第十章 静电场中的能量 单元测试卷-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 高中物理必修第三册第十章单元测试卷，覆盖9个核心知识点，结合电容式触摸屏、燃气灶点火器等生活科技情境，通过基础概念辨析与综合问题设计，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|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选|7|认识基本物理量、静电力做功等|第6题以电容式触摸屏为情境，考查电容器动态分析，体现科学态度与责任| |多选|3|电场中的功与能关系、电容器充放电等|第8题结合电场线分布，辨析电势与电场强度，培养科学推理能力| |填空|3|电势与电势能关系、电场强度计算等|第11题通过点电荷电场，深化电势与电势能关联，巩固物理观念| |解答|2|带电粒子在电场中的运动等|第15题设计加速-偏转电场模型，考查类平抛运动规律，突出模型建构素养|

高中物理必修第三册第十章单元测试卷 1、 单选题 知识点一：认识基本物理量 1．下列各物理量中与试探电荷无关的是（　　） A．电势    电场强度 B．静电力    电势 C．电场强度    静电力做功 D．电势    静电力做功 2．下列说法正确的是（     ） A．公式表明，电场强度的大小与试探电荷的电荷量q成反比 B．公式表明，点电荷周围某点电场强度的大小与其电荷量Q成正比 C．公式表明，电场中某点的电势与电势能成正比 D．公式表明，电场中A、B两点的电势差与试探电荷的电荷量q成反比 知识点二：静电力做功的运用 3．竖直平面内一带电小球在从A点运动到B点的过程中，电场力做功5J，克服重力做功2J，克服空气阻力做功3J，则小球在B点的（     ） A．电势能比A点小5J B．重力势能比A点小2J C．动能比A点小3J D．机械能与A点相等 知识点三：等势面的理解与运用 4．图中虚线、、、、代表匀强电场内间距相等的一组等势面，相邻等势面间的距离为5cm，已知平面上的电势为2V。一电子经过时的动能为10eV，从到的过程中克服电场力所做的功为6eV。下列说法中错误的是（　　） A．平面上的电势为零 B．匀强电场的场强大小为 C．该电子经过平面时，其电势能为 D．该电子可能到达不了平面 知识点四：等分法确定等势面的综合应用 5．如图所示，边长为10cm的正三角形ABC处在匀强电场中，三角形平面与电场平行，M、N两点将AC边三等分，P、Q两点将BC边三等分；将一个电子从A点移到M点和从M点移到P点电场力做功相同，已知B点电势为1V，C点电势为4V，则下列判断正确的是（　　） A．N点电势比P点电势高 B．M点电势为﹣2V C．电子从A到M电场力做功为﹣1eV D．匀强电场的电场强度大小为 知识点五：平行板电容器动态分析 6．电容式触摸屏其原理可简化为如图所示的电路。平行板电容器的上极板A为可动电极，下极板B为固定电极，为两板间一固定点。当用手指触压屏幕上某个部位时，可动电极的极板会发生形变，形变过程中，电流表G中有从到的电流，则下列判断正确的是（　　） A．直流电源的端为电源负极 B．形变过程中，电容器放电 C．形变过程中，B板和点间的电势差减小 D．形变过程中，两板间的电压不断增大 7．在如图所示电路中，蓄电池的电压，内阻不计，电阻，电容的平行板电容器水平放置且下极板接地。一带电油滴位于板间正中央点且恰好处于静止状态。下列说法正确的是（     ） A．油滴带正电 B．上极板所带电荷量为 C．若将下极板缓慢上移少许，点的电势降低 D．若将上极板缓慢左移少许，油滴将向上移动 二、多选题 知识点六：电场中的功与能关系 8．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。图中C点位于上极板的上表面，D点位于上极板的下表面，下列说法正确的是（     ） A．将一电子从C点移到D点，电场力做功为0 B．E点的电势低于B点的电势 C．将一电子从C点释放，仅受电场力作用，它将沿图示曲线移动到A点 D．E点的电场强度大于B点的电场强度 知识点七：电容器的充、放电现象 9．利用如图所示的电路研究电容器的充、放电规律，其中数字电压表V的内阻可视为无穷大。关于本实验，以下说法正确的是（     ） A．开关S接1，电压表示数不断增大，随后逐渐稳定在某一数值 B．开关S接1，电流表指针迅速偏至最大值，随后逐渐指在0刻度处 C．开关S接1和接2，电压表会出现正、负示数的变化 D．其他器材都相同，若使用的电容器电容越大，充电过程中电流的最大值就越大 知识点八：电容的影响因素 10．在研究平行板电容器所带电荷量Q和两板间的电势差U的关系时，某老师在演示实验中运用电荷均分法确定各次实验中电荷量的关系，并利用采集到的数据，做出了图示甲、乙两个电容器的关系图像。下列判定正确的是（    ）    A．甲、乙的电容之比为 B．甲、乙的电容之比为 C．若甲、乙两板正对面积和板间绝缘介质均相同，则甲两板的间距较大 D．若甲、乙两板的间距和板间绝缘介质均相同，则甲两板的正对面积较大 三、填空题 知识点六：电场中的功与能关系 11．如图所示，点电荷Q形成的电场中有A，B，C三点，虚线是以Q为圆心的同心圆。 (1)若Q为正电荷，其中______点电势较高。将一个带正电的点电荷放在______点时，电势能较大，将一个带负电的点电荷放在______点时，电势能最小； (2)若Q为负电荷，其中______点电势较低，将一个带正电的点电荷放在______点时电势能较小，将一个带负电的点电荷放在______点时，电势能较大。 12．如图（a）所示，为家用燃气灶与一底面为圆形的锅。 (1)燃气灶中的电子点火器，其放电电极为钉尖形，如图（b）所示。点火时，被吸向放电电极的带电尘埃在B点的电势能______（选填“大于”、“等于”、“小于”）A点。 (2)燃气灶支架有多种款式，若选用如图（c）所示支架，有5个支架齿。当圆锅与其内食物总质量不变时，锅的尺寸增大，则每个支架受到的压力______（选填“增大”、“不变”、“减小”）。 13．如图所示，A、B、C为水平面内一直角三角形的三个顶点，AC边长为L，∠ABC=30°，D为AB边的中点。在A、B两点分别固定电荷量均为Q的正电荷，已知静电力常量为k，则C点的电场强度大小为________。C点的电势________（填“高于”“低于”或“等于”）D点的电势。 4、 解答题 知识点六：电场中的功与能关系 14．电场中某区域的电场线分布如图所示，A、B是电场中的两点。一个电荷量的点电荷，放在电场中的A点时所受电场力为。 (1)求A点电场强度的大小EA； (2)如果将点电荷q从电场中的A点移到B点，电场力做功WAB=4.0×10-7J，求A、B两点间的电势差UAB。 知识点九：带电粒子在电场中的运动 15．如图为某电子发生装置，产生初速度为0的电子，经过加速电场的加速，然后进入偏转电场运动，最后打在荧光屏上。已知加速电场两板间电势差为，偏转电场两板间电势差为且上板带负电，板长为L，板间距为d，偏转电场与荧光屏的距离为l，电子的质量为m、电荷量为q，其重力不计。 (1)电子离开加速电场获得的速度； (2)电子离开偏转电场时的速度偏角的正切值； (3)电子打到荧光屏的位置与荧光屏中心的距离。 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 高中物理必修第三册第十章单元测试卷参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B A C D A C AB AB BD 1．A 【详解】电场强度、电势都是通过比值定义法定义的物理量，反映电场本身的性质，大小由电场本身决定，与试探电荷无关 而静电力、静电力做功，大小都与试探电荷的电荷量正比，与试探电荷有关。 故选A。 2．B 【详解】A．电场强度的定义式为，在同一位置，电场力随试探电荷的电荷量成正比，电场强度由电场本身决定，与无关，故A错误； B．真空中点电荷周围距离其处的电场强度由点电荷场强决定式确定，保持不变时，与成正比，故B正确； C．电势的定义式为，同一位置的电势能随试探电荷的电荷量变化，电势由电场和位置决定，与电势能无关，故C错误； D．电势差的定义式为，在点和点间，静电力做功随试探电荷的电荷量成正比，电势差由电场和两点位置决定，与无关，故D错误。 故选B。 3．A 【详解】A．电场力做功等于电势能的减少量，即 电场力做正功5J，电势能减少5J，因此B点电势能比A点小5J，故A正确； B．重力做功等于重力势能的减少量，即 克服重力做功2J说明重力做功为，重力势能增加2J，因此B点重力势能比A点大2J，故B错误； C．根据动能定理，合外力总功等于动能变化，总功 因此A、B两点动能相等，故C错误； D．除重力外其他力的总功等于机械能变化，电场力和空气阻力总功 说明机械能增加2J，B点机械能比A点大2J，故D错误。 故选A。 4．C 【详解】A．虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV，动能减小了6eV，电势能增加了6eV，因此a、b、c、d、f相邻两个等势面间的电势差为2V，因平面b上的电势为2V，由于电子的电势能增加，等势面电势由a到f是降低的，因此平面c上的电势为零，故A正确，不符合题意； 根据上述分析可知，匀强电场的电场强度大小为，故B正确，不符合题意； C．根据上述分析可知，d点的电势为，因此电子在d点具有的电势能为，故C错误，符合题意； D．由上分析可知，当电子由a向f方向运动，则电子到达平面f的动能为2eV，由于题目中没有说明电子如何运动，因此也可能电子在匀强电场中做抛体运动，则可能不会到达平面f，故D正确，不符合题意。 故选C。 5．D 【详解】在匀强电场中，沿相同方向间距相等的两点间电势差相等。已知φB＝1V，φC＝4V 由于P、Q将BC边三等分，则P点电势 解得φP＝3V Q点电势 解得φQ＝2V 将电子从A点移到M点与从M点移到P点电场力做功相同，即WAM＝WMP 根据W＝qU 可得UAM＝UMP 即φA﹣φM＝φM﹣φP 又因M、N将AC边三等分，有 联立并代入φC＝4V,φP＝3V 解得φA＝1V，φM＝2V，φN＝3V AB．由上述分析可知，N点电势与P点电势均为3V，即N点电势等于P点电势；M点电势为2V，故AB错误； C．电子从A到M电场力做功WAM＝﹣e（φA﹣φM）＝﹣e×（1V﹣2V） 解得WAM＝1eV，故C错误； D．因为φA＝φB＝1V 故AB连线为等势线，匀强电场的电场线方向垂直于等势面，即垂直于AB连线。C点到AB的距离为正三角形的高d＝Lsin60° 即 匀强电场的电场强度大小，故D正确。 故选D。 6．A 【详解】B．当用手指触压屏幕时，极板间距离减小，根据电容决定式，可知电容器的电容增大。根据可知电容器电荷量增加，处于充电状态，故B错误； A．电流表G中有从到的电流，同时电流要从电源正极流出，可知直流电源的端为电源负极。故A正确； C．电容器两板间电压不变，距离d减小，根据，可知板间电场强度增大。B板和P点间的距离不变，根据 可知B板和P点间的电势差增大，故C错误； D．电容器始终与直流电源相连，两板间的电压保持不变，故D错误。 故选A。 7．C 【详解】A．平板电容器两极板间的电场强度竖直向下，由受力平衡得电场力方向与重力方向相反为竖直向上，则油滴带负电，故A错误； B．由于电源内阻不计，所以电阻两端的电压为 则上极板所带的电荷量为，故B错误； C．若将下极板上移，则板间距离减小，根据可知，场强增大，上极板到P点间的电势差增大，则P到下极板间的电势差减小，P点的电势降低，故C正确； D．若将上极板左移，两极板间的电压保持不变，根据可知，电场强度不变，则油滴保持静止，故D错误。 故选C。 8．AB 【详解】A．平行板的上极板是导体，静电平衡状态下整个导体是等势体，极板内部包括上下表面的电势相等，电子从C移到D时电场力做功为0，故A正确； B．沿电场线方向电势逐渐降低，说明电势，故B正确； C．电场线的切线方向为电场强度方向，电子仅受电场力时，加速度沿电场线的反方向；但带电粒子的运动轨迹只有在电场线为直线、且初速度与电场线共线时才会和电场线重合。C点所在处电场线为曲线，电子从C点释放后，运动轨迹不会沿弯曲的电场线移动到A点，故C错误； D．电场线的疏密程度代表电场强度大小，图中B点的电场线比E点更密集，因此B点电场强度大于E点电场强度，故D错误。 故选AB 。 9．AB 【详解】A．开关接时，电容器进入充电过程，电容器带电量逐渐增加，由 可知电容器两端电压逐渐增大；充电完成后，电容器电压稳定等于电源电动势，因此电压表示数先增大，最终稳定在某一数值，故A正确； B．充电初始时刻，电容器不带电、两端电压为0，电路电流最大，电流表指针迅速偏到最大值；随着充电进行，电容器电压逐渐升高，充电电流逐渐减小；充电完成后，直流电路中电容器相当于开路，电流减小为0，电流表指针最终指在0刻度处，故B正确； C．开关接充电后，电容器上极板带正电、下极板带负电；接放电时，只是电容器的电荷量减少，极性不变，仍然是上正下负，因此电压表两端的电压极性不变，不会出现负示数，故C错误； D．充电过程的电流最大值出现在初始时刻，初始时刻电容器电压为0，由闭合电路欧姆定律得最大电流 知大小只和电源电动势、回路总电阻有关，和电容器电容无关；电容大小只影响充电时间，不影响电流最大值，故D错误。 故选AB。 10．BD 【详解】AB．根据平行板电容器所带电荷量与两极板间的电势差关系 可知图像的斜率表示电容器的电容，由图像可得 故A错误，B正确； CD．根据可知，若甲、乙两板正对面积和板间绝缘介质均相同，由于，可得电容器两板的间距 同理，若甲、乙两板的间距和板间绝缘介质均相同，则两板的正对面积较大 故C错误，D正确。 故选BD。 【点睛】 11．(1) A A A (2) A A A 【详解】（1）[1]因正电荷发出的电场线是从正电荷出发，到无穷远（负电荷）终止，同时顺着电场线的方向电势越来越低，故A，B，C三点中，A点电势最高 [2]由 故正电荷在电势较高的A点电势能较大 [3]带负电的点电荷在电势最高的A点电势能最小 （2）[1]若Q为负电荷电场线是从无穷远发出，到负电荷终止，顺着电场线的方向电势越来越低，故A点电势较低 [2]带正电的点电荷在电势较低的A点时电势能较小 [3]带负电的点电荷放在电势较低的A点时，电势能较大 12．(1)小于 (2)减小 【详解】（1）点火时，被吸向放电电极的带电尘埃受到引力作用，电场力做正功，电势能减小，B点的电势能小于A点。 （2）设锅受到弹力与重力方向夹角为，根据平衡 锅的尺寸增大，夹角变小，根据牛顿第三定律可知，每个支架受到的压力减小。 13． 低于 【详解】[1]在直角三角形中，由、可得， 点的正电荷在点产生的场强方向由指向，大小为 点的正电荷在点产生的场强方向由指向，大小为 由于，所以。根据平行四边形定则，点的合场强大小为 代入得 [2]点的电势等于两个正电荷在该点产生的电势之和，因此 由于为斜边的中点，且，所以 点的电势为 因为 所以 14．(1)2500V/m (2)-5V 【详解】（1）A点电场强度的大小为 代入数据得 （2）根据 代入数据可得 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）电子在加速电场中运动，初速度为0，由动能定理 整理得离开加速电场的速度 （2）电子在偏转电场中做类平抛运动： 水平方向匀速运动 得运动时间 竖直方向匀加速运动：电场强度 加速度 离开时竖直分速度 速度偏角正切值满足 联立得 （3）根据类平抛运动的推论：电子离开偏转电场时，速度的反向延长线一定经过偏转电场水平位移的中点。 结合几何关系，偏移量满足 代入得 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 $