第十章 静电场中的能量 单元卷（基础卷）-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

第十章 静电场中的能量 单元卷（基础卷） 答题卡 ( 条形码 粘贴 区 域 ) 学校： 试卷类型：A B 缺考标记(考生禁止填涂) 班级： ( ) 姓名： 考号： ( 注 意 事 项 1 、答题前，考生须准确填写自己 的 姓名、准考证号，并认真核准条形码上的姓名、 准考证号。 2 、 第一部分选择题必须使用2B铅笔填涂，第二部分非选择题必须用0.5毫米黑色 墨水签字笔书写，涂写要工整、清晰。 3、按照题号在对应的答题区域内作答，超出各题答题区域的答案无效，在草稿纸、 试卷上作答无效。 4、保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破。 填 涂 样 例 正确填涂 ■ ) ( 选择题 1 [A] [B] [C] [D] 6 [A] [B] [C] [D] 2 [A] [B] [C] [D] 7 [A] [B] [C] [D] 3 [A] [B] [C] [D] 8 [A] [B] [C] [D] 4 [A] [B] [C] [D] 9 [A] [B] [C] [D] 5 [A] [B] [C] [D] 10 [A] [B] [C] [D] 非选择题 11. 12. ) ( 请在各题目的答题区域内作答 ， 超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) ( 请在各题目的答题区域内作答 ， 超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) ( 13 （1 0 分） 14.（ 14 分） 15.（ 18 分） ) ( 请在各题目的答题区域内作答 ， 超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十章 静电场中的能量 单元卷（基础卷） 解析版 一、单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.某静电场的电场线分布如图所示，图中 、 两点的电场强度的大小分别为 和 ，电势分别为 和 ，则( ) A. ， B. ， C. ， D. ， [解析]选 。由题图知 点电场线密，电场强度大， ， 、 在同一条电场线上，沿电场线的方向电势降低， 。 2.如图所示，在匀强电场中有A、B两点，将一电荷量为q的正点电荷从A点移到B点，第一次沿直线AB移动该电荷，静电力做功为W1；第二次沿路径ACB移动该电荷，静电力做功为W2；第三次沿曲线ADB移动该电荷，静电力做功为W3，则(　　) A.W1＞W2＞W3 B.W1＜W2＜W3 C.W1＝W2＝W3 D.W1＝W2＞W3 答案　C 解析　假设A、B两点相距为l，直线AB与电场线的夹角为θ(θ＜90°)，根据功的定义可知，静电力做的功均为qElcos θ，故沿三种路径移动该电荷，静电力做功相等，选项C正确，A、B、D错误. 3.如图所示，在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b。不计空气阻力，则下列说法正确的是(　　) A.小球带负电 B.电场力跟重力平衡 C.小球在从a点运动到b点的过程中，电势能减小 D.小球在运动过程中机械能守恒 解析　由于小球在竖直平面内做匀速圆周运动，所以重力与电场力的合力为0，电场力方向竖直向上，小球带正电，A错误，B正确；从a→b，电场力做负功，电势能增大，C错误；由于小球运动过程中有电场力做功，小球机械能不守恒，D错误。 答案　B 4.如图所示，电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点。已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零，且PR＝2RQ。则(　　) A.q1＝2q2 B.q1＝4q2 C.q1＝－2q2 D.q1＝－4q2 解析　设RQ＝r，则PR＝2r，有k＝k，且R处两场强方向相反q1＝4q2。 答案　B 5.将两金属球P、Q固定，让球P带上正电后，形成稳定的电场如图所示，已知实线为电场线，虚线为等势面，其中A、B、C、D为静电场中的四点，则(　　) A.C、D两点的电场强度相同，电势相等 B.A、B两点的电势相同，电场强度不同 C.将电子从A点移至B点，电场力做负功 D.将电子从A点移至D点，电势能增大 解析　C、D两点在同一等势面上，电势相等，但场强方向不同，故电场强度不相同，则A项错误；A、B两点不在同一等势面上，电势不相同，场强方向相反，电场强度不同，故B项错误；由题图可知从A点移至B点电势降低，故将电子从A点移至B点，电场力做负功，则C项正确；A点、D点在同一等势面上，故将电子从A点移至D点，电场力不做功，电势能不变，故D项错误。 答案　C 6.某一电场的图像如图所示，沿轴正方向，电场强度为正，则一正点电荷从运动到，其电势能的变化是（ ）。 A. 一直增大 B. 先增大再减小 C. 先减小再增大 D. 先减小再增大最后减小 【答案】C 【解析】沿 轴正方向，电场强度为正，由图可得，从 到，电场强度先沿 轴正方向再沿 轴负方向;顺着电场线方向电势降低，则从 到，电势先降低后升高，所以正点电荷从 运动到，电势能先减小再增大，项正确。 7.如图，空间中存在平行于三角形 所在平面的匀强电场。已知 ， ， 。将一电荷量为 的电荷从 点移到 点，静电力做功为0。从 点移到 点，静电力做功为 ，则( ) A. 将该电荷从 点移到 点，其电势能减小 B. 点的电势高于 点的电势 C. 该匀强电场的场强大小为 ，方向垂直于 斜向下 D. 将该电荷从 点移到 点，静电力做功为 C [解析]将该电荷从 点移到 点，静电力做负功，其电势能增大，故 错误；匀强电场中，将一电荷从 点移到 点，静电力做功为0，则 是一条等势线， 点的电势等于 点的电势，故 错误；将一正电荷从 点移到 点，其电势能增大，则 ，且 是一条等势线，匀强电场的方向垂直于 斜向下，根据题意 ，匀强电场中 ，故 正确； 点和 点的电势相等，故将该电荷从 点移到 点，静电力做功也为 ，故 错误。 二、多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.中的电源断开，当把云母介质从电容器中快速抽出后，下列说法正确的是(　　) A.电容器的电容增大 B.极板间的电势差增大 C.极板上的电荷量变大 D.极板间电场强度变大 答案　BD 9.如图所示，这是一簇未标明方向、由单一点电荷产生的电场线，虚线是一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹， 、 是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，则根据此图可判断出该带电粒子( ) A. 电性与场源电荷的电性相同 B. 在 、 两点所受电场力大小 C. 在 、 两点的速度大小 D. 在 、 两点的动能 [解析]选 。根据带电粒子的运动轨迹可知，带电粒子所受电场力的方向跟电场线共线，指向曲线弯曲的内侧，由此可知，带电粒子与场源电荷电性相反， 错误； 点处电场线比 点处密，所以 点电场强度较大，带电粒子在 点所受电场力较大， 正确；假设带电粒子由 点运动到 点，所受电场力方向与速度方向之间的夹角大于 ，电场力做负功，带电粒子的动能减少，速度减小，即 , ,同理可分析带电粒子由 点运动到 点时也有 , ， 正确， 错误。 10.一个示波器工作的原理图如图所示，电子经过电压为的电场加速后垂直进入偏转电场，离开偏转电场时偏转位移为，两平行板间的距离为，电压为，板长为，每单位电压引起的偏移叫作示波管的灵敏度，为了提高示波管的灵敏度，下列方法可行的是（ ）。 A. 增大 B. 增大 C. 减小 D. 增大 【答案】BC 【解析】电子在加速电场中运动，根据动能定理有，电子在偏转电场中运动时有，解得，增大，灵敏度不变，项错误；增大 或者减小，灵敏度都增大，、两项正确；增大，灵敏度减小，项错误。 三、填空题（共计2题，第11题6分，第12题9分，共计15分） 11.电流传感器可以像电流表一样测量电流，不同的是反应比较灵敏，且可以和计算机相连，能画出电流随时间的变化图像.图甲是用电流传感器观察电容器充、放电过程的实验电路图，图中电源电压为6 V.(已知电流I＝) 先使开关S与1接通，待充电完成后，再把开关S与2接通，电容器通过电阻放电，电流传感器将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的I－t图像如图乙所示.已知图线与时间轴围成的面积表示电荷量，根据图像估算出电容器整个放电过程中释放的电荷量为 C，该电容器电容为 μF.(结果均保留三位有效数字) 答案　3.04×10－3　507 解析　根据横轴与纵轴的数据可知，一个格子的电荷量为8×10－5 C，由于大于半格算一个，小于半格舍去，因此I－t图线与时间轴围成的图形所包含的格子个数为38，所以电容器整个放电过程中释放的电荷量为Q＝8×10－5 C×38＝3.04×10－3 C.根据电容器的电容C＝可知，C＝ F≈5.07×10－4 F＝507 μF. 12.在“观察电容器的充、放电现象”实验中，利用常用器材设计电路如图甲所示。 （1） 将开关 接通1，电容器的 （选填“上”或“下”）极板带正电，再将 接通2，通过电流表的电流方向向 （选填“左”或“右”）。 （2） 若电源电压为 ，实验中所使用的电容器如图乙所示，充满电后电容器正极板所带电荷量为 C。 （3） 下列关于电容器充电时，电流 与时间 的关系或所带电荷量 与两极板间的电压 的关系正确的是 。 答案： （1）上 左 （2） [1]开关 接通1，电容器充电，根据电源的正负极可知与电源正极相连的电容器上极板带正电；开关 接通2，电容器放电，电流从电容器上极板流出，通过电流表的电流方向向左。 [2]充满电后电容器所带电荷量 。 [3]电容器充电过程中，电流逐渐减小，随着两极板电荷量增加，电流减小得越来越慢，电容器充电结束后，电流减为0， 正确， 错误；电容是电容器本身具有的属性，根据电容的定义式 可知，电荷量与电压成正比，所以图线应为过原点直线， 、 错误。 四、解答题（共计3题，第13题10分，第14题14分，第15题18分，共计42分） 13.如图所示，带有等量异种电荷、相距的平行板和之间有匀强电场，电场强度，方向向下。电场中点距板，点到板的距离为。已知电子带电荷量为。 （1）求、两点的电势差，并说明哪一点电势高。 （2）如果把板接地，是多少？ （3）把一个电子从点移动到点，求电场力做的功。 【答案】（1） ，点电势高于 点（2） （3） 【解析】 （1）、两点的距离，、两点电势差，点的电势高于 点的电势。 （2）在匀强电场中，根据公式，可得，其中 ，解得。 （3）电子从 点移到 点，电场力做的功。 14.如图所示，两平行金属板 、 间为一匀强电场， 、 相距 ， 、 为电场中的两点（其中 点在金属板上），且 ， 连线和电场强度方向成 角。已知电子从 点移到 点静电力做功为 ，电子电荷量 。 （1）求匀强电场的电场强度大小。（2）求 、 两板间的电势差。（3）若 板接地，则 点电势为多少？ 解析：[1] [解析]由题可知， 静电力做正功，根据静电力做功有 解得 。 [2] [解析]因电子从 到 静电力做正功，则知电子在电场中受到的静电力方向向上，电子带负电，则电场强度方向为 ，则 、 间电势差为 。 [3] [解析] 、 间电势差为 由 ， 板接地，则 可得 。 15.（2025·河南卷）流式细胞仪可对不同类型的细胞进行分类收集，其原理如图所示。仅含有一个细胞或细胞的小液滴从喷嘴喷出（另有一些液滴不含细胞），液滴质量均为。当液滴穿过激光束、充电环时被分类充电，使含、细胞的液滴分别带上正、负电荷，电荷量均为。随后，液滴以的速度竖直进入长度的电极板间，板间电场均匀、方向水平向右，电场强度大小。含细胞的液滴最终被分别收集在极板下方处的、收集管中。不计重力、空气阻力以及带电液滴间的作用。求： （1）含细胞的液滴离开电场时偏转的距离。 （2）、细胞收集管的间距。 【答案】（1） （2） 【解析】 （1）由题意可知，含 细胞的液滴在电场中做类平抛运动，垂直于电场方向有 设含 细胞的液滴离开电场时偏转的距离为，沿电场方向有 由牛顿第二定律有 解得。 （2）离开电场后液滴做匀速直线运动，则有 则含 细胞的液滴离开电场后，水平方向的位移大小 解得 由对称性可知，、细胞收集管的间距。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十章 静电场中的能量 单元卷（基础卷） 考试时间： 75分钟 试卷分值：100分 姓名： 班级： 考号： 题型 单项选择题(28分) 多项选择题(15分) 填空题 (15分) 解答题(42分) 合计 得分 一、单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.某静电场的电场线分布如图所示，图中 、 两点的电场强度的大小分别为 和 ，电势分别为 和 ，则( ) A. ， B. ， C. ， D. ， 2.如图所示，在匀强电场中有A、B两点，将一电荷量为q的正点电荷从A点移到B点，第一次沿直线AB移动该电荷，静电力做功为W1；第二次沿路径ACB移动该电荷，静电力做功为W2；第三次沿曲线ADB移动该电荷，静电力做功为W3，则(　　) A.W1＞W2＞W3 B.W1＜W2＜W3 C.W1＝W2＝W3 D.W1＝W2＞W3 3.如图所示，在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b。不计空气阻力，则下列说法正确的是(　　) A.小球带负电 B.电场力跟重力平衡 C.小球在从a点运动到b点的过程中，电势能减小 D.小球在运动过程中机械能守恒 4.如图所示，电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点。已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零，且PR＝2RQ。则(　　) A.q1＝2q2 B.q1＝4q2 C.q1＝－2q2 D.q1＝－4q2 5.将两金属球P、Q固定，让球P带上正电后，形成稳定的电场如图所示，已知实线为电场线，虚线为等势面，其中A、B、C、D为静电场中的四点，则(　　) A.C、D两点的电场强度相同，电势相等 B.A、B两点的电势相同，电场强度不同 C.将电子从A点移至B点，电场力做负功 D.将电子从A点移至D点，电势能增大 6.某一电场的图像如图所示，沿轴正方向，电场强度为正，则一正点电荷从运动到，其电势能的变化是（ ）。 A. 一直增大 B. 先增大再减小 C. 先减小再增大 D. 先减小再增大最后减小 7.如图，空间中存在平行于三角形 所在平面的匀强电场。已知 ， ， 。将一电荷量为 的电荷从 点移到 点，静电力做功为0。从 点移到 点，静电力做功为 ，则( ) A. 将该电荷从 点移到 点，其电势能减小 B. 点的电势高于 点的电势 C. 该匀强电场的场强大小为 ，方向垂直于 斜向下 D. 将该电荷从 点移到 点，静电力做功为 二、多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.中的电源断开，当把云母介质从电容器中快速抽出后，下列说法正确的是(　　) A.电容器的电容增大 B.极板间的电势差增大 C.极板上的电荷量变大 D.极板间电场强度变大 9.如图所示，这是一簇未标明方向、由单一点电荷产生的电场线，虚线是一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹， 、 是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，则根据此图可判断出该带电粒子( ) A. 电性与场源电荷的电性相同 B. 在 、 两点所受电场力大小 C. 在 、 两点的速度大小 D. 在 、 两点的动能 10.一个示波器工作的原理图如图所示，电子经过电压为的电场加速后垂直进入偏转电场，离开偏转电场时偏转位移为，两平行板间的距离为，电压为，板长为，每单位电压引起的偏移叫作示波管的灵敏度，为了提高示波管的灵敏度，下列方法可行的是（ ）。 A. 增大 B. 增大 C. 减小 D. 增大 三、填空题（共计2题，第11题6分，第12题9分，共计15分） 11.电流传感器可以像电流表一样测量电流，不同的是反应比较灵敏，且可以和计算机相连，能画出电流随时间的变化图像.图甲是用电流传感器观察电容器充、放电过程的实验电路图，图中电源电压为6 V.(已知电流I＝) 先使开关S与1接通，待充电完成后，再把开关S与2接通，电容器通过电阻放电，电流传感器将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的I－t图像如图乙所示.已知图线与时间轴围成的面积表示电荷量，根据图像估算出电容器整个放电过程中释放的电荷量为 C，该电容器电容为 μF.(结果均保留三位有效数字) 12.在“观察电容器的充、放电现象”实验中，利用常用器材设计电路如图甲所示。 （1） 将开关 接通1，电容器的 （选填“上”或“下”）极板带正电，再将 接通2，通过电流表的电流方向向 （选填“左”或“右”）。 （2） 若电源电压为 ，实验中所使用的电容器如图乙所示，充满电后电容器正极板所带电荷量为 C。 （3） 下列关于电容器充电时，电流 与时间 的关系或所带电荷量 与两极板间的电压 的关系正确的是 。 四、解答题（共计3题，第13题10分，第14题14分，第15题18分，共计42分） 13.如图所示，带有等量异种电荷、相距的平行板和之间有匀强电场，电场强度，方向向下。电场中点距板，点到板的距离为。已知电子带电荷量为。 （1）求、两点的电势差，并说明哪一点电势高。 （2）如果把板接地，是多少？ （3）把一个电子从点移动到点，求电场力做的功。 14.如图所示，两平行金属板 、 间为一匀强电场， 、 相距 ， 、 为电场中的两点（其中 点在金属板上），且 ， 连线和电场强度方向成 角。已知电子从 点移到 点静电力做功为 ，电子电荷量 。 （1）求匀强电场的电场强度大小。 （2）求 、 两板间的电势差。 （3）若 板接地，则 点电势为多少？ 15.（2025·河南卷）流式细胞仪可对不同类型的细胞进行分类收集，其原理如图所示。仅含有一个细胞或细胞的小液滴从喷嘴喷出（另有一些液滴不含细胞），液滴质量均为。当液滴穿过激光束、充电环时被分类充电，使含、细胞的液滴分别带上正、负电荷，电荷量均为。随后，液滴以的速度竖直进入长度的电极板间，板间电场均匀、方向水平向右，电场强度大小。含细胞的液滴最终被分别收集在极板下方处的、收集管中。不计重力、空气阻力以及带电液滴间的作用。求： （1）含细胞的液滴离开电场时偏转的距离。 （2）、细胞收集管的间距。 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $