第九、十章 电场单元测试-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

高二物理人教版必修三第九十章电场测试试题 本试卷满分100分，考试时间75分钟 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1、用等长的轻质细线把两个质量分别为2m和m的带电小球a、b悬挂起来，a球带电荷量为-3q,b球带电荷量为+q,整个装置处在水平向右的匀强电场中，最后达到平衡时的状态可能是 A B C D 2、半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置,圆心位于O点,环上均匀分布着电荷量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分,取走A、B处两段弧长均为Δl的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于OC延长线上距O点为2R的D点,O点的电场强度刚好为0。圆环上剩余电荷分布不变,q为(　　) A.正电荷,q= B.正电荷,q= C.负电荷,q= D.负电荷,q= 3、图示为某电场的一条电场线，P、Q是该电场线上的两点。下列说法正确的是 A． 若是点电荷产生的电场，该点电荷一定在Q点右侧 B． P点场强大于Q点场强 C． P点电势低于Q点电势 D． 同一负电荷在P点具有的电势能小于在Q点具有的电势能 4、如图所示，与纸面平行的匀强电场中有一矩形abcd，ad＝，ab＝。a、b、c三点处的电势分别为4V、6V、10V，则d点的电势和匀强电场的电场强度的大小为 A 、12V B 12V，2N/C C 8V D 8V，2N/C 5、静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷　　 A．在和处电势能相等 B．由运动到的过程中电势能减小 C．由运动到的过程中电场力先增大后减小 D．由运动到的过程中电场力先减小后增大 6、如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分别位于O、M、P点．由O点静止释放的电子恰好能运动到P点．现将C板向右平移到P′点，则由O点静止释放的电子 A 运动到P点返回 B 运动到P和P′点之间返回 C运动到P′点返回 D穿过P′点 7、如图所示，带电荷量之比为qA∶qB＝1∶3的带电粒子A、B以相等的速度v0从同一点出发，沿着跟电场强度垂直的方向射入平行板电容器中，分别打在C、D点，若OC＝CD，忽略粒子重力的影响，则 A. A和B在电场中的位移大小之比为1∶2 B. A和B在电场中运动的时间之比为1∶3 C. A和B运动的加速度大小之比为2∶1 D. A和B的质量之比为1∶12 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8、污水中的污泥絮体经处理后带负电，可利用电泳技术对其进行沉淀去污，基本原理如图所示。涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒分别接电源正、负极、金属圆盘置于底部、金属棒插入污水中，形成如图所示的电场分布，其中实线为电场线，虚线为等势面。M点和N点在同一电场线上，M点和P点在同一等势面上。下列说法正确的有（　　） A．M点的电势比N点的低 B．N点的电场强度比P点的大 C．污泥絮体从M点移到N点，电场力对其做正功 D．污泥絮体在N点的电势能比其在P点的大 9、如图a所示是用电泳技术分离蛋白质的装置，溶液中有上下正对放置的平行金属板电极，溶液中甲、乙两个蛋白质颗粒与上下极板恰好等距。甲蛋白质颗粒质量是乙的两倍，带电量与pH值的关系如图b所示。未接通极板电源时，甲、乙颗粒均悬浮。现调节溶液pH=3，接通电源，不计粘滞阻力和甲乙之间的作用力。对于两种蛋白质颗粒，正确的说法是（　　） A．乙比甲先到达极板 B．甲、乙的电势能均减小 C．甲、乙受到的电场力方向相同 D．增大pH值，甲受到的电场力变大 10、某电场沿x轴方向分布。x轴上各点电势随x坐标变化的关系如图所示，段为曲线，段为直线。一电子只在静电力作用下沿x轴正方向由O点运动至位置，则（　　） A．之间电场方向沿x轴负方向 B．电子在点处动能最大 C．电子在段加速度先变大后变小 D．处电子电势能最小，段电子的动能随x均匀增加 三、非选择题（本题共5小题，共54分．考生根据要求作答） 11、（8分）一长为l的绝缘细线，上端固定，下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球，处于如图所示水平向右的匀强电场中。先将小球拉至A点，使细线水平。然后由静止释放小球，当细线与水平方向夹角为60°时，小球在竖直平面内到达B点且速度恰好为零。已知重力加速度为g，试求A、B两点间的电势差及电场强度的大小E 12、（8分）长为L的平行金属板，两板间形成匀强电场，一个带电荷量为＋q，质量为m的带电粒子，以初速度v0紧贴上极板沿垂直于电场线方向射入匀强电场中，刚好从下极板边缘射出，且射出时速度方向恰好与下极板成30°角，如图所示，求匀强电场的场强大小和两极板间的距离． 13、（10分）如图是飞行时间质谱仪的工作原理简图。整个装置处于真空中，P处喷出微量气体，经激光照射产生不同价位的离子，自a板小孔由静止进入a、b板间的加速电场，从b板小孔射出，沿M、N板间的中线方向进入偏转电场控制区，到达极板右侧边线时可被探测器接收。已知a、b板间距为d，极板M、N的长度为L1，板间宽度为L2，a、b间的加速电压为U0，不计离子间的相互作用；某离子从a板小孔进入电场到被探测器接收到的整个飞行时间为t。 (1)求该离子的比荷； (2)若探测器在M板下方0.25L2处接收该离子，求极板M、N间的电压。 14、（12分）如图，在竖直平面内建立直角坐标系，第一象限内平行于轴的竖直分界线左、右两侧分别存在沿轴正方向和沿轴正方向的匀强电场，两电场的电场强度大小相等。一质量为、电荷量为可视为质点的小球从点沿虚线做匀速直线运动，速度大小为，虚线与轴正方向夹角为。小球经点进入右侧，一段时间后小球经过点，、两点连线平行于轴，重力加速度大小为，求： (1)电场强度的大小； (2)该小球从点进入右侧后，经多长时间运动至离、两点连线的最远处？ (3)、两点的电势差。 15、（16分）密立根通过观测油滴的运动规律证明了电荷的量子性，因此获得了1923年的诺贝尔奖。图是密立根油滴实验的原理示意图，两个水平放置、相距为d的足够大金属极板，上极板中央有一小孔。通过小孔喷入一些小油滴，由于碰撞或摩擦，部分油滴带上了电荷。有两个质量均为、位于同一竖直线上的球形小油滴A和B，在时间t内都匀速下落了距离。此时给两极板加上电压U（上极板接正极），A继续以原速度下落，B经过一段时间后向上匀速运动。B在匀速运动时间t内上升了距离，随后与A合并，形成一个球形新油滴，继续在两极板间运动直至匀速。已知球形油滴受到的空气阻力大小为，其中k为比例系数，m为油滴质量，v为油滴运动速率，不计空气浮力，重力加速度为g。求： （1）比例系数k； （2）油滴A、B的带电量和电性；B上升距离电势能的变化量； （3）新油滴匀速运动速度的大小和方向。 1、B 2、C 3、D 4、D 5、C 6、A 7、D 8、【答案】AC 【详解】AC．根据沿着电场线方向电势降低可知M点的电势比N点的低，污泥絮体带负电，根据可知污泥絮体在M点的电势能比在N点的电势能大，污泥絮体从M点移到N点，电势能减小，电场力对其做正功，故AC正确； B．根据电场线的疏密程度可知N点的电场强度比P点的小，故B错误； D． M点和P点在同一等势面上，则污泥絮体在M点的电势能与在P点的电势能相等，结合AC选项分析可知污泥絮体在P点的电势能比其在N点的大，故D错误。 故选AC。 9、【答案】AB 【详解】A．未接通极板电源时，甲乙颗粒均悬浮，重力等于浮力，调节溶液pH=3，从图中可知甲蛋白质颗粒带电量为-2q0，乙带电量为2q0，接通电源后电场强度一样，由牛顿第二定律可得 由于甲蛋白质颗粒质量是乙的两倍，故甲的加速度为乙的一半，二者到相应极板距离相同，则乙比甲先到达极板，故A正确； B．甲乙运动过程中电场力都做正功，电势能均减小，故B正确； C．甲乙带电性相反，受力方向相反，故C错误； D．由图可知，增大pH值，甲带的电荷量先减小后增大，故电场力也是先减小后增大，故D错误。 故选AB。 10．【答案】AB 【详解】A 选项：0-x1之间电场方向沿 x 轴负方向 0-x1之间，x增大，电势升高。 沿电场方向电势降低，电势升高说明电场方向沿 x 轴负方向 ✅。 B 选项：电子在x1点处动能最大 0-x1：电场沿-x方向；电子带负电，电场力F=-eE，所以电场力沿+x方向。电子向右运动，电场力做正功，动能增加。 X1往右：电势下降，电场沿+x方向；电子受到电场力沿-x方向，电场力做负功，动能减小。 所以x1处动能最大 ✅。 C 选项：电子在0-x2段加速度先变大后变小 图像斜率绝对值代表场强E。0- x2曲线斜率先减小后增大，场强E先变小后变大。 加速度 a=eE/m，加速度先变小后变大。 选项说 “先变大后变小” ❌。 D 选项：x1处电子电势能最小，x2-x4段电子的动能随x均匀增加 电子带负电，电势越高，电子电势能越小。x1电势最高，电子电势能最小； x2- x4是直线，斜率不变，匀强电场，电场力恒定；电场沿+x方向，电子受力沿-x方向。电子向右运动，电场力做负功，动能均匀减小，不是均匀增加 ❌。 结论 AB 正确 11、【答案】 【详解】由动能定理 A、B两点间的电势差 [3]电场强度的大小 12、【解析】　设场强为E，极板间距离为d，则 d＝at2＝()2 ① tan 30°＝＝＝· ② 由①②解得：E＝，d＝L. 【答案】　　L 13、【答案】(1) (2) 【详解】（1）带电粒子在平行板a、b间运动时，由动能定理可得 带电粒子在平行板a、b间的运动时间为 带电粒子在平行板M、N间的运动时间 带电粒子运动的总时间为 联立可得该离子比荷 （2）离子在M、N间做类平抛运动，其偏移量为 设M、N间的电压为U，则M、N间的电场强度为 由牛顿第二定律，有 联立可得 14、(1) (2) (3) 【详解】（1）小球在左侧做匀速直线运动，合力为零。对小球受力分析：重力竖直向下，电场力E沿轴正方向，由平衡条件得 解得 （2）AC平行于轴，离最远时，小球沿方向的速度减为0。小球在点的初速度分量， 进入右侧后，受力：方向合力,加速度 方向合力，加速度 当方向速度为0时离最远 代入​得 （3）C点与点在同一水平线上，即方向总位移为0，设总时间为​，由匀变速位移公式 解得 方向位移 联立解得 电势差 代入解得 15、【答案】（1）；（2）油滴A不带电，油滴B带负电，电荷量，电势能的变化量；（3）见解析 【详解】（1）未加电压时，油滴匀速时的速度大小 匀速时 又 联立可得 （2）加电压后，油滴A的速度不变，可知油滴A不带电，油滴B最后速度方向向上，可知油滴B所受电场力向上，极板间电场强度向下，可知油滴B带负电，油滴B向上匀速运动时，速度大小为 根据平衡条件可得 解得 根据 又 联立解得 （3）油滴B与油滴A合并后，新油滴的质量为，新油滴所受电场力 若，即 可知 新油滴速度方向向上，设向上为正方向，根据动量守恒定律 可得 新油滴向上加速，达到平衡时 解得速度大小为 速度方向向上； 若，即 可知 设向下为正方向，根据动量守恒定律 可知 新油滴向下加速，达到平衡时 解得速度大小为 速度方向向下。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $