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

**基本信息** 本试卷为高中物理必修三第九章“静电场及其应用”单元复习卷，全面覆盖电场强度、库仑定律、静电平衡等核心知识，通过情境化试题（如大气电场监测）和实验探究（静电力影响因素），体现物理观念与科学思维的培养，适配单元复习巩固与能力提升需求。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|8|电场强度单位、静电平衡、库仑定律计算|基础概念辨析，如质子数量变化（题2）考查物质观念| |多选题|4|静电危害防范、电场线性质|结合实际应用，如避雷针（题9）体现社会责任| |填空题|5|匀强电场定义、感应起电|注重概念精准表述，如电场线分布特点（题14）| |实验题|1|静电力影响因素探究|控制变量法应用（题18），培养科学探究能力| |解答题|2|带电小球平衡、电场力与力学综合|模型建构与科学推理，如斜面上电荷平衡（题19）|

第九章 静电场及其应用（必修三） 一、单选题 1．根据场强的定义式，电场强度的单位是（　　） A．牛/库 B．牛/米 C．米/库 D．库/牛 2．将呈电中性的物体A和带有正电荷的物体B接触后，物体A中的质子数（　　） A．增加 B．减少 C．不变 D．先增加后减少 3．在点电荷形成的电场中，一金属圆盘处于静电平衡状态，若圆盘所在平面与点电荷在同一平面内，则能正确表示圆盘上感应电荷在圆盘中A点所激发的附加电场强度的方向的是下列选项中的（    ） A． B． C． D． 4．两个分别带有电荷量+2Q和-4Q的相同金属小球（可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F。现将两小球相互接触后放回原处，此时两球间库仑力的大小为（　　） A． B．8F C． D． 5．下列说法正确的是（    ） A．静电力常量为 B．处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为0 C．存在电荷量为的带电粒子 D．一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和可能增加 6．监测大气电场强度在科学研究、灾害预警等领域具有重要意义。低空大气与地球表面可视为平行板电容器（空气的相对介电常数近似取1），电场分布如图所示。若该电场视为匀强电场且电场强度，地球半径，静电力常量。则地球表面带电量（单位：C）的数量级为（    ） A． B． C． D． 7．有一个半径为R、带电量为Q且电荷均匀分布的绝缘球体，在距球心O为2R的位置有一带电量为q的点电荷。现从带电球中挖去半径为的球体，如图所示。则剩余部分对点电荷q的库仑力大小为（　　） A． B． C． D． 8．下列说法正确的是（    ） A．摩擦起电和感应起电的本质是产生了新的电子 B．元电荷就是质子 C．电场线是假想的，不是客观存在的 D．高压作业服是用绝缘的织物制成，能起到静电屏蔽作用，保护工人 二、多选题 9．工匠在研磨琥珀、玉石时观察到静电吸附灰尘的现象，通过湿润环境或缓慢操作减少静电影响，下列属于防范静电危害的是（　　） A．静电喷漆 B．良好接地 C．静电除尘 D．使用避雷针 10．在一条直线上有两个点电荷A、B，A带电荷量为＋Q，B带电荷量为-9Q，现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷都处于平衡状态，关于点电荷C的电性及位置，下列判断正确的是（　　） A．可将点电荷C放在AB连线的延长线上A点左边 B．可将点电荷C放在AB连线的中间 C．可将点电荷C放在AB连线的延长线上B点右边 D．引入的点电荷C一定带负电 11．下列关于电场线的几种说法中，正确的是（　　） A．电场线上某一点的切线方向就是正电荷在该点受力方向 B．在多个电荷产生的电场中，电场线是可以相交的 C．点电荷在电场中的运动轨迹不一定跟电场线是重合的 D．电场线越密的地方，同一试探电荷所受的电场力越大 12．如图所示，粗糙水平面上放置两个可视为质点的小球和，两个小球的带电量分别为和，电性相反，与水平面间的动摩擦因数分别为和，当两小球都保持静止时。相距L，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A．对的万有引力大小为，对的库仑力大小为 B．水平地面对的摩擦力大小为 C．水平地面对的摩擦力大小为 D．水平地面对的摩擦力大小为 三、填空题 匀强电场 13．定义：如果电场中各点的电场强度________________、________________，这个电场就叫作匀强电场。 14．特点： （1）匀强电场的电场线是相互________且________的直线； （2）电场线的疏密程度________，即电场线分布________。 举例：两块等大、正对的、带等量异种电荷的平行金属板相互靠近时，它们之间的电场（边缘除外）可以看作匀强电场。 15．如图，在带电的带电体附近有两个相互接触的金属导体A和B，A、B均放在绝缘支座上。若先将带电体移走，再把A、B分开，则A______电；若先将A、B分开，再移走带电体，则A______电。（均填写带电情况） 16．在匀强电场中的O点固定一个电荷量为q的点电荷，匀强电场的电场强度大小为E，以O点为圆心画一个圆，A、B为直径上的两个端点，且连线平行于电场线，C、D为垂直电场线的直径上的两个端点，如图所示，已知B点的电场强度为零，则点电荷为______（填“正”或“负”）电荷；C点电场强度的大小为______。 17．如图在光滑绝缘的水平面上有三个带电小球A、B、C，A球带正电，电荷量为16Q，B球电荷量为Q，已知A、B、C三个小球均处于静止状态，且AB之间的距离为L、则B球带______（选填“正电”、“负电”、“不带电”）C球带电量为________，BC距离________。 四、实验题 18．某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的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，他们分别进行了以下操作。 步骤一：把系在丝线上的带电小球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。 步骤二：使小球处于同一位置，增大（或减小）小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。 （1）图甲中实验采用的方法是____________（填正确选项前的字母）。 A．理想实验法    B．等效替代法    C．微小量放大法    D．控制变量法 （2）图甲实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而____________（填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）接着该组同学使小球处于同一位置，增大（或减少）小球A所带的电荷量，比较小球所受作用力大小的变化。如图乙，悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B，在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上，B处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为，若两次实验中A的电量分别为和，分别为和，则为____________。 五、解答题 19．如图所示，A、B是两个带等量电荷的小球，电荷量均为，A固定在斜面底端竖直放置的长为的绝缘支杆上，质量为的B静止于光滑绝缘倾角为的斜面上且恰与A等高，AB小球所在的空间内有一竖直向下的匀强电场（未知，其他量为已知量），其中重力加速度为，静电力常量为。求： (1)AB之间库仑力大小； (2)空间中匀强电场的大小。 20．如图所示，用L=30cm的绝缘细线将质量为的足够小的带电小球悬挂在O点，当空中竖直平面内加上如图所示斜向上与水平方向成37°角，大小为的匀强电场时，小球能在图示细线与竖直方向成37°处处于静止状态。（g取，，）求： (1)小球是正电荷还是负电荷。并说明原因： (2)带电小球所带电荷量大小q为多少； (3)剪断细线后带电小球的加速度大小a。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C C D B A A C BD AD 题号 11 12 答案 ACD AD 1．A 【详解】根据场强的定义式，可知电场强度的单位是牛/库。 故选A。 2．C 【详解】物体接触带电时，电子发生转移，导致相互接触的物体之间电荷不平衡，从而带电，而并非质子数目的变化，质子数目在接触过程中是不变的。 故选C。 3．C 【详解】由于圆盘处于静电平衡状态，因此感应电荷在圆盘中A点激发的附加电场强度应与在A点产生的电场强度E等大反向。 故选C。 4．D 【详解】根据库仑定律 相互接触后，两金属小球带电均为 相互作用力为 所以 故选D。 5．B 【详解】A．静电力常量为，选项A错误； B．处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为0，选项B正确； C．任何带电体的带电量都等于元电荷的整数倍，则不存在电荷量为的带电粒子，选项C错误； D．一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变，不可能增加，选项D错误。 故选B。 6．A 【详解】根据题意，可将地球表面附近的电场视为匀强电场，低空大气与地面可等效为平行板电容器模型。由静电场理论可知，带电导体球表面场强公式与点电荷场强公式形式相同，地球表面电场强度E与带电量Q的关系为 解得 代入数据解得。 故选A。 7．A 【详解】没有挖去之前，点电荷所受库仑力为 挖去部分对点电荷的库仑力为 其中 令剩余部分对点电荷的库仑力为，则有 解得 故选A。 8．C 【详解】A．摩擦起电和感应起电的本质是电荷的转移，而不是产生了新的电子，故A错误； B．元电荷是指最小的电荷量，电子和质子的电荷量等于元电荷，元电荷不是质子，故B错误； C．电场线是假想的，不是客观存在的，故C正确； D．高压作业服是用包含金属丝的织物制成，能起到静电屏蔽作用，保护工人，故D错误。 故选C。 9．BD 【详解】A．静电喷漆利用静电力使涂料均匀吸附在物体表面，属于静电的应用，故A不符合题意； B．良好接地可将物体积累的静电及时导入大地，避免电荷积聚引发火花或吸附灰尘，属于防范静电危害的措施，故B符合题意； C．静电除尘通过静电力吸附颗粒物，属于静电的应用，故C不符合题意； D．使用避雷针通过尖端放电中和云层电荷，防止雷击造成的危害，属于防范静电危害的措施，故D符合题意。 故选BD。 10．AD 【详解】三个电荷要平衡，必须三个电荷的一条直线，外侧二个电荷相互排斥，中间电荷吸引外侧两个电荷，所以外侧两个电荷距离大，要平衡中间电荷的拉力，必须外侧电荷电量大，中间电荷电量小，所以C必须为负电，可将点电荷C放在AB连线的延长线上A点左边。 故选AD。 11．ACD 【详解】A．电场线可形象表示电场的强弱和方向，电场线上每一点的切线方向，表示该点的场强方向，也是正电荷在该点受到的电场力的方向，故A正确； B．电场线不能相交，故B错误； C．电场线与电荷的运动轨迹是两回事，正电荷在电场中可能沿电场线运动，也可能不沿电场线运动，轨迹不一定跟电场线是重合的，故C正确； D．电场线的疏密代表电场的强弱，可知电场线越密的地方电场强度越大，同一试探电荷所受的电场力越大，故D正确； 故选ACD。 12．AD 【详解】A．对m₂的万有引力大小为，对的库仑力大小为，故A正确； BCD．根据平衡条件可知，水平地面对的摩擦力大小都为，故BC错误，D正确。 故选AD。 13． 大小相等 方向相同 14． 平行 等距 相同 均匀 【详解】13．[1][2]定义：如果电场中各点的电场强度大小相等、方向相同，这个电场就叫作匀强电场。 14．（1）[1][2]匀强电场的电场线是相互平行且等距的直线； （2）[3][4]电场线的疏密程度相同，即电场线分布均匀。 15． 不带电 负电 【详解】[1]若先移走带正电的导体棒，此时导体A和B中的电荷又发生中和，不再带电，再把导体A和B分开，同样不再带电，所以此时A不带电。 [2]先把导体A和B分开，再移走带正电的导体棒，导体A和B由于感应起电带上异种电荷，所以此时A带负电。 16． 正 【详解】[1]已知B点的电场强度为零，则点电荷在B点处产生的电场强度方向一定向左，且大小为E，所以点电荷为正电荷； [2]点电荷在C点处产生的电场强度方向向下，大小为E，根据场强叠加原理可知C点电场强度的大小为 17． 负电 【详解】[1]由于A球带正电，若B球带正电，无论C球带正电或负电，均不能保持平衡，故B球带负电； [2][3]B球受力平衡，可知C球带正电，设小球C带电量为q，BC之间距离为r。因为三个小球均静止，所以对B球受力分析有，对C球有 联立解得，。 18． D 减小 【详解】（1）[1]图甲中先保持带电小球的电荷量不变，把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的等位置，改变两个小球之间的距离，比较库仑力的大小；后来保持小球之间的距离不变，改变小球所带的电荷量大小，分析小球之间的库仑力，所以实验采用的方法是控制变量法，故D正确。 故选D。 （2）[2]本实验中，根据小球的摆角可以看出小球所受静电力的大小，由图可知，电荷量越大、距离越小，丝线偏离竖直方向的角度越大，设偏角为，由平衡条件有 可知电荷之间的静电力随着电荷量的增大、距离的增大而减小，故填减小。 （3）[3]设小球B的质量为，电量为，B球的受力情况如（2）中图所示；当A球带电量为时，由平衡条件得 其中 当A球带电量为时，由平衡条件得 其中 联立解得 19．(1) (2) 【详解】（1）设为两个小球间的距离，库仑力表达式为 其中 解得 （2）根据受力平衡 解得 20．(1)正电荷，见解析 (2) (3) 【详解】（1）正电荷。 对小球受力分析，可知其受重力、细线的拉力和电场力，根据平衡条件，可知电场力方向与电场强度方向相同时，小球才能处于平衡状态。 （2）小球受力平衡，则有 解得 （3）剪断细线后，重力和电场力不变，其合力为 根据牛顿第二定律有 解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $