专题11 静电场-【好题汇编】2024年高考物理三模试题分类汇编（江苏专用）

专题11 静电场 1、（2024·南京市盐城市高考三模）随着环保理念的深入，废弃塑料分选再循环利用可减少对资源的浪费。其中静电分选装置如图所示，两极板带上等量异种电荷仅在板间形成匀强电场，漏斗出口与极板上边缘等高，到极板间距相等，a、b两类塑料颗粒离开漏斗出口时分别带上正、负电荷，经过分选电场后a类颗粒汇集在收集板的右端，已知极板间距为d，板长为L，极板下边缘与收集板的距离为H，两种颗粒的荷质比均为k，重力加速度为g，颗粒进入电场时的初速度为零且可视为质点，不考虑颗粒间的相互作用和空气阻力，在颗粒离开电场区域时不接触极板但有最大偏转量，则（　　） A. 右极板带正电 B. 颗粒离开漏斗口在电场中做匀变速曲线运动 C. 两极板间的电压值为 D. 颗粒落到收集板时的速度大小为 2、（2024·南京市盐城市高考三模）如图所示，虚线a、b、c为电场中的三条等差等势线，实线为一带电的粒子仅在静电力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知（　　） A. 带电粒子在P点时的加速度小于在Q点时的加速度 B. P点的电势一定高于Q点的电势 C. 带电粒子在R点时的电势能大于Q点时的电势能 D. 带电粒子在P点时的动能大于在Q点时的动能 3、（2024·徐州市高考三模）如图所示，绝缘轻绳穿过有光滑孔的带电小球A，绳两点P、Q固定，整个空间存在匀强电场小球静止时，轻绳绷紧，AP水平、AQ竖直，下列说法中正确的是（　　） A. 匀强电场方向水平向右 B. 球受到的电场力与重力大小相等 C. P缓慢竖直向上移动少许，绳中张力增大 D. Q缓慢水平向右移动少许，球的重力势能增大 4、（2024·徐州市高考三模）如图所示，在示波管水平极板加电压、竖直极板加电压后，亮斑会偏离荧光屏中心位置。能使亮斑离荧光屏中心的竖直距离增大的是（　　） A. 增大 B. 减小 C. 增大 D. 减小 5、（2024·扬州市高考三模）通过手机内电容式加速度传感器可以实现运动步数的测量，传感器原理如图所示，电容器的M极板固定，与弹簧相连的N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。则当手机（　　） A. 匀速运动时，电流表示数为零，电容器M极板带负电 B. 由静止突然向前加速时，电容器的电容增大 C. 由静止突然向前加速时，流过电流表的电流由b向a D. 保持向前匀减速运动时，电流表示数变小 6、（2024·徐州市高考三模）某学习小组设计了改变电容器极板间电压的电路，电压表可视为理想电表，下列电路中，电容器极板间电压变化范围较大的是（　　） A. B. C. D. 7、（2024·扬州市高考三模）磷脂双分子层是构成细胞膜的基本支架，分子层之间具有弹性，可近似类比成劲度系数为的轻质弹簧。细胞膜上的离子泵可以输运阴阳离子，使其均匀地分布在分子层上，其结构示意如图所示。已知无限大均匀带电薄板周围的电场为匀强电场，静电力常量为k，介质的相对介电常数为，细胞膜的面积。当内外两膜层分别带有电荷量Q和-Q时，关于两分子膜层之间距离的变化情况，下列说法正确的是（　　） A. 分子层间的距离增加了 B. 分子层间的距离减小了 C. 分子层间的距离增加了 D. 分子层间的距离减小了 8、（2024·苏州市高考三模）如图所示，8个完全相同的均匀带电绝缘立方体叠成一个大立方体，取无穷远处电势为零，该立方体中心O电势为，上表面中心P电势为现撤去下层一个小立方体，则P点电势为 A. B. C. D. 9、（2024·南通市高考三模）如图1所示，某示波器在、不加偏转电压时光斑位于屏幕中心，现给其加如图2所示的偏转电压，则看到光屏上的图形是(    ) A. B. C. D. 10、（2024·宜兴中学高考三模）某家用空气净化器的内部结构原理如图所示，图中充电极接电源正极，尘埃采集球接地。当空气中的尘埃进入装置前，通过滤网后带正电，此后会吸附在尘埃采集球上。内部形成的电场如图所示，、两点在同一等势面上，尘埃的重力忽略不计。下列说法正确的是(    ) A. 尘埃在电场中电势的大小关系为 B. 尘埃在电场中加速度的大小关系为 C. 尘埃从点移动到点的过程中，电势能一定始终不变 D. 尘埃从点移动到点的过程中，电场力始终做负功 11、（2024·镇江市高考三模）如图所示，正四面体的四个顶点ABCD分别固定一个点电荷，A点电荷量为，其余点电荷为，E、F、H点分别为AB、AD和BC的中点，下列说法正确的是 A. E点场强大于F点的场强 B. E点场强小于H点的场强 C. 正四面体中心的电势低于F点电势 D. 将正电荷沿直线从H点移到F点，电势能一直降低 试卷第4页，共5页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题11 静电场 1、（2024·南京市盐城市高考三模）随着环保理念的深入，废弃塑料分选再循环利用可减少对资源的浪费。其中静电分选装置如图所示，两极板带上等量异种电荷仅在板间形成匀强电场，漏斗出口与极板上边缘等高，到极板间距相等，a、b两类塑料颗粒离开漏斗出口时分别带上正、负电荷，经过分选电场后a类颗粒汇集在收集板的右端，已知极板间距为d，板长为L，极板下边缘与收集板的距离为H，两种颗粒的荷质比均为k，重力加速度为g，颗粒进入电场时的初速度为零且可视为质点，不考虑颗粒间的相互作用和空气阻力，在颗粒离开电场区域时不接触极板但有最大偏转量，则（　　） A. 右极板带正电 B. 颗粒离开漏斗口在电场中做匀变速曲线运动 C. 两极板间的电压值为 D. 颗粒落到收集板时的速度大小为 【答案】D 【解析】 A．根据题意可知，正电荷所受电场力水平向右，则电场方向水平向右，可知，右极板带负电，故A错误； B．由于颗粒进入电场时的初速度为零，在电场中受电场力和重力的合力保持不变，则颗粒离开漏斗口在电场中做匀变速直线运动，故B错误； C．根据题意，设两极板间的电压值为，水平方向上有 ， 竖直方向上有 联立解得 故C错误； D．根据题意，结合C分析可知，颗粒离开电场时的水平速度为 离开电场后，水平方向做匀速运动，则颗粒落到收集板时的水平速度仍为，竖直方向上，颗粒一直做自由落体运动，则颗粒落到收集板时的竖直速度为 则颗粒落到收集板时的速度大小为 故D正确。 故选D。 2、（2024·南京市盐城市高考三模）如图所示，虚线a、b、c为电场中的三条等差等势线，实线为一带电的粒子仅在静电力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知（　　） A. 带电粒子在P点时的加速度小于在Q点时的加速度 B. P点的电势一定高于Q点的电势 C. 带电粒子在R点时的电势能大于Q点时的电势能 D. 带电粒子在P点时的动能大于在Q点时的动能 【答案】C 【解析】 A．等差等势面越密集，电场线越密集，带电粒子的加速度越大，故带电粒子在P点时的加速度大于在Q点时的加速度，A错误； BCD．由运动轨迹可知，带电粒子所受电场力大致向下。若粒子从P点运动至Q点，电场力做正功，电势能减小，动能增大，则带电粒子在R点时的电势能大于Q点时的电势能；带电粒子在P点时的动能小于在Q点时的动能。由于粒子电性未知，则电势高低关系不确定，BD错误，C正确。 故选C。 3、（2024·徐州市高考三模）如图所示，绝缘轻绳穿过有光滑孔的带电小球A，绳两点P、Q固定，整个空间存在匀强电场小球静止时，轻绳绷紧，AP水平、AQ竖直，下列说法中正确的是（　　） A. 匀强电场方向水平向右 B. 球受到的电场力与重力大小相等 C. P缓慢竖直向上移动少许，绳中张力增大 D. Q缓慢水平向右移动少许，球的重力势能增大 【答案】D 【解析】 A．由题知，带电小球所带电性未知，故无法判断匀强电场方向，A错误； B．由题知小球静止，且绝缘轻绳穿过有光滑孔的带电小球A，则小球受绳子拉力大小相等，故只要满足所受重力和电场力合力与绳子拉力合力等大反向小球就会静止，故无法判断电场力与重力大小关系，B错误； C．由分析知，电场力与重力合力大小和方向不变，P缓慢竖直向上移动少许，故绳子之间夹角变小，故绳子张力变小，C错误； D．电场力与重力合力大小和方向不变，若Q缓慢水平向右移动少许，则绳子之间夹角变大，故球的位置升高，重力势能增加，D正确； 故选D。 4、（2024·徐州市高考三模）如图所示，在示波管水平极板加电压、竖直极板加电压后，亮斑会偏离荧光屏中心位置。能使亮斑离荧光屏中心的竖直距离增大的是（　　） A. 增大 B. 减小 C. 增大 D. 减小 【答案】A 【解析】 由题图可知，示波管水平极板加电压，能使粒子竖直方向发生位移，若使亮斑离荧光屏中心的竖直距离增大，则需要竖直分位移增大，增大U1。 故选A。 5、（2024·扬州市高考三模）通过手机内电容式加速度传感器可以实现运动步数的测量，传感器原理如图所示，电容器的M极板固定，与弹簧相连的N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。则当手机（　　） A. 匀速运动时，电流表示数为零，电容器M极板带负电 B. 由静止突然向前加速时，电容器的电容增大 C. 由静止突然向前加速时，流过电流表的电流由b向a D. 保持向前匀减速运动时，电流表示数变小 【答案】C 【解析】 A．匀速运动时，N极板相对M极板的位置不变，电容器的电容不变，则电容器带电量不变，电路中没有电流，电流表示数为零，电容器M极板与电源正极相连，带正电，故A错误； BC．由静止突然向前加速时，因为惯性，N极板相对M极板向后运动，两极板间距变大，根据 可知电容器的电容减小，根据 可知电容器带电量减小，则电容器放电，流过电流表的电流由b向a，故B错误，C正确； D．保持向前匀减速运动时，加速度恒定不变，N极板受力不变，则弹簧形变量不变，N极板相对M极板的位置不变，则电容器的电容不变，电容器带电量不变，电路中无电流，电流表示数不变，为零，故D错误。 故选C。 6、（2024·徐州市高考三模）某学习小组设计了改变电容器极板间电压的电路，电压表可视为理想电表，下列电路中，电容器极板间电压变化范围较大的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 A．由题图可知，分压式电路电压测量范围较大，A选项中滑动端P处于最左端时电容器两端电压为0，当滑动端处于最右端时，电容器两端电压为 故电压表变化范围为，故A正确。 B．B选项中滑动端P处于最左端时电容器两端电压为0，当滑动端处于最右端时，电容器两端电压为 故电压表变化范围为，但是B图不利于保护元件，滑动端处于最左端时电源短路，B错误； CD．C、D图中电压表读数始终为电源电动势，C、D错误。 故选A。 7、（2024·扬州市高考三模）磷脂双分子层是构成细胞膜的基本支架，分子层之间具有弹性，可近似类比成劲度系数为的轻质弹簧。细胞膜上的离子泵可以输运阴阳离子，使其均匀地分布在分子层上，其结构示意如图所示。已知无限大均匀带电薄板周围的电场为匀强电场，静电力常量为k，介质的相对介电常数为，细胞膜的面积。当内外两膜层分别带有电荷量Q和-Q时，关于两分子膜层之间距离的变化情况，下列说法正确的是（　　） A. 分子层间的距离增加了 B. 分子层间的距离减小了 C. 分子层间的距离增加了 D. 分子层间的距离减小了 【答案】B 【解析】 内外两膜层分别带有电荷量Q和-Q时，两膜层之间电场力为引力，在该引力作用下，分子层之间的距离减小，令距离减小量为，分子层之间具有弹性，可近似类比成劲度系数为的轻质弹簧，由于无限大均匀带电薄板周围的电场为匀强电场，细胞膜的面积，则膜层周围的电场也可近似看为匀强电场，令电场强度为E，可知单独一个极板产生的场强为，则有 根据电容的表达式有 ， 根据电场强度与电势差的关系有 结合上述解得 即分子层间的距离减小了。 故选B。 8、（2024·苏州市高考三模）如图所示，8个完全相同的均匀带电绝缘立方体叠成一个大立方体，取无穷远处电势为零，该立方体中心O电势为，上表面中心P电势为现撤去下层一个小立方体，则P点电势为 A. B. C. D. 【答案】A  【解析】 本题考查的是点电荷的电势，根据电势是标量，求出每个小立方体在P点的电势，撤掉下层一个小立方体，则P点电势为剩余7个小立方体电势的代数和。 【解答】 由电势为标量，每个小立方体在O点的电势相等为，下层一个小立方体在P点的电势为，撤去下层一个小立方体，则P点电势，故A正确。 9、（2024·南通市高考三模）如图1所示，某示波器在、不加偏转电压时光斑位于屏幕中心，现给其加如图2所示的偏转电压，则看到光屏上的图形是(    ) A. B. C. D. 【答案】D  【解析】【分析】 本题考查示波器原理，注意电子在示波器内的时间很短，故可以认为电子在电场中的加速过程中电压不变。 结合图2分析电子的受力方向可得出电子所打在的位置，进而确定示波器中看到的图形。 【解答】 由图2知，方向加逐渐增大的正向电压，则电子将向X方向偏转；方向加正向电压，则电子将向Y方向偏转，并打在同一位置；则电子在示波器上形成一条在平行于中的直线，故选D。 10、（2024·宜兴中学高考三模）某家用空气净化器的内部结构原理如图所示，图中充电极接电源正极，尘埃采集球接地。当空气中的尘埃进入装置前，通过滤网后带正电，此后会吸附在尘埃采集球上。内部形成的电场如图所示，、两点在同一等势面上，尘埃的重力忽略不计。下列说法正确的是(    ) A. 尘埃在电场中电势的大小关系为 B. 尘埃在电场中加速度的大小关系为 C. 尘埃从点移动到点的过程中，电势能一定始终不变 D. 尘埃从点移动到点的过程中，电场力始终做负功 【答案】A  【解析】解：沿着电场线方向电势逐渐降低，由题图可知，，故A正确； B.电场线的疏密程度表示电场场强的大小，由题图可知，，尘埃在电场中的加速度，则尘埃在电场中加速度的大小关系为 ，故B错误； C.尘埃从点移动到点的过程中，由于尘埃的运动轨迹未知，只能确定、两点电势能相等，不能确定电势能的变化，故C错误； D.尘埃从点移动到点的过程中，由于尘埃的运动轨迹未知，无法判断电场力做功情况，故D错误。 故选：。 根据沿着电场线方向电势逐渐降低即可判断各点电势高低；根据电场线的疏密程度表示电场场强的大小即可判断各点场强大小，根据牛顿第二定律即可判断加速度大小；运动轨迹不确定，不能判断电势能的变化和做功的正负。 本题考查电场线的特点，解题关键是知道沿着电场线方向电势逐渐降低，电场线的疏密程度表示电场场强的大小。 11、（2024·镇江市高考三模）如图所示，正四面体的四个顶点ABCD分别固定一个点电荷，A点电荷量为，其余点电荷为，E、F、H点分别为AB、AD和BC的中点，下列说法正确的是 A. E点场强大于F点的场强 B. E点场强小于H点的场强 C. 正四面体中心的电势低于F点电势 D. 将正电荷沿直线从H点移到F点，电势能一直降低 【答案】D  【解析】【分析】 本题考查电场中各物理量比较问题，解决本题的关键要掌握电场的叠加原理，分析各个点的电场强度和电势关系，根据电势和电性判断电势能的变化情况。 【解答】 A、根据对称性可知E点场强大小等于F点的场强大小，故A错误； B、由点电荷场强矢量叠加可知E点场强大于H点的场强，故B错误； CD、正四面体中心比F点更靠近正电荷，电势是标量，代数相加，中心处电势高， C错误； 同理从H点到F点电势逐渐降低，则正电荷沿直线从H点移到F点，电势能一直降低，故D正确。 试卷第4页，共5页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$