章末检测试卷(第一章 静电场的描述)（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二物理必修第三册学习笔记（粤教版）

本讲义聚焦静电场核心知识点，系统梳理从元电荷、点电荷等基本概念，到电场强度、电势、电势能等规律，再到库仑定律、密立根油滴实验等应用的知识脉络，为学生构建完整的静电场学习支架。 资料特色在于情境化题目与实验探究结合，如“静电章鱼”实验题通过现象分析电荷作用，培养科学思维中的模型建构能力，库仑扭秤实验题考查控制变量法，体现科学探究要素。多样题型兼顾基础与综合，课中辅助教师教学，课后助力学生查漏补缺，强化物理观念与科学态度。

章末检测试卷(第一章) [满分：100分] 一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。) 1.(2024·深圳市高二期末)下列说法正确的是(　　) A.元电荷是电荷量的基本单位，其大小为1 C B.点电荷是自然界中客观存在的最小带电体 C.物体起电的实质是电荷的转移 D.摩擦起电使原本没有电子和质子的物体中产生了电子和质子 答案　C 解析　元电荷是最小的电荷量，其大小为1.6×10-19 C，A错误； 点电荷是理想模型，不是真实存在的，B错误； 物体起电的实质是电荷的转移，C正确； 摩擦起电是电荷发生了转移，不是使物体产生了电子和质子，D错误。 2.关于静电场，下列说法正确的是(　　) A.电场强度为零的地方，电势也一定为零 B.同一电场中，电场线越密的地方，电场强度越大 C.电场中电势高的地方，电荷在该点具有的电势能越大 D.电荷从电场中A点运动到B点，路径不同，电场力做功的大小不同 答案　B 解析　电势零点是人为规定的，电场强度为零的地方电势不一定为零，故A错误；电场线的疏密程度反映电场强度的大小，电场线越密的地方，电场强度越大，故B正确；电场中电势越高的地方，正电荷具有的电势能越大，负电荷具有的电势能越小，故C错误；电场力做功与路径无关，只与初末位置相关，故D错误。 3. 如图所示是物理实验——“静电章鱼”，把塑料膜一头打结，另一头剪成小条，双手带上绝缘手套。先用毛皮分别摩擦塑料条和塑料管使二者带电，然后将塑料条抛向空中，塑料条会张开，就像一只张牙舞爪的“章鱼”，再用带电的塑料管靠近“章鱼”，它就会在空中游来游去。关于“静电章鱼”以下说法正确的是(　　) A.“章鱼”带正电，塑料管带负电 B.“章鱼”在空中张牙舞爪是因为同种电荷相互排斥 C.空气越潮湿，实验现象越明显 D.“章鱼”远离塑料管的过程中，二者组成的系统电势能增大 答案　B 解析　经毛皮摩擦后，“章鱼”、塑料管均得到电子而带负电，故A错误；“章鱼”在空中张牙舞爪是因为同种电荷相互排斥，故B正确；空气越潮湿，越不容易发生静电现象，实验现象越不明显，故C错误；“章鱼”远离塑料管的过程中，电场力做正功，二者组成的系统电势能减小，故D错误。 4. (2024·广东省大湾区期末)如图所示，边长为4 cm的菱形abcd位于匀强电场中，菱形平面与电场强度方向平行，∠abc为60°。已知点a、b、d的电势分别为：φa=2 V，φb=-2 V，φd=10 V，则(　　) A.c点电势为φc=-10 V B.bc边中点电势为0 C.匀强电场的场强方向由a指向b D.匀强电场的场强大小为200 V/m 答案　D 解析　因φa-φb=φd-φc，可得φc=6 V，选项A错误；bc边中点f电势为φf==2 V，选项B错误；因a、f电势相等，则af为等势线，场强方向垂直af，方向由c指向b，选项C错误；匀强电场的场强大小为E== V/m=200 V/m，选项D正确。 5. (2025·深圳市高二月考)将不带电的金属球B靠近带正电的金属球A，系统达到静电平衡状态后，纸面内的电场线和等势面分布如图所示，a、b两点关于金属球A、B的球心连线对称，c、d两点为金属球B表面的点。下列说法正确的是(　　) A.金属球B左侧带正电 B.c点的电势大于d点的电势 C.将带正电的试探电荷从a点移到f点，电势能增加 D.电子在b点的电势能小于在c点的电势能 答案　D 解析　因金属球A带正电，可知金属球B左侧感应出负电，选项A错误；金属球B是等势体，可知c点的电势等于d点的电势，选项B错误；由题图可知，a点电势高于金属球B的电势，金属球B的电势高于f点电势，可知a点电势高于f点电势，则将带正电的试探电荷从a点移到f点，电势能减小，选项C错误；因b点电势高于c点，可知电子在b点的电势能小于在c点的电势能，选项D正确。 6. (2024·广州市开学考)如图所示，绝缘的轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为m的带正电小球(小球与弹簧不拴接)，整个系统处在方向竖直向上的匀强电场中，开始时，整个系统处于静止状态。现施加一外力F，将小球向下压至某一位置，然后撤去外力，使小球从静止开始向上运动。设小球从静止开始向上运动到离开弹簧的过程中，电场力对小球所做的功为W1，小球克服重力所做的功为W2，小球离开弹簧时的速度为v，不计空气阻力，则在上述过程中正确的是(　　) A.小球与弹簧组成的系统机械能减少 B.小球的重力势能增加了-W2 C.小球的电势能增加W1 D.小球的机械能增加了mv2+W2 答案　D 解析　小球从静止开始向上运动到离开弹簧的过程中，电场力对小球做正功，则小球与弹簧组成的系统机械能增加，故A错误；根据重力做功与重力势能改变量的关系，可得ΔEp=-WG=-(-W2)=W2，则小球的重力势能增加了W2，故B错误；根据电场力做功与电势能改变量的关系，可得ΔEp=-W1，即小球的电势能减少W1，故C错误；根据机械能的概念可知，小球的机械能的增加量为ΔE=mv2+W2，故D正确。 7. (2024·茂名市高二期末)某空间存在一电场，电场中的电势φ在x轴上的分布如图所示，x轴正方向向右，下列说法正确的是(　　) A.在x轴上，从x1到x2，电场强度方向向左 B.在x轴上，从x1到x2，电场强度先减小后增大 C.把一负电荷沿x轴从x1移到x2，电场力先增大后减小 D.把一负电荷从x1移到x2，电场力做负功 答案　B 解析　由φ-x图像知，从x1到x2，电势先降低后升高，可知电场强度方向先向右后向左，A项错误；由φ-x图像的斜率表示电场强度，可知从x1到x2，电场强度先减小后增大，B项正确；由F=qE知，把一负电荷沿x轴从x1移到x2，电场力先减小后增大，C项错误；由Ep=qφ知，把一负电荷从x1移到x2，电势能减小，电场力做正功，D项错误。 二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。) 8. (2025·江门市高二期中)如图所示，一对等量异种点电荷固定在水平线上的两点，O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D是两电荷连线上关于O对称的两点，下列说法正确的是(　　) A.E、F两点电场强度相同 B.E、O、F三点中，O点电势最大 C.B、O、C三点中，O点电场强度最小 D.从C点向O点运动的电子加速度逐渐增大 答案　AC 解析　等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线，电场强度方向与等势线垂直，因此E、F两点电场强度方向相同，由于E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，则其电场强度大小也相等，A正确；中垂线为等势线，E、O、F三点电势相等，B错误；由题图可知在 B、O、C三点连线上，O点处的电场线最稀疏，电场强度最小，C正确；由题图可知，电子从C点向O点运动过程中，电场强度逐渐减小，则所受静电力逐渐减小，由牛顿第二定律可知电子的加速度逐渐减小，D错误。 9. (2025·湛江市高二检测)如图所示，实线MN是带负电的场源电荷产生的电场中的一条方向已标出的电场线，场源电荷不在M点就在N点，虚线AB是一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹。下列说法正确的是(　　) A.粒子带正电 B.粒子在B点的加速度比在A点的加速度大 C.B点的电势比A点的电势高 D.粒子在B点的电势能比在A点的电势能小 答案　AC 解析　由于负点电荷产生的场强方向指向场源电荷，可知场源电荷在M点，由粒子受到的合力方向指向轨迹的凹侧，可知粒子受到的电场力指向场源电荷，则粒子带正电，故A正确；根据E=k，由于A点离场源电荷更近，所以A点的场强大于B点的场强，粒子在B点受到的电场力小于在A点受到的电场力，则粒子在B点的加速度比在A点的加速度小，故B错误；离场源负点电荷越近，电势越低，所以B点的电势比A点的电势高，根据Ep=qφ，由于粒子带正电，所以粒子在B点的电势能比在A点的电势能大，故C正确，D错误。 10. (2024·东莞市高二学业考试)如图所示，空间有一圆锥OBB'，点A、A'分别是两母线的中点。现在顶点O处固定一带正电的点电荷，下列说法中正确的是(　　) A.A、A'两点的电场强度相同 B.将一带负电的试探电荷从B点沿底面直径移到B'点，其电势能先减小后增大 C.平行于底面且圆心为O1的截面为等势面 D.若B'点的电势为φB'，A'点的电势为φA'，则BA连线中点C处的电势φC< 答案　BD 解析　根据点电荷电场的分布特点，可知A、A'两点的电场强度大小相等，方向不同，A错误； 场源电荷为正点电荷，将一带负电的试探电荷从B点沿底面直径移到B'点，试探电荷先靠近场源电荷，后远离场源电荷，则电场力先做正功，后做负功，则电势能先减小后增大，B正确；点电荷的等势面是以场源电荷为球心的一系列同心球面，因此平行于底面且圆心为O1的截面不是等势面，C错误； 令B'A'连线中点为C'，根据点电荷电场线分布特征，可知B'C'间任一点的电场强度均比A'C'间任一点的电场强度小，根据U=Ed，可知UA'C'>UC'B'， 又由于UA'C'=φA'-φC'，UC'B'=φC'-φB'，解得φC'<，根据点电荷电场线分布特征有φC'=φC，则有φC<，D正确。 三、非选择题(本题共5小题，共54分。) 11. (7分)(2025·湛江市高二检测)如图所示，法国科学家库仑曾设计了一个十分精妙的扭秤实验，来探究电荷之间的作用力与哪些物理量有关的问题。 (1)(4分)A、C两球完全相同，开始时A球不带电，C球带电量恒定，将A球与C球接触后分开，改变其距离r，发现A、C之间的静电力大小与　　　(选填“r”“r2”或“”)成正比，A球所受的静电力使A球　　　(选填“顺时针”或“逆时针”)转动(俯视)；  (2)(2分)改变C球带电量Q，重复(1)过程，保持其距离不变，发现A、C间的静电力大小与　　　(选填“Q”“Q2”或“”)成正比；  (3)(1分)上述实验过程采用的物理方法是　　　　　(填字母)。  A.控制变量法 B.放大法 C.理想化模型法 答案　(1)　逆时针　(2)Q2　(3)A 解析　(1)若A球不带电，C球带电量为Q，其距离为r，将A球与C球接触后分开，则A、C之间的静电力大小 F=k= 同种电荷之间的库仑力为排斥力，则A球所受的静电力与成正比，俯视A球将沿逆时针方向转动。 (2)由(1)问分析知F=k= A、C之间的静电力与Q2成正比。 (3)该实验所用方法为控制变量法。 12.(7分)(2024·深圳市名校高二期中)美国物理学家密立根通过研究带电油滴在平行金属板间的运动，比较准确地测定了元电荷，因此获得了1923年的诺贝尔物理学奖。其实验原理可简化为如图所示的模型，置于真空中的油滴室内有两块水平放置的平行金属板A、B，与电压为U的恒定电源两极相连，平行金属板A、B间距为d，两板间存在竖直方向的匀强电场，喷雾器喷出带同种电荷的油滴，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间，油滴进入金属板间后，发现有的油滴刚好悬浮不动。 (1)(2分)已知金属板A带正电，金属板B带负电，通过分析可知油滴带　　　(选填“正电”或“负电”)。  (2)(3分)若已知悬浮油滴的质量为m，重力加速度大小为g，忽略空气对油滴浮力的影响，则悬浮油滴带的电荷量为　　　。(用题中涉及的物理量符号表示)  (3)(2分)现在公认的元电荷的值为e=　　　 C。  答案　(1)负电　(2)　(3)1.60×10-19 解析　(1)根据题意，由平衡条件可知，油滴受向上的电场力，可知油滴带负电。 (2)根据题意，由公式可得，两板间的电场强度为E= 由平衡条件可得Eq=mg 联立可得q= (3)现在公认的元电荷的值为e=1.6×10-19 C。 13. (12分)如图所示，虚线为某电场的5个等势面，相邻等势面间电势差相等。一电子只在电场力作用下在电场中运动(轨迹未画出)，已知电子经过等势面1时动能为5 eV，经过等势面4时动能为20 eV，等势面2的电势为+3 V，求： (1)(4分)电子从等势面1运动至等势面4过程电场力做的功； (2)(4分)等势面1的电势； (3)(4分)电子经过等势面5时具有的电势能。 答案　(1)15 eV　(2)-2 V　(3)-18 eV 解析　(1)由动能定理得电子从等势面1运动至等势面4的过程电场力做的功为W14=Ek4-Ek1=20 eV-5 eV=15 eV (2)等势面1、4间的电势差为U14==-15 V 由题意U12=φ1-φ2=U14 解得φ1=-2 V (3)由题意U25=φ2-φ5=U14=-15 V 解得φ5=18 V 电子在等势面5具有的电势能为 Ep=qφ5=-18 eV。 14.(12分)(2025·揭阳市惠来县第一中学开学考)如图所示，带正电的小球1用绝缘轻质细线a悬挂在水平墙壁上，带负电的小球2用绝缘轻质细线b悬挂在竖直墙壁上。两小球处于静止状态时，细线b水平，细线a与竖直方向的夹角为37°，小球1、2(均可视为点电荷)的连线与水平方向的夹角也为37°，小球1、2间的距离d=2 m。已知小球1、2所带的电荷量大小分别为q1=2.0×10-4 C、q2=1.0×10-4 C，静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2，重力加速度大小g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8。求： (1)(3分)小球1、2间的库仑力大小F库； (2)(5分)细线b上的弹力大小F和小球2的质量m2； (3)(4分)小球1的质量m1。 答案　(1)45 N　(2)36 N　2.7 kg　(3)2.1 kg 解析　(1)根据库仑定律有F库=k 解得F库=45 N (2)对小球2受力分析，水平方向上有F=F库cos 37° 竖直方向上有m2g=F库sin 37° 解得F=36 N，m2=2.7 kg (3)将小球1、2作为整体受力分析，有F=(m1+m2)gtan 37° 解得m1=2.1 kg。 15.(16分)(2024·广州市高二期末)为研究一均匀带正电球体A周围静电场的性质，某同学在干燥的环境中先将球A放在一灵敏电子秤的绝缘托盘上，如图(a)所示，此时电子秤的示数为N1；再将另一小球B用绝缘细线悬挂在一绝缘支架上，使其位于球A的正上方点P，电子秤稳定时的示数减小为N2。缓慢拉动绝缘细线，使质量为m的小球B从点P沿竖直方向逐步上升到点Q，用刻度尺测出点P正上方不同位置到点P的距离x，并采取上述方法确定该位置对应的场强大小E，然后作出E-x图像，如图(b)所示，x轴上每小格代表的距离均为x0，已知绝缘细线上点M和点Q到点P的距离分别为5x0和10x0，小球B所带电量为-q，且q远小于球A所带的电量，球A与球B之间的距离远大于两球的半径，忽略空气阻力的影响，已知重力加速度为g。 (1)(5分)求图(b)中E0的值及点M处由球A所激发的电场的场强大小。 (2)(5分)小球B位于点M时，电子秤的示数应为多大？ (3)(6分)实验过程中，当小球B位于点Q时，剪掉细线，小球B将由静止开始运动，估算小球B落回到点P时动能的大小。 答案　(1)　　(2)0.8N1+0.2N2　(3)x0+10mgx0 解析　(1)小球B位于P点时，所受电场力为FP=N1-N2 故小球A在P点激发的电场场强大小为10E0=，则E0= 由题图(b)可知球A在M点所激发的电场的场强大小约为2E0，故M点的场强大小为 EM=2E0= (2)小球B在M点所受电场力为 FM=qEM= 故此时电子秤的示数应为 NM=N1-FM=0.8N1+0.2N2 (3)由题图(b)可知，每一个小正方形的面积所代表的电势差为U0=E0x0，在0~10x0之间这一段E-x图线与x轴所围成的面积等于P、Q两点的电势差，上述图形中，小正方形数约29(28~30)个，故P、Q间电势差为UPQ=29U0=x0 设小球运动到P点时的动能为Ek，对于小球B从Q点运动到P点的过程，根据动能定理有qUPQ+mgh=Ek 解得Ek=x0+10mgx0。 学科网（北京）股份有限公司 $