28分|尖端放电、电荷量计算、控制变量法|中国古代建筑避雷体现文化传承，捕蝇草钙离子内流联系实际| |多选题|3题/18分|静电分选、库仑力平衡、电场强度对称|静电矿料分选器考查应用分析，培养科学推理| |实验题|2题/14分|静电感应、库仑力与距离关系|库仑力实验设计强化科学探究，数据拟合提升模型建构能力| |解答题|3题/40分|静电力计算、电场强度合成、电通量|带电球体电场推导综合科学论证，落实运动与相互作用观念|

第九章：静电场及其应用单元检测（A卷） 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。 4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。 建议时长：75分钟 总分：100分 一、单选题（共28分） 1．（本题4分）如图所示，某些中国古代建筑安装了既有装饰作用，又有避雷作用的塔刹构件，其避雷作用的物理原理是（     ） A．尖端放电 B．接触起电 C．静电吸附 D．静电屏蔽 2．（本题4分）捕蝇草的叶片在受到触碰时，细胞膜外的钙离子（Ca2＋）内流，导致电位发生变化，叶片会迅速闭合。若某次触碰时，流入细胞的钙离子（Ca2＋）数目为1×1012 个，则这些钙离子（Ca2＋）携带的总电荷量为（　　） A．1.6×10－7 C B．3.2×10－7 C C．1.6×10－6 C D．3.2×10－6 C 3．（本题4分）教材插图常能体现不同的物理研究方法。图①为利用光的多次反射放大桌面微小形变的装置；图②为定性探究两带电小球间静电力大小与电荷量、距离等因素关系的装置；图③表示将曲线运动过程分割成许多很小的位移段，研究重力做功；图④为探究向心力大小与物体质量、圆周运动半径、角速度关系的装置。下列图示所对应的研究中，均主要采用控制变量法的是（     ） A．②与④ B．①与② C．①与③ D．③与④ 4．（本题4分）某一区域的电场线分布如图所示，将一个电荷分别放在电场中A、B、C、D四个位置，下列说法正确的是（     ） A．放在A、C两点，电荷受力相同 B．放在B、D两点，电荷受力相同 C．放在B点受力最大 D．放在C点受力最大 5．（本题4分）如图所示，用两根绝缘细线把两个带同种电荷的小球A、B悬挂在同一点，两小球静止时位于同一水平面上。已知球A所带的电荷量大于球B所带的电荷量，球A的质量大于球B的质量。设球A、B对细线拉力的大小分别为、，细线OA、OB与竖直方向的夹角分别为、。下列说法正确的是（     ） A． B． C． D． 6．（本题4分）在一个点电荷的电场中，让轴与它的一条电场线重合，坐标轴上、两点的坐标分别为和（图甲）。在、两点分别放置试探电荷，其受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系，如图乙中直线、所示。则点电荷所在的位置坐标是（　　） A． B． C． D． 7．（本题4分）如图所示，是边长为的正方体一顶点，与等间距的另外三个顶点上分别固定电荷量为的点电荷，则点场强大小为（     ） A． B． C． D． 二、多选题（共18分） 8．（本题6分）如图甲是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中央的两侧。如图乙是喷涂原理示意图，静电喷涂利用了电荷之间的相互作用。下列表述正确的有（　　） A．图甲中，对矿粉分离的过程，带正电的矿粉落在左侧，静电力对矿粉做正功 B．图甲中，对矿粉分离的过程，带正电的矿粉落在右侧，静电力对矿粉做负功 C．图乙中，涂料微粒一定带正电，喷嘴与工件之间的电场为匀强电场 D．图乙中，涂料微粒一定带负电，喷嘴与工件之间的电场为非匀强电场 9．（本题6分）如图所示，不可伸长的轻绳跨过光滑、轻质定滑轮O一端与带电荷量为+q的小球A 相连，另一端连接空水桶，带电荷量为+2q的小球B位于定滑轮O正下方，放置在绝缘、粗糙的水平面上，初始时水桶和小球A、B均处于静止状态。若向水桶内注入少量的水，水桶和小球A、B再次平衡，小球B 仍然处于原位置，取无穷远处电势为零。下列说法正确的是（　　） A．小球 A、B连线上各点的电势均大于零 B．小球A、B之间的距离变小 C．水平面对小球 B 的摩擦力变大 D．水平面对小球 B 的支持力变大 10．（本题6分）如图所示，光滑绝缘水平面上的A、B两点分别固定两个带等量异种电荷的点电荷M、N，O为AB的中点，CD为AB的垂直平分线，a、c为AB上关于O点对称的两点，b、d为CD上关于O点对称的两点。则关于各点电场强度、、、及静电力，下列说法正确的是（　　） A．a、c两点的电场强度大小相等，方向相反 B．、、、的方向相同 C．任意改变b点在中垂线上的位置，也不可能使 D．将一点电荷由a点沿AB移动到c点，点电荷受到的静电力先增大后减小 三、实验题（共14分） 11．（本题6分）某同学采用如图装置做静电感应的实验：在绝缘支架上的金属导体M和金属导体N按图中方向接触放置，原先M、N都不带电，先让开关、均断开，现在将一个带正电小球P放置在M左侧。 请完成下列填空（均填“不带电”“带正电”或“带负电”）： （1）若只闭合开关，则导体M左端______，导体N右端______； （2）若只闭合开关，接着移走带电小球，最后将MN分开，导体M______，导体N______； （3）开关、均闭合时，M端______，N端______。 12．（本题8分）某研究小组用如图所示装置探究等量同种电荷间库仑力与距离的关系。器材有：专用支架、相同的导体小球A和B、刻度尺、丝线、米尺、天平、绝缘底座。 （1）下列能使A、B小球带等量同种电荷的方式是 。 A．用与A、B相同的带电小球C，先接触A，再接触B B．A、B小球接触后靠近带电体但不接触；然后分开A、B小球，再移走带电体 C．A、B小球接触后，用带电体接触A、B，移除带电体后，再分开A、B小球 （2）本实验中，丝线与竖直方向夹角θ很小，，重力加速度。本实验中若小球质量为10g，l=1.0m，则库仑力F=________N（结果保留2位有效数字）。 （3）缓慢移动绝缘底座，得到五组F、r数据，根据库仑定律，拟合的图像可能是___________。 A． B． C． 四、解答题（共40分） 13．（本题10分）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。 14．（本题13分）如图，等边位于竖直平面内，AB边水平，顶点C在AB边上方，3个点电荷分别固定在三角形的三个顶点上。已知AB边中点M处的电场强度方向竖直向下，BC边中点N处的电场强度方向竖直向上，A点处点电荷的电荷量的绝对值为q，求 （1）B点处点电荷的电荷量的绝对值并判断3个点电荷的正负； （2）C点处点电荷的电荷量。    15．（本题17分）场是物质存在的一种形式，完成下列问题。 （1）在静电场中可以定义“电通量”这个概念：若电场中有一个面，面上各处的电场强度与面垂直且大小相等为E，则穿过这个面的电通量，其中S是在垂直电场强度方向的面积的大小。如果空间固定一个电量为Q的点电荷，在其周围激发静电场，以Q为球心做两个半径分别为R1、R2的球面S1和S2，如图所示，已知静电力常最为k，求： ①球面S1的电通量大小：穿过两个球面电通量之比； ②两个球面单位面积的电通量之比。 （2）理论上已经证明：a。电荷均匀分布的球壳在壳内产生的电场为零；b。一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）在球的外部产生的电场，与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同。 ①现有一半径为R、电荷均匀分布的实心球体，O为球心，以O为原点建立坐标轴Ox，如图所示。关于该带电小球产生的电场E随x的变化关系，下图中正确的是； A     B        C     D ②推导论证①中的结论。 试卷第4页，共7页 试卷第3页，共7页 学科网（北京）股份有限公司 《第九章：静电场及其应用单元检测（A卷）》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B A C D D B AD AC BC 11．（1）带负电 不带电 （2）不带电 不带电 （3）带负电 不带电 12．（1）C （2） （3）C 13．（1） （2） 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： 14．（1），A、B、C均为正电荷；（2） 解：（1）因为M点电场强度竖直向下，则C为正电荷，根据场强的叠加原理，可知A、B两点的电荷在M点的电场强度大小相等，方向相反，则B点电荷带电量为，电性与A相同，又点电场强度竖直向上，可得处电荷在点的场强垂直BC沿AN连线向右上，如图所示 可知A处电荷为正电荷，所以A、B、C均为正电荷。 （2）如图所示 由几何关系 即 其中 解得 15．（1）①，；② （2）①B；②见解析 解：（1）①球面的电通量大小为 球面的电通量大小为 穿过两个球面的电通量之比为 ②单位面积的电通量为 即为电场强度，所以两个球面单位面积的电通量之比为 （2）可把整个球体分为一个个半径逐渐增大的球壳，每个球壳内部电荷量与球壳半径成正比。设球体带电荷量Q，球体带电密度 半径为x的球体带电量 根据点电荷电场强度公式，整个球体内部电场强度 与x成正比。在球体外部，根据点电荷电场强度公式，电场强度与x的二次方成反比。所以从带电球体的球心开始，沿着半径（x）方向场强的分布图是B图。 《第九章：静电场及其应用单元检测（A卷）》参考答案详解（选择、填空） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B A C D D B AD AC BC 1．A 【详解】中国古代建筑安装了既有装饰作用，又有避雷作用的塔刹构件，其避雷作用的物理原理是：尖端放电。 2．B 【详解】单个钙离子带2个元电荷，单个钙离子电荷量为 流入细胞的钙离子数目为个，故总电荷量为 3．A 【详解】图①为利用光的多次反射放大桌面微小形变的装置，主要采用了放大法； 图②为定性探究两带电小球间静电力大小与电荷量、距离等因素关系的装置，主要采用了控制变量法； 图③表示将曲线运动过程分割成许多很小的位移段，研究重力做功，主要采用了微元法； 图④为探究向心力大小与物体质量、圆周运动半径、角速度关系的装置，主要采用了控制变量法； 故均主要采用控制变量法的是②与④。 4．D 【详解】A．A、C两点电场强度大小不同、方向不同，因此电荷受力不同，故A错误； B．B、D两点电场强度大小不同、方向不同，因此电荷受力不同，故B错误； CD．四个点中，C点电场线最稀疏，电场强度最小，同一电荷受力最小；B点电场线最密集，电场强度最大，同一电荷在B点受力最大，故D错误，C正确。 5．D 【详解】AB．A、B间的斥力等大，反向，对A受力分析有 球A的质量大于球B的质量,故，故AB错误； CD．由平行四边形定则 由于A、B间的斥力等大, 球A的质量大于球B的质量 则，故C错误，D正确。 6．D 【详解】由图像可知，A点的电场强度 B点的电场强度 两场强方向相同，则在点电荷Q的同侧。设点电荷Q的位置坐标为x，则A点场强 B点场强 可得x = 0.3m （另一解不满足两点在点电荷Q的同侧，舍去） 7．B 【详解】正方体边长为，三个到顶点的距离为 根据点电荷场强公式 得每个点电荷在点的场强大小： 三个点电荷场强矢量的方向分别沿正方体三个面的对角线指向点外侧（背离源电荷），且两两之间的夹角均为，根据矢量合成法则结合数学知识可得合场强大小：。 8．AD 【详解】AB．图甲中，对矿粉分离的过程，因匀强电场水平向左，可知带正电的矿粉受到向左的电场力落在左侧，静电力对矿粉做正功，A正确，B错误； CD．图乙中，因工件带正电，涂料微粒在电场力作用下向工件运动，则涂料微粒一定带负电，喷嘴与工件之间的电场线大多为曲线，则为非匀强电场，C错误，D正确。 9．AC 【详解】A．沿电场线电势逐渐降低，根据两正电荷的电场线分布可知，正电荷的电场线由正电荷指向无穷远，所以小球A、 B连线上各点的电势均大于零，A正确； B．对小球 A 进行受力分析，如图所示，由相似关系得 重力不变，OB长度不变，可知比值为定值，所以AB长度不变，水桶加入少量水之后，绳子拉力变大，所以OA变长，B错误； CD．根据以上分析可知，AB球之间的库仑力大小不变，当再次平衡时，∠ABO变大，设∠ABO = θ，对B球进行受力分析，如图所示，根据平衡关系可知 所以水平面对小球B的摩擦力变大，支持力变小，C正确，D错误。 10．BC 【详解】A．关于对称，场强大小相等，方向相同（都沿正电荷指向负电荷的方向），故A错误； B．连线上（AB），所有点场强方向一致，都由正电荷指向负电荷；中点场强最小，从向两侧场强逐渐增大；关于对称的点，场强大小相等、方向相同。 中垂线上（CD），所有点场强方向都平行于连线，与连线上场强方向一致；中点场强最大，从向中垂线两侧场强逐渐减小。 在AB连线上场强方向相同，在中垂线上，场强方向也与连线上方向一致，因此四个点场强方向都相同，故B正确； C．AB连线上的不是中点，因此一定大于中点的场强；而中垂线上点场强最大，任意位置的场强，故C正确； D．从沿AB到，场强大小先减小（，场强逐渐减小）后增大（，场强逐渐增大），由可知，静电力先减小后增大，故D错误。 11．（1）带负电 不带电 （2）不带电 不带电 （3）带负电 不带电 【详解】（1）[1][2]开关闭合，断开，由于静电感应的作用，金属导体右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和，所以金属导体左端带负电，右端不再带有电荷； （2）[1][2]当闭合开关，由于静电感应的作用，金属导体N右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和，所以导体N右端不再带有电荷，左端带负电，接着移走带电小球，M端的负电会被中和而都不带电，最后将MN分开，则M和N均不带电； （3）[3][4]、均闭合时，导体M端会感应异种电荷，带负电；N端通过接地线变成了无穷远，故不带电。 12．（1）C （2） （3）C 【详解】（1）A．用与A、B相同的带电小球C，先接触A，再接触B，两球将带上不等量的同种电荷，故A错误； B．A、B小球接触后靠近带电体但不接触，然后分开A、B小球，再移走带电体，能使两球带等量异种电荷，故B错误； C．A、B小球接触后，用带电小球接触A、B，移除带电体，再分开A、B小球，能使两球带等量同种电荷，故C正确；故选C。 （2）由图可知，A、B小球之间的距离为； 对小球受力分析，根据平衡条件可得库仑力大小为 代入数据解得 （3）根据库仑定律可得可知图像为过原点的直线。 故选C。 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 $ 第九章：静电场及其应用单元检测（A卷） 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。 4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。 建议时长：75分钟 总分：100分 一、单选题（共28分） 1．（本题4分）如图所示，某些中国古代建筑安装了既有装饰作用，又有避雷作用的塔刹构件，其避雷作用的物理原理是（     ） A．尖端放电 B．接触起电 C．静电吸附 D．静电屏蔽 2．（本题4分）捕蝇草的叶片在受到触碰时，细胞膜外的钙离子（Ca2＋）内流，导致电位发生变化，叶片会迅速闭合。若某次触碰时，流入细胞的钙离子（Ca2＋）数目为1×1012 个，则这些钙离子（Ca2＋）携带的总电荷量为（　　） A．1.6×10－7 C B．3.2×10－7 C C．1.6×10－6 C D．3.2×10－6 C 3．（本题4分）教材插图常能体现不同的物理研究方法。图①为利用光的多次反射放大桌面微小形变的装置；图②为定性探究两带电小球间静电力大小与电荷量、距离等因素关系的装置；图③表示将曲线运动过程分割成许多很小的位移段，研究重力做功；图④为探究向心力大小与物体质量、圆周运动半径、角速度关系的装置。下列图示所对应的研究中，均主要采用控制变量法的是（     ） A．②与④ B．①与② C．①与③ D．③与④ 4．（本题4分）某一区域的电场线分布如图所示，将一个电荷分别放在电场中A、B、C、D四个位置，下列说法正确的是（     ） A．放在A、C两点，电荷受力相同 B．放在B、D两点，电荷受力相同 C．放在B点受力最大 D．放在C点受力最大 5．（本题4分）如图所示，用两根绝缘细线把两个带同种电荷的小球A、B悬挂在同一点，两小球静止时位于同一水平面上。已知球A所带的电荷量大于球B所带的电荷量，球A的质量大于球B的质量。设球A、B对细线拉力的大小分别为、，细线OA、OB与竖直方向的夹角分别为、。下列说法正确的是（     ） A． B． C． D． 6．（本题4分）在一个点电荷的电场中，让轴与它的一条电场线重合，坐标轴上、两点的坐标分别为和（图甲）。在、两点分别放置试探电荷，其受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系，如图乙中直线、所示。则点电荷所在的位置坐标是（　　） A． B． C． D． 7．（本题4分）如图所示，是边长为的正方体一顶点，与等间距的另外三个顶点上分别固定电荷量为的点电荷，则点场强大小为（     ） A． B． C． D． 二、多选题（共18分） 8．（本题6分）如图甲是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中央的两侧。如图乙是喷涂原理示意图，静电喷涂利用了电荷之间的相互作用。下列表述正确的有（　　） A．图甲中，对矿粉分离的过程，带正电的矿粉落在左侧，静电力对矿粉做正功 B．图甲中，对矿粉分离的过程，带正电的矿粉落在右侧，静电力对矿粉做负功 C．图乙中，涂料微粒一定带正电，喷嘴与工件之间的电场为匀强电场 D．图乙中，涂料微粒一定带负电，喷嘴与工件之间的电场为非匀强电场 9．（本题6分）如图所示，不可伸长的轻绳跨过光滑、轻质定滑轮O一端与带电荷量为+q的小球A 相连，另一端连接空水桶，带电荷量为+2q的小球B位于定滑轮O正下方，放置在绝缘、粗糙的水平面上，初始时水桶和小球A、B均处于静止状态。若向水桶内注入少量的水，水桶和小球A、B再次平衡，小球B 仍然处于原位置，取无穷远处电势为零。下列说法正确的是（　　） A．小球 A、B连线上各点的电势均大于零 B．小球A、B之间的距离变小 C．水平面对小球 B 的摩擦力变大 D．水平面对小球 B 的支持力变大 10．（本题6分）如图所示，光滑绝缘水平面上的A、B两点分别固定两个带等量异种电荷的点电荷M、N，O为AB的中点，CD为AB的垂直平分线，a、c为AB上关于O点对称的两点，b、d为CD上关于O点对称的两点。则关于各点电场强度、、、及静电力，下列说法正确的是（　　） A．a、c两点的电场强度大小相等，方向相反 B．、、、的方向相同 C．任意改变b点在中垂线上的位置，也不可能使 D．将一点电荷由a点沿AB移动到c点，点电荷受到的静电力先增大后减小 三、实验题（共14分） 11．（本题6分）某同学采用如图装置做静电感应的实验：在绝缘支架上的金属导体M和金属导体N按图中方向接触放置，原先M、N都不带电，先让开关、均断开，现在将一个带正电小球P放置在M左侧。 请完成下列填空（均填“不带电”“带正电”或“带负电”）： （1）若只闭合开关，则导体M左端______，导体N右端______； （2）若只闭合开关，接着移走带电小球，最后将MN分开，导体M______，导体N______； （3）开关、均闭合时，M端______，N端______。 12．（本题8分）某研究小组用如图所示装置探究等量同种电荷间库仑力与距离的关系。器材有：专用支架、相同的导体小球A和B、刻度尺、丝线、米尺、天平、绝缘底座。 （1）下列能使A、B小球带等量同种电荷的方式是 。 A．用与A、B相同的带电小球C，先接触A，再接触B B．A、B小球接触后靠近带电体但不接触；然后分开A、B小球，再移走带电体 C．A、B小球接触后，用带电体接触A、B，移除带电体后，再分开A、B小球 （2）本实验中，丝线与竖直方向夹角θ很小，，重力加速度。本实验中若小球质量为10g，l=1.0m，则库仑力F=________N（结果保留2位有效数字）。 （3）缓慢移动绝缘底座，得到五组F、r数据，根据库仑定律，拟合的图像可能是___________。 A． B． C． 四、解答题（共40分） 13．（本题10分）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。 14．（本题13分）如图，等边位于竖直平面内，AB边水平，顶点C在AB边上方，3个点电荷分别固定在三角形的三个顶点上。已知AB边中点M处的电场强度方向竖直向下，BC边中点N处的电场强度方向竖直向上，A点处点电荷的电荷量的绝对值为q，求 （1）B点处点电荷的电荷量的绝对值并判断3个点电荷的正负； （2）C点处点电荷的电荷量。    15．（本题17分）场是物质存在的一种形式，完成下列问题。 （1）在静电场中可以定义“电通量”这个概念：若电场中有一个面，面上各处的电场强度与面垂直且大小相等为E，则穿过这个面的电通量，其中S是在垂直电场强度方向的面积的大小。如果空间固定一个电量为Q的点电荷，在其周围激发静电场，以Q为球心做两个半径分别为R1、R2的球面S1和S2，如图所示，已知静电力常最为k，求： ①球面S1的电通量大小：穿过两个球面电通量之比； ②两个球面单位面积的电通量之比。 （2）理论上已经证明：a。电荷均匀分布的球壳在壳内产生的电场为零；b。一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）在球的外部产生的电场，与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同。 ①现有一半径为R、电荷均匀分布的实心球体，O为球心，以O为原点建立坐标轴Ox，如图所示。关于该带电小球产生的电场E随x的变化关系，下图中正确的是； A     B        C     D ②推导论证①中的结论。 试卷第8页，共8页 试卷第7页，共8页 学科网（北京）股份有限公司 $