第九章 静电场及其应用 单元提升卷-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

第九章 静电场及其应用 单元卷（提升卷） 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 三．填空题（共2题，共1 5 分） 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 $ 第九章 静电场及其应用 单元卷（提升卷） 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.如图所示，某同学在用毛皮摩擦过的 管靠近一细水流，发现细水流向靠近 管的方向偏转，下列说法正确的是( ) A. 摩擦可以创造更多电荷 B. 下雨天，实验效果会更明显 C. 管所带的电荷量一定是元电荷 的整数倍 D. 用丝绸摩擦过的玻璃棒代替本实验的 管，细水流会向远离玻璃棒的方向偏转 2.在如图所示的水平匀强电场中，将两个带电粒子M和N(可视为点电荷)移到同一水平线上的不同位置，释放后，M、N恰好保持静止，不计粒子的重力，忽略M、N对匀强电场的影响，则(　　) A．M带正电荷，N带负电荷 B．M、N所带电荷量大小一定相等 C．静止时，M受到的合力比N的大 D．将M、N分开一些，释放后M、N仍保持静止 3.有一接地的导体球壳，如图1所示，球心处放一点电荷q，达到静电平衡时，则(　　) A.q的电荷量变化时，球壳外电场随之改变 B.q在球壳外产生的电场强度为零 C.球壳内、外表面的电荷在壳外的合场强为零 D.q与球壳内表面的电荷在壳外的合场强为零 4.两个带电小球静止时细线与竖直方向的夹角分别为 、 ，两球在同一水平面上， 、 两小球的质量与电荷量分别为 、 ， 、 ，若 ，则( ) A. B. C. D. 受到的库仑力大于 受到的库仑力 5.如图，在电场强度大小为 、方向竖直向上的匀强电场中，一个质量为 、电荷量为 的带电小球处于静止状态，重力加速度为 ，则( ) A. 小球带负电， B. 小球带正电， C. 若减小 ，小球将竖直向上运动 D. 若增大 ，小球将竖直向下运动 6.如图所示，光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B，带电荷量分别为－4Q和＋Q，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电荷量和放置的位置是(　　) A.－Q，在A左侧距A为L处 B.－2Q，在A左侧距A为处 C.－4Q，在B右侧距B为L处 D.＋2Q，在A右侧距A为处 7.均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场．如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM＝ON＝2R，已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为(　　) A.－E B.＋E C.－E D.＋E 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.如图，P、Q是矩形ABCD的AD边和BC边的中点，E、F是AB边和CD边的中点，M、N是PQ连线上的两点且MP＝QN，M点和N点有等量异种点电荷．关于图中八个点的场强关系，下列说法正确的是(　　) A．A与B点场强不同，A与C点场强不同 B．A与D点场强不同，B与D点场强相同 C．B与C点场强不同，E与F点场强不同 D．C与D点场强不同，P与Q点场强相同 9.一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图中虚线所示．不计粒子所受重力，则(　　) A．粒子带正电荷 B．粒子加速度逐渐减小 C．粒子在A点的速度大于在B点的速度 D．粒子的初速度不为零 10.如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1 kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点，A上带有Q＝3.0×10－6 C的正电荷.两线夹角为120°，两线上的拉力大小分别为F1和F2.A的正下方0.3 m处放有一带等量异种电荷的小球B，B与绝缘支架的总质量为0.2 kg(重力加速度g＝10 m/s2；静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，A、B球可视为点电荷)，则(　　) A.支架对地面的压力大小为2.0 N B.两线上的拉力大小F1＝F2＝1.9 N C.将B水平右移，使M、A、B在同一直线上，此时两线上的拉力大小F1＝1.225 N，F2＝1.0 N D.将B移到无穷远处，两线上的拉力大小F1＝F2＝0.866 N 三、填空题（共计2题，第11题6分，第12题9分，共计15分） 11.如图所示，把两个完全相同、带同种电荷的小球挂在等长绝缘细线下端，观察细线相对竖直方向的偏离角度(角度越大，静电力越大)．增大两细线悬点之间的距离，观察细线偏离角度有什么变化． (1)增大两细线悬点之间的距离，细线偏离角度将 ． (2)同时增加两小球的电荷量时，细线偏离的角度将 ，由此可知，两小球所带电荷量越 ，两小球间作用力越大． 12.如图，带电荷量分别为qa、qb、qc的小球a、b、c(均可视为点电荷)，固定在等边三角形的三个顶点上，a球所受库仑力的合力F方向垂直于a、b的连线，则： (1)a、b间为________，a、c间为________.(均选填“引力”或“斥力”) (2)＝________. 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，竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个方向水平向右的匀强电场区域，电场强度E＝3×104 N/C.在两板间用绝缘细线悬挂一个质量m＝5×10－3 kg的带电小球，静止时小球偏离竖直方向的夹角θ＝60°(g取10 m/s2)．求： (1)小球的电性和电荷量； (2)悬线的拉力大小； (3)若小球静止时离右板d＝5×10－2 m，剪断细线后，小球经多少时间碰到右极板． 14.如图所示，光滑绝缘斜面 长 ，倾角 ，处于匀强电场中，电场方向平行于斜面向上。质量 、电荷量 的带电小球，恰能沿斜面匀速下滑 取 ， ， 。求： （1） 在图中画出小球所受力的示意图；（2） 小球所受电场力 的大小； （3） 电场强度 的大小。 15.如图所示，真空中两个相同的小球A、B带有等量同种电荷，质量均为0.1 g，分别用10 cm长的绝缘细线悬挂于绝缘天花板上的同一点，当平衡时B球偏离竖直方向60°，A球竖直悬挂且与绝缘墙壁接触(两带电小球均可视为点电荷)，取g＝10 m/s2，静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，求： (1)两个小球所带电荷量；(2)墙壁受到A球的压力；(3)连接A、B的细线的拉力的大小． 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第九章 静电场及其应用 单元卷（提升卷） 解析版 一、单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.如图所示，某同学在用毛皮摩擦过的 管靠近一细水流，发现细水流向靠近 管的方向偏转，下列说法正确的是( ) A. 摩擦可以创造更多电荷 B. 下雨天，实验效果会更明显 C. 管所带的电荷量一定是元电荷 的整数倍 D. 用丝绸摩擦过的玻璃棒代替本实验的 管，细水流会向远离玻璃棒的方向偏转 [解析]选 。摩擦只能转移电荷，不能够创造电荷， 错误；下雨天，潮湿的空气会将负电荷导走，实验效果会不明显， 错误；所有带电体所带电荷量一定为元电荷的整数倍， 正确；用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，毛皮摩擦过的 管带负电，虽然二者带电种类不同，但细水流依旧会向靠近玻璃棒方向偏转， 错误。 2.在如图所示的水平匀强电场中，将两个带电粒子M和N(可视为点电荷)移到同一水平线上的不同位置，释放后，M、N恰好保持静止，不计粒子的重力，忽略M、N对匀强电场的影响，则(　　) A．M带正电荷，N带负电荷 B．M、N所带电荷量大小一定相等 C．静止时，M受到的合力比N的大 D．将M、N分开一些，释放后M、N仍保持静止 答案　B 解析　由题意可知，M、N所受对方的库仑力与各自在匀强电场中所受电场力平衡，因此M带负电荷，N带正电荷，故A错误；根据前面分析可知，M、N所受匀强电场的电场力大小相等，所以M、N所带电荷量大小一定相等，故B正确；静止时M、N受到的合力均为零，故C错误；将M、N分开一些，M、N之间的库仑力大小变化，将不能与在匀强电场中所受电场力平衡，所以释放后M、N将不能保持静止，故D错误． 3.有一接地的导体球壳，如图1所示，球心处放一点电荷q，达到静电平衡时，则(　　) A.q的电荷量变化时，球壳外电场随之改变 B.q在球壳外产生的电场强度为零 C.球壳内、外表面的电荷在壳外的合场强为零 D.q与球壳内表面的电荷在壳外的合场强为零 答案　D 解析　当导体球壳接地时，壳内电荷在壳外表面所产生的感应电荷流入大地，这时壳内电荷与壳内表面的感应电荷在壳内壁以外(包含导体壳层)任一点的合场强为零.故选项D正确. 4.两个带电小球静止时细线与竖直方向的夹角分别为 、 ，两球在同一水平面上， 、 两小球的质量与电荷量分别为 、 ， 、 ，若 ，则( ) A. B. C. D. 受到的库仑力大于 受到的库仑力 [解析]选 。由牛顿第三定律知， 受到的库仑力等于 受到的库仑力，而库仑力为 ,可知无法确定 和 的大小，故 、 、 错误；对 受力分析知，小球受重力、绳的拉力和库仑力 ，三力处于平衡，则 ，同理对小球 受力分析知 ，又 ，可得 ，故 正确。 5.如图，在电场强度大小为 、方向竖直向上的匀强电场中，一个质量为 、电荷量为 的带电小球处于静止状态，重力加速度为 ，则( ) A. 小球带负电， B. 小球带正电， C. 若减小 ，小球将竖直向上运动 D. 若增大 ，小球将竖直向下运动 [解析]选 。小球处于静止状态，则小球受力平衡，受向上的电场力，可知小球带正电，则由 ，可得 ， 错误， 正确；若减小 ，则小球受的电场力减小，则小球将竖直向下运动， 错误；若增大 ，则小球受的电场力变大，则小球将竖直向上运动， 错误。 6.如图所示，光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B，带电荷量分别为－4Q和＋Q，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电荷量和放置的位置是(　　) A.－Q，在A左侧距A为L处 B.－2Q，在A左侧距A为处 C.－4Q，在B右侧距B为L处 D.＋2Q，在A右侧距A为处 答案　C 解析　A、B、C三个电荷要平衡，三个电荷必须共线且外侧两电荷相排斥，中间电荷吸引外侧两电荷，而且外侧电荷电量大，所以C必须带负电，放在B右侧， 对C：＝k，代入得：r＝L 对B：＝，代入得：qC＝4Q.选项C正确. 7.均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场．如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM＝ON＝2R，已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为(　　) A.－E B.＋E C.－E D.＋E 答案　C 解析　若将带电荷量为2q的完整球面放在O处，均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场． 则在M、N点所产生的电场强度为E0＝＝.由题知半球面在M点产生的场强为E，由对称性知N点的场强E′＝－E， 故选C. 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.如图，P、Q是矩形ABCD的AD边和BC边的中点，E、F是AB边和CD边的中点，M、N是PQ连线上的两点且MP＝QN，M点和N点有等量异种点电荷．关于图中八个点的场强关系，下列说法正确的是(　　) A．A与B点场强不同，A与C点场强不同 B．A与D点场强不同，B与D点场强相同 C．B与C点场强不同，E与F点场强不同 D．C与D点场强不同，P与Q点场强相同 答案　BD 解析　等量异种点电荷的电场线分布情况如图所示． 根据电场线的对称性可知，A、B、C、D四点的电场线的疏密程度相同，即电场强度大小相等，并且A与C点、B与D点场强方向相同，A与B点、A与D点场强方向不同，A错误，B正确；E与F点电场线的疏密程度相同，即场强大小相等，并且方向相同，C错误；P与Q点场强大小相等，方向相同，D正确． 9.一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图中虚线所示．不计粒子所受重力，则(　　) A．粒子带正电荷 B．粒子加速度逐渐减小 C．粒子在A点的速度大于在B点的速度 D．粒子的初速度不为零 答案　BCD 解析　带电粒子所受合外力(即静电力)指向轨迹凹侧，结合题图可知带电粒子所受静电力方向偏向左，故粒子带负电荷，A项错误；根据电场线疏密表示场强大小知EA>EB，由a＝知，B项正确；粒子从A到B受到的静电力为阻力，粒子速度减小，C项正确；由于电场线为直线，粒子轨迹为曲线，故粒子在A点速度不为零，D项正确． 10.如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1 kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点，A上带有Q＝3.0×10－6 C的正电荷.两线夹角为120°，两线上的拉力大小分别为F1和F2.A的正下方0.3 m处放有一带等量异种电荷的小球B，B与绝缘支架的总质量为0.2 kg(重力加速度g＝10 m/s2；静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，A、B球可视为点电荷)，则(　　) A.支架对地面的压力大小为2.0 N B.两线上的拉力大小F1＝F2＝1.9 N C.将B水平右移，使M、A、B在同一直线上，此时两线上的拉力大小F1＝1.225 N，F2＝1.0 N D.将B移到无穷远处，两线上的拉力大小F1＝F2＝0.866 N 答案　BC 解析　小球A、B间的库仑力为F库＝k＝9.0×109× N＝0.9 N，以B和绝缘支架整体为研究对象受力分析图如图甲所示， 地面对支架支持力大小为FN＝mg－F库＝1.1 N，由牛顿第三定律可得支架对地面的压力大小为1.1 N，A错误；以A球为研究对象，受力分析图如图乙所示，F1＝F2＝mAg＋F库＝1.9 N，B正确； B水平向右移，当M、A、B在同一直线上时，A、B间距为r′＝0.6 m，F库′＝k＝0.225 N，以A球为研究对象受力分析图如图丙所示，可知F2′＝1.0 N，F1′－F库′＝1.0 N，F1′＝1.225 N，C正确；将B移到无穷远，则F库″＝0，可求得F1″＝F2″＝1 N，D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.如图所示，把两个完全相同、带同种电荷的小球挂在等长绝缘细线下端，观察细线相对竖直方向的偏离角度(角度越大，静电力越大)．增大两细线悬点之间的距离，观察细线偏离角度有什么变化． (1)增大两细线悬点之间的距离，细线偏离角度将 ． (2)同时增加两小球的电荷量时，细线偏离的角度将 ，由此可知，两小球所带电荷量越 ，两小球间作用力越大． 答案 减小 增大 大 12.如图，带电荷量分别为qa、qb、qc的小球a、b、c(均可视为点电荷)，固定在等边三角形的三个顶点上，a球所受库仑力的合力F方向垂直于a、b的连线，则： (1)a、b间为________，a、c间为________.(均选填“引力”或“斥力”) (2)＝________. 答案　(1)引力　斥力　(2)2 解析　(1)设等边三角形的边长为r，由题意可知a球所受库仑力的合力F方向垂直于a、b的连线向下，故b对a为向右的引力，c对a为向左下的斥力. (2)由力的分解可知Faccos 60°＝Fab，故Fac＝2Fab，又Fac＝k，Fab＝k，联立可得qc＝2qb，即＝2. 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，竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个方向水平向右的匀强电场区域，电场强度E＝3×104 N/C.在两板间用绝缘细线悬挂一个质量m＝5×10－3 kg的带电小球，静止时小球偏离竖直方向的夹角θ＝60°(g取10 m/s2)．求： (1)小球的电性和电荷量； (2)悬线的拉力大小； (3)若小球静止时离右板d＝5×10－2 m，剪断细线后，小球经多少时间碰到右极板． 答案　(1)正电　×10－6 C　(2)0.1 N (3)0.1 s 解析　(1)小球所受静电力向右，故带正电，受力分析如图所示． 由平衡条件有 Eq＝mgtan 60° 解得q＝×10－6 C (2)由平衡条件得F＝ 解得F＝0.1 N (3)剪断细线后，小球在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，竖直方向做自由落体运动 在水平方向上有ax＝ d＝axt2 联立以上两式解得t＝0.1 s 14.如图所示，光滑绝缘斜面 长 ，倾角 ，处于匀强电场中，电场方向平行于斜面向上。质量 、电荷量 的带电小球，恰能沿斜面匀速下滑 取 ， ， 。求： （1） 在图中画出小球所受力的示意图； [答案]见解析图 [1]小球受竖直向下的重力 、垂直于斜面向上的弹力 、沿斜面向上的电场力 。 （2） 小球所受电场力 的大小； [答案] [解析]物体匀速运动 代入数据得 。 （3） 电场强度 的大小。 [答案] [解析]根据 代入数据得 。 15.如图所示，真空中两个相同的小球A、B带有等量同种电荷，质量均为0.1 g，分别用10 cm长的绝缘细线悬挂于绝缘天花板上的同一点，当平衡时B球偏离竖直方向60°，A球竖直悬挂且与绝缘墙壁接触(两带电小球均可视为点电荷)，取g＝10 m/s2，静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，求： (1)两个小球所带电荷量； (2)墙壁受到A球的压力； (3)连接A、B的细线的拉力的大小． 答案　(1)均为×10－7 C (2)×10－3 N，方向水平向左 (3)1.5×10－3 N　1×10－3 N 解析　(1)对B球受力分析如图甲所示．B球受力平衡，则拉力与库仑力的合力大小等于重力，方向与重力方向相反，由几何知识可知：F＝mg＝FTB.根据库仑定律：F＝k＝mg.代入数据，解得q＝×10－7 C (2)对A球受力分析如图乙所示： A球受力平衡，所以：FN＝Fsin 60°＝mgsin 60°＝×10－3 N．由牛顿第三定律可知，墙壁受到A球的压力大小为×10－3 N，方向水平向左． (3)A球受力平衡，则有：FTA＝mg＋Fcos 60°＝1.5×10－3 N，由(1)分析知FTB＝mg＝1×10－3 N. 1 学科网（北京）股份有限公司 $