专题8 静电场 题组3 -【高考密码】备战2025年高考物理2020-2024五年真题分类汇编

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--Ex---3x10-1 正功,C错误;电场力做正功,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3③×101.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-F-、3×10 NC.故C错误: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 Eq-ng=- # 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 选B. 由A点到B点,由动能定理得 # 5.BD A.如所示 Ua-mgl.-- En-mg U.-ngL 故等效重力G的方向与水平 联立解得一”” /3(U.-ngl) 成45 二.- 当v.-0时速度最小为vin一V. /3(U.-mgL) 由于此时o存在水平分量,电场力 扣 r 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 场强的叠加原理,可知A.B两点 在真方向上-gf 的电荷在M点的电场强度大小相 由于E一mg,得v-v 等,方向相反,则B点电荷带电量 为。,电性与A相同,又N点电场 如图所示,小球的动能等于末动能,由于此时速度没有水平 强度竖直向上,可得A处电荷在 分量,故电势能最大,由动能定理可知W。十W。-0 +aA N点的场强垂直BC沿AN连线 则重力做功等于小球电势能的增加量,故BD正确;C.当如 向右上,如图所示 Et 图中1D所示时,此时速度水平分量与坚真分量相等,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. 5.AD 带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,加速度为a-yE (2)如图所示 由几何关系E-E·tan30” 由类平抛运动规律可知,带电粒子的在电场中运动时间为 #) 离开电场时,带电粒子的偏转角的正切为 其中AN-/③BN-③CN tan-_-Ef 解得-3-。 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)g.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-xp. 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u时受阻力/一kr,则当油滴匀逸下落时mg-/. 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), ),解得。=2v2q.B正确. 达到相同的速率.,可知油滴a做减速逃动,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 2/2 时,对a由受力平衡可得|a.E十/.=m.r,其中. {_寸# + 0 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6带正电;4·) 支持力以及弹的拉力,则由力的平衡条件可知,F一k。x 题组三 3mgsina,解得3mgsin2.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, 受到的库仓力大小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 _ao_解得c- 平衡条件得ngsina十 (2r)2 ,2 知,当q0时,△→0,当q0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 0 7mginA正确,D错误. 方向低电势的地方运动,D错误。 161 _ 五年高考真题 分类集训 物理 2.B U-EdE增大F--F.增大 点电势高于c点电势,C错误;若只受电场力,从d点沿电场 U不变,d减小 线方向射入圆形电场区域的带电粒子做直线运动,D错误。 电子带负也,电子所受电 8.C 由题意可知,每个点电荷所受库仑力的合力均为家,最上 B对。 边的点电荷受到其他三个点电荷的库仑力分别是F如一F 电场强度方向向左一 #-, -一,叠加原理知F、F合力为②^},而# 场力方向向右 2 3.B 设细绳与竖直方向的央角均为0,两球之间的库仑力大小 Q对最上边点电荷的库仑力为Q 2,根据平衡条件得 为F,将两球的库仑力与电场力合成为一个力,将四力平衡 (#) F-oE Fto.E #2,解得2+1由题因乙可知, 两绳中的张力大小关系为F。<F.,A错误;由mor一 2” FtE F-oE (2) on,可知→n,B正确;F-mun十 在<a区问,电场方向向左,所以电待量是一Q的点 电荷P受向右的电场力,P将向右运动,故C正确,ABD 错误. 9.C 粒子从P点垂直电场方向出发到达MN连线上某点时, 由几何知识得沿水平方向和竖直方向的位移大小相等,即 -a?”,其中-_g联立解得,2 2,A项错误:粒子 在MN连线上某点时,粒子沿电场方向的速度v一af一2v。; F-F 所以合速度大小v /(2 )+一,B项错误:该点到$ P点的延离,_-2、} .n& 2,C项正确:由平行四 _ 边形定则可知,在该点速度方向与坚直方向夹角的正切值 4.CD 因P点所在的等势面高于M点所在的等势面,可知P 点电势比M点的高,选项A错误: -1,则0-30”,D项错误. 因M点所在的等差等势面密集,则M点场强较P点大,即P 点电场强度大小比M点的小,选项B错误: 10.B 由题意可加电子在平行板中线方向做匀速直线运动,在 场强方向垂直等势面,且沿电场线方向电势逐渐降低,可知 垂直于极板方向做初速度为零的匀加速直线运动,根据平 抛运动规律可知,在平行板中线方向上有/一u!,在垂直于 M点电场强度方向沿:轴正方向,选项C正确: 因r轴上个点电势相等,则沿工轴运动的带电粒子,则电势 能不变,选项D正确.故选CD. 知,则电子在电场中运动的时间不可求,偏转电压不可求, 5.D 根据电场强度的叠加原理可知,若要P处的电场强度为 零,则Q、Q、Q.不能都为正电荷,也不能都为负电荷,否则 电子离开电场的逸度不可求,A.C、D错误:电子恰好从极 P处的电场强度的矢量和无法为零,AB错误;由于PQ。在 板边缘射出电场时,位移方向与初速度方向夹角的正切值 PQ. 与PQ。夹角的角平分线上,若要P处的电场强度的失 量和为零,则必须Q、Q:在P点产生的场强大小相等,由直 tano-2一,由类平抛远动的规律可知,电子射出电场 角三角形可知PQ -2PQ,所以需要Q -4Q.C错误,D 正确。 时的速度方向与初速度方向夫角的正切值tana一2tan8- #.a-arctan斗,即电子的偏转角度可求,B正确. A.B处两小段圆张上所带的电量分别为!A--2L. 11.解析(1)未加电压时,油滴匀速时的速度大小o- 匀速时m-/ 先将A、B两处园张上的电荷放回原处,则整体圈环在O点 产生的电场强度为家,为了保证电荷总量与原来相同,再在 又f-n{v A、B两处放上等量的异种电荷,即A-n-- 一_, 联立可二# 园环上剩余电荷在0点产生的电场强度与?'。和?’:在O (2)加电巫后,油滴A的速度不变,可知油滴A不带电,油 点产生的电场强度的失量和相等,由电场强度定义可知,两 Q△. 滴B最后速度方向向上,可知油滴B所受电场力向上,极板 间电场强度向下,可知油滴B带负电,油滴B向上匀速运动 _一 时,速度大小为= 根据平衡条件可得mg+m{v:= 2rR 解得。mogd(h+h。) 根据E--W U CO方向,由于O点的电场强度为零,所以D点电荷在0点 ##### D点电荷为负电荷,且有E一 QL. 2,解得一 (2R){ 联立解得AE.=m。gh。(h:+h。) 2QL.,故C正确,ABD错误. (3)油滴B与油滴A合并后,新油滴的质量为2m。,新油滴 R 所受电场力 7.ABU.-2W W,解得U-2,过c点作ad的平 r-Unog(h:+h。) 行线交园于/点,由匀强电场中平行且相等的两线段间电势 若F→2ng,即hh 差相等知,d、/两点电势相等,由电场线与等势线垂直知,该 可知一 匀强电场的场强方向与a平行,且由a指向山,A正确:结合 新油滴速度方向向上,设向上为正方向,根据动量守惬定律 几何知识知U=-U,由动能定理得,W=q= -0.5W,B正确;由沿电场线方向电势越来越低知,a 新油滴向上加逸,达到平衡时2m&+·(2m)-F 162 _ 详解答案 解得速度大小为hh . cos 4 n45 21 速度方向向上: 从射入到运动到最高点由运动学关系v-2ad 若F<2mg,即hh 粒子射入电场时由动能定理可得U-}# 可知<” 设向下为正方向,根据动量守恒定律 联立解得U .U-1:1 n-n-2共 B正确; 可知v>0 魁子从射入到运动到最高点由运动学可得 新油滴向下加速,达到平衡时2n。g-F+h·(2m) 解得速度大小为-h。 2: 联立可得L:-1:1 速度方向向下. A错误; L-.a 粒子穿过电容器时从最高点到穿出时由运动学可得 (2)油滴A不带电:油滴B带负电:电荷 射入电容器到最高点有口.一ar ngh:(h十ho) 量为mogd(h+。) (3)见解析 解得-} .U 题组四 1.BD 小球甲从开始运动至第一次运动到最低点的过程,根 粒子射入磁场和水平的夹角为}. 1 据能量守恒定律有ng(xo-r)-/(ro-)十( tan(a+)-3 Q)解得文()0 hQ,A错误;小球甲第一次向下运 C错误: 动至速度最大的位置,此时加速度为零,根据平衡条件有mg 粒子射入到最高点的过程水平方向的位移为1,竖直方向的 位移为-r{} #Q,B正确;若小球甲停止是在下 联立解得y U2 0十. r{f 且-,y= 2 即解得x-2l.y-d-1 好静止,有mg-0#,解得习一1 ,因此小球甲最 即粒子在运动到最高点的过程中水平和竖直位移均与电荷 量和质量无关,射出磁场过程同理 { Qc误;若 小球甲在最低点能返回,则有Qmg+/,解得工< 即轨迹不会变化,D正确. 故选BD. ,r 6.A 由对称性可知.“、c两根完全相同,均匀带电金属捧在 :Q,则有 0点的合场强为零,撤去a棒后,c棒在O点的电场强度由 O点垂直指向a,设每根带电金属棒在O点产生的电势为 2,则四根完全相同、均匀带正电长棒在O点产生的电场的 电势为4,撤去a棒,则其他三棒在O点产生的电场的电势 ,70 D正确。 为3。,以无限远处电势为零,则每根带正电全属捧在0的 #)g十{ 电场的电势均大于零,所以撤去a棒后,0点的电势减小,A 正确. 2.C 在静电场中,等差等势线的疏密程度反映电场强度的大 7.C A.由于不知道两粒子的电性,故不能确定M板和N板 小。由题图可知,c点等差等势线最密集,故c点电场强度最 大,C正确。 的电梦高低,故A错误: B.根据题意垂直M板向右的粒子,到达N板时速度增加,动 3.AC 根据沿着电场线方向电势降低可知M点的电势比N 能增加,则电场力做正功,电势能减小;则平行M板向下的 点的低,污泥絮体带负电,根据E。一v可知污泥絮体在M 粒子到达N板时电场力也做正功,电势能同样减小,故B 点的电势能比在N点的电势能大,污泥紧体从M点移到N 点,电势能减小,电场力对其做正功,故A、C正确;根据电场 错误: CD.设两板间距离为d,对于平行M板向下的粒子刚好从N 线的疏密程度可知N点的电场强度比P点的小,故B错误; 板下端射出,在两板间做类平抛运动,有一o! M点和P点在间一等势面上,则污泥絮体在M点的电势能 与在P点的电势能相等,结合A、C选项分析可知污泥絮体 在P点的电势能比其在N点的大,故D错误。故选AC -1{ 4.C 沿着电场线的方向电势降低,根据正点电荷产生的电场 对于垂直M板向右的粒子,在板间做匀加速直线运动,因两 特点可知若M一 则M点到电荷Q的距离比N点的近,故A错误; 粒子相同,在电场中加速度相同,有(②){}一一2ad 联立解得!20 电场线的疏密程度表示电场强度的大小,根据正点电荷产生 2 的电场特点可知若E<E 则M点到电荷Q的距离比N点的远,故B错误; 故C正确,D错误;故选C 若把带负电的试探电荷从M点移到N点,电场力做正功,则 8.ACD 由电场的叠加原理可知除无穷远处之外,菱形外部电 是逆着电场线运动,电势增加,故有p# 场强度处处不为零,故A正确;根据对称性可知菱形内部O 故C正确: 点电场强度为零,根据对称性可知电场强度为零的点应在。 若把带正电的试探电荷从M点移到N点,电场力做负功,则 轴和y轴上,且关于O点对称的两点的电场强度均为零,所 是逆着电场线运动;根据正点电荷产生的电场特点可知EMt 以菱形内部电场强度为零的点可能是1个、3个、5个,故B 二E 错误;当y一8/时,点(41,5/)到菱形四个项点的距离分别为 故D错误。 故选C. 51、(41)+(81-5)-51.(51)+(47+41)-891 5.BD 粒子在电容器中水平方向做匀速直线运动,坚直方向 (4/)+(81+57):-V1857,点(41,51)的电势为g.-*1 做匀变速直线运动,根据电场强度和电势差的关系及场强和 89 粒子射入电容器后的速度为%,水平方向和坚直方向的分 ###+++,所以点(4,51)的电势低于点# 速度 163一五年高考真题分类集训 物理 题组三 用时： 易错记录： 一、选择题 A.P点电势比M点的低 1.(2024·湖北卷)（多选）关于电荷和静电场，下列 B.P点电场强度大小比M点的大 说法正确的是 ( C,M点电场强度方向沿x轴正方向 A.一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代 D.沿x轴运动的带电粒子，电势能不变 数和保持不变 5.(2023·湖南卷)如图，真空中有三个点电荷固定 B.电场线与等势面垂直，且由电势低的等势面指 在同一直线上，电荷量分别为Q1、Q2和Q,P点 向电势高的等势面 和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角 C.点电荷仅在电场力作用下从静止释放，该点 电荷的电势能将减小 分别为90°、60°和30°。若P点处的电场强度为 D.点电荷仅在电场力作用下从静止释放，将从 零，9>0，则三个点电荷的电荷量可能为() 高电势的地方向低电势的地方运动 2.(2024·江西卷)蜡烛 火焰是一种含有电 子、正离子、中性粒子 60°/ 的气体状物质，将其 309 置于电压恒定的两平 行金属板间，板间电场视为匀强电场，如图所示。 A.Q1=q:Q2=2q:Q3=q 若两金属板间距减小，关于火焰中电子所受的电 场力，下列说法正确的是 ( ) B01=g0=-4gQ,=-9 A.电场力增大，方向向左 C.Q1=-q,Q2=V2q,Q3=-q B.电场力增大，方向向右 45 C.电场力减小，方向向左 D.Qi-q:Q:--443g.Q5-49 D.电场力减小，方向向右 6.(2022·山东卷)半径为R的绝缘细圆环固定在 3.(2024·新课标卷)如 图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电荷 图，两根不可伸长的等 量为Q的正电荷.点A、B、C将圆环三等分，取走 长绝缘细绳的上端均系 在天花板的O点上，下 A、B处两段弧长均为△L的小圆弧上的电荷.将 端分别系有均带正电荷 一点电荷g置于OC延长线上距O点为2R的D 的小球P、Q:小球处在 ● ●P 点，O点的电场强度刚好为零，圆环上剩余电荷 某一方向水平向右的匀 分布不变，9为 ( 强电场中，平衡时两细绳与竖直方向的夹角大小 A.正电荷，g=Q△L 相等。则 ( πR A.两绳中的张力大小一定相等 B.P的质量一定大于Q的质量 B正电荷，g=3Q△L R C.P的电荷量一定小于Q的电荷量 2Q△L D.P的电荷量一定大于Q的电荷量 C.负电荷，g= πR 4.(2023·辽宁卷)图(a)为金属四极杆带电粒子质 2√3Q△L 量分析器的局部结构示意图，图(b)为四极杆内 D.负电荷，q= πR 垂直于x轴的任意截面内的等势面分布图，相邻 7.(2021·湖南卷)（多选）如 两等势面间电势差相等，则 图，圆心为O的圆处于匀 强电场中，电场方向与圆平 60 面平行，ab和cd为该圆直 0 径.将电荷量为q(q>0)的 粒子从a点移动到b点，电 场力做功为2W(W>0):若将该粒子从c点移动 到d点，电场力做功为W.下列说法正确的是 图(a) 图(b) ( 44 专题八静电场 A.该匀强电场的场强方向与ab平行 B.将该粒子从d点移动到b点，电场力做功为 0.5W C.a点电势低于c点电势 D.若只受电场力，从d点射入圆形电场区域的 A.偏转电压 所有带电粒子都做曲线运动 B.电子偏转的角度 8.(2021·山东卷)如图甲所示，边长为a的正方 C.电子射出电场的速度 形，四个顶点上分别固定一个电荷量为十q的点 D.电子在电场中运动的时间 电荷：在0≤x<号2a区间，工轴上电势”的变化 二、非选择题 11.(2022·广东卷)密立 小孔 曲线如图乙所示.现将一电荷量为一Q的点电荷 根通过观测油滴的 P置于正方形的中心O点，此时每个点电荷所受 ●A 运动规律证明了电 库仑力的合力均为零.若将P沿x轴向右略微 d.U ●B 荷的量子性，因此获 移动后，由静止释放，以下判斯正确的是( 得了1923年的诺贝 尔奖.图是密立根油滴实验的原理示意图，两个 水平放置、相距为d的足够大金属极板，上极板 中央有一小孔.通过小孔喷入一些小油滴，由于 碰撞或摩擦，部分油滴带上了电荷.有两个质量 均为m0、位于同一竖直线上的球形小油滴A和 B,在时间t内都匀速下落了距离h1,此时给两 用 极板加上电压U(上极板接正极)，A继续以原 A.Q=2+1 q,释放后P将向右运动 速度下落，B经过一段时间后向上匀速运动.B 在匀速运动时间t内上升了距离h2(2≠h1), BQ-2+ 2q,释放后P将向左运动 随后与A合并，形成一个球形新油滴，继续在 两极板间运动直至匀速.已知球形油滴受到的 C.Q-22+1 q,释放后P将向右运动 空气阻力大小为=km,其中为比例系数， 4 m为油滴质量，v为油滴运动速率，不计空气浮 D.Q-22+1 4二q,释放后P将向左运动 力，重力加速度为g.求： (1)比例系数k; 9.(2020·浙江7月选考)如图 (2)油滴A、B的带电量和电性：B上升距离h2 所示，一质量为m、电荷量为 电势能的变化量： q(q>0)的粒子以速度0从 (3)新油滴匀速运动速度的大小和方向. MN连线上的P点水平向右 射入大小为E,方向竖直向下 45"C 的匀强电场中.已知MN与 水平方向成45°角，粒子的重力可以忽略，则粒子 到达MN连线上的某点时 ( 人所用时间为吧 B.速度大小为3 C.与P点的距离为现 D.速度方向与竖直方向的夹角为30° 10.(2020·浙江1月选考)如图所示，电子以某一 初速度沿两块平行板的中线方向射人偏转电场 中，已知极板长度为l,间距为d,电子质量为 m,电荷量为e,若电子恰好从极板边缘射出电 场，由以上条件可以求出的是 () 45