第十章 静电场中的能量 单元检测试卷（基础卷）-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 聚焦静电场能量单元核心内容，通过选择、实验、解答题梯度设计，融合密立根油滴实验、静电透镜等真实情境，考查电场强度、电势、电势能等物理观念及科学推理能力，适配周测基础巩固需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10/46|静电平衡、匀强电场、电容器动态分析|第4题密立根油滴实验体现科学探究，第7题静电透镜结合科技前沿| |实验题|2/20|电容器充放电特性、I-t图像分析|第12题通过传感器数据考查科学思维中的模型建构| |解答题|3/34|带电体平衡与运动、电势差计算|第13题综合电场力与动能定理，强化运动与相互作用观念|

2025- -2026学年物理人教版必修第三册 第十章静电场中的能量单元检测试卷（基础卷） 满分：100 分 考试时间：75 分钟 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1．如图所示，O为一带正电的点电荷，P为原来不带电的枕形金属导体，a、b为导体内的两点。当导体P处于静电平衡状态时（　　） A．a、b两点的场强大小、的关系为 B．a、b两点的场强大小、的关系为 C．感应电荷在a、b两点产生的场强大小和的关系是 D．a、b两点的电势大小关系为 2．如图所示，A、B、C、D是匀强电场中的四个点，D是的中点，A、B、C构成一个等腰直角三角形，长为，电场线与三角形所在的平面平行，已知，，，由此可以判断（　　） A．电场强度的方向由A点指向D点 B．电场强度的方向由B点指向C点 C．电场强度的大小为 D．电场强度的大小为 3．一点电荷从电场中的a点移到b点时，电场力做功为零，则（　　） A．a、b两点的电势一定相等 B．电荷一定沿等势面移动 C．a、b两点的场强一定相等 D．电荷所受电场力始终垂直于移动方向 4．密立根油滴实验简化为如图所示的装置，在真空环境下带电油滴从喷雾器的喷嘴喷出，落到平行板电容器两极板间，现某个油滴悬浮在P点，保持两极板间的电压U不变，电容器的下极板接地。若只将正极板下移一小段距离（未到P点），下列说法正确的是（　　） A．油滴带负电且油滴将向下加速运动 B．电容器所带电荷量减少 C．P处的电势降低 D．油滴的电势能减小 5．如图所示，实线是竖直面内以O点为圆心的圆，和是圆的两条相互垂直的直径，在竖直面内存在由Q点指向P点的匀强电场。从O点在竖直面内向各个方向以大小相同的初速度发射电荷量和质量完全相同的带正电小球，通过圆上各点的小球中，经过N点的小球速度最大。不计空气阻力及小球间的相互作用。下列说法正确的是（    ） A．沿方向发射的小球可以沿方向做直线运动 B．沿方向发射的小球不会沿方向做直线运动 C．通过圆上P、Q两点的小球机械能相等 D．通过圆上M、N两点的小球机械能相等 6．“示波器”是电工学中的重要仪器，如图所示为示波器的原理图，有一电子在电势差为的电场中加速后，垂直射入电势差为的偏转电场，在满足电子能射出偏转电场的条件下，下列四种情况中，一定能使电子的偏转角变小的是（　　） A．变小，不变 B．变大，变小 C．变小，变大 D．不变，变大 7．静电透镜的原理图如图所示，圆筒A带负电，圆筒B带正电，圆筒之间形成静电场的等差等势面如图中的虚线所示。当电子束沿中心轴从圆筒A射向圆筒B时，静电场使平行入射的电子束汇聚于中心光轴上，这就形成了最简单的静电透镜。现有电子在a点射入，则下列说法正确的是（　　） A．若电子在a点水平射入，则电子将做匀加速直线运动 B．若电子在a点与水平方向成某一角度射入，该电子可能做类平抛运动 C．若电子在a点与水平方向成某一角度射入，该电子可能做匀速圆周运动 D．电子在a点的电势能大于在c点的电势能 8．如图所示，a、b、c是某点电荷A 电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子B仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点，下列判断正确的是（　　） A．点电荷A 带正电 B．P 点的电场强度比Q点小 C．P、Q两点电势可能相等 D．粒子 B 在 P 点比 Q 点动能大 9．如图甲所示，有一绝缘圆环，圆环上均匀分布着正电荷，圆环平面与竖直平面重合。一光滑细杆沿垂直圆环平面的轴线穿过圆环，细杆上套有一个质量为的带正电的小球，小球所带电荷量。小球从点由静止释放，其沿细杆由经向运动的图像如图乙所示。小球运动到点时，速度图像的切线斜率最大（图中标出了该切线），下列说法正确的是（　　） A．在点右侧杆上，点场强最大，场强大小为 B．由到A的过程中，小球的电势能一直减小 C．由到A电势先降低后升高 D．、两点间的电势差 10．如图，一圆心为、半径为的均匀带正电绝缘细圆环水平固定，过点且垂直于圆环平面的直线上有、、三点，、关于对称。现将一电荷量为的试探电荷从点由静止释放。仅考虑试探电荷和带电圆环之间的电场力，规定无穷远处电势为零。下列说法正确的是（　　） A．带电圆环在点的电场强度不为零 B．带电圆环在点的电势为零 C．试探电荷运动到点时，加速度为零，速度最大 D．试探电荷运动到点时，速度为零 二、实验题 11．收音机中可变电容器作为调谐电台使用。如图为空气介质单联可变电容器的结构，它是利用正对面积的变化改变电容器的电容大小，某同学想要研究这种电容器充、放电的特性，于是将之接到如图所示的实验电路中，实验开始时电容器不带电。 (1)首先将开关S打向1，这时观察到灵敏电流计G有短暂的示数，稳定后，旋转旋钮，使电容器正对面积迅速变大，从开始到最终稳定，灵敏电流计示数随时间变化的图像可能是_____（填选项中的字母序号） (2)充电稳定后，断开单刀双掷开关，用电压表接在电容器两端测量电压，发现读数缓慢减小，原因  ___________________________________________________。 (3)该同学做完实验，得到电容器的电容后，突然想起他用的是一节旧电池（电动势不变，内阻不可忽略），为了尽量精确的得出电容的测量结果，他有没有必要把旧电池更换成新电池？ 在下面的横线上做一个简要分析__________________________________________________________________________。 12．某研究性学习小组做“用传感器观察电容器的充电和放电”的实验，把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接。先将开关S拨至1端，电源向电容器充电，然后将开关S拨至2端，电容器放电，与电流传感器相连接的计算机记录这一过程中电流随时间变化的线，如图乙所示。    （1）关于电容器的充、放电，下列说法中正确的是________。（填正确答案标号） A．电容器充、放电过程中，外电路有电流 B．电容器充、放电过程中，外电路有恒定电流 C．电容器充电过程中，电源提供的电能全部转化为内能 D．电容器放电过程中，电容器中的电场能逐渐减小 （2）在形成电流曲线1的过程中，电容器两极板间的电压________；在形成电流线2的过程中，电容器的电容________。（均选填“逐渐增大”“不变”或“逐渐减小”） （3）曲线1与横轴所围面积________（选填“大于”“等于”或“小于”）曲线2与横轴所围面积。 三、解答题 13．如图所示，一带电小球的质量，用长为的细线悬挂在水平方向的匀强电场中的O点，电场强度度，当细线与竖直方向夹角为时，小球恰好静止在A点求（，） （1）小球带什么电？电量是多少？ （2）若小球由竖直方向的P点静止释放，运动到A位置时小球的速度为多少？    14．带电荷量为的粒子P只在静电力作用下运动，先后经过电场中的A、B两点，此过程克服静电力做功，已知B点电势为，求： （1）电场中A、B两点间的电势差是多少？ （2）取走粒子P，把电荷量为的粒子Q放在A点的电势能是多少？ 15．在电场中一条电场线上有三点（点未画出），已知，如图所示。若将一负电荷，从A点移至B点，电荷克服电场力做功。试求： （1）两点的电势差，并回答哪一点电势高？ （2）若取点为势点，求点的电势？ （3）将此负电荷从点移动到点电势能如何变化？变化了多少？ 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 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C A D D B D AD AB CD 1．C 【详解】根据题意可知，导体P处于静电平衡状态，则导体内部场强处处为零，导体为等势体，则有 ， 由点电荷场强公式可知，点电荷在点产生的场强大于点产生的场强，由电场叠加原理可得，感应电荷在a、b两点产生的场强大小和的关系是 故选C。 2．C 【详解】D为BC的中点，则D点的电势为 则AD连线为一条等势线，电场强度的方向垂直AD连线斜向下即C指向B，B到AD的距离为 场强的大小为 故选C。 3．A 【详解】A．点电荷从电场中的a点移到b点时，电场力做功为零，可知电势能的变化为零，可知a、b两点的电势一定相等，选项A正确； BD．电荷不一定沿等势面移动，电荷所受电场力不一定始终垂直于移动方向，选项BD错误； C．a、b两点的电势相等，但是场强不一定相等，选项C错误； 故选A。 4．D 【详解】A．若只将正极板下移一小段距离，两板间距减小，根据 可知场强变大，带负电的油滴受向上的电场力变大，则油滴将向上加速运动，选项A错误； B．根据 可知电容器电容变大，根据 Q=CU 可知电容器带电量变大，选项B错误； CD．根据 U=Ed 可知P与下极板的电势差变大，则P处的电势升高，由于油滴带负电，可知油滴电势能减小，选项C错误，D正确。 故选D。 5．D 【详解】AB．对小球受力分析可知，小球受到重力和电场力，根据力的合成定则可知，其合力不可能沿OP方向，可能沿ON方向，因此沿方向发射的小球不可能沿方向做直线运动，沿方向发射的小球可能沿方向做直线运动，AB错误； C．从Q到P的过程中，电场力做整个，电势能减小，动能增大，故P点的机械能大于Q点的机械能，C错误； D．由题可知，M、N位于同一等势面上，电场力不做功，只有重力做功，机械能守恒，D正确。 故选D。 6．B 【详解】在加速电场中，根据动能定理 解得 在偏转电场中，竖直方向的加速度 运动的时间 则竖直方向的速度 设偏转的角度为，则 若使偏转角变小，即使变小，则应使变大，变小。 故选B。 7．D 【详解】A．由电场强度与电势差的关系，由于等差等势面间的距离不等，可知该电场是非匀强电场，电子所受的电场力是变力，若电子在a点水平射入，则电子不做匀加速直线运动，A错误； BC．因为圆筒A、B之间产生的电场是非匀强电场，若电子在a点与水平方向成某一角度射入，电子在电场中所受的电场力大小和方向均变化，该电子不可能做类平抛运动和匀速圆周运动，BC错误； D．由题图可知，圆筒A、B之间产生的电场方向由B指向A，沿电场线方向电势逐渐降低，则有 由电势能公式可知，电子带负电，则有 即电子在a点的电势能大于在c点的电势能，D正确。 故选D。 8．AD 【详解】A．根据带负电的粒子B的运动轨迹可知，粒子受电场力大致向右，可知电场线大致向左，则点电荷A 带正电，故A正确； B．电场线的疏密反映场强大小，可知P 点的电场强度比Q点大，故B错误； CD．若粒子B从P点运动到Q点，则电场力做负功，动能减小，电势能变大，则Q点电势比P点低，粒子 B 在 P 点动能比 Q 点动能大，故C错误，D正确。 故选AD。 9．AB 【详解】A．小球在运动过程中，根据牛顿第二定律有 在O点右侧杆上，电场方向向右，故加速度向右，小球做加速运动，加速度越大，场强越大，根据图像，最大加速度为 所以B点场强最大，大小为 故A正确； BC．由C到A的过程，电场方向向右，故沿着电场线方向电势降低；电场力做正功，小球的电势能减小，故B正确，C错误； D．小球从C到B的过程只有电场力做功，由动能定理可得 代入数据解得 则 故D错误。 故选AB。 10．CD 【详解】AB．点电场强度为零，无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正，点的电势不为零，故AB错误； C．试探电荷带负电，受力指向环心，运动到点时，加速度等于零，速度最大，故C正确； D．只有静电力做功，试探电荷动能与电势能之和不变，试探电荷运动到点时，速度减为零，故D正确。 故选CD。 11．(1)A (2)电容器在缓慢放电，电路中有电流，电压表不是理想电压表 (3)见解析 【详解】（1）电容器充电时，刚开始电流比较大，充电结束后，电流为0。由电容的决定式可知当电容器正对面积迅速变大，电容迅速增大，又由电容的定义式可知电容器的带电量Q增加，故电容器再次充电，充电结束后电流为0。只有A图像满足上述描述。 故选A。 （2）用电压表接在电容器两端测量电压，发现读数缓慢减小，说明电容器在缓慢放电，电路中有电流，电压表不是理想电压表。 （3）根据 可知本实验测量电容器的带电量可由步骤（1）所得的图线与坐标轴围成的面积求得；充电后两极板之间电压则由步骤（2）中的电压表测得。给电容器充电时由于使用了旧电池，导致充电时电流较小，但最终充电的时间会稍长一点，当充电电流等于0的时候，电容器两端电压仍然等于电源电动势，所以电容器最终所带电量不变，不影响测量结果，所以不需要把旧电池更换成新电池。 12． AD 逐渐增大 不变 等于 【详解】（1）[1]AB．由I-t图像可知，电容器充、放电过程中，外电路中有电流，电流不断变化，A正确，B错误； C．电容器充电过程中，电源提供的电能一部分转化为内能，一部分转化为电容器的电场能，C错误； D．电容器放电过程中，电容器中的电场能逐渐减小，D正确； 故选AD； （2）[2][3]在形成电流曲线1的过程中，电容器充电，电容器两极板间的电压逐渐增大；电容器的电容不随电压及电荷量的变化而变化，在形成电流线2的过程中，电容器的电容不变； （3）[4]根据 可知图像与坐标轴围成的面积等于电容器充电或放电电量，电容器充电的电量等于放电的电量，故曲线1与横轴所围面积等于曲线2与横轴所围面积。 13．（1）带正电，；（2） 【详解】（1）对小球受力分析，根据受力平衡可知，小球受到的电场力水平向右，与电场方向相同，则小球带正电；根据平衡条件可得 解得 （2）若小球由竖直方向的P点静止释放，运动到A位置时，根据动能定理可得 解得运动到A位置时小球的速度为 14．（1）-200V；（2） 【详解】（1）A、B两点间的电势差为 （2）由 可得 则 15．（1），A点电势高；（2），；（3）减少，减少了 【详解】（1）从A点移至B点，电场力做功 解得 电势差为正，说明A点电势高。 （2）若取B点为0势点，有 所以 又 所以 （3）将此负电荷从点移动到点，电场力做功 电场力做正功，说明电势能减少，减少了。 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 $