課標專用5年高考3年模擬A版2024高考物理專題八電場試題

PAGEPAGE35專題八電場挖命題【考情探究】考點考向5年考情預(yù)料熱度考題示例學(xué)業(yè)水平關(guān)聯(lián)考點素養(yǎng)要素解法電場力的性質(zhì)庫侖定律的應(yīng)用2024課標Ⅰ,16,6分3力的合成相互作用觀念疊加法★★☆電場強度的計算2024課標Ⅲ,21,6分3電場力做功能量觀念等分法電場能的性質(zhì)電場強度、電勢、電勢差、電勢能的關(guān)系2024課標Ⅱ,21,6分3電場力做功能量觀念比例法★★★2024課標Ⅲ,15,6分4電場力做功能量觀念類比法2024課標Ⅱ,19,6分3能量觀念帶電粒子運動軌跡類問題的處理2024課標Ⅰ,20,6分3動能定理運動與相互作用觀念2024課標Ⅱ,15,6分3動能定理能量觀念2024天津理綜,3,6分3牛頓其次定律運動與相互作用觀念電場力的功2024課標Ⅰ,21,6分4能量觀念2024課標Ⅰ,15,6分4等勢面能量觀念電容器、帶電粒子在電場中的運動平行板電容器的動態(tài)分析2024天津理綜,4,6分3相互作用觀念★★★帶電粒子在電場中的運動2024課標Ⅲ,21,6分4動能定理運動與相互作用觀念2024課標Ⅱ,25,20分5動能定理科學(xué)推理2024課標Ⅰ,25,20分5牛頓運動定律科學(xué)推理2024課標Ⅱ,24,12分5動能定理能量觀念分析解讀本專題主要探討靜電場的基本性質(zhì)及帶電粒子在靜電場中的運動問題。場強和電勢是分別描述電場的力的性質(zhì)和能的性質(zhì)的兩個物理量。正確理解場強和電勢的物理意義,是駕馭好本專題學(xué)問的關(guān)鍵。電勢能、電場力做功、電勢能的變更等是電場能的性質(zhì)探討的延長,帶電粒子在電場中的運動問題則是電場上述兩性質(zhì)的綜合運用。在復(fù)習(xí)中應(yīng)重視對基本概念及規(guī)律的理解;注意學(xué)問的實際應(yīng)用,如帶電粒子在電場中的加速、偏轉(zhuǎn)以及電容器的有關(guān)學(xué)問在實際生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。加強本專題學(xué)問與其他物理學(xué)問的綜合應(yīng)用,如帶電粒子在復(fù)合場中的運動。駕馭處理較為困難的物理問題的方法,如類比、等效、建立模型等思維方法?！菊骖}典例】破考點【考點集訓(xùn)】考點一電場力的性質(zhì)1.(2024浙江理綜,19,6分)(多選)如圖所示,水平地面上固定一個光滑絕緣斜面,斜面與水平面的夾角為θ。一根輕質(zhì)絕緣細線的一端固定在斜面頂端,另一端系有一個帶電小球A,細線與斜面平行。小球A的質(zhì)量為m、電荷量為q。小球A的右側(cè)固定放置帶等量同種電荷的小球B,兩球心的高度相同、間距為d。靜電力常量為k,重力加速度為g,兩帶電小球可視為點電荷。小球A靜止在斜面上,則()A.小球A與B之間庫侖力的大小為kB.當qd=mgC.當qd=mgD.當qd=mg答案AC2.(2024內(nèi)蒙古包頭模擬,5)在點電荷-Q的電場中,一金屬圓盤處于靜電平衡狀態(tài),若圓盤平面與點電荷在同一平面內(nèi),則圓盤上感應(yīng)電荷在圓盤中A點所激發(fā)的附加場強E'的方向在下列選項中正確的是()答案A3.(2024山西太原三模)如圖所示,MN為很大的薄金屬板(可理解為無限大),金屬板接地。在金屬板的左側(cè)距離為2d的位置固定一電荷量為Q的正點電荷,由于靜電感應(yīng)產(chǎn)生了如圖所示的電場。過正點電荷Q所在的點作MN的垂線段,P為垂線段的中點,已知P點電場強度的大小為E0,則金屬板上感應(yīng)電荷在P點激發(fā)的電場強度E的大小為()A.E0-kQd2 B.kQd答案A4.(2025屆陜西渭南教學(xué)質(zhì)量檢測,6,4分)如圖所示,在x軸上放置兩正點電荷Q1、Q2,當空間存在沿y軸負向的勻強電場時,y軸上A點的電場強度等于零,已知勻強電場的電場強度大小為E,兩點電荷到A點的距離分別為r1、r2,則在y軸上與A點對稱的B點的電場強度大小為()A.0 B.E C.2E D.E+kQ1r答案C考點二電場能的性質(zhì)1.(2025屆福建泉州質(zhì)檢,8,4分)(多選)如圖所示,MN是邊長為L的等邊三角形abc的中位線,在M、N兩點分別固定著電荷量均為+Q的點電荷。下列說法正確的是()A.a點的電場強度大小為kQB.a點的電勢高于c點的電勢C.a、b兩點間的電勢差大于b、c兩點間的電勢差D.負點電荷從b點移到c點的過程中電勢能先增大后減小答案BC2.(2024東北三校聯(lián)考,8,4分)如圖所示,空間分布著豎直向上的勻強電場E,現(xiàn)在電場區(qū)域內(nèi)某點O處放置一負點電荷Q,并在以O(shè)點為球心的球面上選取a、b、c、d四點,其中a、c連線為球的水平大圓直徑,b、d連線與電場方向平行。不計空氣阻力,則下列說法中正確的是()A.b、d兩點的電場強度相同,電勢相同B.a、c兩點的電場強度不同,電勢不同C.若從a點拋出一帶正電小球,小球可能沿a、c所在圓周做勻速圓周運動D.若從a點拋出一帶負電小球,小球可能沿b、d所在圓周做勻速圓周運動答案C3.(2024廣東四校聯(lián)考)(多選)如圖所示,在兩等量異種點電荷連線上有c、O、f三點,虛線所在的曲線M、L、K分別表示過c、O、f三點的等勢面,一不計重力的帶負電粒子,從a點射入電場,只在電場力作用下沿abcde運動,其軌跡關(guān)于兩點電荷連線對稱,如圖中實線所示:a、b、c、d、e為軌跡與各等勢面的交點,則下列說法中正確的有()A.各等勢線的電勢大小關(guān)系為φK>φL>φMB.a點與b點的電場強度相同C.粒子在a點與e點的加速度大小相等D.粒子在c點的電勢能大于在e點的電勢能答案ACD4.(2024河北石家莊二中期中,14,4分)如圖甲所示,一絕緣的豎直圓環(huán)上勻稱分布著正電荷。一光滑細桿從圓心垂直圓環(huán)平面穿過圓環(huán),桿上套有帶正電的小球,現(xiàn)使小球從a點由靜止釋放,并起先計時,后經(jīng)過b、c兩點,運動過程中的v-t圖像如圖乙所示。下列說法正確的是()A.帶電圓環(huán)在圓心處產(chǎn)生的場強不為零B.a點場強大于b點場強C.電勢差Uab小于UbcD.小球由b到c的過程中平均速度小于0.55m/s答案C考點三電容器、帶電粒子在電場中的運動1.(2024課標Ⅱ,14,6分)如圖,兩平行的帶電金屬板水平放置。若在兩板中間a點從靜止釋放一帶電微粒,微粒恰好保持靜止狀態(tài)。現(xiàn)將兩板繞過a點的軸(垂直于紙面)逆時針旋轉(zhuǎn)45°,再由a點從靜止釋放一同樣的微粒,該微粒將()A.保持靜止狀態(tài)B.向左上方做勻加速運動C.向正下方做勻加速運動D.向左下方做勻加速運動答案D2.(2024河南開封模擬,2,4分)如圖所示,帶等量異種電荷的兩塊等大的平行金屬板M、N水平正對放置。兩板間有一帶電微粒以速度v0沿直線運動,當微粒運動到P點時,將M板快速向上平移一小段距離,則此后微粒的可能運動狀況是()A.沿軌跡①運動 B.沿軌跡②運動C.沿軌跡③運動 D.沿軌跡④運動答案C3.(2025屆河北保定第一次摸底,5,4分)如圖所示,一平行板電容器的兩極板與一電壓恒定的電源相連,極板水平放置,極板間距為d;在下極板上疊放一厚度為l的金屬板,其上部空間有一帶電粒子P靜止在電容器中。當把金屬板從電容器中快速抽出后,粒子P起先運動。重力加速度為g。粒子運動的加速度為()A.ldg B.d-ldg C.l答案A4.(2025屆河南信陽質(zhì)檢,12,10分)一水平放置的平行板電容器的兩極板間距為d,極板分別與電池兩極相連,上極板中心有一小孔(小孔對電場的影響可忽視不計)。小孔正上方d2處的P點有一帶電粒子,該粒子由靜止起先下落,經(jīng)過小孔進入電容器,并在下極板處(未與極板接觸)返回。若將下極板向上平移d2,求仍從P點由靜止答案345.(2024課標Ⅱ,24,12分)如圖,一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子在勻強電場中運動,A、B為其運動軌跡上的兩點。已知該粒子在A點的速度大小為v0,方向與電場方向的夾角為60°;它運動到B點時速度方向與電場方向的夾角為30°。不計重力。求A、B兩點間的電勢差。答案m【方法集訓(xùn)】方法1“等分法”確定勻強電場中電勢及場強1.(多選)如圖所示,已知某勻強電場方向平行于正六邊形ABCDEF所在平面。若規(guī)定D點電勢為零,則A、B、C處的電勢分別為8V、6V、2V。初動能為12eV、電荷量大小為2e(e為元電荷)的帶電粒子從A沿著AC方向射入電場,恰好經(jīng)過BC的中點G。不計粒子的重力,下列說法正確的是()A.該粒子肯定帶負電B.該粒子到達點G時的動能為20eVC.只變更粒子在A點初速度的方向,該粒子不行能經(jīng)過CD.若該粒子以不同速率從D點沿DF方向入射,該粒子可能垂直經(jīng)過CE答案AC2.(2024河南南陽聯(lián)考,6,4分)如圖所示,真空中有一勻強電場(圖中未畫出),電場方向與圓周在同一平面內(nèi),△ABC是圓的內(nèi)接直角三角形,∠BAC=63.5°,O為圓心,半徑R=5cm。位于A處的粒子源向平面內(nèi)各個方向放射初動能均為8eV、電荷量為+e的粒子,有些粒子會經(jīng)過圓周上不同的點,其中到達B點的粒子動能為12eV,到達C點的粒子電勢能為-4eV(取O點電勢為零)。忽視粒子的重力和粒子間的相互作用,sin53°=0.8。下列說法正確的是()A.圓周上A、C兩點的電勢差為16VB.圓周上B、C兩點的電勢差為-4VC.勻強電場的場強大小為100V/mD.當某個粒子經(jīng)過圓周上某一位置時,可以具有6eV的電勢能,且同時具有6eV的動能答案C3.(2025屆江西南昌調(diào)研,5,4分)如圖所示,在平面直角坐標系中,有方向平行于坐標平面的勻強電場,其中坐標原點O處的電勢為0V,點A處的電勢為6V,點B處的電勢為3V,則電場強度的大小為()A.200V/m B.2003V/mC.100V/m D.1003V/m答案A方法2對帶電粒子在勻強電場與重力場的復(fù)合場中運動的處理方法1.(2024課標Ⅰ,20,6分)(多選)如圖,一帶負電荷的油滴在勻強電場中運動,其軌跡在豎直面(紙面)內(nèi),且相對于過軌跡最低點P的豎直線對稱。忽視空氣阻力。由此可知()A.Q點的電勢比P點高B.油滴在Q點的動能比它在P點的大C.油滴在Q點的電勢能比它在P點的大D.油滴在Q點的加速度大小比它在P點的小答案AB2.(2025屆山西大同質(zhì)檢,9,4分)(多選)在空間中水平面MN的下方存在豎直向下的勻強電場,質(zhì)量為m的帶電小球由MN上方的A點以肯定初速度水平拋出,從B點進入電場,到達C點時速度方向恰好水平,A、B、C三點在同始終線上,且AB=2BC,如圖所示。由此可見()A.電場力為3mgB.小球帶正電C.小球從A到B與從B到C的運動時間相等D.小球從A到B與從B到C的速度變更量的大小相等答案AD3.(2024河南開封模擬,15,10分)如圖所示,現(xiàn)有一個帶正電小物塊,質(zhì)量m=20g,電荷量q=2×10-4C,與水平軌道之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,處在水平向左的勻強電場中,電場強度E=1×103V/m。在水平軌道的末端N處,連接一個光滑的半圓形軌道,半徑R=40cm,取g=10m/s2,求:(1)若小物塊恰好能運動到軌道的最高點,則小物塊在軌道最高點時速度的大小;(2)若小物塊恰好能運動到軌道的最高點,則小物塊應(yīng)當從距N點多遠處由靜止釋放?(3)若在(2)小題中原位置釋放小物塊,則在從釋放到最高點的過程中,小物塊在距水平軌道多高處動能最大?(結(jié)果可保留根號)答案(1)2m/s(2)1.25m(3)2-4.(2025屆湖南懷化階段檢測,14,12分)在電場方向水平向右的勻強電場中,一帶電小球從A點豎直向上拋出,其運動的軌跡如圖所示。小球運動的軌跡上A、B兩點在同一水平線上,M為軌跡的最高點。小球拋出時的動能為8.0J,在M點的動能為6.0J,不計空氣的阻力,求:(1)小球水平位移x1與x2的比值;(2)小球落到B點時的動能EkB;(3)小球從A點運動到B點的過程中最小動能Ekmin。答案(1)1∶3(2)32J(3)247方法3靜電場中涉及圖像問題的處理方法1.(2024課標Ⅰ,20,6分)(多選)在一靜止點電荷的電場中,任一點的電勢φ與該點到點電荷的距離r的關(guān)系如圖所示。電場中四個點a、b、c和d的電場強度大小分別為Ea、Eb、Ec和Ed。點a到點電荷的距離ra與點a的電勢φa已在圖中用坐標(ra,φa)標出,其余類推?，F(xiàn)將一帶正電的摸索電荷由a點依次經(jīng)b、c點移動到d點,在相鄰兩點間移動的過程中,電場力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd。下列選項正確的是()A.Ea∶Eb=4∶1 B.Ec∶Ed=2∶1C.Wab∶Wbc=3∶1 D.Wbc∶Wcd=1∶3答案AC2.(2024江蘇單科,8,4分)(多選)在x軸上有兩個點電荷q1、q2,其靜電場的電勢φ在x軸上分布如圖所示。下列說法正確的有()A.q1和q2帶有異種電荷B.x1處的電場強度為零C.負電荷從x1移到x2,電勢能減小D.負電荷從x1移到x2,受到的電場力增大答案AC3.(2024河北定州期中,1,4分)兩電荷量分別為q1和q2的點電荷放在x軸上的O、M兩點,兩電荷連線上各點電勢φ隨x變更的關(guān)系如圖所示,其中A、N兩點的電勢為零,ND段中C點電勢最高,則下列選項說法錯誤的是()A.q1為正電荷,q2為負電荷B.q1的電荷量大于q2的電荷量C.N、C間場強方向沿x軸正方向D.將一負點電荷從N點移到D點,電場力先做正功后做負功答案C4.(2024安徽皖南八校聯(lián)考,4,4分)(多選)某靜電場中,x軸上電場強度E隨x的變更關(guān)系如圖所示,設(shè)x軸正方向為電場強度的正方向。一帶電荷量大小為q的粒子從坐標原點O沿x軸正方向運動,結(jié)果粒子剛好能運動到x=3x0處,假設(shè)粒子僅受電場力作用,E0、x0已知,則()A.粒子肯定帶負電B.粒子的初動能大小為32qE0xC.粒子沿x軸正方向運動過程中電勢能先增大后減小D.粒子沿x軸正方向運動過程中最大動能為2qE0x0答案BD方法4用能量觀點處理帶電體在電場中運動的方法1.(2024河北石家莊二中期中,20,4分)(多選)如圖所示,豎直向上的勻強電場中,一豎直絕緣輕彈簧的下端固定在地面上,上端拴接一帶電小球,小球靜止時位于N點,彈簧恰好處于原長狀態(tài)。保持小球的帶電荷量不變,現(xiàn)將小球提高到M點由靜止釋放。則釋放后小球從M運動到N的過程中()A.小球的機械能與彈簧的彈性勢能之和保持不變B.小球重力勢能的削減量等于小球電勢能的增加量C.彈簧彈性勢能的削減量等于小球動能的增加量D.小球動能的增加量等于電場力和重力做功的代數(shù)和答案BC2.(2025屆江西高三模底,12,14分)如圖所示,在絕緣水平面上放有一帶正電的滑塊,質(zhì)量為m,帶電荷量為q,水平面上方虛線左側(cè)空間有水平向右的勻強電場,場強為E,qE>μmg,虛線右側(cè)的水平面光滑。一輕彈簧右端固定在墻上,處于原長時,左端恰好位于虛線位置,把滑塊放到虛線左側(cè)L處,并給滑塊一個向左的初速度v0,已知滑塊與左側(cè)絕緣水平面間的動摩擦因數(shù)為μ,求:(1)彈簧的最大彈性勢能;(2)滑塊在整個運動過程中產(chǎn)生的熱量。答案(1)(qE-μmg)L+(qE-μmg)3.(2025屆浙江臺州質(zhì)量評估,15,14分)如圖所示,一內(nèi)壁光滑的絕緣圓管AB固定在豎直平面內(nèi)。圓管的圓心為O,D點為圓管的最低點,A、B兩點在同一水平線上,AB=2L,圓管的半徑為r=2L(圓管的管徑忽視不計),過OD的虛線與過AB的虛線垂直相交于C點。在虛線AB的上方存在水平向右的、范圍足夠大的勻強電場;虛線AB的下方存在豎直向下的、范圍足夠大的勻強電場,電場強度大小等于mgq。圓心O正上方的P點有一質(zhì)量為m、電荷量為-q(q>0)的絕緣小物體(小物體可視為質(zhì)點),P、C間距為L?，F(xiàn)將該小物體無初速釋放,經(jīng)過一段時間,小物體剛好沿切線無碰撞地進入圓管內(nèi),并接著(1)虛線AB上方勻強電場的電場強度為多大?(2)小物體從管口B離開后,經(jīng)過一段時間的運動落到虛線AB上的N點(圖中未標出N點),則N點距離C點多遠?(3)小物體由P點運動到N點的總時間為多少?答案(1)mgq(2)7L(3)方法5帶電粒子在交變電場中運動的處理方法1.(2024東北三校聯(lián)考,9,6分)一勻強電場的電場強度E隨時間t變更的圖像如圖所示,在該勻強電場中,有一個帶電粒子于t=0時刻由靜止釋放,若帶電粒子只受電場力作用,則下列說法中正確的是()A.4s末帶電粒子回到動身點B.2.5~4s內(nèi),電場力所做的功等于零C.0.5~18s內(nèi),速度變更量大小為17.5m/sD.3~6s內(nèi),帶電粒子的位移大小為10.5m答案B2.(2025屆河南中原名校聯(lián)考,9,4分)(多選)如圖甲所示,A、B是一對平行金屬板。A板的電勢φA=0,B板的電勢φB隨時間的變更規(guī)律如圖乙所示,現(xiàn)有一電子從A板上的小孔進入兩板間的電場區(qū)內(nèi),電子的初速度和重力的影響均可忽視,則()A.若電子是在t=0時刻進入的,它可能不會到達B板B.若電子是在t=T2時刻進入的,它肯定C.若電子是在t=T8時刻進入的,它可能時而向B板運動,時而向A板運動,最終D.若電子是在t=3T8時刻進入的,它可能時而向B板運動,時而向A板運動,答案BC3.(2024河北五校聯(lián)考,12,14分)如圖甲所示,真空中豎直放置兩塊相距為d的平行金屬板P、Q,兩板間加上如圖乙所示最大值為U0的周期性變更的電壓,在緊靠P板處有粒子源A,自t=0起先連續(xù)釋放初速度不計的粒子,經(jīng)一段時間后粒子從Q板小孔O射出電場,已知粒子質(zhì)量為m,電荷量為+q,不計粒子重力及相互間的作用力,電場變更周期T=3d2m(1)t=0時刻釋放的粒子在P、Q間運動的時間;(2)粒子射出電場時的最大速率和最小速率。答案(1)d2(2)vmax=2qU0mvmin4.(2024江蘇蘇北四市聯(lián)考,22,16分)如圖甲所示,極板A、B間電壓為U0,極板C、D間距為d,熒光屏到C、D板右端的距離等于C、D板的板長。A板O處的放射源連續(xù)無初速地釋放質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子,經(jīng)電場加速后,沿極板C、D的中心線射向熒光屏(熒光屏足夠大且與中心線垂直),當C、D板間未加電壓時,粒子通過兩板間的時間為t0;當C、D板間加上圖乙所示電壓(圖中電壓U1已知)時,粒子均能從C、D兩板間飛出,不計粒子的重力及相互間的作用。求:(1)C、D板的長度L;(2)粒子從C、D板間飛出時垂直于極板方向偏移的最大距離;(3)粒子打在熒光屏上區(qū)域的長度。答案(1)t02qU0m過專題【五年高考】A組基礎(chǔ)題組1.(2024課標Ⅱ,19,6分)(多選)關(guān)于靜電場的電場強度和電勢,下列說法正確的是()A.電場強度的方向到處與等電勢面垂直B.電場強度為零的地方,電勢也為零C.隨著電場強度的大小漸漸減小,電勢也漸漸降低D.任一點的電場強度總是指向該點電勢著陸最快的方向答案AD2.(2024課標Ⅲ,15,6分)關(guān)于靜電場的等勢面,下列說法正確的是()A.兩個電勢不同的等勢面可能相交B.電場線與等勢面到處相互垂直C.同一等勢面上各點電場強度肯定相等D.將一負的摸索電荷從電勢較高的等勢面移至電勢較低的等勢面,電場力做正功答案B3.(2024課標Ⅰ,15,6分)如圖,直線a、b和c、d是處于勻強電場中的兩組平行線,M、N、P、Q是它們的交點,四點處的電勢分別為φM、φN、φP、φQ。一電子由M點分別運動到N點和P點的過程中,電場力所做的負功相等。則()A.直線a位于某一等勢面內(nèi),φM>φQB.直線c位于某一等勢面內(nèi),φM>φNC.若電子由M點運動到Q點,電場力做正功D.若電子由P點運動到Q點,電場力做負功答案B4.(2024課標Ⅲ,21,6分)(多選)如圖,一平行板電容器連接在直流電源上,電容器的極板水平;兩微粒a、b所帶電荷量大小相等、符號相反,使它們分別靜止于電容器的上、下極板旁邊,與極板距離相等。現(xiàn)同時釋放a、b,它們由靜止起先運動。在隨后的某時刻t,a、b經(jīng)過電容器兩極板間下半?yún)^(qū)域的同一水平面。a、b間的相互作用和重力可忽視。下列說法正確的是()A.a的質(zhì)量比b的大 B.在t時刻,a的動能比b的大C.在t時刻,a和b的電勢能相等 D.在t時刻,a和b的動量大小相等答案BD5.(2024山東理綜,18,6分)直角坐標系xOy中,M、N兩點位于x軸上,G、H兩點坐標如圖。M、N兩點各固定一負點電荷,一帶電荷量為Q的正點電荷置于O點時,G點處的電場強度恰好為零。靜電力常量用k表示。若將該正點電荷移到G點,則H點處場強的大小和方向分別為()A.3kQ4a2C.5kQ4a2答案B6.(2024天津理綜,7,6分)(多選)如圖所示,在點電荷Q產(chǎn)生的電場中,實線MN是一條方向未標出的電場線,虛線AB是一個電子只在靜電力作用下的運動軌跡。設(shè)電子在A、B兩點的加速度大小分別為aA、aB,電勢能分別為EpA、EpB。下列說法正確的是()A.電子肯定從A向B運動B.若aA>aB,則Q靠近M端且為正電荷C.無論Q為正電荷還是負電荷肯定有EpA<EpBD.B點電勢可能高于A點電勢答案BC7.(2024江蘇單科,5,3分)如圖所示,水平金屬板A、B分別與電源兩極相連,帶電油滴處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)將B板右端向下移動一小段距離,兩金屬板表面仍均為等勢面,則該油滴()A.仍舊保持靜止 B.豎直向下運動C.向左下方運動 D.向右下方運動答案D8.(2024安徽理綜,23,16分)在xOy平面內(nèi),有沿y軸負方向的勻強電場,場強大小為E(圖中未畫出),由A點斜射出一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子,B和C是粒子運動軌跡上的兩點,如圖所示,其中l(wèi)0為常數(shù)。粒子所受重力忽視不計。求:(1)粒子從A到C過程中電場力對它做的功;(2)粒子從A到C過程所經(jīng)驗的時間;(3)粒子經(jīng)過C點時的速率。答案(1)3qEl0(2)32mlB組提升題組1.(2024課標Ⅰ,21,6分)(多選)圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強電場內(nèi)間距相等的一組等勢面,已知平面b上的電勢為2V。一電子經(jīng)過a時的動能為10eV,從a到d的過程中克服電場力所做的功為6eV。下列說法正確的是()A.平面c上的電勢為零B.該電子可能到達不了平面fC.該電子經(jīng)過平面d時,其電勢能為4eVD.該電子經(jīng)過平面b時的速率是經(jīng)過d時的2倍答案AB2.(2024課標Ⅰ,14,6分)一平行板電容器兩極板之間充溢云母介質(zhì),接在恒壓直流電源上。若將云母介質(zhì)移出,則電容器()A.極板上的電荷量變大,極板間電場強度變大B.極板上的電荷量變小,極板間電場強度變大C.極板上的電荷量變大,極板間電場強度不變D.極板上的電荷量變小,極板間電場強度不變答案D3.(2024課標Ⅱ,15,6分)如圖,P是固定的點電荷,虛線是以P為圓心的兩個圓。帶電粒子Q在P的電場中運動,運動軌跡與兩圓在同一平面內(nèi),a、b、c為軌跡上的三個點。若Q僅受P的電場力作用,其在a、b、c點的加速度大小分別為aa、ab、ac,速度大小分別為va、vb、vc。則()A.aa>ab>ac,va>vc>vb B.aa>ab>ac,vb>vc>vaC.ab>ac>aa,vb>vc>va D.ab>ac>aa,va>vc>vb答案D4.(2024廣東理綜,20,6分)(多選)如圖所示,光滑絕緣的水平桌面上,固定著一個帶電荷量為+Q的小球P,帶電荷量分別為-q和+2q的小球M和N,由絕緣細桿相連,靜止在桌面上,P與M相距L,P、M和N視為點電荷,下列說法正確的是()A.M與N的距離大于LB.P、M和N在同始終線上C.在P產(chǎn)生的電場中,M、N處的電勢相同D.M、N及細桿組成的系統(tǒng)所受合外力為零答案BD5.(2024天津理綜,3,6分)如圖所示,實線表示某電場的電場線(方向未標出),虛線是一帶負電的粒子只在電場力作用下的運動軌跡,設(shè)M點和N點的電勢分別為φM、φN,粒子在M和N時加速度大小分別為aM、aN,速度大小分別為vM、vN,電勢能分別為EpM、EpN。下列推斷正確的是()A.vM<vN,aM<aN B.vM<vN,φM<φNC.φM<φN,EpM<EpN D.aM<aN,EpM<EpN答案D6.(2024北京理綜,19,6分)探討與平行板電容器電容有關(guān)因素的試驗裝置如圖所示。下列說法正確的是()A.試驗前,只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸,能使電容器帶電B.試驗中,只將電容器b板向上平移,靜電計指針的張角變小C.試驗中,只在極板間插入有機玻璃板,靜電計指針的張角變大D.試驗中,只增加極板帶電量,靜電計指針的張角變大,表明電容增大答案A7.(2024天津理綜,4,6分)如圖所示,平行板電容器帶有等量異種電荷,與靜電計相連,靜電計金屬外殼和電容器下極板都接地。在兩極板間有一固定在P點的點電荷,以E表示兩板間的電場強度,Ep表示點電荷在P點的電勢能,θ表示靜電計指針的偏角。若保持下極板不動,將上極板向下移動一小段距離至圖中虛線位置,則()A.θ增大,E增大 B.θ增大,Ep不變C.θ減小,Ep增大 D.θ減小,E不變答案D8.(2024課標Ⅱ,25,20分)如圖,兩水平面(虛線)之間的距離為H,其間的區(qū)域存在方向水平向右的勻強電場。自該區(qū)域上方的A點將質(zhì)量均為m、電荷量分別為q和-q(q>0)的帶電小球M、N先后以相同的初速度沿平行于電場的方向射出。小球在重力作用下進入電場區(qū)域,并從該區(qū)域的下邊界離開。已知N離開電場時的速度方向豎直向下;M在電場中做直線運動,剛離開電場時的動能為N剛離開電場時動能的1.5倍。不計空氣阻力,重力加速度大小為g。求(1)M與N在電場中沿水平方向的位移之比;(2)A點距電場上邊界的高度;(3)該電場的電場強度大小。答案(1)3∶1(2)13H(3)9.(2024課標Ⅰ,25,20分)真空中存在電場強度大小為E1的勻強電場,一帶電油滴在該電場中豎直向上做勻速直線運動,速度大小為v0。在油滴處于位置A時,將電場強度的大小突然增大到某值,但保持其方向不變。持續(xù)一段時間t1后,又突然將電場反向,但保持其大小不變;再持續(xù)同樣一段時間后,油滴運動到B點。重力加速度大小為g。(1)求油滴運動到B點時的速度。(2)求增大后的電場強度的大小;為保證后來的電場強度比原來的大,試給出相應(yīng)的t1和v0應(yīng)滿意的條件。已知不存在電場時,油滴以初速度v0做豎直上拋運動的最大高度恰好等于B、A兩點間距離的兩倍。答案(1)設(shè)油滴質(zhì)量和電荷量分別為m和q,油滴速度方向向上為正。油滴在電場強度大小為E1的勻強電場中做勻速直線運動,故電場力方向向上。在t=0時,電場強度突然從E1增加至E2時,油滴做豎直向上的勻加速運動,加速度方向向上,大小a1滿意qE2-mg=ma1①油滴在時刻t1的速度為v1=v0+a1t1②電場強度在時刻t1突然反向,油滴做勻變速運動,加速度方向向下,大小a2滿意qE2+mg=ma2③油滴在時刻t2=2t1的速度為v2=v1-a2t1④由①②③④式得v2=v0-2gt1⑤(2)由題意,在t=0時刻前有qE1=mg⑥油滴從t=0到時刻t1的位移為s1=v0t1+12a1t油滴在從時刻t1到時刻t2=2t1的時間間隔內(nèi)的位移為s2=v1t1-12a2t由題給條件有v0式中h是B、A兩點之間的距離。若B點在A點之上,依題意有s1+s2=h⑩由①②③⑥⑦⑧⑨⑩式得E2=2-2v為使E2>E1,應(yīng)有2-2v0gt即當0<t1<1-或t1>1+3才是可能的;條件式和式分別對應(yīng)于v2>0和v2<0兩種情形。若B點在A點之下,依題意有s1+s2=-h由①②③⑥⑦⑧⑨式得E2=2-2v為使E2>E1,應(yīng)有2-2v0gt即t1>52另一解為負,不合題意,已舍去。C組老師專用題組1.(2024浙江理綜,15,6分)如圖所示,兩個不帶電的導(dǎo)體A和B,用一對絕緣柱支持使它們彼此接觸。把一帶正電荷的物體C置于A旁邊,貼在A、B下部的金屬箔都張開,()A.此時A帶正電,B帶負電B.此時A電勢低,B電勢高C.移去C,貼在A、B下部的金屬箔都閉合D.先把A和B分開,然后移去C,貼在A、B下部的金屬箔都閉合答案C2.(2024安徽理綜,20,6分)已知勻稱帶電的無窮大平面在真空中激發(fā)電場的場強大小為σ2ε0A.Qε0S和Q2C.Q2ε0S和Q答案D3.(2024浙江理綜,14,6分)以下說法正確的是()A.在靜電場中,沿著電場線方向電勢漸漸降低B.外力對物體所做的功越多,對應(yīng)的功率越大C.電容器電容C與電容器所帶電荷量Q成正比D.在超重和失重現(xiàn)象中,地球?qū)ξ矬w的實際作用力發(fā)生了變更答案A4.(2024天津理綜,7,6分)(多選)如圖所示,氕核、氘核、氚核三種粒子從同一位置無初速地飄入電場線水平向右的加速電場E1,之后進入電場線豎直向下的勻強電場E2發(fā)生偏轉(zhuǎn),最終打在屏上。整個裝置處于真空中,不計粒子重力及其相互作用,那么()A.偏轉(zhuǎn)電場E2對三種粒子做功一樣多B.三種粒子打到屏上時的速度一樣大C.三種粒子運動到屏上所用時間相同D.三種粒子肯定打到屏上的同一位置答案AD5.(2024山東理綜,18,6分)如圖,場強大小為E、方向豎直向下的勻強電場中有一矩形區(qū)域abcd,水平邊ab長為s,豎直邊ad長為h。質(zhì)量均為m、帶電荷量分別為+q和-q的兩粒子,由a、c兩點先后沿ab和cd方向以速率v0進入矩形區(qū)(兩粒子不同時出現(xiàn)在電場中)。不計重力。若兩粒子軌跡恰好相切,則v0等于()A.s22qEmh B.s答案B6.(2024浙江理綜,16,6分)如圖所示為靜電力演示儀,兩金屬極板分別固定于絕緣支架上,且正對平行放置。工作時兩板分別接高壓直流電源的正負極,表面鍍鋁的乒乓球用絕緣細線懸掛在兩金屬極板中間,則()A.乒乓球的左側(cè)感應(yīng)出負電荷B.乒乓球受到擾動后,會被吸在左極板上C.乒乓球共受到電場力、重力和庫侖力三個力的作用D.用絕緣棒將乒乓球撥到與右極板接觸,放開后乒乓球會在兩極板間來回碰撞答案D7.(2024海南單科,7,5分)(多選)如圖,兩電荷量分別為Q(Q>0)和-Q的點電荷對稱地放置在x軸上原點O的兩側(cè),a點位于x軸上O點與點電荷Q之間,b點位于y軸O點上方。取無窮遠處的電勢為零。下列說法正確的是()A.b點電勢為零,電場強度也為零B.正的摸索電荷在a點的電勢能大于零,所受電場力方向向右C.將正的摸索電荷從O點移到a點,必需克服電場力做功D.將同一正的摸索電荷先后從O、b兩點移到a點,后者電勢能的變更較大答案BC8.(2013課標Ⅰ,15,6分)如圖,一半徑為R的圓盤上勻稱分布著電荷量為Q的電荷,在垂直于圓盤且過圓心c的軸線上有a、b、d三個點,a和b、b和c、c和d間的距離均為R,在a點處有一電荷量為q(q>0)的固定點電荷。已知b點處的場強為零,則d點處場強的大小為(k為靜電力常量)()A.k3qR2 B.k10q答案B9.(2013課標Ⅱ,18,6分)如圖,在光滑絕緣水平面上,三個帶電小球a、b和c分別位于邊長為l的正三角形的三個頂點上:a、b帶正電,電荷量均為q,c帶負電。整個系統(tǒng)置于方向水平的勻強電場中。已知靜電力常量為k。若三個小球均處于靜止狀態(tài),則勻強電場場強的大小為()A.3kq3C.3kql答案B10.(2024江蘇單科,3,3分)一金屬容器置于絕緣板上,帶電小球用絕緣細線懸掛于容器中,容器內(nèi)的電場線分布如圖所示。容器內(nèi)表面為等勢面,A、B為容器內(nèi)表面上的兩點,下列說法正確的是()A.A點的電場強度比B點的大B.小球表面的電勢比容器內(nèi)表面的低C.B點的電場強度方向與該處內(nèi)表面垂直D.將檢驗電荷從A點沿不同路徑移到B點,電場力所做的功不同答案C11.(2024江蘇單科,8,4分)(多選)兩個相同的負電荷和一個正電荷旁邊的電場線分布如圖所示。c是兩負電荷連線的中點,d點在正電荷的正上方,c、d到正電荷的距離相等,則()A.a點的電場強度比b點的大 B.a點的電勢比b點的高C.c點的電場強度比d點的大 D.c點的電勢比d點的低答案ACD12.(2024重慶理綜,3,6分)如圖所示為某示波管內(nèi)的聚焦電場,實線和虛線分別表示電場線和等勢線。兩電子分別從a、b兩點運動到c點,設(shè)電場力對兩電子做的功分別為Wa和Wb,a、b點的電場強度大小分別為Ea和Eb,則()A.Wa=Wb,Ea>Eb B.Wa≠Wb,Ea>EbC.Wa=Wb,Ea<Eb D.Wa≠Wb,Ea<Eb答案A13.(2024北京理綜,15,6分)如圖所示,實線表示某靜電場的電場線,虛線表示該電場的等勢面。下列推斷正確的是()A.1、2兩點的場強相等 B.1、3兩點的場強相等C.1、2兩點的電勢相等 D.2、3兩點的電勢相等答案D14.(2024山東理綜,19,6分)如圖,半徑為R的勻稱帶正電薄球殼,其上有一小孔A。已知殼內(nèi)的場強到處為零;殼外空間的電場,與將球殼上的全部電荷集中于球心O時在殼外產(chǎn)生的電場一樣。一帶正電的摸索電荷(不計重力)從球心以初動能Ek0沿OA方向射出。下列關(guān)于摸索電荷的動能Ek與離開球心的距離r的關(guān)系圖線,可能正確的是()答案A15.(2024大綱全國,15,6分)地球表面旁邊某區(qū)域存在大小為150N/C、方向豎直向下的電場。一質(zhì)量為1.00×10-4kg、帶電荷量為-1.00×10-7C的小球從靜止釋放,在電場區(qū)域內(nèi)下落10.0m。對此過程,該小球的電勢能和動能的變更量分別為(重力加速度大小取9.80m/s2,忽視空氣阻力)()A.-1.50×10-4J和9.95×10-3JB.1.50×10-4J和9.95×10-3JC.-1.50×10-4J和9.65×10-3JD.1.50×10-4J和9.65×10-3J答案D16.(2024四川理綜,6,6分)(多選)如圖所示,半圓槽光滑、絕緣、固定,圓心是O,最低點是P,直徑MN水平。a、b是兩個完全相同的帶正電小球(視為點電荷),b固定在M點,a從N點靜止釋放,沿半圓槽運動經(jīng)過P點到達某點Q(圖中未畫出)時速度為零。則小球a()A.從N到Q的過程中,重力與庫侖力的合力先增大后減小B.從N到P的過程中,速領(lǐng)先增大后減小C.從N到Q的過程中,電勢能始終增加D.從P到Q的過程中,動能削減量小于電勢能增加量答案BC17.(2024江蘇單科,7,4分)(多選)一帶正電的小球向右水平拋入范圍足夠大的勻強電場,電場方向水平向左。不計空氣阻力,則小球()A.做直線運動 B.做曲線運動C.速領(lǐng)先減小后增大 D.速領(lǐng)先增大后減小答案BC18.(2024海南單科,5,3分)如圖,一充電后的平行板電容器的兩極板相距l(xiāng)。在正極板旁邊有一質(zhì)量為M、電荷量為q(q>0)的粒子;在負極板旁邊有另一質(zhì)量為m、電荷量為-q的粒子。在電場力的作用下,兩粒子同時從靜止起先運動。已知兩粒子同時經(jīng)過一平行于正極板且與其相距25l的平面。若兩粒子間相互作用力可忽視A.3∶2 B.2∶1 C.5∶2 D.3∶1答案A19.(2024北京理綜,22,16分)如圖所示,長l=1m的輕質(zhì)細繩上端固定,下端連接一個可視為質(zhì)點的帶電小球,小球靜止在水平向右的勻強電場中,繩與豎直方向的夾角θ=37°。已知小球所帶電荷量q=1.0×10-6C,勻強電場的場強E=3.0×103N/C,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:(1)小球所受電場力F的大小。(2)小球的質(zhì)量m。(3)將電場撤去,小球回到最低點時速度v的大小。答案(1)3.0×10-3N(2)4.0×10-4kg(3)2.0m/s20.(2024北京理綜,23,18分)如圖所示,電子由靜止起先經(jīng)加速電場加速后,沿平行于板面的方向射入偏轉(zhuǎn)電場,并從另一側(cè)射出。已知電子質(zhì)量為m,電荷量為e,加速電場電壓為U0。偏轉(zhuǎn)電場可看作勻強電場,極板間電壓為U,極板長度為L,板間距為d。(1)忽視電子所受重力,求電子射入偏轉(zhuǎn)電場時的初速度v0和從電場射出時沿垂直板面方向的偏轉(zhuǎn)距離Δy。(2)分析物理量的數(shù)量級,是解決物理問題的常用方法。在解決(1)問時忽視了電子所受重力,請利用下列數(shù)據(jù)分析說明其緣由。已知U=2.0×102V,d=4.0×10-2m,m=9.1×10-31kg,e=1.6×10-19C,g=10m/s2。(3)極板間既有靜電場也有重力場。電勢反映了靜電場各點的能的性質(zhì),請寫出電勢φ的定義式。類比電勢的定義方法,在重力場中建立“重力勢”φG的概念,并簡要說明電勢和“重力勢”的共同特點。答案(1)2eU(2)考慮電子所受重力和電場力的數(shù)量級,有重力G=mg~10-29N電場力F=eUd~10-15由于F?G,因此不須要考慮電子所受重力。(3)電場中某點電勢φ定義為電荷在該點的電勢能Ep與其電荷量q的比值,即φ=E由于重力做功與路徑無關(guān),可以類比靜電場電勢的定義,將重力場中物體在某點的重力勢能EG與其質(zhì)量m的比值,叫做“重力勢”,即φG=EG電勢φ和重力勢φG都是反映場的能的性質(zhì)的物理量,僅由場自身的因素確定。21.[2024北京理綜,24(1)]靜電場可以用電場線和等勢面形象描述。a.請依據(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S1、S2到點電荷的距離分別為r1、r2。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S1、S2上單位面積通過的電場線條數(shù)之比N1/N2。答案a.在距Q為r的位置放一電荷量為q的檢驗電荷。依據(jù)庫侖定律檢驗電荷受到的電場力F=kQq依據(jù)電場強度的定義E=F得E=kQb.r【三年模擬】一、選擇題(每小題6分,共60分)1.(2025屆內(nèi)蒙古包頭質(zhì)量檢測,3)如圖所示,在光滑、絕緣的水平面上,沿始終線依次排列3個帶電小球A、B、C(可視為點電荷)。若它們恰能處于平衡狀態(tài),那么這3個小球所帶的電荷量及電性的關(guān)系,可能的狀況是()A.-9∶4∶-36 B.4∶9∶36C.-3∶2∶8 D.3∶-2∶6答案A2.(2024山西五市聯(lián)考)(多選)如圖所示,帶電粒子在勻強電場中以初速度v0沿曲線從M運動到N(不計粒子的重力),這時突然使電場方向反向而大小不變。在新的電場中,帶電粒子以后的運動狀況(圖中三條虛線在N點都與MN相切),下列說法正確的是()A.可能沿曲線①運動且電勢能減小B.可能沿曲線①運動且電勢能增大C.可能沿直線②運動且電勢能不變D.可能沿曲線③運動且電勢能增大答案AB3.(2024河北石家莊質(zhì)檢)(多選)如圖所示,正方形ABCD的四個頂點各固定一個點電荷,所帶電荷量分別為+q、-q、+q、-q,E、F、O分別為AB、BC及AC的中點。下列說法正確的是()A.E點電勢低于F點電勢B.F點電勢等于E點電勢C.E點電場強度與F點電場強度相同D.F點電場強度大于O點電場強度答案BD4.(2024河南六市一聯(lián),17)在真空中A、B兩點分別放有異種點電荷-Q和+2Q,以A、B連線中點O為圓心作一圓形路徑acbd,如圖所示,則下列說法正確的是()A.場強大小關(guān)系有Ea=Eb、Ec=EdB.電勢凹凸關(guān)系有φa>φb、φc>φdC.將一負點電荷沿圓弧由a運動到b的過程中電場力做正功D.將一正點電荷沿直線由c運動到d的過程中電勢能始終不變答案C5.(2024安徽A10聯(lián)盟聯(lián)考)如圖所示,水平面內(nèi)有一個勻強電場,在該平面內(nèi)有一個以O(shè)為圓心、R為半徑的圓,其中AB為圓的直徑,C、D為圓上兩點,且∠CAB=∠DAB=60°。一個帶電量為