第9章 静电场及其应用 真题体验-【学霸题中题】2024-2025学年新教材高中物理必修第三册(人教版2019) 江苏专用

真题体验第九章静电场及其应用 考点1库仑定律 4.(2020·浙江1月选考)如图所示，在倾角为 1.(浙江高考)真空中两个完全相同、带等量同种 α的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板 电荷的金属小球A和B(可视为点电荷)，分别 上连接一根劲度系数为k。的绝缘轻质弹簧， 固定在两处，它们之间的静电力为F用一个不 弹簧另一端与A球连接.A、B、C三小球的质 带电的同样金属球C先后与A、B球接触，然后 量均为M,9,=g0>0,9m=-90,当系统处于静 移开球C,此时A、B球间的静电力为() 止状态时，三小球等间距排列.已知静电力常 A号 量为k,则 4 2.(全国I卷)如图，三个固定的带电小球a、b A.9c=790 和c,相互间的距离分别为ab=5cm,bc= 3cm,ca=4cm.小球e所受库仑力的合力的方 B.弹簧伸长量为Igsina ko 向平行于a、b的连线.设小球a、b所带电荷量 C.A球受到的库仑力大小为2Mg 的比值的绝对值为，则 ( D.相邻两小球间距为97Mg 3k A.0、6的电荷同号，点=6 5.(2022·辽宁高考)（多选） B.ab的电荷异号，k,= 16 如图所示，带电荷量为6Q (Q>0)的球1固定在倾角 C.a、b的电荷同号，k 64 307 27 为30°光滑绝缘斜面上的a D.ab的电荷异号，k,2 4 点，其正上方L处周定一电荷量为-Q的球2， 斜面上距a点L处的b点有质量为m的带电 考点2静电力平衡 球3，球3与一端固定的绝缘轻质弹簧相连并 3.(2023·海南高考)如图所示，一光滑绝缘轨 在b点处于静止状态.此时弹簧的压缩量为 道水平放置，直径上有A、B两点，AO=2cm, 0B=4cm,在AB周定两个带电量分别为Q,、 专，球2,3间的静电力大小为受迅速移走球 Q,的正电荷，现有一个带正电小球静置于轨 1后，球3沿斜面向下运动g为重力加速度， 道内侧P点（小球可视为点电荷），已知AP: 球的大小可忽略，下列关于球3的说法正确 BP=n:1.则Q1:Q2是 的是 () A.带负电 B.运动至a点的速度大小为√gL C.运动至a点的加速度大小为2g D.运动至ab中点时对斜面的压力大小为 A.2n2:1 B.4n2:1 33-4 C.2n3:1 D.4n3:1 第九章学霸017 考点3电场强度的叠加 荷.将一点电荷q置于OC延长线上距0点 6.(2023·重庆高考)真空中固定有两个点电 为2R的D点，O点的电场强度刚好为零.圆 荷，负电荷Q位于坐标原点处，正电荷Q2位 环上剩余电荷分布不变，9为 () 于x轴上，Q,的电荷量大小为Q,的8倍.若这 QAL 两点电荷在x轴正半轴的x=x处产生的合电 A.正电荷，9= TR B正电荷，g=3Q△1 TR 场强度为0，则Q,、Q,相距 C.负电荷，q= Q△L D.负电荷，q= 23Q△L A.2xo B.(22-1)xo TR TR C.2/2xo D.(22+1)x0 考点4带电物体在电场中的运动 7.(2021·湖南高考)如图， 10.(2023·全国甲卷)在一些电子显示设备中， 在(a,0)位置放置电荷量 让阴极发射的电子束通过适当的非匀强电 为g的正点电荷，在(0，a) 场，可以使发散的电子束聚集.下列4幅图中 位置放置电荷量为？的负 +0 带箭头的实线表示电场线，如果用虚线表示 点电荷，在距P(a,a)为 电子可能的运动轨迹，其中正确的是( √2a的某点处放置正点电荷Q,使得P点的电场 强度为零则Q的位置及电荷量分别为( A.(0,2a),w2g B.(0,2a),22g C.(2a,0),w2g D.(2a,0),22g 电子 8.(2023·湖南高考)如图，真 空中有三个点电荷固定在 考点5静电屏蔽 同一直线上，电荷量分别为 8 11.(山东高考)如图半径为R的 0 Q,、Q,和Q3,P点和三个点电荷的连线与点电 均匀带正电薄球壳，其上有一 荷所在直线的夹角分别为90°、60°和30°.若P 小孔A.已知壳内的场强处处为 点处的电场强度为零，g>0,则三个点电荷的 0:壳外空间的电场与将球壳上 电荷量可能为 ( 的全部电荷集中于球心O时在壳外产生的 A.Q,=9,Q2=V2q,Q3=g 电场一样.一带正电的试探电荷（不计重力） 从球心以初动能E。沿OA方向射出.下列关 43 B.0=-4.0,=39,0,=-4g 于试探电荷的动能E,与离开球心的距离 的关系图像，可能正确的是 C.Q,=-g,Q2=√2q,Q3=-g D.Q1=q,Q2=- 39,03=40 9.(2022·山东高考)半径为R的 绝缘细圆环固定在图示位置，圆方试 心位于0点，环上均匀分布着电 量为Q的正电荷.点A、B、C将圆环三等分，取 走A、B处两段弧长均为△L的小圆弧上的电 必修第三册学霸018荷，P小球所受库仑力向右，O小球所受库仑力向左.匀强电场方 向向右，因此正电荷受电场力方向向右，其受库仑力方向一定向 8.(1)2mgR5m 左，所以Q带正电荷，P带负电荷，P所带电量的大小与Q所带电 解析：(1)对A受力分析，受重力mg.圆环弹力F,库仑力F4,如 量的大小相等，故A项错误：B.由以上分析可知，水平方向带电小 图所示 球P,O受到的库仑力等于匀强电场的电场力，整直方向绳的拉力 等于各自的重力，所以质量不影响电场平衡，故B项错误：CD.设 P,Q所带的电量均为g,二者间的距离为，匀强电场的场强为E, 根据平衡条件：牙所以场蛋E=包，V点的合场程是由三个 E B 450 A5 60: 电场的叠加而成，设P和Q在M点的场强大小分别为E,和E,则 6,=6=冬.二者方向成120，二者合场强50冬方向水平向 g 左，与匀强电场的场强大小相等方向相反，所以M点场强为0：带 由正弦定理可得mg F 电小球P,Q在N点产生的场强大小Ex=2 =8,方向 sin 459 (2R)解得 in30,又Fg1=4网a 2 v√2mgR 对B受力分析，受重力mg、圆环弹力下#、库仑力Fn: 向左，N点合场强大小不为0，故C项错误，D项正确，故选D. 5.A解析：ABC以A球为研究对象，分析受力如图1，设B对A的 南正孩定理可利行一o又杯得，-学 库仑力F与墙壁的夹角为B,由平衡条件得竖直墙面对小球A的 (2)A,B两球处于同一水平线上时，对B受力分析，受重力mg,圆 弹力为N,=m1 gtan 6,将小球B向左推动少许时日减小，则N,减 环弹力N,库仑力F,如图所示 小.再以AB整体为研究对象，分析受力如图2所示，由平衡条件得 F=N,N=(m+m),则F减小，地面对小球B的弹力一定不 变，故A错误，C正确D库仑力F年：治由于0减小，则m0 0 增大，：减小，提服库仑定律：三空，可知，两球之间的距离 增大，故D正确故选A 根据受力平衡可得，A、B两球间的库仑力大小为F”= tan 606= 2 3g,异闻的距离为=R义”=k9Y.解得=。 9.(1)gEe0%8+mg (2)im960g Q m ml (3)√Eim0 ￥mg (ing+nislg 解析：(1)小球B在垂直于杆的方向上合力为零，则有Fx=三 图1 图2 gEcs0+mg,由牛顿第三定律知小球B对细杆的压力F、'=F、= 6.C解析：AB.在等量同种电荷连线中垂线上电场强度方向0， qEcos 0+mg. 电子从a点到0点运动的过程中，电场力方向a+0,速度越来越 (2)在水平方向上，小球所受合力向右，由牛顿第二定律得： 大，但电场线的疏密情况不确定，电场强度大小变化情况不确定， 则电荷所受电场力大小变化情况不确定，加速度变化情况无法判 9ksin g) ma,解得：a=9sin0 断，故AB错误C.越过)点后，电子做减速运动，则点电荷运动到 (3)当小球B的速度最大时，加速度为零，有：95m日=，解得： 0点时速度最大.电场力为零，加速度为零.故C正确.D.根据电场 线的对称性可知，越过0点后，电子做减速运动，加速度的变化情 0 况无法判断，故D错误，故选C. x=A√EinB 7.D解析：A由图可知，A点的电场强度大小为E,=上=4 9 0.T N/C= 真题体验第九章静电场及其应用 1.C解析：两个相同的带等量的同种电荷的金属小球A和B,设它 40N/C,A铅误：B.由图可知，B点的电场强度大小为Eg= 91 们的电荷量都为Q,原来它们之间的库仑力为：F=k二 一个不指 Q4VC=25NVC,B错误：C由于试探电荷受到电场力的方向都 电的同样的金属小球C先和A接触，A和C的电荷量都为 30,G 跟x轴正方向相同，可得点电荷Q是正电荷，C错误：D,由于A、B 两点的电场强度方向都沿x轴正方向，且有E,>E:,故点电荷Q的 再与B接触后，B,C的电荷量均为Q,这时4公两球之间的相 位置在A点的左侧，设点电荷Q的位置坐标为x,则有E,= 1 (03-)25m=k0 (Q6-,代人数据，解得x=02m,D正确故 互作用力的大小为：”6243 2一8 京=8E故A,B, 选D. D错误，C正确.故选C. 参考答案学霸07 2.D解析：对小球e所受库仑力分析.画出a对c的库仑力和b对c 3233-4 的库仑力，若a对e的库仑力为排斥力，a,c的电荷同号，则b对。 F、=mgs30-F2s= 2g3mg=6mg,根据牛顿第三定律 的库仑力为吸引力，b,e电荷为异号，a,b电荷为异号：若a对e的 库仑力为引力，a,e的电荷异号，则b对c的库仑力为斥力，b,r电 可知，小球对斜面的压力大小为g,故D正确放港G 荷为同号，a、b电荷为异号，设ac与ab的夹角为8，利用平行四边 6.B解析：依题意，两点电荷电性相反，且Q2的电荷量较大，所以合 形定则和儿何关系，库仑定律可得，F=49? 场强为0的位置应该在x轴的负半轴，设两点电荷相距L,根据点电 le2 an 0= 荷场强公式可得 3 64 号(6+又g=80.解得=(22-1)o.放 ,口6电荷量的比值o=二，联立解得：。27，述项 选B. D正确. 7.B解析：根据点电荷的场强公式及平行四边形定则，可以求出点 3.C解析：对小球受力分析如图所示，由正弦定理有 电荷+q与-9在P点的合场强的大小为E0=2×g×s45°= in∠CPH sm∠Cm其中∠GPH=∠0PB,∠CHP=∠HPD=∠APO,其中 5亭号，方向与x方向成45角指向左上方，那么+0在P点产生的 AP AO BP BO 场强与E合大小相等，方向相反，再根据点电荷的场强公式有： △AP0中 (-LPoB)m∠APm同理有 sin∠POB sin∠BPO 0,代人解得：0=22，方向应与+方向成45角，结合 Q 其中F,=9 联立有0，：0=2a:1,故选C 题意+Q应在y轴上的(0,2a)位置，故ACD错误，B正确.故选B 8.D解析：AB.选项AB的电荷均为正和均为负，则根据电场强度的 叠加法则可知，P点的场强不可能为零，AB错误：C.设P,Q,间的 距离为，则Q1.Q在P点产生的合场强大小E满足关系 08120°= 2. ,解得E=2T,而0，产生的场 42 4r 强大小为马，-3则P点的场强不可能为零.C错误：山.设P、 4r2 4,A解析：三小球间距：均相等，对C球受力分析可知C球带正电 Q,间的距离为「，则Q1,Q,在P点产生的合场强大小E满足关 根据平衡条件：gsin+ko96 2):=表二对B小球受力分析.根据 2 -E 系120°= .解得E= 平衡条件：Mgn心+ko=长5两式联立解得：无=7%力 4 2.7 5,而Q,产生的 2 4r 0√7Mgma放A正确，D错误：对A,B,C三小球整体受力分 3k 场强大小为=上则P点的场强可能为零.D正确放击D 析，根据平衡条件：3Wgna=工弹簧伸长量：=3Wgn,故 9.C解析：取走A、B处两段弧长均为△的小 。 圆弧上的电荷，根据对称性可知.圆环在0点 B错误：对A球受力分析，根据平衡条件：Wgsin a+Fg=ko￥，解得A 产生的电场强度为与A在同一直径上的A和广 球受到的库仑力为：F=2 Mgsin a,放C错误故选人 与B在同一直径上的B,产生的电场强度的 5.BCD解析：A.由题意可知三小球构成一个等边三角形，小球1和 量和，如图所示，因为两段弧长非常小，故可 3之间的力大于小球2和3之间的力，弹簧处于压缩状态，故小球 OAL 1和3一定是斥力，小球1带正电，故小球3带正电，故A错误：B, 看成点电荷，则有E,=42石R Q41 小球3运动至。点时，弹资的伸长量等于宁，根据对称性可知，小 R 2分心，h图可知，两场强的夹角为 120.则两者的合场强为E=E,=k 041. ,根据0点的合场强为0. 球2对小球3做功为0：弹簧弹力做功为0，故根据动能定理 有mg如0=子m2解得=V亿，放B正确：C小球3在6点时。 2知r,根据 则放在D点的点电荷带负电，大小为E”=E=k 设小球3的电荷量为g,有k心=，设弹簧的弹力为下，根据受力 女9 L22 2)庆立解得-二、故选G 平衡，沿斜面方向有5=0-名血0°-g如0，解得F 10.A解析：电子在电场中只受电场力，电场力沿电场线的切线方 L2 向，与电场线方向相反，指向电子运动轨凌的凹侧电子做曲线运 ?g,小球3运动至口点时，弹簧的伸长量等于子，根据对称性可 动过程中力的方向与轨迹切线不平行A选项电予各处的运动轨 迹和受的电场力相符合，故A正确故选A, 知F+k 2n30°-mgsin30°=ma,解得a=2g,放C正确：D.当话动 11.A解析：由于在球壳内场强处处为0，因此从0向A运动的过程 中电荷不受电场力，做匀速直线运动，动能不发生变化，图像为一 至b中点时，弹簧弹力为0，此时小球2对小球3的力为Fa= 条水平直线，C、D错误：通过A点后，电荷做加速运动，但场强 ·受，斜面对小球的支持力为 逐渐减小，通过相问的位移，电场力做功逐渐减小，根据动能定 理，试探电荷的动能的增量逐渐减小，即图像的斜率逐渐碱 小，A正确.B错误 必修第三册学霸08