靜電場 -2021年高考物理二輪復(fù)習(xí)（原卷版）

專題7靜電場

3年高考真題TO

一、單選題

1.（2020?浙江高考真題）如圖所示，一質(zhì)量為〃八電荷量為4（q>0）的粒子以速度?從MN連線上

的P點水平向右射入大小為E、方向豎直向下的勻強電場中。己知MN與水平方向成45。角，粒子的重力

可以忽略，則粒子到達MN連線上的某點時（）

A/

“■奐入”

A.所用時間為隼B.速度大小為3%

qE

C.與P點的距離為竺竺iD.速度方向與豎直方向的夾角為30。

qE

2.（2020?浙江高考真題）如圖所示，在傾角為2的光滑絕緣斜面上固定一個擋板，在擋板上連接一根

勁度系數(shù)為樂的絕緣輕質(zhì)彈簧，彈簧另一端與A球連接。A、B,C三小球的質(zhì)量均為M,4A=%>°，

g=-<7。，當系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)時.，三小球等間距排列。已知靜電力常量為上則（）

Mesina

4B.彈簧伸長量為T——

A.q-~Qo

ck。

C.A球受到的庫侖力大小為2MgD.相鄰兩小球間距為%

3.（2019?浙江高考真題）質(zhì)子療法進行治療，該療法用一定能量的質(zhì)子束照射腫瘤殺死癌細胞.現(xiàn)用一

直線加速器來加速質(zhì)子，使其從靜止開始被加速到1.0x1（Tm/s.已知加速電場的場強為L3X1O5N/C,質(zhì)

子的質(zhì)量為1.67xl0-27kg,電荷量為1.6xlO'9C,則下列說法正確的是（）

A.加速過程中質(zhì)子電勢能增加B.質(zhì)子所受到的電場力約為2X1（F”N

C.質(zhì)子加速需要的時間約為8X10&D.加速器加速的直線長度約為4m

4.（2019?江蘇高考真題）一勻強電場的方向豎直向上，右0時刻，一帶電粒子以一定初速度水平射入該

電場，電場力對粒子做功的功率為P，不計粒子重力，則PY關(guān)系圖象是（）

5.（2019?北京高考真題）如圖所示，a、方兩點位于以負點電荷-Q（Q>0）為球心的球面上，c點在球面

外，則（）

A.a點場強的大小比〃點大B.〃點場強的大小比c點小

C.。點電勢比。點高D.，點電勢比c點低

二、多選題

6.（2020?海南高考真題）空間存在如圖所示的靜電場，a、b、c、d為電場中的四個點，則（)

A.。點的場強比b點的大B.“點的電勢比c點的低

C.質(zhì)子在d點的電勢能比在c點的小D.將電子從a點移動到匕點，電場力做正功

7.（2020?江蘇高考真題）如圖所示，絕緣輕桿的兩端固定帶有等量異號電荷的小球（不計重力）。開始

時，兩小球分別靜止在A、8位置?，F(xiàn)外加一勻強電場E,在靜電力作用下，小球繞輕桿中點。轉(zhuǎn)到水平

位置。取。點的電勢為0。下列說法正確的有（）

A.電場E中A點電勢低于5點B.轉(zhuǎn)動中兩小球的電勢能始終相等

C.該過程靜電力對兩小球均做負功D.該過程兩小球的總電勢能增加

8.（2020.全國高考真題）如圖，NM是銳角三角形PMN最大的內(nèi)角，電荷量為q（q>0）的點電荷固定

在P點。下列說法正確的是（）

A.沿MN邊，從M點到N點，電場強度的大小逐漸增大

B.沿MN邊，從M點到N點，電勢先增大后減小

C.正電荷在M點的電勢能比其在N點的電勢能大

D.將正電荷從M點移動到N點，電場力所做的總功為負

9.（2019?江蘇高考真題）如圖所示，ABC為等邊三角形，電荷量為+q的點電荷固定在A點.先將一電

荷量也為+4的點電荷勒從無窮遠處（電勢為0）移到C點，此過程中，電場力做功為-W.再將。從C

點沿CB移到8點并固定.最后將一電荷量為-2〃的點電荷從無窮遠處移到C點.下列說法正確的有

A.。移入之前，C點的電勢為一

q

B.。從C點移到B點的過程中，所受電場力做的功為0

C.。2從無窮遠處移到C點的過程中，所受電場力做的功為2W

D.在移到C點后的電勢能為-4W

10.（2018?海南高考真題）如圖，a、b、c、d為一邊長為/的正方形的頂點.電荷量均為g（g>0）的兩個

點電荷分別固定在。、c兩點，靜電力常量為"不計重力.下列說法正確的是（）

b

，'、、

,，、、

??、、

??、、

a<>c

A.匕點的電場強度大小為立夕_B.過從d點的直線位于同一等勢面上

I2

C.在兩點電荷產(chǎn)生的電場中，收中點的電勢最低D.在〃點從靜止釋放的電子，到達4點時速度為零

11.（2018?江蘇高考真題）如圖所示，電源E對電容器C充電，當C兩端電壓達到80V時，閃光燈瞬

間導(dǎo)通并發(fā)光，C放電.放電后，閃光燈斷開并熄滅，電源再次對C充電.這樣不斷地充電和放電，閃

光燈就周期性地發(fā)光.該電路（）

A.充電時，通過R的電流不變B.若R增大，則充電時間變長

C.若C增大，則閃光燈閃光一次通過的電荷量增大

D.若E減小為85V,閃光燈閃光一次通過的電荷量不變

三、解答題

12.（2020.天津高考真題）多反射飛行時間質(zhì)譜儀是一種測量離子質(zhì)量的新型實驗儀器，其基本原理如

圖所示，從離子源A處飄出的離子初速度不計，經(jīng)電壓為。的勻強電場加速后射入質(zhì)量分析器。質(zhì)量分

析器由兩個反射區(qū)和長為/的漂移管（無場區(qū)域）構(gòu)成，開始時反射區(qū)1、2均未加電場，當離子第一次

進入漂移管時，兩反射區(qū)開始加上電場強度大小相等、方向相反的勻強電場，其電場強度足夠大，使得

進入反射區(qū)的離子能夠反射回漂移管。離子在質(zhì)量分析器中經(jīng)多次往復(fù)即將進入反射區(qū)2時，撤去反射

區(qū)的電場，離子打在熒光屏8上被探測到，可測得離子從A到B的總飛行時間。設(shè)實驗所用離子的電荷

量均為g，不計離子重力。

（1）求質(zhì)量為機的離子第一次通過漂移管所用的時間1；

（2）反射區(qū)加上電場，電場強度大小為E,求離子能進入反射區(qū)的最大距離x；

（3）已知質(zhì)量為的離子總飛行時間為小，待測離子的總飛行時間為4,兩種離子在質(zhì)量分析器中反

射相同次數(shù)，求待測離子質(zhì)量叫。

13.（2020?全國高考真題）在一柱形區(qū)域內(nèi)有勻強電場，柱的橫截面積是以。為圓心，半徑為R的圓，

AB為圓的直徑，如圖所示。質(zhì)量為加，電荷量為qS>0）的帶電粒子在紙面內(nèi)自A點先后以不同的速度

進入電場，速度方向與電場的方向垂直。已知剛進入電場時速度為零的粒子，自圓周上的C點以速率vo

穿出電場，AC與A8的夾角Q60。。運動中粒子僅受電場力作用。

（1）求電場強度的大?。?/p>

（2）為使粒子穿過電場后的動能增量最大，該粒子進入電場時的速度應(yīng)為多大？

（3）為使粒子穿過電場前后動量變化量的大小為ww,該粒子進入電場時的速度應(yīng)為多大？

14.（2019?天津高考真題）2018年，人類歷史上第一架由離子引擎推動的飛機誕生，這種引擎不需要燃

料，也無污染物排放.引擎獲得推力的原理如圖所示，進入電離室的氣體被電離成正離子，而后飄入電

極A、B之間的勻強電場（初速度忽略不計），A、B間電壓為U,使正離子加速形成離子束，在加速

過程中引擎獲得恒定的推力.單位時間內(nèi)飄入的正離子數(shù)目為定值，離子質(zhì)量為加，電荷量為Ze,其中

Z是正整數(shù)，e是元電荷.

（1）若引擎獲得的推力為士，求單位時間內(nèi)飄入A、8間的正離子數(shù)目N為多少；

（2）加速正離子束所消耗的功率P不同時，引擎獲得的推力尸也不同，試推導(dǎo)￡的表達式;

P

（3）為提高能量的轉(zhuǎn)換效率，要使￡盡量大，請?zhí)岢鲈龃笸恋娜龡l建議.

PP

氣體

電離室A

15.（2019?全國高考真題）空間存在一方向豎直向下的勻強電場，。、戶是電場中的兩點.從O點沿水

平方向以不同速度先后發(fā)射兩個質(zhì)量均為根的小球4、B.A不帶電，B的電荷量為q（q>0）.4從。點

發(fā)射時的速度大小為助到達尸點所用時間為f;B從O點到達P點所用時間為:.重力加速度為g,求

（1）電場強度的大??；（2）8運動到P點時的動能.

16.（2018?浙江高考真題）小明受回旋加速器的啟發(fā)，設(shè)計了如圖1所示的“回旋變速裝置”.兩相距為

d的平行金屬柵極板M、N,板M位于x軸上，板N在它的正下方.兩板間加上如圖2所示的幅值為Uo

271m

的交變電壓，周期板M上方和板N下方有磁感應(yīng)強度大小均為8、方向相反的勻強磁

qB

場.粒子探測器位于），軸處，僅能探測到垂直射入的帶電粒子.有一沿x軸可移動、粒子出射初動能可調(diào)

節(jié)的粒子發(fā)射源，沿了軸正方向射出質(zhì)量為，小電荷量為q（q>0）的粒子./=0時刻，發(fā)射源在（x,0）

位置發(fā)射一帶電粒子.忽略粒子的重力和其它阻力，粒子在電場中運動的時間不計.

XXXXXXXXXX

UMN''

（1）若粒子只經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)并在）=），（）處被探測到，求發(fā)射源的位置和粒子的初動能；

（2）若粒子兩次進出電場區(qū)域后被探測到，求粒子發(fā)射源的位置x與被探測到的位置y之間的關(guān)系

17.（2018?北京高考真題）（1）靜電場可以用電場線和等勢面形象描述.

a.請根據(jù)電場強度的定義和庫侖定律推導(dǎo)出點電荷Q的場強表達式；

b.點電荷的電場線和等勢面分布如圖所示，等勢面&、52到點電荷的距離分別為％、廠2.我們知道，

電場線的疏密反映了空間區(qū)域電場強度的大小.請計算Si、S2上單位面積通過的電場線條數(shù)之比M/M.

（2）觀測宇宙中輻射電磁波的天體，距離越遠單位面積接收的電磁波功率越小，觀測越困難.為了收集

足夠強的來自天體的電磁波，增大望遠鏡口徑是提高天文觀測能力的一條重要路徑.2016年9月25日，

世界上最大的單口徑球面射電望遠鏡FAST在我國貴州落成啟用，被譽為“中國天眼”.FAST直徑為500

m,有效提高了人類觀測宇宙的精度和范圍.

a.設(shè)直徑為100m的望遠鏡能夠接收到的來自某天體的電磁波功率為Pi,計算FAST能夠接收到的來

自該天體的電磁波功率匕；

b.在宇宙大尺度上，天體的空間分布是均勻的，僅以輻射功率為P的同類天體為觀測對象，設(shè)直徑為

100m望遠鏡能夠觀測到的此類天體數(shù)目是No,計算FAST能夠觀測到的此類天體數(shù)目N.

18.（2018?浙江高考真題）如圖所示，AMB是一條長L=10m的絕緣水平軌道，固定在離水平地面高

h=1.25m處，A、B為端點，M為中點，軌道MB處在方向豎直向上，大小E=5X103N/C的勻強電場中，

一質(zhì)量m=0.1kg,電荷量q=+1.3xlO4C的可視為質(zhì)點的滑塊以初速度vo=6m/s在軌道上自A點開始向右

運動，經(jīng)M點進入電場，從B點離開電場，已知滑塊與軌道間動摩擦因數(shù)H=0.2,求滑塊

（1）到達M點時的速度大小（2）從M點運動到B點所用的時間（3）落地點距B點的水平距離

1年高考模擬精練

1.如圖所示，光滑絕緣桿彎成直角，直角處固定在水平地面上，質(zhì)量為加、帶電荷量+Q小圓環(huán)A穿在

右邊桿上，質(zhì)量為3,〃、帶電荷量+3Q小圓環(huán)B穿在左邊桿上，靜止時兩圓環(huán)的連線與地面平行，右邊

桿與水平面夾角為呢重力加速度為g。則（）

A.右邊桿對A環(huán)支持力大小為咫B.左邊桿對B環(huán)支持力大小為乎mg

C.A環(huán)對B環(huán)庫侖力大小為3,咫D.A環(huán)對B環(huán)庫侖力大小為石〃?g

2.三個帶電粒子從同一點0,以相同的初速度v射入一電場中，在某段時間內(nèi)的運動軌跡如圖虛線所示,

其中a粒子剛好做圓周運動。圖中實線為電場線，不計粒子重力，則下列有關(guān)粒子在該段時間內(nèi)的運動

以及相關(guān)說法正確的是（）

A.粒子。帶負電，c帶正電B.c粒子運動過程中電勢能增加

C.運動過程中，b、c兩粒子的速度均增大D.運動過程中，a粒子的加速度和動能均不變

3.如圖所示，虛線下方存在著方向水平向左、范圍足夠大的勻強電場，場強E=等，A8為絕緣

句

光滑且固定的四分之一圓弧軌道，軌道半徑為R,0為圓心，B位于。點正下方。一質(zhì)量為〃?、電荷量為

<7的帶正電小球，從A點由靜止釋放進入軌道。空氣阻力不計，下列說法正確的是（）

A.小球在運動過程中機械能守恒B.小球不能到達B點

C.小球沿軌道運動的過程中，對軌道的壓力一直增大D.小球沿軌道運動的過程中，動能的最大值為

1八

->ngR

4.如圖所示為某靜電紡紗工藝示意圖，虛線為電場線，。、人、。為電場中三點，。、c在中間水平虛

線上的等勢點到〃的距離相等，〃為中間水平虛線的中點，電場線關(guān)于水平虛線的垂直平分線對稱，一電

子從。點經(jīng)過人運動到。點，下列說法正確的是（）

電源

A.電子在三點的電勢能大小Epc>Epb>EpaB.三點的電場強度大小Ea>Eh>Ec

C.電場力對電子做的功叱,=此,D.電子可僅受電場力做題述運動

5.如圖，空間存在一方向水平向右的勻強電場，兩個可以視為質(zhì)點的帶電小球P和Q用相同的絕緣細繩

懸掛在水平天花板下，兩細繩都恰好與天花板垂直。N為PQ連線中點，M