第十章 静电场中的能量 单元模拟练习卷 -新疆乌鲁木齐市乌鲁木齐县2026-2027学年高二上学期物理 （人教版必修第三册）

2026-2027学年度乌鲁木齐县高二物理单元模拟练习卷 考试范围：必修三第十章 本卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1. 答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2. 回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3. 考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第I卷（选择题） 一、单选题（共28分） 1．（本题4分）将的点电荷从电场中的a点移动到b点，电场力对该电荷做了的正功，则该电荷的电势能（　　） A．增加了 B．增加了 C．减少了 D．减少了 2．（本题4分）如图所示，原来不带电的金属导体，在其两端下面都悬挂着金属验电箔；现若使带负电的金属球A靠近导体的M端，可能看到的现象是（　　） A．只有M端验电箔张开，且M端带正电 B．只有N端验电箔张开，且N端带正电 C．两端的验电箔都张开，且N端带负电，M端带正电 D．若将左端接地，N端的验电箔仍将张开 3．（本题4分）实验表明，地球表面上方的电场强度不为零，且方向竖直向下，说明地球表面有净负电荷。设地球表面净负电荷均匀分布，且电荷量绝对值为Q，已知地球半径为R，静电力常量为k，选地面电势为零，则与学校高度为h的教学楼顶等高处的电势为（   ） A． B． C． D． 4．（本题4分）已知形状不规则的导体甲、乙带异种电荷，附近的电场如图所示。其中、、、是导体外表面的点，和是甲导体内部的点。则（　　） A．点的电势低于点的电势 B．点的电场强度大于点的电场强度 C．、两点间的电势差等于、两点间的电势差 D．由于漏电，甲乙两导体构成的电容器的电容逐渐减小 5．（本题4分）如图所示，在P点固定一个带电量为+Q的点电荷，P点下方有一足够大的金属板与水平面成一定倾角，金属板处于静电平衡状态，且上表面光滑。金属板上表面的A点与P点连线水平。一带电荷量为+q的绝缘小物块（可视为点电荷且q≪Q）从A点由静止释放，在物块下滑的过程中，下列说法错误的是（　　） A．物块的加速度恒定不变 B．物块的动能一直增大 C．物块的机械能保持不变 D．物块的电势能先增大后减小 6．（本题4分）如图所示，实线为电场线，虚线为带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则（　　） A．电场中a点的电场强度大于b点的电场强度 B．电场中a点的电势高于b点的电势 C．粒子在b点的电势能小于在c点的电势能 D．粒子在b点的速度小于在c点的速度 7．（本题4分）如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为、电荷量为的小球，系在一根长为的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕点做圆周运动。为圆周的水平直径，为竖直直径。已知重力加速度为，电场强度。下列说法正确的是（   ） A．若小球在竖直平面内绕点做圆周运动，则它运动的最小速度为 B．若小球在竖直平面内绕点做圆周运动，则小球在点动能最大 C．若将小球在点由静止开始释放，它将沿直线运动到点 D．若将小球在点以大小为的速度竖直向上抛出，它将能沿半圆到达点 二、多选题（共18分） 8．（本题6分）关于静电场，下列说法正确的是（　　） A．在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向 B．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加 C．电势等于零的物体一定不带电 D．将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零 9．（本题6分）如图所示的匀强电场E的区域内，由A、B、C、D、A＇、B＇、C＇、D＇作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面ABCD垂直．下列说法正确的是（ ） A．AD两点间电势差UAD与A A＇两点间电势差UAA＇相等 B．带正电的粒子从A点沿路径A→D→D＇移到D＇点，电场力做正功 C．带负电的粒子从A点沿路径A→D→D＇移到D＇点，电势能减小     D．带电的粒子从A点移到C＇点，沿对角线A C＇与沿路径A→B→B＇→C＇电场力做功相同 10．（本题6分）一空气平行板电容器，充电完成后，将两极板与电源断开．下列说法正确的是 A．若增大两板间的距离，则两极板间电场强度变大 B．若减小两板间的距离，则平行板电容器的电容变大 C．若减小两板间的正对面积，则极板的带电量减小 D．若将两极板间充入云母介质，则两极板间的电压减小 第II卷（非选择题） 三、实验题（共18分） 11．（本题6分）如图1所示是一种利用放电法测量电容器的电容C的实验电路。主要实验步骤如下： ①按照电路图连接电路，在断开的情况下闭合给电容器充电，等电压表指针稳定后记下电压表的读数； ②断开，闭合，让电容器通过滑动变阻器R放电，放电过程中，每隔1s记录下电流表的读数I； ③利用实验数据，作出图像如图2所示。 (1)调节滑动变阻器R的值可以改变电容器的放电时间，实验过程中若发现电容器放电时间较短，需要增加放电时间，应该把滑动变阻器R的触头______移动（填“向上”或“向下”）。 (2)图像与坐标轴围成的面积表示______，根据图像，电容器储存的电荷量______C（结果保留2位有效数字）。 (3)待测电容器电容______F（结果保留2位有效数字）。 12．（本题12分）物理学家密立根（美国）用如图实验装置在100多年前就测出元电荷数值，并证明任何物体所带电荷量是不连续的。 (1)某次实验观测到一油滴（质量为）在场强为的两平行金属板间静止，如图甲所示。则油滴带电量______（已知当地的重力加速度为）。 (2)密立根在研究大量油滴时发现它们所带电荷量竟然都是某最小电荷量的整数倍，他认为这最小电荷量应该是电子电荷量，并算出其数值是。下列说法中正确的是______。 A．某次实验中，测得某油滴带电量是 B．某次实验中，测得某油滴带电量是 C．若将电源断开，再将两金属板间距变小，则原来板间静止的油滴仍保持静止 D．若只将两金属板的间距变大，则原来板间处于静止状态的油滴将向上运动 四、解答题（共36分） 13．（本题10分）带电荷量为q＝＋5.0×10－8C的点电荷从A点移到B点时，克服静电力做功3.0×10－6J。已知B点的电势为φB＝20 V。求： （1）A、B间的电势差；     （2）A点的电势. 14．（本题12分）把一个带电荷量为的正点电荷从电场中的A点移到无限远处时，静电力做功；若把该电荷从电场中的B点移到无限远处时，静电力做功，取无限远处电势为零。 （1）点的电势__________ （2）求A、B两点的电势差_____ （3）若把电荷量为的负电荷由A点移到B点，静电力做的功为________ 15．（本题14分）如图所示，ACB是一条绝缘水平轨道。轨道CB长L=18m，且处在方向水平向右、大小E=1.0×106N/C的匀强电场中。一质量m=0.25kg、电荷量q=-2.0×10-6C的可视为质点的小物体，在距离C点L0=6.0m的A点处，在拉力F=4.0N的作用下由静止开始向右运动，当小物体到达电场中某点时撤去拉力，到达B点时速度恰好为零，已知小物体与轨道间的动摩擦因数μ=0.4，求： （1）小物体到达C点的速度大小； （2）小物体在电场中运动的时间。 第1页（共4页） ◎ 第2页（共4页） 第1页（共4页） ◎ 第2页（共4页） 学科网（北京）股份有限公司 《人教版2019必修三第十章静电场中的能量单元卷》参考答案 1．D 【详解】根据题意，由电场力做功与电势能的关系可得，该电荷的电势能减少了，故ABC错误D正确。 故选D。 2．C 【详解】由于金属球A带负电，根据静电反应可知，当金属球A靠近M端时，M端带正电，N端带负电，两边金属箔均根据同种电荷相互排斥二张开，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3．D 【分析】根据题中物理情景描述可知，本题考查电势，根据电势与电场强度的规律和等效方法，运用点电荷电场强度公式、电场强度与电势关系式等，进行分析推断。 【详解】地球表面净负电荷均匀分布，且电荷量绝对值为Q，可等效为球心带电量为Q，则地球表面处的场强为 由于R >> h，则在h高的楼顶与地面之间的电场可视为匀强电场，在h高的楼顶与地面之间的电势差为 因地面的电势为零，电场方向向下，则与学校高度为h的教学楼顶等高处的电势为。 故选D。 【点睛】此题关键是能用等效法把地球带的电量看作只集中在球心，从而建立点电荷的概念，注意地球表面的电场可看作匀强电场。 4．C 【详解】AC．导体甲是一个等势体，所以点的电势等于点的电势；导体乙是一个等势体，所以点的电势等于点的电势；则、两点间的电势差等于、两点间的电势差，故A错误，C正确； B．静电平衡的导体内部场强为0，则点的电场强度等于点的电场强度，均为0，故B错误； D．甲乙两导体构成的电容器的电容只有自身决定，与所带电荷量无关，所以漏电过程，甲乙两导体构成的电容器的电容不变，故D错误。 故选C。 5．D 【详解】A．金属板处于静电平衡状态则电场力始终垂直于金属板，金属板上表面光滑小物块所受摩擦力为零，则在物块下滑的过程中，合外力保持不变加速度不变，A正确，不符合题意； CD．物块下滑的过程中电场力始终垂直于金属板，则支持力和电场力不做功，电势能和机械能不变，C正确不符合题意，D错误符合题意； B．物块下滑的过程中合外力对物块做正功物块动能增加，B正确不符合题意； 故选D。 6．D 【详解】A．电场线越密，电场强度越大，b点处电场线较密，故电场中a点的电场强度小于b点的电场强度，故A错误； B．电场线的方向、带电粒子的电性不知，故无法判断电场中a、b点的电势高低，故B错误； CD．曲线运动的合外力指向轨迹的凹侧，可知带电粒子受到的电场力大致向右，粒子从b点到c点运动过程中，电场力与速度的夹角为锐角，电场力做正功，电势能减小，动能增大，故粒子在b点的电势能大于在c点的电势能，粒子在b点的速度小于在c点的速度，故C错误，D正确。 故选D。 7．C 【详解】A．小球受到的重力和电场力的合力F，即 可将F视为等效重力，当F恰好提供小球做圆周运动的向心力时，它运动有最小速度，则有 解得，故A错误； B．当小球在等效重力最低点时动能最大，由于重力与电场力等大，可知等效重力方向与竖直方向夹角为，故等效重力最低点在BC的中点，故B错误； C．由于AC连线与竖直方向夹角为，可知等效重力方向与AC共线且从A指向C，故若将小球在A点由静止开始释放，它将沿直线运动到C点，故C正确； D．若将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，由对称性可知小球再次回到AB水平面所用时间为 该段时间内小球水平位移 其中 联立解得，故小球刚好运动到B点，可绘制出运动图示如下 但它不是沿半圆ADB到达B点，故D错误。 故选C。 8．AB 【详解】A．在正电荷或负电荷产生的静电场中，沿场强方向电势降低最快，故A正确； B．负电荷沿电场线方向移动时，受力与位移方向相反，电场力做负功，电势能一定增加，故B正确； C．电势的零点是人为选取的，则电势等于零的物体也可以带电。故C错误。 D．场强为零的一点与场强为零的另一点之间的电势差不一定为零，所以由W=qU可知电场力做功不一定为零。故D错误。 故选AB。 9．BD 【详解】由题意，电场的方向与面ABCD垂直，所以面ABCD是等势面，A、D两点的电势差为0，又因A、A′两点沿电场线的方向有距离，顺着电场线方向电势降低，所以AA′两点间电势差UAA′不为0，A错误； 带正电的粒子从A点到D电场力不做功，而由D→D'电场力做正功，B正确；同理，带负电的粒子从A点沿路径A→D→D'移到D'点，电场力做负功，电势能增大，C错误；由电场力做功的特点：电场力做功与路径无关，只与初末位置的电势差有关，则知带电的粒子从A点移到C′点，沿对角线A C′与沿路径A→B→B′→C′电场力做功相同，D正确；故选BD． 【点睛】本题关键要掌握：1、只有电场力做功，电荷的电势能和动能之和保持不变．2、只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能三者之和保持不变．3、电场力做的正功，等于电势能的减少量；电场力做负功，等与电势能的增加量． 10．BD 【详解】（1）充电后再断开，则电容器的电荷量Q将保持不变，C错误； （2）根据，，，得电容器板间电场强度：．所以改变两极板间距离d时，板间电场强度不变，A错误； （3）由可知，当减小两板间距离，则平行板电容器得电容变大，B正确； （4）由可知，板间充入云母介质，增大，则电容C变大；又根据，Q不变，C变大，则U变小，D正确． 故本题选BD 11．(1)向上 (2) 电容器储存的电量 (3) 【详解】（1）滑动变阻器阻值越大，电路中电流越小，根据可知放电时间越长，应把滑动变阻器R的触头向上移动。 （2）[1]根据可知图像与坐标轴围成的面积表示电容器储存的电量； [2]题中图像面积有17个格子，每个格子面积为 电容器存储电量 （3）电容器电容 12．(1) (2)AC 【详解】（1）加电压U时，粒子平衡，电场强度向下，电场力向上，油滴受到的电场力等于它所受到的重力，则有 解得 （2）A．在某次实验中，测得油滴所带电荷量为 电子的个数个，故A正确； B．在某次实验中，测得油滴所带电荷量为 电子的个数个，不是整数，故B错误； CD．若将电源断开，再将两金属板间距变小，根据，， 解得 可知电场力不变，则原来静止的油滴仍保持静止，故C正确，D错误。 故选AC。 13．（1）UAB=-60V；（2）-40V 【详解】（1）从A到B静电力做的功为 A、B两点间的电势差 UAB＝＝ V＝－60VB点电势高于A点电势。 （2）根据 UAB＝φA－φB 得A点的电势为 φA＝UAB＋φB＝（－60 V）＋20 V＝－40V 14． 【详解】（1）[1]根据题意 得到 （2）[2]由上同理可得 故A、B间的电势差为 （3）[3]根据电场力做功与电势差关系公式 有 15．（1）12m/s；（2） 【详解】（1）以向右为正方向，由题意及牛顿定律可得，在AC阶段有 小物体的加速度 由速度公式可得 （2）小物体进入电场后，未撤去拉力F前有 A到B由动能定理 F（L0＋x）-μmg（L0＋L）-|qE|L=0 x=9m 解得 又有 撤去力F后小物体向右的运动可看作反向的初速度为0的匀加速运动，则有 得 由于|qE|>μmg，所以小物体不会静止在B点，则有 则运行总时间为 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 $