專題18靜電場能量-【好題匯編】三年（2022-2024）高考物理真題分類匯編（全國）（原卷版）

專題18靜電場能量考點三年考情（2022-2024）命題趨勢考點1靜電場能量（5年5考）2024年高考廣東卷：污水中的污泥絮體處理；2024高考甘肅卷：某帶電體產(chǎn)生電場的等勢面分布圖分析；2024年高考湖南卷：真空中電荷量為和的兩個點電荷沿x軸方向電勢圖像；2023學(xué)業(yè)水平等級考試上海卷：給出空間內(nèi)電場的電勢在x軸上分布圖，選擇在該電場中一負(fù)電荷的電勢能隨x變化的圖像；2023高考選擇性考試遼寧卷：給出金屬四極桿帶電粒子質(zhì)量分析器的局部結(jié)構(gòu)示意圖，給出四極桿內(nèi)垂直于x軸的任意截面內(nèi)的等勢面分布圖，比較兩點的電勢和場強。1.靜電場的能量高考考查頻率較高的知識；考查的題型主要有：給出等勢線、電場線，比較電場中兩點電勢和試探電荷的電勢能；給出帶電粒子在電場中的運動軌跡，分析電場力做功和電勢能變化；給出勻強電場中一些點的電勢，計算電場強度和方向。給出電勢圖像或電場強度圖像、電荷電勢能圖像，判斷、比較相關(guān)物理量。2.電容電容器的考查主要集中在電容器的充放電、電容器電路動態(tài)變化，帶電粒子在帶電平行板之間的運動等?？键c2電容和電容器（5年3考）2024高考遼寧卷：給出某種不導(dǎo)電溶液的相對介電常數(shù)與濃度的關(guān)系曲線，判斷相關(guān)物理量；2023高考山東高中學(xué)業(yè)水平等級考試：電磁炮滅火消防車采用電磁彈射技術(shù)投射滅火彈；2023全國高考新課程卷：密立根油滴實驗?？键c01靜電場能量1.（2024年高考廣東卷）污水中的污泥絮體經(jīng)處理后帶負(fù)電，可利用電泳技術(shù)對其進行沉淀去污，基本原理如圖所示。涂有絕緣層的金屬圓盤和金屬棒分別接電源正、負(fù)極、金屬圓盤置于底部、金屬棒插入污水中，形成如圖所示的電場分布，其中實線為電場線，虛線為等勢面。M點和N點在同一電場線上，M點和P點在同一等勢面上。下列說法正確的有（）A.M點的電勢比N點的低B.N點的電場強度比P點的大C.污泥絮體從M點移到N點，電場力對其做正功D.污泥絮體在N點的電勢能比其在P點的大2.（2024高考甘肅卷）某帶電體產(chǎn)生電場的等勢面分布如圖中實線所示，虛線是一帶電粒子僅在此電場作用下的運動軌跡，M、N分別是運動軌跡與等勢面b、a的交點，下列說法正確的是（）A.粒子帶負(fù)電荷 B.M點的電場強度比N點的小C.粒子在運動軌跡上存在動能最小的點 D.粒子在M點的電勢能大于在N點的電勢能3.（2024高考廣西卷）如圖，將不計重力、電荷量為q帶負(fù)電的小圓環(huán)套在半徑為R的光滑絕緣半圓弧上，半圓弧直徑兩端的M點和N點分別固定電荷量為和的負(fù)點電荷。將小圓環(huán)從靠近N點處靜止釋放，小圓環(huán)先后經(jīng)過圖上點和點，己知則小圓環(huán)從點運動到點的過程中（）A.靜電力做正功 B.靜電力做負(fù)功C.靜電力先做正功再做負(fù)功 D.靜電力先做負(fù)功再做正功4.（2024高考江西卷）如圖所示，垂直于水平桌面固定一根輕質(zhì)絕緣細直桿，質(zhì)量均為m、帶同種電荷的絕緣小球甲和乙穿過直桿，兩小球均可視為點電荷，帶電荷量分別為q和Q。在圖示的坐標(biāo)系中，小球乙靜止在坐標(biāo)原點，初始時刻小球甲從處由靜止釋放，開始向下運動。甲和乙兩點電荷的電勢能（r為兩點電荷之間的距離，k為靜電力常量）。最大靜摩擦力等于滑動摩擦力f，重力加速度為g。關(guān)于小球甲，下列說法正確的是（）A.最低點的位置B.速率達到最大值時的位置C.最后停留位置x的區(qū)間是D.若在最低點能返回，則初始電勢能5.（2024高考北京卷）如圖所示，兩個等量異種點電荷分別位于M、N兩點，P、Q是MN連線上的兩點，且．下列說法正確的是（）A．P點電場強度比Q點電場強度大B．P點電勢與Q點電勢相等C．若兩點電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉淼?倍，P點電場強度大小也變?yōu)樵瓉淼?倍D．若兩點電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉淼?倍，P、Q兩點間電勢差不變6.（2024年高考湖南卷）真空中有電荷量為和的兩個點電荷，分別固定在x軸上和0處。設(shè)無限遠處電勢為0，x正半軸上各點電勢隨x變化的圖像正確的是（）A. B. C. D.7.（2023學(xué)業(yè)水平等級考試上海卷）空間內(nèi)有一電場，其電勢在x軸上分布如圖所示。在該電場中一負(fù)電荷的電勢能隨x變化的圖像可能正確的是8.（2023高考全國乙卷）在O點處固定一個正點電荷，P點在O點右上方。從P點由靜止釋放一個帶負(fù)電的小球，小球僅在重力和該點電荷電場力作用下在豎直面內(nèi)運動，其一段軌跡如圖所示。M、N是軌跡上的兩點，OP>OM，OM=ON，則小球（）A.在運動過程中，電勢能先增加后減少B.在P點的電勢能大于在N點的電勢能C.在M點的機械能等于在N點的機械能D.從M點運動到N點的過程中，電場力始終不做功9.（2023高考湖北卷）在正點電荷Q產(chǎn)生的電場中有M、N兩點，其電勢分別為、，電場強度大小分別為、。下列說法正確的是（）A.若，則M點到電荷Q的距離比N點的遠B.若，則M點到電荷Q距離比N點的近C.若把帶負(fù)電的試探電荷從M點移到N點，電場力做正功，則D.若把帶正電的試探電荷從M點移到N點，電場力做負(fù)功，則10.（2023高考山東高中學(xué)業(yè)水平等級考試）如圖所示，正六棱柱上下底面的中心為O和，A、D兩點分別固定等量異號的點電荷，下列說法正確的是（）A.點與點的電場強度大小相等B.點與點的電場強度方向相同C.點與點的電勢差小于點與點的電勢差D.將試探電荷由F點沿直線移動到O點，其電勢能先增大后減小11.（2023高考選擇性考試遼寧卷）圖（a）為金屬四極桿帶電粒子質(zhì)量分析器的局部結(jié)構(gòu)示意圖，圖（b）為四極桿內(nèi)垂直于x軸的任意截面內(nèi)的等勢面分布圖，相鄰兩等勢面間電勢差相等，則（）A.P點電勢比M點的低B.P點電場強度大小比M點的大C.M點電場強度方向沿z軸正方向D.沿x軸運動的帶電粒子，電勢能不變6.（2023高考海南卷）如圖所示，正三角形三個頂點固定三個等量電荷，其中帶正電，帶負(fù)電，為邊的四等分點，下列說法正確的是（）A.、兩點電場強度相同 B.、兩點電勢相同C.負(fù)電荷在點電勢能比在點時要小 D.負(fù)電荷在點電勢能比在點時要大7.（2022新高考福建卷）平時我們所處的地球表面，實際上存在場強大小為的電場，可將其視為勻強電場，在地面立一金屬桿后空間中的等勢面如圖所示?？臻g中存在a、b、c三點，其中a點位于金屬桿正上方，b、c等高。則下列說法正確的是（）A.b、c兩點的電勢差 B.a點場強大小大于C.a點場強方向水平向右 D.a點的電勢低于c點8.（2023高考福建卷）“場離子顯微鏡”的金屬鎢針尖處于球形真空玻璃泡的球心O，玻璃泡內(nèi)壁有一層均勻?qū)щ娔ぃ涸阪u針和導(dǎo)電膜間加上高電壓后，玻璃泡上半部分的電場可視為位于O點處點電荷形成的電場，如圖所示。a、b、c、d、O為同一平面上的5個點，abc是一段以O(shè)為圓心的圓弧，d為ob的中點。a、d兩點場強大小分別為Ea、Ed，o、a、c、d四點電勢分別為φo、φa、φc、φd，則φa_________φd；φa_________φc，(φo－φa)_________2(φo－φd)。（填“大于”“等于”或“小于”）9.（2023高考河北卷）如圖，在軸上放置四個點電荷和位于點兩側(cè)，位于點兩側(cè)。點在軸上，且。取無窮遠處電勢為零，電荷位置與電荷量滿足一定關(guān)系，使得以點為球心、以為半徑的球面上各點的電勢均為零。下列說法正確的是（）A.兩點電場強度的方向一定沿軸正方向B.若在點放一正點電荷，則兩點的電勢一定升高C.試探電荷沿軸運動過程中，若靜電力始終不做功，則它受到的靜電力始終為零D.試探電荷沿軸運動過程中，若靜電力始終不做功，則點的電場強度一定為零10．（2023高考北京卷）如圖所示，兩個帶等量正電的點電荷位于M、N兩點上，E、F是連線中垂線上的兩點，O為的交點，．一帶負(fù)電的點電荷在E點由靜止釋放后（）A．做勻加速直線運動B．在O點所受靜電力最大C．由E到O的時間等于由O到F的時間D．由E到F的過程中電勢能先增大后減小考點02電容和電容器1.（2024高考遼寧卷）某種不導(dǎo)電溶液的相對介電常數(shù)與濃度的關(guān)系曲線如圖（a）所示，將平行板電容器的兩極板全部插入該溶液中，并與恒壓電源，電流表等構(gòu)成如圖（b）所示的電路，閉合開關(guān)S后，若降低溶液濃度，則（）A.電容器的電容減小 B.電容器所帶的電荷量增大C.電容器兩極板之間的電勢差增大 D.溶液濃度降低過程中電流方向為M→N2．（2023年6月高考浙江選考科目）AB、CD兩塊正對的平行金屬板與水平面成30°角固定，豎直截面如圖所示。兩板間距10cm，電荷量為、質(zhì)量為的小球用長為5cm的絕緣細線懸掛于A點。閉合開關(guān)S，小球靜止時，細線與AB板夾角為30°；剪斷細線，小球運動到CD板上的M點（未標(biāo)出），則（）A．MC距離為B．電勢能增加了C．電場強度大小為D．減小R的阻值，MC的距離將變大3.（2023高考山東高中學(xué)業(yè)水平等級考試）電磁炮滅火消防車（圖甲）采用電磁彈射技術(shù)投射滅火彈進入高層建筑快速滅火。電容器儲存的能量通過電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)化成滅火彈的動能，設(shè)置儲能電容器的工作電壓可獲得所需的滅火彈出膛速度。如圖乙所示，若電磁炮正對高樓，與高樓之間的水平距離，滅火彈出膛速度，方向與水平面夾角，不計炮口離地面高度及空氣阻力，取重力加速度大小，。（1）求滅火彈擊中高樓位置距地面的高度H；（2）已知電容器儲存的電能，轉(zhuǎn)化為滅火彈動能的效率，滅火彈的質(zhì)量為，電容，電容器工作電壓U應(yīng)設(shè)置為多少？4．（2023全國高考新課程卷）（14分）密立根油滴實驗的示意圖如圖所示。兩水平金屬平板上下放置，間距固定，可從上板中央的小孔向兩板間噴入