专题8 静电场 题组2 -【高考密码】备战2025年高考物理2020-2024五年真题分类汇编

五年高考真题分类集训 物理 题组二 用时： 易错记录： 一、选择题 5.(2022·全国甲卷)（多选）地面上方某区域存在 1.(2024·黑吉辽卷)在水平方向的匀强电场中，一 方向水平向右的匀强电场，将一带正电荷的小球 带电小球仅在重力和电场力作用下于竖直面（纸 自电场中P点水平向左射击.小球所受的重力 面)内运动。如图，若小球的初速度方向沿虚线， 和电场力的大小相等，重力势能和电势能的零点 则其运动轨迹为直线：若小球的初速度方向垂直 均取在P点.则射出后 () 于虚线，则其从O点出发运动到O点等高处的 A.小球的动能最小时，其电势能最大 过程中 ) B.小球的动能等于初始动能时，其电势能最大 A.动能减小，电势能 增大 C.小球速度的水平分量和竖直分量大小相等 B.动能增大，电势能 时，其动能最大 增大 D.从射出时刻到小球速度的水平分量为零时， C.动能减小，电势能 重力做的功等于小球电势能的增加量 减小 6.(2021·全国乙卷)（多选）四个带电粒子的电荷 D.动能增大，电势能减小 量和质量分别（十g,m)、(十q,2m)、(+3g,3m)、 2.(2024·湖南卷)真空中有电荷量为十4g和一q (一q,m)它们先后以相同的速度从坐标原点沿x 的两个点电荷，分别固定在x轴上一1和0处。 轴正方向射人一匀强电场中，电场方向与y轴平 设无限远处电势为O,x正半轴上各点电势9随 行，不计重力，下列描绘这四个粒子运动轨迹的 x变化的图像正确的是 图像中，可能正确的是 3.(2023·全国甲卷)在一些电子显示设备中，让阴 极发射的电子束通过适当的非匀强电场，可以使 发散的电子束聚集.下列4幅图中带箭头的实线 表示电场线，如果用虚线表示电子可能的运动轨 迹，其中正确的是 7.(2021·湖南卷)如图，在 电 (a,0)位置放置电荷量为q 的正点电荷，在(0，a)位置 C 放置电荷量为q的负点电 4.(2023·6月浙江卷) 荷，在距P(a,a)为2a的 AB、CD两块正对的 某点处放置正点电荷Q,使 平行金属板与水平面 R 成30°角固定，竖直截 得P点的电场强度为零.则Q的位置及电荷量 面如图所示，两板间 分别为 距10cm,电荷量为 A.(0,2a),N2g B.(0,2a),22g 1.0×10-8C、质量为3.0×10-4kg的小球用长 C.(2a,0),2g D.(2a,0),22g 为5cm的绝缘细线悬挂于A点.闭合开关S,小 8.(2020·浙江1月选考)如图 球静止时，细线与AB板夹角为30°：剪断细线， 所示，在倾角为α的光滑绝缘 小球运动到CD板上的M点（未标出），则( 斜面上固定一个挡板，在挡 A.MC距离为53cm 板上连接一根劲度系数为。的绝缘轻质弹簧， B电势能增加了子3×10J 弹簧另一端与A球连接.A、B、C三小球的质量 均为m,gA=q0>0,gB=一0，当系统处于静止 C.电场强度大小为3×10NC 状态时，三小球等间距排列.已知静电力常量 D.减小R的阻值，MC的距离将变大 为k,则 专题八静电场 A0=9如 11.(2023·全国乙卷)如图. 等边三角形△ABC位于 B,弹簧伸长量为ngsin a 竖直平面内，AB边水平， ko 顶点C在AB边上方，3个 C,A球受到的库仑力大小为2mg 点电荷分别固定在三角形 M D.相邻两小球间距为g0√7mg 3k 的三个顶点上.已知AB 边中点M处的电场强度方向竖直向下，BC边 9.(2020·江苏高考)（多选）如图所示，绝缘轻杆的 中点N处的电场强度方向竖直向上，A点处点 两端周定带有等量异号电荷的小球（不计重力）. 电荷的电荷量的绝对值为g,求 开始时，两小球分别静止在A、B位置.现外加一 (1)B点处点电荷的电荷量的绝对值并判断3 匀强电场E,在静电力作用下，小球绕轻杆中点 个点电荷的正负： O转到水平位置.取O点的电势为0.下列说法 (2)C点处点电荷的电荷量. 正确的有 *qPA +9 4dn A.电场E中A点电势低于B点 B.转动中两小球的电势能始终相等 C.该过程静电力对两小球均做负功 D.该过程两小球的总电势能增加 12.(2023·新课标卷)密立根油滴实验的示意图如 二、非选择题 图所示.两水平金属平板上下放置，间距固定， 10.(2024·河北卷)如图，竖直 可从上板中央的小孔向两板间喷人大小不同、 向上的匀强电场中，用长为L 带电量不同、密度相同的小油滴.两板间不加电 的绝缘细线系住一带电小 压时，油滴a、b在重力和空气阻力的作用下竖 球，在竖直平面内绕O点做 0 直向下匀速运动，速率分别为吻，宁：两板间加 圆周运动。图中A、B为圆周 上的两点，A点为最低点，B 上电压后（上板为正极），这两个油滴很快达到 点与O点等高。当小球运动 相同的速率之，均竖直向下匀速运动.油滴可视 到A点时，细线对小球的拉力恰好为0，已知小 球的电荷量为q(g>0),质量为m,A、B两点间 为球形，所受空气阻力大小与油滴半径、运动速 的电势差为U,重力加速度大小为，求： 率成正比，比例系数视为常数.不计空气浮力和 (1)电场强度E的大小。 油滴间的相互作用. (2)小球在A、B两点的速度大小。 (1)求油滴a和油滴b的质量一一 之比： ao ob (2)判断油滴a和油滴b所带 电荷的正负，并求a、b所带电荷量的绝对值 之比. 43五年高考真题 分类集训 物理 5.BC 由题知,OPOM,OM一ON,则根据点电荷的电势 上各点场强方向垂直于连线,根据对称性可知c、d两点的 分布情况可知{MN一p,则带负电的小球在运动过程 场强相等,C项正确;在等量异种点电荷模型中,距离正点 中,电势能先减小后增大,且,EE-Ev,则带负电的 电荷近的点电势高,故一,D项错误。 小球在M点的机械能等于在N点的机械能,A错误,B、C正 13.BC 如图所示,找出Q点,使Q点与P点的距离等于M点 确;从M点运动到N点的过程中,电场力先做正功后做负 与P点的距离,L点为MN上到P点 功,D错误.故选BC. 距离最短的点,根据三角形边角关系。 6.AB 两个正电荷在N点产生的场强方向由N指向O,N点 处于两负电荷连线的中垂线上,则两负电荷在N点产生的场 点电荷的电场强度公式E一赴和正 强方向由N指向O,则N点的合场强方向由N指向O,同理 可知,两个负电荷在L处产生的场强方向由O指向L,L点 点电荷形成电场中的电势特点可知, 沿着MN边,从M点到N点,到P点 处于两正电荷连线的中垂线上,两正电荷在L处产生的场强 的距离,先减小后增大,电场强度先增 方向由O指向L,则L处的合场方向由O指向L,由于正方 大后减小,电势也先增大后减小,选项 形两对角线垂直平分,则L和N两点处的电场方向相互垂 A错误,B正确;根据电势能与电势的关系E。一g0可知,正 直,故A正确;正方形底边的一对等量异号电荷在M点产生 电荷在M点的电势能比在N点的电势能大,故将正电荷从 的场强方向向左,而正方形上方的一对等量异号电荷在M M点移动到N点,电场力所做的总功为正,选项C正确,D 点产生的场强方向向右,由于M点离上方一对等量异号电 荷距离较远,则M点的场强方向向左,故B正确;由图可知, M和O点位于两等量异号电荷的等势线上,即M和O点电 势相等,所以将一带正电的点电荷从M点移动到O点,电场 1.D 小球的初速度方向沿虚线,则运动 轨迹沿直线,故小球受到的合力方向 力做功为零,故C错误;由图可知,L点的电势低于N点电 势,则将一带正电的点电荷从L点移动到N点,电场力做功 沿虚线,由于重力向下,电场方向水 不为零,故D错误.故选AB. 乎,故合力方向只能沿虚线向下,如图 7.BD A.由图象可知= 所示,故初速度垂直于虚线时,小球做 则正电荷从占点运动到e点,电场力不做功,A错误; 类平抛运动;从O点出发运动到O点 等高处的过程中,合力做正功,动能增 B.由题图可知q.=3V.-7V 大,电场力与速度方向的夹角始终为锐角,故电场力做正功, 根据电场力做功与电势能的变化关系有 电势能减小,D正确。 W=E-E=(g-q).(-e)=4eV B正确; 2.D 真空中点电荷周围某点处的电势。一k,设坐标为 C.沿电场线方向电势逐渐降低,则 b点处的场强方向向左,C错误; D.由于电场线与等势面处处垂直, 则可画出电场线分布如图所示 -,当0x<时,电势{o,当x→时,电势→0, 由上图可看出,b点电场线最密集 D正确。 则6点处的场强最大,D正确.故选 3.A 选项A:电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹例,A BD. 8.A 由图中等势面的疏密程度可知E<E 正确: 选项B:电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹倒,对电子受 根据F-qE 可知F<F 力分析有 由题可知图中电场线是由金属板指向负电荷,设将该试探电 荷从M点移到N点,可知电场力做正功,电势能减小,即 En>Ev:故选A. 电子 9.BD 由题意知,O点电场强度为0,则两电荷连线上O点左 可见与电场力的受力特点相互矛盾,B错误; 侧电场线水平向右,因沿电场线方向电势降低,故a点电势 高于O点,选项A错误;同理可知,c点电势高于O点,由场 选项C:电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧,对电子受 力分析有 强叠加可知,在过O点的垂线上,场强均有沿O点向两倒的 分量,则b、d点电势相等,且低于O点电势,所以占点电势低 于c点,选项B正确;将该负试探电荷从a点移到占点,电场 力做负功,电势能增大,选项C错误;将该负试探电荷从c点 电子 移到d点,电场力负功,电势能增大,选项D正确。 10.B A.正电荷和负电荷周围的等势面都为一组同心球壳, 可见与电场力的受力特点相互矛质,C错误; 该点电荷不一定为正电荷,故A错误;B.相邻等势面间电 选项D:电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧,对电子受 势差相等,P点附近的等差等势面更加密集,故P点的场强 力分析有 一定比Q点的场强大,故B正确;C.正电荷和负电荷周围 的等势面都为一组同心球面,若为正点电荷,则P点电势一 定比Q点电势高,故C错误;D.从等势面的情况无法判断 电子 该点电荷为正点电荷还是负点电荷,无法判断P点电势与 Q点电势的高低,就无法判断正检验电荷在P点和在Q点 可见与电场力的受力特点相互矛盾,D错误; 4.B 根据平衡条件和几何关系,对小球受 T、 的电势能的大小,故D错误,故选B. 故选A. 11.D 由等势线分布图可以确定该图为两等量异种点电荷电 E 场的等势线分布图,两点电荷连线的垂直平分线上电势处 力分析如围所示 处为家,A项错误;电场强度是矢量,电场线与等势线垂直, 根据几何关系可得T一qE 故a、b两点的电场强度方向不同,B项错误;Q点处为正电 Tsin 60*+qEsin 60"-mg 荷,故垂直平分线左倒电势均大于零,右倒电势均小于零, 联立解得T-qE-/③x10-3N 所以b点电势高于d点电势,C项错误;负电荷在电势高处电 剪断细线,小球做匀加速直线运动,如图 势能小,所以负电荷从a点移到c点时电势能增加,D项正确。 所示 .mg 12.ABC 沿坚直方向将圆环分割成无穷个小段,关于水平直 ## 径对称的两小段构成等量异种点电荷模型,在等量异种点 电荷的垂直平分线上各点场强方向由正点电荷指向负点电 荷,根据对称性可知a、方两点的场强相等,A项正确;取无 穷远处电势为零,在等量异种点电荷的垂直平分线上各点 直流电源 电势均为零,故a、b两点的电势相等,B项正确;沿水平方向 将圆环分割成无穷个小段,关于坚直直径对称的两小段构 成等量同种点电荷模型,在等量同种点电荷的垂直平分线 307 160 详解答案 根据几何关系可得L.-dtan60-10v③cm 9.AB 沿电场线方向电势降低,则B点的电势比A点的电势 故A错误: 高,A正确:由对称性可知,两小球所处位置的电势的绝对值 根据几何关系可得小球沿着电场力方向的位移 始终相等,则由E。一40可知两小球的电势能始终相等,B正 r-(10-5sin30*)-7.5cm 确;该过程中,带正电荷的小球所受的电场力方向向右,带负 与电场力方向相反,电场力做功为 电荷的小球所受的电场力方向向左,则电场力对两小球均做 W.--Er--3③x10-1 正功,C错误;电场力傲正功,电势能减少,所以该过程中两 小球的总电势能减少,D错误. 则小球的电势能增加33×10*1,故B正确; 10.解析 (1)在匀强电场中,由公式E-可得E-V 电场强度的大小E-E-③x10*N/C,故C错谋;减小R (2)在A点细线对小球的拉力为0,由牛顿第二定律得 E-mg= mr 的阻值,极板间的电势差不变,极板间的电场强度不变,所以 小球的运动不会发生改变,MC的距离不变,故D错误,故 ##-L 选B. 由A点到B点,由动能定理得 5.BD A.如图所示 E-mg /.-mgL 联立解得n 一,s” 3(。-mgL) 当=0时速度最小为ymi一p. 由子此时o存在水平分量,电场力 n 还可以向左做负功,故此时电势能 11.解析(1)因为M点电场强度方 n 不是最大,故A错误;BD.水平方向 向坚直向下,则C为正电荷,根据 #册 场强的叠加原理,可知A、B两点 n 在直方向上ogt 的电荷在M点的电场强度大小相 由于Eq-mg,得-v 等,方向相反,则B点电荷带电量 强度竖直向上,可得A处在+A 如图所示,小球的动能等于末动能,由于此时速度没有水平 为q,电性与A相同,又N点电场 分量,故电势能最大,由动能定理可知W。十W-0 则重力做功等于小球电势能的增加量,故BD正确;C.当如 N点的场强垂直BC沿AN连线 向右上,如围所示 图中n所示时,此时速度水平分量与坚直分量相等,动能最 小,故C错误;故选BD. 可知A处电荷为正电荷,所以A、 B、C均为正电荷. 6.AD 带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,加速度为。-E (2)如围所示 由类平抛运动规律可知,带电粒子的在电场中运动时间为 由几何关系E-Epc·un30 ##A_0#) 离开电场时,带电粒子的偏转角的正切为 其中AN-3BN-/3CN tan---El 解得ac-3-。 1 0n 因为四个带电的粒子的初速相同,电场强度相同,极板长度 (23-。 相同,所以偏转角只与比荷有关,前面三种带电粒子带正电, 答案(1)a,A、B、C均为正电荷 第四种带电粒子带负电,所以第四个粒子与前面三个粒子的 偏转方向不同;第一种粒子与第三种粒子的比荷相同,所以 12.解析(1)设油滴半径r,密度为p,则油滴质量m-r-. 偏转角相同,轨迹相同,且与第四种粒子的比荷也相同,所以 一、三、四粒子偏转角相同,但第四种粒子与前两个粒子的偏 则速率为v时受阻力f一krv,则当油滴匀速下落时mg=f, 转方向相反;第二种粒子的比荷与第一、三种粒子的比荷小, 所以第二种粒子比第一、三种粒子的偏转角小,但都还正电, 偏转方向相同,故选AD. 7.B 一、十g两点电荷在P点产生的电场强度如图所示,要 8.(2)两极间加上电压后(上板为正极),这两个油滴很快 使P点电场强度为零,由电场叠加知,Q的位置应为(0,2a), 达到相同的速率,可知油滴a做减速运动,油滴占做加速 ACD错误. 运动,可知油滴a带负电,油滴占带正电;当再次匀速下落 22. 时,对a由受力平衡可得lq|E十/.=m。g,其中f。= {#_#4# 2& 8.A 以A、B、C整体为研究对象,对其受力分析,整体受重力、 答案 (1)8!1 (2)油滴a带负电,油滴5带正电;4·1 支持力以及弹的拉力,则由力的平衡条件可知,F一k。工一 题组三 3mgsina,解得x 3mgsin,B错误;以A为研究对象,小球 1.AC 电荷只能从一个物体转移给另一个物体,不能被创造, 受到的库仑力大小F.-F一mgsina-2mgsina,方向沿斜面 也不能被消灭,所以一个与外界没有电荷交换的系统,电荷 向下,C错误;为了使B、C均能静止在光滑的绝缘斜面上,则 的代数和保持不变,A正确;电场线与等势面垂直,沿电场线 小球C应带正电,设相邻两球之间的距离为x,则对小球B 方向电势逐渐降低,所以电场线由电势高的等势面指向电势 低的等势面,B错误;点电荷仅在电场力作用下从静止释放, 将沿其所受电场力方向运动,即电场力将做正功,则该点电 74,” r{ 知,当q0时,△0,当0时,△0,即负点电荷将从低 电势的地方向高电势的地方运动,正点电荷将从高电势的地 7mgsinA正确,D错误. 方向低电势的地方运动,D错误。 161