第9章 静电场及其应用章末检测-【经纶学霸】2026-2027学年高二物理必修第三册4星学霸黑白题（人教版）

第九章 （时间：40分钟 一、选择题（每题9分，共63分） 1.(2025·广东东莞质检)物理和生活息息相关 下列有关电学知识的说法正确的是( A.图甲中，静电除尘装置将带负电的尘埃收 集在极柱B上 B.图乙中，建筑物顶端的避雷针利用了尖端 放电原理 C.图丙中，采用金属编织网包裹着导体线芯 是为了增加线束的导电性 D.图丁中，毛皮与橡胶棒摩擦起电时，毛皮带 正电是因为在摩擦过程中它得到正电荷 2.(2024·山西太原期中)如图所示，四个点电 荷所带电荷量的绝对值均为Q,分别固定在正 方形的四个顶点上，正方形边长为a,静电力 常量为飞，则正方形两条对角线交点处的电场 强度 ( A.大小为42Q ,方向水平 ⊙-----------① 向左 B.大小为22 e ,方向水平 向左 C.大小为42 ,方向水平向右 第九章具 章末检测 总分：100分)》 D.大小为250，方向水平向右 a 3.（2024·河南濮阳月考)如图，将原 来不带电与大地绝缘的导体静置 于带正电的点电荷Q所形成的电场中，A、B 两点在其表面，C点在其内部，达到静电平衡 时，以下正确的是 A.A点一侧表面带正电 B.感应电荷在C点产生的电场为零 C.感应电荷在C点产生的场强大小等于点电 荷在C点产生场强的大小 D.若用手触摸一下导体，放手后导体将不带电 4.（2024·河南期中)如图所示，用粗细均匀的 绝缘线制成半径为R的圆环，O为圆环的圆 心，圆环上均匀分布着负电荷.现在圆环上的 E处取下足够短的带电量为-q的一小段，将 其沿OE连线向左移动到F点处，且EF=R. 设圆环其他部分的带电量与电荷分布保持不 变，静电力常量为k,若此时在0点放一个带 电量为+Q的试探电荷，则该试探电荷受到的 电场力为 0 F 3kQ9,水平向左 A B 4R2 3k0g,水平向右 4R2 5kQ4,水平向左 c R2 D. Q4,水平向右 4R2 5.(2024·重庆调研)（多选）如 BO 图所示，固定在水平地面上的 光滑绝缘圆筒内有两个带正 电小球A、B,A位于筒底靠在月 左侧壁处，B在右侧筒壁上受到A的斥力作 用处于静止.若筒壁竖直，A的电荷量保持不 变，B由于漏电而下降少许后重新平衡，下列 白题015 说法中正确的是 A.小球A、B间的库仑力变小 B.小球A、B间的库仑力变大 C.小球A、B对筒壁的压力都变大 D.小球A对筒底的压力变大 6.(2025·福建厦门期中)如图，圆心为0的带 电绝缘圆环固定在水平面内，直径MN左侧均 匀带正电、右侧均匀带等量负电.绝缘杆0P 竖直固定，一带孔小球带正电，小球与竖直杆 间动摩擦因数为山.小球从0正上方某位置由 静止释放，在运动到0之前 A.小球受到的电场力先增大 P 后减小 O小球 B.小球受到的摩擦力先减小 后增大 C.小球的加速度可能先增大 后减小 D.小球的动能可能先增大后减小 7.(2025·河南质检)如图甲所示，在一个点电 ! 荷Q的电场中，x轴与它的某一条电场线重 合，已知坐标轴上A、B两点的坐标分别为 0.4m和0.8m.现在A、B两点分别放置带正、 负电的试探电荷，得到其受到的静电力大小 与电荷量绝对值的关系图线a、b如图乙所示. 已知两试探电荷所受静电力的方向均与x轴 正方向相同，则 04 0.8x/m 0.10.20.30.4 免 A.点电荷Q带正电 B.A、B两点的电场强度大小之比为3：1 C.点电荷Q可能位于A点左侧 D.点电荷Q所在位置的坐标为0.5m 二、非选择题（共37分） 8.(16分)半径为R的光滑绝缘圆环固定在竖直 必修第三册·RJ 面内，O为圆环圆心，A、B两个带电小球套在 圆环上，静止时位置如图所示.此时，OA与水 平方向的夹角为60°，0B与水平方向的夹角 为30°，已知球A的质量为m,带电量为+g,重 力加速度为g,静电力常量为k,求： (1)小球B的带电量及小球B的质量； (2)将A球固定，使A球的带电量缓慢减少， 当A、B两球处于同一水平线上时，A、B两 球间的库仑力多大？此时小球A的带电 量变为多少？ A 9.（21分)如图所示，两异种点电荷的电荷量均 为Q,绝缘竖直平面过两点电荷连线的中点O 且与连线垂直，平面上A、O、B三点位于同一 竖直线上，AO=B0=L,点电荷到O点的距离 也为L.现有电荷量为-q、质量为m的小物块 (可视为质点)，从A点以初速度，向B点滑 动，到达B点时速度恰好减为零.已知物块与 平面的动摩擦因数为4.求： (1)A点的电场强度的大小； (2)物块运动到B点时加速度的大小和方向； (3)物块通过O点的速度大小； (4)分析并说明物体从A到B加速度和速度 的变化情况. 术A % 8 B 黑白题016荷，A带正电，则B的空腔内电场强度不为零；金属球壳B外 表面接地，大地中电子跑到球壳B的外表面将正电荷中和， 所以B带负电，故AB错误，C正确；D.达到静电平衡后，由 于金属球壳B起到静电屏蔽作用，使得金属壳B外的场强 为零，即金属壳B外C点电场强度为零，故D错误.故选C 5.D解析：A.气体分子被电离成正离子和电子的过程中电荷 守恒，故A错误；B.元电荷e=1.6×1019C,任何带电体带电 量只能是元电荷的整数倍，粉尘带的电荷量大小不可能为 2.0×10-1C,故B错误：CD.根据题意，电子在向着A运动的 过程中附着在粉尘上，可知，板状收集器A连接的是高压电 源的正极，线状电离器B连接的是高压电源的负极，故C错 误，D正确.故选D. 黑题应用提优 1.B解析：处于静电平衡状态的导体，其内部电场强度处处 为零，感应电荷产生的电场在导体内的电场线一定与点电荷 的电场线反向.故选B. 2.B解析：AB.C点处于点电荷和感应电荷产生的电场中，所 以C点的电场强度不等于零；金属空心导体放在点电荷的 电场中，出现静电感应现象，最终处于静电平衡状态，导体内 部的场强处处为零，所以B、A两点的电场强度都为零，则 EA=Ea<Ec,故A错误，B正确；C.如果不接地，金属球右侧 外表面感应出负电荷，左侧外表面感应出正电荷，左侧与大 地相连，大地的电子与左侧外表面正电荷中和，因此左侧外 表面不带电，选项C错误；D.处于静电平衡的导体的电势处 处相等，其内表面不带电，故选项D错误.故选B. 3.B解析：A金属网可以屏蔽网外电荷产生的电场，验电器 的两金属箔片不带电，不会张开，故A错误；B.金属网没有 接地，网内带电体可以使验电器发生静电感应，使金属箔片 张开，故B正确；CD.金属网接地，网内的带电体对网外无影 响，网外的带电体对网内也无影响，不能使验电器发生静电 感应现象，金属箔片不能张开，故CD错误故选B. 4.C解析：静电平衡后，金属球内的合场强处处为零，金属球 上感应电荷产生的附加电场与电量相等的正、负电荷在α、 b、c点产生的场强大小相等，方向相反，相互抵消.根据等量 异种电荷场强分布特点可知正、负电荷在a、b、c点产生的场 强大小关系为E。=E。<E,所以金属球上的感应电荷在a、 b、c三点的场强大小为E。=E。<E。,故选C. 5.B解析：A在空心金属球内，由于静电感应，使得C外表面 带正电，B、C相互吸引，所以B向右偏：而金属空腔C可以 屏蔽外部的B的电场，所以B的电荷对空腔C的内部无影 响，所以A位置不变，故B正确，ACD错误.故选B. 压轴挑战 6.BC解析：如果A带电，会感应B使B内部带电与A相异 外部带电与A相同，那么EM≠0、Ew≠0，故A项错误.如果B 带电，由于同种电荷相斥，B所带的电荷只会分布在B的外 表面，那么Ey=0、Ex≠0，故B项正确.如果A、B带上等量异 种电荷，A与B的静电感应使B的外表面恰无电荷，则EM≠ 0、Ew=0,故C项正确.如果A带电、B球接地，是静电屏蔽，B 的内表面会感应出与A等量的异种电荷，B的外表面无电 荷，则EM≠0、Ew=0,故D项错误 第九章章末检测 1.B解析：A.图甲中，静电除尘装置将带负电的尘埃收集在 参考答案与解析 两个带正电的极板A上，故A错误；B.图乙中，建筑物顶端 的避雷针利用了尖端放电原理，故B正确；C.图丙中，采用 金属编织网包裹着导体线芯是屏蔽线外的电磁信号干扰，故 C错误；D.图丁中，毛皮与橡胶棒摩擦起电时，毛皮带正电 是因为在摩擦过程中它失去了带负电的电子，故D错误.故 选B. 2.A解析：四个电荷的电荷量相等，两条对角线的电荷都是 一对等量异种点电荷，在交点处的电场强度的方向指向负电 荷，且大小相等，则合场强的方向水平向左根据对称性可 知，电场强度的大小为E合=2× 200s45°=42，故 212 (2 选A. 3.C解析：A.感应电荷“近异远同”，因不确定Q的位置，无 法确定A点的电性，故A错误；BC.处于静电平衡状态的导 体，导体内部场强处处为零，所以绝缘导体上的感应电荷在 导体内部C点产生的场强大小等于点电荷Q在C点产生场 强的大小，感应电荷在C点产生的电场不为0，故B错误， C正确：D.若用手触摸一下导体，触摸后地面上的负电荷将 被吸引到导体上，故放手后导体带上了负电荷，故D错误故 选C. 4.B解析：圆环上的剩余电荷在0点产生的电场等效为-q电 荷在0点产生的电场，其电场醒度大小为8一是方向水平 右，在F点电荷量为-q的电荷在0点产生的电场强度大小 西么28：4，方向水平向左，0点的合场强大小为B时 6,-3,方向水平向右，带电量为+Q的试探电荷受到的 电场力大小为F=QE=,方向水平向右，故选B 5.BC解析：AB.对B受力分析如图所示，由平衡条件可得 E使=6，B由于漏电而下降少许后重新平衡，0增大，故小 球A、B间的库仑力变大，故A错误，B正确：C.B对筒壁的 压力为FN=mggtan0,0增大，可知B对筒壁的压力变大，将 小球A、B看成整体，小球A、B水平方向受力平衡，可知筒壁 对A的压力等于筒壁对B的压力，根据牛顿第三定律可知， 小球A对筒壁的压力变大，故C正确；D.将小球A、B看成整 体，小球A、B竖直方向受力平衡，筒底对A的支持力等于小 球A、B的重力，根据牛顿第三定律可知，小球A对筒底的压 力不变，故D错误故选BC. F FN A 6.D解析：A.根据对称性分析可知，在关于O点对称的左右 圆环上各取一个微元所带的电荷组成等量异种电荷，OP为 等量异种电荷连线的中垂线，所以电场强度方向与OP垂 直，根据平行四边形定则知，圆环在OP上电场强度方向垂 黑白题07 直于OP,水平向右，从P到0电场强度大小逐渐变大，小球 受到的电场力逐渐增大，故A错误：B.水平方向上，小球处 于平衡态，所以小球受到杆的弹力大小与电场力大小相等， 则Eg=FN,由滑动摩擦力公式f=uFN,从P到O电场强度大 小逐渐变大，故小球受到的摩擦力f逐渐变大，故B错误： C.竖直方向上由牛顿第二定律得mgf=ma,因为f增大，加 速度可能一直减小，也可能先减小再反向变大，故C错误； D.小球的加速度如果一直减小，则小球的速度一直增大，动 能也会一直变大：若小球的加速度先减小再反向变大，则小 球的速度先变大再变小，那么小球的动能也是先变大再变 小，故D正确.故选D. 7.D解析：AC.由于两试探电荷所受静电力的方向均与x 轴正方向相同，所以A点电场强度方向沿x轴正方向，B点 电场强度方向沿x轴负方向，由此可知，点电荷Q应位于AB 。 间，且应为负电荷，故AC错误；B.由图像可知E。=一 9 N/C=30 N/C,E= 片vc=碧v心所哈名 E61, 故B情损：根骚优=8(=O是解将 0.5m,故D正确.故选D. 8.(1)2mgR3 √2 g 3m(2)3mg69 解析：(1)对A受力分析，受重力mg、圆环弹力F、库仑力 FM,如图所示 ) 4458.- 45 6o° F 30 由正弦定理可得mg sin45°sin30o' （(2R,解得g,=2mr 又Fa4=k_99& kg 对B受力分析，受重力mg、圆环弹力Fa、库仑力FB,由正 弦定理可得m6=FM sin 45 sin 60' 又FA=Fu,解得mg=3m (2)A、B两球处于同一水平线上时，对B受力分析，受重 力mg、圆环弹力N、库仑力F',如图所示 60° m 根据受力平衡可得，A、B两球间的库仑力大小为F'= mBg 1 tan60°3mg, 必修第三册·RJ A、B间的距离为r三R,又F=k,解得2 69 9(1)2Q 2L2 (2)a=2g 2mL2 8,方向竖直向上(3) 2 (4)见解析 解析：(1)正、负点电荷在A点产生的场强E。=k (2L)2 k、0 汇，由电场的叠加原理知，A点的电场强度的大小E= V2E-2k0 2L2 (2)A、B两点在电场中对称，场强大小相等，由牛顿第二定 律得m-mg=,解得a=2g,方向竖直向上 (3)A、B、0三点在等量异种点电荷中垂线上，电势相等.小 物块从A到B过程中，设克服阻力做功W,由动能定理 得2mgL-g=0-号m品，小物块从A到0过程中mg 期=日解得=受 1 12 2 (4)在B点速度减为0，说明f下mg.根据对称性可知，在A点 f下mg,所以从A到B过程中，f>mg,合力始终向上.从A到 0,电场力逐渐增大，所以摩擦力逐渐增大，加速度增大，合 力向上，速度减小：从O到B,电场力逐渐减小，摩擦力逐渐 减小，加速度减小，合力向上，速度减小，所以整个过程加速 度先增大后减小，速度一直在减小 第九章真题演练 黑题真题体验 1.D解析：对小球c所受库仑力分析，画出a对c的库仑力和 b对c的库仑力，若a对c的库仑力为排斥力，a、c的电荷 同号，则b对c的库仑力为吸引力，b、c电荷为异号，a、b电荷 为异号；若a对c的库仑力为引力，a、c的电荷异号，则b对c 的库仑力为斥力，b、c电荷为同号，a、b电荷为异号.设ac与 ab的夹角为0，利用平行四边形定则和几何关系、库仑定律 bo tan 0=3 可得，-北= -4,lan 0= ,ab电荷 量的比值o联立解得名分达暖D正瑰 96 2.C解析：对小球受力分析如图所示，由正弦定理有 sin L CPH=sin L.CHP,其中∠CPH=∠oPB,∠CH: AP AO ∠HPD=∠APO,在△AP0中有 sin(T-LPOB)sin LAPO' 同理有 2m其中=4票-=联 BP BO 立有Q1:Q2=2n3:1,故选C F P A 0- B 黑白题08