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

**基本信息** 2026-2027学年高二物理人教版“静电场及其应用”单元卷，以实验情境（如“静电章鱼”）和理论应用为载体，覆盖静电现象、电场强度、库仑定律等核心知识，适配单元复习，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|静电现象（题1）、电场强度（题3）、静电屏蔽（题6）|实验情境结合概念辨析，如“静电章鱼”考查电荷作用规律| |多选题|4/24|电场叠加（题12）、受力平衡（题10）|综合场强分析与平衡条件，如等量异种电荷电场中粒子运动| |解答题|3/44|库仑定律应用（题13）、电场强度推导（题15）|分层设计，从基础计算到模型建构，如带电球壳电场强度推导|

第9章 静电场及其应用 章末测试题 2026-2027学年高中物理人教版高二上学期 一、单选题（本题共8小题，每小题4分，共32分） 1．如图是物理实验——“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 2．下列说法正确的是（　　） A．元电荷就是一个质子 B．小的带电体就是点电荷 C．用带绝缘柄的带电小球a接触另一不带电的小球b使之带电，在此过程中玻璃棒a上的正电荷向玻璃棒b上转移，并且电荷守恒 D．将带负电的硬橡胶棒与不带电的验电器小球接近时，小球上的电子被排斥从而转移到金属箔上 3．电场中P点放一个试探电荷-q，它所受的电场力为F，则关于P点的电场强度E1，正确的说法是（　　） A．，方向与F相同 B．若取走-q，P点的电场强度E1 =0 C．若试探电荷为+2q，E不变 D．若试探电荷为+2q，则，方向与E1相反 4．用电场线可以形象地表示电场强度的大小和方向。如图是点电荷与金属板之间的电场线，则关于图中、、、四点电场方向下列说法正确得是（　　） A．和d场强大小相等方向相同 B．和场强大小不等方向相同 C．和场强大小不等方向相同 D．和c场强大小相等方向相反 5．如图所示，带电小球A挂在绝缘的细线下端，带电小球B固定在高度可调的绝缘支架上，实验过程中始终保持两个小球在同一水平线上，两小球可视为点电荷。平衡时，两个小球距离为r，细线与竖直方向的夹角为θ，已知小球A的质量为m，带电量为q，静电力常量为k，重力加速度为g，则（　　） A．两小球带异种电荷 B．小球A的带电量一定大于B的带电量 C．小球B的带电量为 D．小球B的带电量为 6．以下关于静电屏蔽实验说法中正确的是（　　） A．甲图中验电器的金属箔张开 B．乙图中验电器的金属箔不会张开 C．丙图中验电器的金属箔不会张开 D．甲、乙、丙三图中验电器的金属箔都张开 7．如图，半径为R的均匀带正电薄球壳，其上有一小孔A．已知壳内的场强处处为零；壳外空间的电场与将球壳上的全部电荷集中于球心O时在壳外产生的电场一样．一带正电的试探电荷（不计重力）从球心以初动能Ek0沿OA方向射出．下列关于试探电荷的动能Ek与离开球心的距离r的关系图象，可能正确的是 A． B． C．   D． 8．如图所示，一个均匀的带电圆环，带电荷量为，半径为R，放在绝缘水平桌面上。圆心为O点，过O点作一竖直线，在此线上取一点A，使A到O点的距离为R，则A点电场强度为（　　） A．，方向向上 B．，方向向上 C．，方向水平向左 D．不能确定 二、多选题（本题共4小题，每小题6分，共24分） 9．如图所示，用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带电金属球靠近金属网，则下列说法正确的是（  ） A．箔片张开 B．箔片不张开 C．金属球带电电荷足够大时才会张开 D．金属网罩内部电场强度为零 10．如图所示，一质量为m、电荷量为Q的小球A系在长为l的绝缘轻绳下端，另一电荷量也为Q的小球B固定在悬挂点正下方，A、B均视为点电荷，轻绳与竖直方向成45°角，小球A、B静止于同一高度。已知重力加速度为g，静电力常量为k，则两球间的静电力大小为（　　） A． B． C．mg D．mg 11．如图，水平放置的两块带等量异种电荷的平行金属板M、N，它们之间的电场线是间隔相等的平行线，P、Q是电场中的两点。下列说法正确的是（　　）    A．M板带正电、N板带负电 B．P、Q两点的电场强度 C．M板带负电、N板带正电 D．P、Q两点的电场强度 12．如图所示，在a、b两点固定着两个带等量异种电荷的点电荷，c、d两点将a、b两点的连线三等分，e、f是a、b两点连线的中垂线上的两点，且e、f到a、b两点连线的距离相等，则（　　）    A．将一带正电的检验电荷从c点由静止释放，该检验电荷从c运动到d的过程中加速度一直增大 B．将一带正电的检验电荷从c点由静止释放，该检验电荷从c运动到d的过程中速度一直增大 C．带正电的检验电荷在e点的加速度方向平行于c、d连线向右 D．带正电的检验电荷在e点的加速度方向为由e指向f 三、解答题（本题共3小题，13、14题14分，15题16分，共44分） 13．如图所示，小明将两带正电小球（视为点电荷）用绝缘轻质细线均悬挂于O点，平衡时两小球恰好位于同一水平面上，且两细线与竖直方向的夹角分别为和，若小球A的质量，悬挂小球A的细线长，取重力加速度大小，静电力常量，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求： （1）小球B的质量； （2）A、B两小球所带电荷量之和的最小值Q。    14．如图所示，以坐标原点O为圆心，r为半径的圆与坐标轴的交点分别为a、b、c、d，空间有方向与x轴正方向相同的匀强电场，同时在O点固定一个电荷量为的点电荷。如果把一个电荷量为的试探电荷放在c点恰好能处于平衡状态，静电力常量为k，求： （1）匀强电场的场强大小； （2）取走试探电荷，求a、d两点的场强大小和方向。    15．一个带电金属球达到静电平衡时，球内部没有净剩电荷，电荷均匀分布在外表面，球内部场强处处为0，球的外部电场与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同，已知静电力常量为。 （1）根据电场强度的定义式和库仑定律，推导一个电荷量为的点电荷，在与之相距处的电场强度的表达式； （2）若将金属球内部挖空，使其成为一个均匀球壳，如图1所示。金属球壳的电荷量为，、是到球心的距离分别为和的两点，求点的场强，点的场强； （3）万有引力定律与库仑定律有相似的形式，因此质点的引力场与点电荷的电场也有很多相似的规律。已知引力常量为。假设沿地轴的方向通一条贯穿地球两极的隧道，隧道极窄，地球仍可看作一个半径为、质量分布均匀的球体。如图2所示，以地心为原点，向北为正方向建立轴，请在图3中作图描述道中地球引力场强度随变化的规律，并说明作图依据。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D C B D C A B BD AD 题号 11 12 答案 CD BC 1．B 【详解】A．经毛皮摩擦后，“章鱼”、塑料管均得到电子而带负电，故A错误； B．“章鱼”在空中张牙舞爪是因为同种电荷相互排斥，故B正确； C．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； D．“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。 故选B。 2．D 【详解】A．元电荷是一个电子或者一个质子的电量，A错误； B．带电体是否可以看成点电荷与大小没有直接关系，要看大小与形状对问题的影响是否可忽略，B错误； C．带电的本质是电子的转移，C错误； D．根据异种电荷相互排斥，可知带负电的橡胶棒会将电子排斥到金属箔上，D正确。 故选D。 3．C 【详解】A．根据场强的定义式可得电场强度为 因为是负电荷，所以场强方向与F相反，A错误； BC．电场中某处的场强是电场的固有性质，不会因取走试探电荷而改变，也不会因试探电荷的性质和带电量大小而改变，B错误，C正确； D．根据前面分析若试探电荷为+2q，则，方向与E1相同，D错误。 故选C。 4．B 【详解】A．电场强度的方向沿着电场线切线方向，可知和d场强方向不相同，A错误； B．根据电场线的疏密程度可知和场强大小不等，电场强度的方向沿着电场线切线方向可知和场强方向相同，B正确； C．根据电场线的疏密程度可知和场强大小不等，电场强度的方向沿着电场线切线方向可知和场强方向不相同，C错误； D．根据电场线的疏密程度可知和c场强大小不相等，电场强度的方向沿着电场线切线方向可知和c场强方向不在同一直线上，D错误。 故选B。 5．D 【详解】A．由图可知，A、B两小球相互排斥，两小球带同种电荷，故A错误； BCD．根据库仑定律，A、B两小球间的库仑力为 小球A受到重力、拉力和库仑力，受力如图所示 根据平衡条件有 联立解得 由已知条件无法确定两小球带电量大小关系，故BC错误，D正确。 故选D。 6．C 【详解】AD．甲中不会张开，金属网可以屏蔽外电场，故AD错误； B．乙中会张开，因为金属网未接地，网内的带电体可以对外界产生影响，故B错误； C．丙中不会张开，因为金属网已接地，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，故C正确。 故选C。 7．A 【详解】试题分析：由于在球壳内场强处处为零，因此从O向A运动的过程中电荷不受电场力，做匀速直线运动，动能不发生变化，图象为一条水平直线，C、D错误；通过A点后，电荷做加速运动，但场强逐渐减小，通过相同的位移，电场力做功逐渐减小，根据动能定理，试探电荷的动能的增量逐渐减小，即图象的斜率逐渐减小，A正确，B错误． 考点：动能定理，点电荷的电场 8．B 【详解】由对称性可知在垂直于竖直线的方向（水平方向）上的电场强度相互抵消，只有沿竖直线方向的电场强度，所以A点电场强度方向向上。将带电圆环等分成N个电荷元，每个电荷元的电荷量为q，有 如图，由点电荷电场强度公式知 A点总的电场强度 故选B。 【点睛】 9．BD 【详解】ABC．用金属网把验电器罩起来，由于金属网罩的静电屏蔽，再使带电金属球靠近验电器，箔片不张开。故B正确；AC错误； D．静电屏蔽时，金属网罩内部电场强度为零。故D正确。 故选BD。 10．AD 【详解】AB．根据库仑定律可得 A正确，B错误； CD．带电的小球A处于平衡状态，A受到库仑力F、重力mg以及绳子的拉力T的作用，其合力为零．因此有： F=mgtan45° 得： F=mg C错误，D正确； 故选AD。 11．CD 【详解】AC．电场线从正极板指向负极板，所以M板带负电、N板带正电，故A错误，C正确； BD．两平行板间是匀强电场，所以P、Q两点的电场强度满足 故B错误，D正确。 故选CD。 12．BC 【详解】AB．根据等量异种点电荷所形成电场的特性可知，c、d两点关于两点电荷连的中点对称，则可知其电场强度大小相等，而两点电荷的连线恰好与电场线重合，且电场的方向由正电荷指向负电荷，c、d两点在两点电荷连线上，因此可知c、d两点的电场强度方向相同，而两点电荷连线中点处的场强最小，故该检验电荷从c运动到d的过程中加速度先减小后增大，可知速度一直增大，故A错误，B正确； CD．e点的电场强度为两点电荷在e点场强的合场强，根据平行四边形定则，做出e点的电场强度如图所示    可知e点的电场强度平行于c、d连线向右，故C正确，D错误。 故选BC。 13．（1）；（2） 【详解】（1）对小球A受力分析，可知小球A受到的库仑力大小 对小球B受力分析，可知小球B受到的库仑力大小 由牛顿第三定律可知 解得 （2由库仑定律可知A、B间的库仑力大小 由几何关系可知A、B间的距离 可得 分析可知当时，有 解得 14．（1）；（2），方向水平向右；，方向与水平方向成45°向右上 【详解】（1）由电荷量为- q的试探电荷在c点处于平衡状态，受力分析可得 匀强电场的场强大小为 （2）取走试探电荷，正点电荷形成的电场的场强方向从圆心沿半径方向向外，大小为方向 a点的实际场强为两个等大、同方向场强的合成，为 方向水平向右； d点的实际场强为两个等大、互相垂直的场强的合成，为 方向与水平方向成45°向右上。 15．（1）；（2），；（3）见解析 【详解】（1）电荷量为Q的点电荷，在与之相距r处放一试探电荷q，根据库仑定律，该试探电荷受到的电场力为 由电场强度 得电荷量为Q的点电荷，在与之相距r处电场强度 （2）一个带电金属球达到静电平衡时，球内部没有净剩电荷，电荷均匀分布在外表面，球内部场强处处为0，其在球的外部产生的电场，与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同。A点在均匀带电球壳内部，故A点场强 B点的场强 （3）设距离一个质量为m的质点r处，放一个质量为另外一质点，在与之的引力场强度 假设地球平均密度为，隧道中距离地心为x处地球引力场强度大小 又因为在隧道中，在原点以北某物体受地球引力向南，在原点以南某物体受地球引力向北，故隧道中地球引力场强度随x变化的规律定性变化图像为 学科网（北京）股份有限公司 $