第九章 静电场（单元分层自测·能力提升卷）物理沪科版必修第三册

**基本信息** 聚焦高二物理第九章静电场，通过单选、多选、实验及解答题，融合量子计算、触摸屏等科技与生活情境，全面考查电场强度、电势、电容器等核心知识，适配单元复习能力提升，强化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|8/32|静电感应、电场线、电势能|第5题结合SQUID器件非匀强电场，考查等势面与电子运动，体现科技前沿| |多选题|4/16|静电屏蔽、电容器动态分析|第9题关联加油站静电释放等生活场景，强化科学态度与责任| |实验题|2/15|等势线描绘、示波管原理|第13题通过传感器读数分析电势分布，培养科学探究能力| |解答题|3/37|电场与力学综合|第17题结合轨道运动与电场力，考查模型建构与科学推理，契合高考命题趋势|

………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 2026-2027学年高二物理单元自测 第九章 静电场·基础通关·能力提升 建议用时：90分钟，满分：100分 一、单选题（共32分，每小题4分） 1．如图所示一对用绝缘柱支持的导体A和B彼此接触。把带正电的带电体C靠近导体A，下列说法不正确的是（     ） A．导体A和导体B下部的金属箔都张开，且导体A带负电B带正电 B．手持绝缘柱把导体A和B分开，然后移开C，则导体A和B都不带电 C．如果用手摸一下导体A端，手离开后，移去带电体C，导体带电 D．无论用手摸一下导体的什么位置，手离开后，移去带电体C，导体带负电 2．如图所示，某点O处固定点电荷，一个带电为的点电荷以O点为圆心做匀速圆周运动，另一带电为的点电荷以O为焦点做椭圆轨道运动，两个轨道相切于P点，两个电荷的质量相等且，它们之间的静电引力和万有引力均可忽略，设、先后经过P点时速度大小分别为v1、v2，加速度大小分别为、，下述关系式正确的是（     ） A． B． C． D． 3．如图所示，以正点电荷为圆心，周围有同心圆1、2，、是同心圆上的两点，所有电荷仅受电场力，下列说法正确的是（     ） A．同心圆1、2是点电荷Q的两条电场线，电场强度 B．A点的电场强度与C点的电场强度相同 C．在A点无初速度释放电荷量为q的正点电荷，一定沿直线AB运动 D．在A点无初速度释放电荷量为q的负点电荷，可能沿圆周1运动 4．绝缘的光滑水平面上存在着平行于x轴方向的电场，带负电滑块（可视为质点）在x轴上不同位置所具有的电势能如图甲所示，P点是图线最低点。现将滑块由处以的初速度沿x轴正方向运动（如图乙），滑块质量，g取，则（     ） A．电场中处的电势最低 B．滑块沿x轴正方向运动过程中，动能先减少后增加 C．处与处的场强大小相等 D．滑块运动至处，速度大小为 5．量子计算是新一轮科技革命的核心领域，超导量子干涉器件（SQUID）是构建量子计算机的关键元件。在SQUID的约瑟夫森结附近，会形成一种特殊的非匀强电场。如图所示，虚线a、b、c、d为该电场在纸面内的等差等势面，实线为一电子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N是轨迹与等势面a、c的交点。下列说法正确的是（     ） A．等势面a的电势高于等势面c的电势 B．电子在M点的加速度小于其在N点的加速度 C．电子在M点的电势能大于其在N点的电势能 D．电子从M点运动到N点的过程中，电场力对其做正功 6．手机电容式触摸屏的核心部件可简化为平行板电容器。当手指靠近触摸屏时，电容器两极板和手指间的电场线分布如图所示。下列说法正确的是（     ） A．点的电势等于点的电势 B．点的电场强度大于点的电场强度 C．将一电子从点移到点，电场力不做功 D．电子仅在电场力作用下，不可能沿着电场线从点运动到点 7．传感器是自动控制设备中不可缺少的元件。图是一种测定位移的电容式传感器电路，电源电动势为E，电路中电阻阻值为R。在该电路中，闭合S一段时间后，使电介质缓慢向右移动（未完全进入），则在电介质移动的过程中（     ） A．通过电流表G的电流始终为零 B．电容器两极板所带电荷量减小 C．通过电流表G的电流方向由b至a D．电容器两极板之间的电压大于电源电动势E 8．如图甲，长4L、宽2L的光滑刚性绝缘矩形框内存在如图乙所示的交变电压，左边框上a点开有一小孔。时，质量m、电荷量Q的带电粒子（不计重力）以初速度v（未知）从a点水平射入，然后与上边框碰撞于b点。假设每次碰撞，粒子平行于边框的速度分量不变，垂直于边框的速度分量仅反向，电荷量不变。其中a、b均为中点，m、Q、T、L均为已知量，则（　　） A．粒子带正电 B．若粒子时刻到达b点，那么粒子有可能与下边框垂直碰撞 C．若粒子时刻到达b点，那么粒子无法从a点射出 D．粒子时刻到达b点时的电场强度为粒子时刻到达b点时电场强度的4倍 二、多选题（共16分，每小题4分） 9．下列有关电学知识的相关说法，正确的是（     ） A．图甲在加油站给车加油前，触摸一下静电释放器是将人体由于摩擦产生的电荷释放到大地 B．图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据静电屏蔽原理而制成的 C．图丙中野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在三条输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，把高压线屏蔽起来，使其免遭雷击 D．图丁为一根优质电话线，给话筒线套上金属外衣，可以起到静电屏蔽的效果，防止干扰信号从话筒线上“入侵” 10．两个较大的平行金属板A、B分别接在如图所示的电路中，将开关S闭合后，一带负电的油滴被固定于电容器中的P点。现将平行板电容器的下极板竖直向下平移一小段距离，则下列说法正确的是（     ） A．平行板电容器的电容将变大 B．静电计指针张角变小 C．带电油滴的电势能减少 D．若将上极板与电源断开后再将下极板向下移动一小段距离，则油滴所受静电力不变 11．如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O，用一根长度为L=0.4m的绝缘线把质量为m=0.20kg，带有q=6.0×10-4C正电荷的金属小球悬挂在O点，小球静止于B点时细线与竖直方向的夹角为θ=37°，将小球拉至位置A使细线水平后由静止释放，已知A、C两点分别为细线悬挂小球的水平和竖直位置（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8），求（　　） A．该匀强电场的场强为2.5×103N/C B．小球通过最低点C时的速度v0大小为2 C．小球通过最低点C时，细线对小球拉力F的大小为3N D．小球从位置A到位置C的过程中电势能增大 12．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 三、实验题（共15分） 13．（7分）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． 14．（8分）示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示。 (1)如上图所示，示波管构造及功能的原理图，电子枪的作用是给电子_____（填“加速”、“减速”、“偏转”），电极控制的是_____（填“竖直”、“水平”）方向偏转。 (2)如果在荧光屏上点出现亮斑，那么示波管中的：①极板应带正电；②极板应带正电；③极板应带正电；④极板应带正电。以上4项中正确的是_____。 A．①③ B．①② C．②③ D．③④ (3)如图，示波器是一种常见的电学仪器，可以在荧光屏上显示出被检测的电压随时间的变化情况，电子经电压加速后进入偏转电场。下列关于所加竖直偏转电压、水平偏转电压与荧光屏上所得的图形的说法中正确的是_____。 A．如果只在上加上图甲所示的，则在荧光屏上看到的图形如图所示 B．如果只在上加上图乙所示的，则在荧光屏上看到的图形如图所示 C．如果同时在和上加上甲、乙所示的、，则在荧光屏上看到的图形如图所示 D．如果同时在和上加上甲、乙所示的、，则在荧光屏上看到的图形如图所示 四、解答题 15．（10分）如图所示，用30cm的细线将质量为的带电小球P悬挂在O点下，当空中有方向为水平向右、大小为的匀强电场时，小球偏转37°后处于静止状态。（g取10N/kg，，） (1)分析小球的带电性质及所带电荷量； (2)若在竖直面内改变电场方向，仍保持小球在该位置平衡，则当电场强度取得最小值时，求电场的大小和方向。 16．（12分）一光滑绝缘半圆环轨道固定在竖直平面内，与光滑绝缘水平面相切于B点，轨道半径为R。整个空间存在水平向右的匀强电场E，场强大小为，一带电小球质量为m、电荷量为q，从距离B点一定距离的A点由静止释放，经过B点后恰能运动到轨道的最高点C，重力加速度为g，，，求： (1)小球带何种电性？（答“正电”或“负电”） (2)小球释放点A与B点距离； (3)若小球带正电，从距B点为处的A点以某一初速度沿AB方向开始运动，经过B点后恰能运动到轨道的最高点C，带电小球从A点开始运动时的初速度多大。 17．（15分）如图所示，竖直面内的光滑固定轨道由倾斜直轨道、足够长的水平直轨道和半圆弧轨道三部分构成，各部分之间均平滑连接。其中部分的倾角为、长为，部分的半径，部分处于方向竖直向下、大小为的匀强电场中。一质量、电荷量的带电滑块（可视为质点）从点由静止滑下，沿着轨道运动到点后水平飞出，最终落在上某点（图中未画出）。重力加速度，求： (1)滑块运动到半圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小； (2)滑块的最终落点与点的水平距离； (3)仅减小半圆弧轨道的半径，其他条件不变，滑块的最终落点与的水平距离怎样变化？（写出分析过程） 试题 第3页（共8页） 试题 第4页（共8页） 试题 第1页（共8页） 试题 第2页（共8页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 22026-2027学年高二物理单元自测 第九章 静电场·能力提升（参考答案） 一、单选题（共32分，每小题4分） 1 2 3 4 5 6 7 8 B C C D A D C D 二、多选题（共16分，每小题4分） 9 10 11 12 ACD CD ACD BC 13.【答案】(1) A C (2) 负 A (3)D 14.【答案】(1) 加速 竖直 (2)A (3)BD 15.【答案】(1)带正电， (2)，方向与水平方向夹角为37°斜向右上方 【详解】（1）对小球受力分析，如图所示 已知小球质量，电场强度，细线与竖直方向的夹角。小球受到竖直向下的重力、沿细线指向点的拉力和水平方向的电场力，由于拉力的水平分力向左，为使小球平衡，电场力必须水平向右。电场方向水平向右，所以小球带正电。 设细线拉力大小为，根据平衡条件，水平方向和竖直方向分别有， 两式相除解得 代入数据解得 因此，小球带正电，所带电荷量为。 （2）改变电场方向后，小球仍处于原位置，因此细线方向不变。设此时电场力大小为，细线拉力大小为，取水平向右为轴正方向、竖直向上为轴正方向，根据平衡条件有， 电场力大小满足 整理得 当时，电场力取得最小值，解得 根据，解得 结合，解得 代入数据解得 电场力最小时，其分量分别为， 因此有 故电场力方向与水平方向夹角为，斜向右上方。由于小球带正电，电场方向与电场力方向相同，即电场方向与水平方向夹角为，斜向右上方。 16.【答案】(1)小球带负电； (2) (3) 【详解】（1）已知匀强电场方向水平向右，小球从距离点一定距离的点由静止释放后能沿轨道向左运动至轨道的最高点，说明电场力方向水平向左，因此小球带负电； （2）小球从距离点一定距离的点由静止释放后能沿轨道向左运动至轨道的最高点，则有 解得 从点由静止释放后运动到最高点由动能定理得 解得 （3）当小球在半圆轨道上运动时，当小球所受重力和电场力的合力与速度垂直时速度最小，此时合力恰好提供向心力，由牛顿第二定律得 由等效法可得该点（位于圆心左上角）小球所受合力与竖直方向的夹角为37°，从点到该点由动能定理得联立代入数据解得 解得 17.【答案】(1) (2) (3)滑块从A到D，由动能定理有 可得 滑块做类平抛运动，竖直下落，则 其中 解得 因此水平距离 令根号内为二次函数 这是开口向下的二次函数，在时取最大值。R从开始减小，因此滑块的最终落点与的水平距离先增大后减小。 【详解】（1）BC段电场力和重力均不做功，滑块从A静止出发到C点，由动能定理有 解得 滑块在C点，由牛顿第二定律有 解得 根据牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力大小为。 （2）滑块从A到D，由动能定理有 解得 滑块从D点飞出后做类平抛运动， 竖直方向由牛顿第二定律有 解得加速度 竖直方向有 解得 因此水平距离 （3）滑块从A到D，由动能定理有 可得 滑块做类平抛运动，竖直下落，则 其中 解得 因此水平距离 令根号内为二次函数 这是开口向下的二次函数，在时取最大值。R从开始减小，因此滑块的最终落点与的水平距离先增大后减小。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年高二物理单元自测 第九章 静电场·基础通关·能力提升 建议用时：90分钟，满分：100分 一、单选题（共32分，每小题4分） 1．如图所示一对用绝缘柱支持的导体A和B彼此接触。把带正电的带电体C靠近导体A，下列说法不正确的是（     ） A．导体A和导体B下部的金属箔都张开，且导体A带负电B带正电 B．手持绝缘柱把导体A和B分开，然后移开C，则导体A和B都不带电 C．如果用手摸一下导体A端，手离开后，移去带电体C，导体带电 D．无论用手摸一下导体的什么位置，手离开后，移去带电体C，导体带负电 【答案】B 【详解】A．将带正电的带电体C靠近导体A时，会吸引导体中的自由电子，使电子聚集到A端，B端因缺少电子而带正电，所以A、B下部的金属箔都会张开，且导体A带负电、B带正电，故A正确，不符合题意； B．手持绝缘柱把A、B分开后，A的负电荷和B的正电荷无法中和，所以再移开C，A、B会分别带负电和正电，故B错误，符合题意； C．用手摸导体的A端时，人体的电子会流入导体，中和B端的正电，此时导体整体带负电，所以手离开后移去C，导体仍然带负电，不是不带电，故C正确，不符合题意； D．无论手摸导体的哪个位置，人体的电子都会流入导体，中和B端的正电，所以手离开后移去C，导体整体带负电，故D正确，不符合题意。 故选B。 2．如图所示，某点O处固定点电荷，一个带电为的点电荷以O点为圆心做匀速圆周运动，另一带电为的点电荷以O为焦点做椭圆轨道运动，两个轨道相切于P点，两个电荷的质量相等且，它们之间的静电引力和万有引力均可忽略，设、先后经过P点时速度大小分别为v1、v2，加速度大小分别为、，下述关系式正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB．在P点时，两电荷受力均为库仑力，分别为，，因为，所以，由牛顿第二定律，因为m相同，所以，AB错误。 CD．在P点的的电荷做匀速圆周运动，提供的库仑力等于所需的向心力 解得 在P点的的电荷做近心运动，提供的库仑力大于所需的向心力 解得 因为，可得，C正确，D错误。 故选C。 3．如图所示，以正点电荷为圆心，周围有同心圆1、2，、是同心圆上的两点，所有电荷仅受电场力，下列说法正确的是（     ） A．同心圆1、2是点电荷Q的两条电场线，电场强度 B．A点的电场强度与C点的电场强度相同 C．在A点无初速度释放电荷量为q的正点电荷，一定沿直线AB运动 D．在A点无初速度释放电荷量为q的负点电荷，可能沿圆周1运动 【答案】C 【详解】A．点电荷的电场线是放射状的直线，图中的同心圆 1、2 是点电荷 的等势线（面），不是电场线，故A错误； B．电场强度是矢量，根据点电荷场强公式 由于，所以 但两点场强方向不同（均沿半径向外），故B错误； C．在点无初速度释放正点电荷，其所受电场力方向沿半径向外（即沿方向），由于初速度为零且受力方向不变（始终沿直线向外），电荷将沿直线做加速运动，故C正确； D．在点无初速度释放负点电荷，其所受电场力方向指向圆心，由于初速度为零，电荷将沿半径向圆心做直线加速运动，不可能沿圆周 1 运动（做圆周运动需要切向初速度且电场力提供向心力），故D错误。 故选C。 4．绝缘的光滑水平面上存在着平行于x轴方向的电场，带负电滑块（可视为质点）在x轴上不同位置所具有的电势能如图甲所示，P点是图线最低点。现将滑块由处以的初速度沿x轴正方向运动（如图乙），滑块质量，g取，则（     ） A．电场中处的电势最低 B．滑块沿x轴正方向运动过程中，动能先减少后增加 C．处与处的场强大小相等 D．滑块运动至处，速度大小为 【答案】D 【详解】A．滑块带电荷量为，由 可知越小，电势越高，因此处电势最高，故A错误； B．滑块在光滑水平面内运动时，动能与电势能之和不变。由运动至的过程中，减小，动能增加；越过后，增大，动能减小，故B错误； C．图线切线斜率的绝对值表示电场力大小。图中处图线比处陡，滑块电荷量大小不变，所以处的场强较大，故C错误； D．由图可知，由关系式，由能量守恒定律 代入、 整理得，故D正确。 故选D。 5．量子计算是新一轮科技革命的核心领域，超导量子干涉器件（SQUID）是构建量子计算机的关键元件。在SQUID的约瑟夫森结附近，会形成一种特殊的非匀强电场。如图所示，虚线a、b、c、d为该电场在纸面内的等差等势面，实线为一电子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N是轨迹与等势面a、c的交点。下列说法正确的是（     ） A．等势面a的电势高于等势面c的电势 B．电子在M点的加速度小于其在N点的加速度 C．电子在M点的电势能大于其在N点的电势能 D．电子从M点运动到N点的过程中，电场力对其做正功 【答案】A 【详解】A．由电子运动轨迹的弯曲方向及电子带负电可判断，电场线垂直等势面且方向从等势面 指向等势面，电势沿电场方向降低，所以等势面 的电势高于等势面 的电势，故A正确； B．等势面疏密反映电场强弱，点附近等势面较密，电场较强，电子在点的加速度大于其在 点的加速度，故B错误； C．点在等势面 上，点在等势面上，由A项可知，电子带负电，由 ，可知电子在 点的电势能小于其在 点的电势能，故C错误； D．电子从 点运动到 点的过程中电势能增大，由电场力做功与电势能变化的关系可知，电场力对其做负功，故D错误。 故选A。 6．手机电容式触摸屏的核心部件可简化为平行板电容器。当手指靠近触摸屏时，电容器两极板和手指间的电场线分布如图所示。下列说法正确的是（     ） A．点的电势等于点的电势 B．点的电场强度大于点的电场强度 C．将一电子从点移到点，电场力不做功 D．电子仅在电场力作用下，不可能沿着电场线从点运动到点 【答案】D 【详解】AC．由图可知，、两点位于同一条电场线上的不同位置，沿电场线方向电势不断降低，所以两点电势不相等；电子从点移到点时，两点间电势差不为零，电场力做功不为零，故AC错误。 B．电场线的疏密表示电场强弱，由图可知，点和点的电场强度相等，故B错误。 D．若电子沿题图中弯曲的电场线从点运动到点，其速度方向应不断改变。电子仅受电场力时，电场力始终与当地电场线相切，不能提供垂直于运动方向的作用来改变速度方向，因此电子不可能沿该电场线从点运动到点，故D正确。 故选D。 7．传感器是自动控制设备中不可缺少的元件。图是一种测定位移的电容式传感器电路，电源电动势为E，电路中电阻阻值为R。在该电路中，闭合S一段时间后，使电介质缓慢向右移动（未完全进入），则在电介质移动的过程中（     ） A．通过电流表G的电流始终为零 B．电容器两极板所带电荷量减小 C．通过电流表G的电流方向由b至a D．电容器两极板之间的电压大于电源电动势E 【答案】C 【详解】D．因电容器两极板与电源相连，所以电容器两极板之间的电压等于电源电动势E，故D错误； ABC．使电介质缓慢向右移动，根据，由于增大，所以电容器电容增大； 根据，由于两极板间的电压不变，所以电容器两极板所带电荷量增加，电容器充电，通过电流表的电流方向由b至a，故AB错误，C正确。 故选C。 8．如图甲，长4L、宽2L的光滑刚性绝缘矩形框内存在如图乙所示的交变电压，左边框上a点开有一小孔。时，质量m、电荷量Q的带电粒子（不计重力）以初速度v（未知）从a点水平射入，然后与上边框碰撞于b点。假设每次碰撞，粒子平行于边框的速度分量不变，垂直于边框的速度分量仅反向，电荷量不变。其中a、b均为中点，m、Q、T、L均为已知量，则（　　） A．粒子带正电 B．若粒子时刻到达b点，那么粒子有可能与下边框垂直碰撞 C．若粒子时刻到达b点，那么粒子无法从a点射出 D．粒子时刻到达b点时的电场强度为粒子时刻到达b点时电场强度的4倍 【答案】D 【详解】A．根据题意可知，t=0时刻粒子往上做类平抛运动，所受电场力向上；此时上边框为高电势，电场竖直向下，粒子的受力方向与电场方向相反，故粒子带负电，故A错误； B．时刻到达b点的粒子，因电场力此时向下，故做斜下抛运动，其速度水平分量不可能为0，故不会与下边框垂直碰撞，故B错误； C．根据题意可知，时刻粒子在b点的碰后速度与碰前速度关于上边框对称，结合受力可知其运动轨迹具有对称性。故粒子最终将从a点水平向左飞出，故C错误； D．根据类平抛运动的规律有 解得 因为时间之比为1∶2，故电场强度之比为4∶1，故D正确。 故选D。 二、多选题（共16分，每小题4分） 9．下列有关电学知识的相关说法，正确的是（     ） A．图甲在加油站给车加油前，触摸一下静电释放器是将人体由于摩擦产生的电荷释放到大地 B．图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据静电屏蔽原理而制成的 C．图丙中野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在三条输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，把高压线屏蔽起来，使其免遭雷击 D．图丁为一根优质电话线，给话筒线套上金属外衣，可以起到静电屏蔽的效果，防止干扰信号从话筒线上“入侵” 【答案】ACD 【详解】A．人体与衣物等发生摩擦时会产生静电，触摸与大地相连的静电释放器，可使人体所带电荷迅速导入大地，避免加油时因静电放电产生火花，故A正确； B．家用煤气灶的点火装置通常利用压电效应产生高电压，使电极间空气被击穿而产生电火花，并非利用静电屏蔽原理，故B错误； C．高压输电线上方的两条接地导线称为避雷线，雷电优先击中避雷线后，电流可沿避雷线和铁塔导入大地，从而减小高压输电线遭受雷击的可能性，故C正确； D．电话线外包金属屏蔽层，金属屏蔽层接地后可减弱外界电场对内部信号线的干扰，起到静电屏蔽作用，故D正确。 故选ACD。 10．两个较大的平行金属板A、B分别接在如图所示的电路中，将开关S闭合后，一带负电的油滴被固定于电容器中的P点。现将平行板电容器的下极板竖直向下平移一小段距离，则下列说法正确的是（     ） A．平行板电容器的电容将变大 B．静电计指针张角变小 C．带电油滴的电势能减少 D．若将上极板与电源断开后再将下极板向下移动一小段距离，则油滴所受静电力不变 【答案】CD 【详解】A. 根据电容的决定式知，下极板竖直向下移动时，d增大，则电容减小，故A错误； B. 静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则电势差不变，所以静电计指针张角不变，故B错误； C. 电势差不变，d增大，则由公式可知，板间电场强度减小，P点与上极板间的电势差减小，而P点的电势比上极板低，上极板的电势不变，则P点的电势增大，因为油滴带负电荷，则油滴的电势能减小，故C正确； D. 电容器与电源断开，则电荷量不变，根据，， 可得 可知d改变时，电场强度不变，则油滴所受电场力不变，故D正确。 故选CD。 11．如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O，用一根长度为L=0.4m的绝缘线把质量为m=0.20kg，带有q=6.0×10-4C正电荷的金属小球悬挂在O点，小球静止于B点时细线与竖直方向的夹角为θ=37°，将小球拉至位置A使细线水平后由静止释放，已知A、C两点分别为细线悬挂小球的水平和竖直位置（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8），求（　　） A．该匀强电场的场强为2.5×103N/C B．小球通过最低点C时的速度v0大小为2 C．小球通过最低点C时，细线对小球拉力F的大小为3N D．小球从位置A到位置C的过程中电势能增大 【答案】ACD 【详解】A．小球静止于B点时，根据平衡条件有 解得E=2.5×103N/C，故A正确； B．小球从A运动到C过程，根据动能定理有 结合上述解得，故B错误； C．小球在C点时，由小球所受重力和细线的合力提供向心力，则有 结合上述解得，故C正确； D．小球从A运动到C过程中电场力做负功，则电势能增大，故D正确。 故选ACD。 12．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 【答案】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。 三、实验题（共15分） 13．（7分）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． 【答案】(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。 14．（8分）示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示。 (1)如上图所示，示波管构造及功能的原理图，电子枪的作用是给电子_____（填“加速”、“减速”、“偏转”），电极控制的是_____（填“竖直”、“水平”）方向偏转。 (2)如果在荧光屏上点出现亮斑，那么示波管中的：①极板应带正电；②极板应带正电；③极板应带正电；④极板应带正电。以上4项中正确的是_____。 A．①③ B．①② C．②③ D．③④ (3)如图，示波器是一种常见的电学仪器，可以在荧光屏上显示出被检测的电压随时间的变化情况，电子经电压加速后进入偏转电场。下列关于所加竖直偏转电压、水平偏转电压与荧光屏上所得的图形的说法中正确的是_____。 A．如果只在上加上图甲所示的，则在荧光屏上看到的图形如图所示 B．如果只在上加上图乙所示的，则在荧光屏上看到的图形如图所示 C．如果同时在和上加上甲、乙所示的、，则在荧光屏上看到的图形如图所示 D．如果同时在和上加上甲、乙所示的、，则在荧光屏上看到的图形如图所示 【答案】(1) 加速 竖直 (2)A (3)BD 【详解】（1）[1][2]电子枪的作用是给电子加速，电极间构成的是竖直方向的匀强电场，控制的是竖直方向偏转。 （2）示波管中电子向第一象限偏转，说明水平方向受力向右，竖直方向受力向上，则极板应带正电，极板应带正电，即选①③；故选A。 （3）A．如果只在上加上甲图所示的电压，电子只在竖直方向偏转，且偏转距离不一，故在荧光屏上看到的图形为一竖直图线，如图a，故A错误； B．如果只在上加上乙图所示的电压，电子只在水平方向偏转，且偏转距离不一，故在荧光屏上看到的图形为一水平线段，如图b，故B正确； CD．如果同时在和上加上甲、乙所示的电压，在水平方向为扫描，则在荧光屏出现两个周期的图形且开始电子先向偏，在荧光屏上看到的图形如图d所示，故C错误，D正确。 故选BD。 四、解答题 15．（10分）如图所示，用30cm的细线将质量为的带电小球P悬挂在O点下，当空中有方向为水平向右、大小为的匀强电场时，小球偏转37°后处于静止状态。（g取10N/kg，，） (1)分析小球的带电性质及所带电荷量； (2)若在竖直面内改变电场方向，仍保持小球在该位置平衡，则当电场强度取得最小值时，求电场的大小和方向。 【答案】(1)带正电， (2)，方向与水平方向夹角为37°斜向右上方 【详解】（1）对小球受力分析，如图所示 已知小球质量，电场强度，细线与竖直方向的夹角。小球受到竖直向下的重力、沿细线指向点的拉力和水平方向的电场力，由于拉力的水平分力向左，为使小球平衡，电场力必须水平向右。电场方向水平向右，所以小球带正电。 设细线拉力大小为，根据平衡条件，水平方向和竖直方向分别有， 两式相除解得 代入数据解得 因此，小球带正电，所带电荷量为。 （2）改变电场方向后，小球仍处于原位置，因此细线方向不变。设此时电场力大小为，细线拉力大小为，取水平向右为轴正方向、竖直向上为轴正方向，根据平衡条件有， 电场力大小满足 整理得 当时，电场力取得最小值，解得 根据，解得 结合，解得 代入数据解得 电场力最小时，其分量分别为， 因此有 故电场力方向与水平方向夹角为，斜向右上方。由于小球带正电，电场方向与电场力方向相同，即电场方向与水平方向夹角为，斜向右上方。 16．（12分）一光滑绝缘半圆环轨道固定在竖直平面内，与光滑绝缘水平面相切于B点，轨道半径为R。整个空间存在水平向右的匀强电场E，场强大小为，一带电小球质量为m、电荷量为q，从距离B点一定距离的A点由静止释放，经过B点后恰能运动到轨道的最高点C，重力加速度为g，，，求： (1)小球带何种电性？（答“正电”或“负电”） (2)小球释放点A与B点距离； (3)若小球带正电，从距B点为处的A点以某一初速度沿AB方向开始运动，经过B点后恰能运动到轨道的最高点C，带电小球从A点开始运动时的初速度多大。 【答案】(1)小球带负电； (2) (3) 【详解】（1）已知匀强电场方向水平向右，小球从距离点一定距离的点由静止释放后能沿轨道向左运动至轨道的最高点，说明电场力方向水平向左，因此小球带负电； （2）小球从距离点一定距离的点由静止释放后能沿轨道向左运动至轨道的最高点，则有 解得 从点由静止释放后运动到最高点由动能定理得 解得 （3）当小球在半圆轨道上运动时，当小球所受重力和电场力的合力与速度垂直时速度最小，此时合力恰好提供向心力，由牛顿第二定律得 由等效法可得该点（位于圆心左上角）小球所受合力与竖直方向的夹角为37°，从点到该点由动能定理得联立代入数据解得 解得 17．（15分）如图所示，竖直面内的光滑固定轨道由倾斜直轨道、足够长的水平直轨道和半圆弧轨道三部分构成，各部分之间均平滑连接。其中部分的倾角为、长为，部分的半径，部分处于方向竖直向下、大小为的匀强电场中。一质量、电荷量的带电滑块（可视为质点）从点由静止滑下，沿着轨道运动到点后水平飞出，最终落在上某点（图中未画出）。重力加速度，求： (1)滑块运动到半圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小； (2)滑块的最终落点与点的水平距离； (3)仅减小半圆弧轨道的半径，其他条件不变，滑块的最终落点与的水平距离怎样变化？（写出分析过程） 【答案】(1) (2) (3)滑块从A到D，由动能定理有 可得 滑块做类平抛运动，竖直下落，则 其中 解得 因此水平距离 令根号内为二次函数 这是开口向下的二次函数，在时取最大值。R从开始减小，因此滑块的最终落点与的水平距离先增大后减小。 【详解】（1）BC段电场力和重力均不做功，滑块从A静止出发到C点，由动能定理有 解得 滑块在C点，由牛顿第二定律有 解得 根据牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力大小为。 （2）滑块从A到D，由动能定理有 解得 滑块从D点飞出后做类平抛运动， 竖直方向由牛顿第二定律有 解得加速度 竖直方向有 解得 因此水平距离 （3）滑块从A到D，由动能定理有 可得 滑块做类平抛运动，竖直下落，则 其中 解得 因此水平距离 令根号内为二次函数 这是开口向下的二次函数，在时取最大值。R从开始减小，因此滑块的最终落点与的水平距离先增大后减小。 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年高二物理单元自测 第九章 静电场·能力提升 建议用时：90分钟，满分：100分 一、单选题（共32分，每小题4分） 1．如图所示一对用绝缘柱支持的导体A和B彼此接触。把带正电的带电体C靠近导体A，下列说法不正确的是（     ） A．导体A和导体B下部的金属箔都张开，且导体A带负电B带正电 B．手持绝缘柱把导体A和B分开，然后移开C，则导体A和B都不带电 C．如果用手摸一下导体A端，手离开后，移去带电体C，导体带电 D．无论用手摸一下导体的什么位置，手离开后，移去带电体C，导体带负电 2．如图所示，某点O处固定点电荷，一个带电为的点电荷以O点为圆心做匀速圆周运动，另一带电为的点电荷以O为焦点做椭圆轨道运动，两个轨道相切于P点，两个电荷的质量相等且，它们之间的静电引力和万有引力均可忽略，设、先后经过P点时速度大小分别为v1、v2，加速度大小分别为、，下述关系式正确的是（     ） A． B． C． D． 3．如图所示，以正点电荷为圆心，周围有同心圆1、2，、是同心圆上的两点，所有电荷仅受电场力，下列说法正确的是（     ） A．同心圆1、2是点电荷Q的两条电场线，电场强度 B．A点的电场强度与C点的电场强度相同 C．在A点无初速度释放电荷量为q的正点电荷，一定沿直线AB运动 D．在A点无初速度释放电荷量为q的负点电荷，可能沿圆周1运动 4．绝缘的光滑水平面上存在着平行于x轴方向的电场，带负电滑块（可视为质点）在x轴上不同位置所具有的电势能如图甲所示，P点是图线最低点。现将滑块由处以的初速度沿x轴正方向运动（如图乙），滑块质量，g取，则（     ） A．电场中处的电势最低 B．滑块沿x轴正方向运动过程中，动能先减少后增加 C．处与处的场强大小相等 D．滑块运动至处，速度大小为 5．量子计算是新一轮科技革命的核心领域，超导量子干涉器件（SQUID）是构建量子计算机的关键元件。在SQUID的约瑟夫森结附近，会形成一种特殊的非匀强电场。如图所示，虚线a、b、c、d为该电场在纸面内的等差等势面，实线为一电子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N是轨迹与等势面a、c的交点。下列说法正确的是（     ） A．等势面a的电势高于等势面c的电势 B．电子在M点的加速度小于其在N点的加速度 C．电子在M点的电势能大于其在N点的电势能 D．电子从M点运动到N点的过程中，电场力对其做正功 6．手机电容式触摸屏的核心部件可简化为平行板电容器。当手指靠近触摸屏时，电容器两极板和手指间的电场线分布如图所示。下列说法正确的是（     ） A．点的电势等于点的电势 B．点的电场强度大于点的电场强度 C．将一电子从点移到点，电场力不做功 D．电子仅在电场力作用下，不可能沿着电场线从点运动到点 7．传感器是自动控制设备中不可缺少的元件。图是一种测定位移的电容式传感器电路，电源电动势为E，电路中电阻阻值为R。在该电路中，闭合S一段时间后，使电介质缓慢向右移动（未完全进入），则在电介质移动的过程中（     ） A．通过电流表G的电流始终为零 B．电容器两极板所带电荷量减小 C．通过电流表G的电流方向由b至a D．电容器两极板之间的电压大于电源电动势E 8．如图甲，长4L、宽2L的光滑刚性绝缘矩形框内存在如图乙所示的交变电压，左边框上a点开有一小孔。时，质量m、电荷量Q的带电粒子（不计重力）以初速度v（未知）从a点水平射入，然后与上边框碰撞于b点。假设每次碰撞，粒子平行于边框的速度分量不变，垂直于边框的速度分量仅反向，电荷量不变。其中a、b均为中点，m、Q、T、L均为已知量，则（　　） A．粒子带正电 B．若粒子时刻到达b点，那么粒子有可能与下边框垂直碰撞 C．若粒子时刻到达b点，那么粒子无法从a点射出 D．粒子时刻到达b点时的电场强度为粒子时刻到达b点时电场强度的4倍 二、多选题（共16分，每小题4分） 9．下列有关电学知识的相关说法，正确的是（     ） A．图甲在加油站给车加油前，触摸一下静电释放器是将人体由于摩擦产生的电荷释放到大地 B．图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据静电屏蔽原理而制成的 C．图丙中野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在三条输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，把高压线屏蔽起来，使其免遭雷击 D．图丁为一根优质电话线，给话筒线套上金属外衣，可以起到静电屏蔽的效果，防止干扰信号从话筒线上“入侵” 10．两个较大的平行金属板A、B分别接在如图所示的电路中，将开关S闭合后，一带负电的油滴被固定于电容器中的P点。现将平行板电容器的下极板竖直向下平移一小段距离，则下列说法正确的是（     ） A．平行板电容器的电容将变大 B．静电计指针张角变小 C．带电油滴的电势能减少 D．若将上极板与电源断开后再将下极板向下移动一小段距离，则油滴所受静电力不变 11．如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O，用一根长度为L=0.4m的绝缘线把质量为m=0.20kg，带有q=6.0×10-4C正电荷的金属小球悬挂在O点，小球静止于B点时细线与竖直方向的夹角为θ=37°，将小球拉至位置A使细线水平后由静止释放，已知A、C两点分别为细线悬挂小球的水平和竖直位置（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8），求（　　） A．该匀强电场的场强为2.5×103N/C B．小球通过最低点C时的速度v0大小为2 C．小球通过最低点C时，细线对小球拉力F的大小为3N D．小球从位置A到位置C的过程中电势能增大 12．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 三、实验题（共15分） 13．（7分）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． 14．（8分）示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示。 (1)如上图所示，示波管构造及功能的原理图，电子枪的作用是给电子_____（填“加速”、“减速”、“偏转”），电极控制的是_____（填“竖直”、“水平”）方向偏转。 (2)如果在荧光屏上点出现亮斑，那么示波管中的：①极板应带正电；②极板应带正电；③极板应带正电；④极板应带正电。以上4项中正确的是_____。 A．①③ B．①② C．②③ D．③④ (3)如图，示波器是一种常见的电学仪器，可以在荧光屏上显示出被检测的电压随时间的变化情况，电子经电压加速后进入偏转电场。下列关于所加竖直偏转电压、水平偏转电压与荧光屏上所得的图形的说法中正确的是_____。 A．如果只在上加上图甲所示的，则在荧光屏上看到的图形如图所示 B．如果只在上加上图乙所示的，则在荧光屏上看到的图形如图所示 C．如果同时在和上加上甲、乙所示的、，则在荧光屏上看到的图形如图所示 D．如果同时在和上加上甲、乙所示的、，则在荧光屏上看到的图形如图所示 四、解答题 15．（10分）如图所示，用30cm的细线将质量为的带电小球P悬挂在O点下，当空中有方向为水平向右、大小为的匀强电场时，小球偏转37°后处于静止状态。（g取10N/kg，，） (1)分析小球的带电性质及所带电荷量； (2)若在竖直面内改变电场方向，仍保持小球在该位置平衡，则当电场强度取得最小值时，求电场的大小和方向。 16．（12分）一光滑绝缘半圆环轨道固定在竖直平面内，与光滑绝缘水平面相切于B点，轨道半径为R。整个空间存在水平向右的匀强电场E，场强大小为，一带电小球质量为m、电荷量为q，从距离B点一定距离的A点由静止释放，经过B点后恰能运动到轨道的最高点C，重力加速度为g，，，求： (1)小球带何种电性？（答“正电”或“负电”） (2)小球释放点A与B点距离； (3)若小球带正电，从距B点为处的A点以某一初速度沿AB方向开始运动，经过B点后恰能运动到轨道的最高点C，带电小球从A点开始运动时的初速度多大。 17．（15分）如图所示，竖直面内的光滑固定轨道由倾斜直轨道、足够长的水平直轨道和半圆弧轨道三部分构成，各部分之间均平滑连接。其中部分的倾角为、长为，部分的半径，部分处于方向竖直向下、大小为的匀强电场中。一质量、电荷量的带电滑块（可视为质点）从点由静止滑下，沿着轨道运动到点后水平飞出，最终落在上某点（图中未画出）。重力加速度，求： (1)滑块运动到半圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小； (2)滑块的最终落点与点的水平距离； (3)仅减小半圆弧轨道的半径，其他条件不变，滑块的最终落点与的水平距离怎样变化？（写出分析过程） 1 / 9 学科网（北京）股份有限公 学科网（北京）股份有限公司 $