专题04 静电场（3大考点）（安徽专用）-【好题汇编】2025年高考物理二模试题分类汇编

专题04 静电场 电场力的性质 一、单选题 1．（2025·安徽滁州·二模）如图所示，在竖直平面内有一个半径为的光滑圆轨道，在轨道的圆心处固定一带电量为的点电荷，一质量为、带电量为的小球（可视为质点）在轨道的外侧沿着轨道运动。已知静电力常量为，重力加速度为。为使小球能做完整的圆周运动，至少为（　　） A． B． C． D． 2．（2025·安徽芜湖·二模）如图所示，A、B、C为一直角三角形的三个顶点，带电量绝对值分别为和的两个点电荷分别固定在A、B两点，在C点电场强度的大小为，方向与AB连线平行，AB连线中点D点场强大小为，为。则下列关系正确的是（　　） A．， B．， C．， D．， 3．（2025·安徽淮北·二模）如图甲所示，两个等量点电荷P、Q固定于光滑绝缘水平面上，其连线的中垂线上有a、b、c三点。一个质量50g，电荷量大小为的带电小球（可视为质点），从a点由静止释放，经过b、c两点，小球运动的图像如图乙所示，其经过b点时对应的图线切线斜率最大，则下列分析正确的是（　　） A．b、c两点间电势差 B．沿中垂线由a点到c点电势逐渐升高 C．由a点运动到c点的过程中，小球的电势能先增大后减小 D．b点为中垂线上电场强度最大的点，且场强 4．（2025·安徽·二模）如图所示，A、B、C、D为一绝缘圆环上的4等分点，圆弧均匀带正电，圆弧不带电，圆心为O。M、N是和的中点，已知M、N电势分别为和，O点电场强度大小为E。现撤去圆弧段的电荷，则（　　） A．O点电场强度方向水平向右 B．O点电场强度大小为 C．M点电势变为 D．N点电势变为 5．（2025·安徽芜湖·二模）在轴上和处固定两个点电荷，电荷量分别为和（），已知点电荷在空间各点的电势可由计算，其中为各点到点电荷的距离，为静电力常量。电子带电量为，质量为，下列说法正确的是（　　） A．轴上处的电场强度为零 B．轴上处电势为零 C．在轴上处，由静止释放电子，电子只在电场力作用下可以沿x轴运动到无穷远处 D．在轴上处，由静止释放电子，电子只在电场力作用下获得的最大速度为 6．（2025·安徽池州·二模）正三角形的三个顶点分别固定三个点电荷，其电荷量分别为：，该三角形中心点处的场强大小为，现仅把点电荷量更换为，则中心点处的场强大小为（　　） A． B． C． D． 电场能的性质 一、单选题 1．（2025·安徽马鞍山·二模）如图所示，空间存在沿x轴方向的电场，x轴正方向为电场强度正方向，原点O到间的图线为直线，x轴上下方图像与x轴围成的面积相等。一个电荷量大小为q的粒子在O点由静止释放，一段时间后运动到处，不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A．该粒子带负电 B．处的电势低于处的电势 C．粒子在处的动能为 D．O点到之间电势差等于到之间电势差 2．（2025·安徽黄山·二模）如图1所示，真空中x轴原点O处固定一点电荷a，其电荷量Q未知，另一试探点电荷b，其电荷量为q，以初动能Ek0自x2位置沿x轴负方向直线运动，该过程粒子动能图像如图2所示。已知静电力常量为k。设无穷远处电势为0，距点电荷a距离r处的电势，粒子仅受电场力作用。下列说法正确的是（　　） A．x1、x2两处电场强度之比等于x1:x2 B．沿x轴正方向电势逐渐升高 C．电荷量 D．如仅将a的电荷量变为2Q，点电荷b速度减为0时的位置坐标是 3．（2025·安徽安庆·二模）电子计步器的工作核心部件为震动传感器，一般按照传感器的类型可分为2D计步器与3D计步器，其中一款2D计步器的原理图可以简化如下，平行板电容器的一个极板M固定在设备上，另一个极板N与两个固定在设备上的轻弹簧连接，极板N与弹簧间绝缘，振动系统完成一次周期性振动，电流传感器显示电流周期变化一次，才能实现计步一步。关于该计步器，下列说法正确的是（　　） A．极板N向极板M运动的过程中，电流传感器的电流方向 B．MN极板间距离最小时，电流传感器上电流最大 C．MN极板间距离最小时，固定在电容器中点的点电荷具有的电势能和受到电场力均最大 D．将保护电阻换成二极管，N极板振动，电流传感器上电流周期性变化，同样实现准确计步 二、多选题 4．（2025·安徽蚌埠·二模）如图所示，是光滑绝缘水平桌面的中点，在点正上方点固定一个正电荷，现将带电小球从桌面上的点以水平初速度射出，小球不会离开水平桌面。不计小球的大小，则下列说法正确的是（　　） A．小球射出后一定还能回到点 B．小球在运动过程中，电势能可能保持不变 C．小球在运动过程中，电场力可能一直做负功，也可能不做功 D．若将小球从点由静止释放，则小球一定会经过点且在点的电势能最小 带电粒子在电场中的运动 一、单选题 1．（2025·安徽合肥·二模）如图所示为某静电除尘装置的简化原理图，两块间距为d的平行金属板间为除尘区域，两板与恒定的高压直流电源相连。大量均匀分布的带负电粉尘均以速度平行于板射入除尘区域，粉尘碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集。通过调整d可以改变除尘率（相同时间内被收集粉尘的数量与进入除尘区域粉尘的数量之百分比）。不计空气阻力、粉尘的重力及粉尘间的相互作用，忽略边缘效应。已知时，为36%，若要使为64%，则应将d调整为（　　） A． B． C． D． 二、多选题 2．（2025·安徽黄山·二模）如图所示，倾角为30°的足够长光滑绝缘斜面固定在水平面上，空间中存在水平向右的匀强电场，电场强度。小球A的电荷量为+q，小球B不带电，质量均为m，两球用劲度系数为k的轻质绝缘弹簧连接，弹簧处于原长并锁定。现解除锁定释放两球并开始计时，t0时刻两球第一次速度相等，速度大小为v0，此时弹簧形变量为x0，在整个运动过程中弹簧均在弹性限度内，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．两球每次速度相同时弹簧形变量均为x0 B．两球每次加速度相同时弹簧的形变量均为 C．在t=t0时，小球A的电势能增加了 D．在t=2t0时，两球和弹簧系统机械能减少了 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 静电场 电场力的性质 一、单选题 1．（2025·安徽滁州·二模）如图所示，在竖直平面内有一个半径为的光滑圆轨道，在轨道的圆心处固定一带电量为的点电荷，一质量为、带电量为的小球（可视为质点）在轨道的外侧沿着轨道运动。已知静电力常量为，重力加速度为。为使小球能做完整的圆周运动，至少为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由于小球（可视为质点）在轨道的外侧沿着轨道运动，为使小球能做完整的圆周运动，则小球能够顺利通过轨道的最低点，当取最小值时，小球在最低点所受轨道弹力恰好为0，小球在轨道最高点速度也恰好为0，在轨道最低点有 从最高点到最低点过程，根据动能定理有 解得 故选C。 2．（2025·安徽芜湖·二模）如图所示，A、B、C为一直角三角形的三个顶点，带电量绝对值分别为和的两个点电荷分别固定在A、B两点，在C点电场强度的大小为，方向与AB连线平行，AB连线中点D点场强大小为，为。则下列关系正确的是（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】A 【详解】由于在C点电场强度方向与AB连线平行，可知和为异种电荷，设BC长度为d，则和在C点产生的电场强度大小分别为 几何关系可知 联立解得 由电场叠加原理可知，在C点电场强度的大小为 在D点电场强度的大小为 联立解得 故选A。 3．（2025·安徽淮北·二模）如图甲所示，两个等量点电荷P、Q固定于光滑绝缘水平面上，其连线的中垂线上有a、b、c三点。一个质量50g，电荷量大小为的带电小球（可视为质点），从a点由静止释放，经过b、c两点，小球运动的图像如图乙所示，其经过b点时对应的图线切线斜率最大，则下列分析正确的是（　　） A．b、c两点间电势差 B．沿中垂线由a点到c点电势逐渐升高 C．由a点运动到c点的过程中，小球的电势能先增大后减小 D．b点为中垂线上电场强度最大的点，且场强 【答案】D 【详解】A．从b到c，由动能定理 解得，A错误； B．由乙图可知，从a点到c点小球速度一直增大，电场力一直做正功，小球带正电，故沿中垂线由a点到c点电势逐渐降低，B错误； C．由前面分析知，沿中垂线由a点到c点电势逐渐降低，小球带正电，则小球的电势能逐渐减小，C错误； D．由乙图可知，b点时对应的图线切线斜率最大，即在b点时加速度最大，由，知b点为中垂线上电场强度最大的点，且场强，D正确。 故选D。 4．（2025·安徽·二模）如图所示，A、B、C、D为一绝缘圆环上的4等分点，圆弧均匀带正电，圆弧不带电，圆心为O。M、N是和的中点，已知M、N电势分别为和，O点电场强度大小为E。现撤去圆弧段的电荷，则（　　） A．O点电场强度方向水平向右 B．O点电场强度大小为 C．M点电势变为 D．N点电势变为 【答案】C 【详解】AB．根据对称性可知，圆弧段的电荷与圆弧段的电荷在O点电场强度的矢量和为0，则圆弧段的电荷在O点电场强度为E，由于AD、AB、BC完全相同，则三部分各自在O点产生的电场强度大小均为E，若撤去圆弧段的电荷，根据矢量合成原理可知，O点电场强度方向水平向左，大小为 故AB错误； CD．根据对称性可知，圆弧段的电荷、圆弧段的电荷在M点的电势相等，且等于圆弧段的电荷在N点的电势，令大小均为，圆弧段的电荷、圆弧段的电荷在N点的电势相等，且等于圆弧段的电荷在M点的电势，令大小均为，则有， 撤去圆弧段的电荷，则有， 解得 故C正确，D错误。 故选C。 5．（2025·安徽芜湖·二模）在轴上和处固定两个点电荷，电荷量分别为和（），已知点电荷在空间各点的电势可由计算，其中为各点到点电荷的距离，为静电力常量。电子带电量为，质量为，下列说法正确的是（　　） A．轴上处的电场强度为零 B．轴上处电势为零 C．在轴上处，由静止释放电子，电子只在电场力作用下可以沿x轴运动到无穷远处 D．在轴上处，由静止释放电子，电子只在电场力作用下获得的最大速度为 【答案】C 【详解】 A．设在坐标为 处电场强度为零，则 解得 故 A 错误； B．设 处的电势为零，则 当x=2m时，解得 故 B错误； C．将电子由静止释放在 处时，该点电势为零，电子的初始总能量为零。x轴上大于的范围内，电势随 先增加后减小，根据动能定理可知，电子最远可以到达无穷远处，故C 正确； D．电子获得的最大动能出现在电场强度为零的位置，即x=2m的位置， 处电势为 ，由动能定理得 解得 故 D 错误。 故选 C。 6．（2025·安徽池州·二模）正三角形的三个顶点分别固定三个点电荷，其电荷量分别为：，该三角形中心点处的场强大小为，现仅把点电荷量更换为，则中心点处的场强大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】设O点到正三角形三个顶点的距离为r，根据点电荷场强公式可得三个点电荷在O点的场强大小为 方向如图所示 由场强的叠加原理，可知 现仅把点电荷量更换为，则 方向如图所示 则中心点处的场强大小为 联立，解得 故选B。 电场能的性质 一、单选题 1．（2025·安徽马鞍山·二模）如图所示，空间存在沿x轴方向的电场，x轴正方向为电场强度正方向，原点O到间的图线为直线，x轴上下方图像与x轴围成的面积相等。一个电荷量大小为q的粒子在O点由静止释放，一段时间后运动到处，不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A．该粒子带负电 B．处的电势低于处的电势 C．粒子在处的动能为 D．O点到之间电势差等于到之间电势差 【答案】B 【详解】A．粒子在O点由静止释放，一段时间后运动到处，可知粒子在O点处受到的电场力沿x轴正方向，与电场强度方向相同，故该粒子带正电，故A错误； BD．由题意x轴上下方图像与x轴围成的面积相等，根据可知，O点到之间电势差绝对值等于到之间电势差绝对值；根据沿场强方向电势降低，可知O点到之间电势差为正值，到之间电势差为负值；则O点到之间电势差等于到之间电势差，即O点电势等于处电势，又处的电势低于O点电势，所以处的电势低于处的电势，故B正确，D错误； C．从O点到处，图线与横轴所围的面积表示O点到处电势差，则有 从O点到处，由动能定理得 解得粒子处的动能为 故C错误。 故选B。 2．（2025·安徽黄山·二模）如图1所示，真空中x轴原点O处固定一点电荷a，其电荷量Q未知，另一试探点电荷b，其电荷量为q，以初动能Ek0自x2位置沿x轴负方向直线运动，该过程粒子动能图像如图2所示。已知静电力常量为k。设无穷远处电势为0，距点电荷a距离r处的电势，粒子仅受电场力作用。下列说法正确的是（　　） A．x1、x2两处电场强度之比等于x1:x2 B．沿x轴正方向电势逐渐升高 C．电荷量 D．如仅将a的电荷量变为2Q，点电荷b速度减为0时的位置坐标是 【答案】D 【详解】A．x1、x2两处电场强度之比为 故A错误； B．由图可知，点电荷b由x2运动到x1的过程中，动能减小，电势能增大，但由于电性未知，所以不能确定电势的变化，故B错误； C．根据能量守恒定律可得 所以 故C错误； D．如仅将a的电荷量变为2Q，点电荷b速度减为0时，有 解得 故D正确。 故选D。 3．（2025·安徽安庆·二模）电子计步器的工作核心部件为震动传感器，一般按照传感器的类型可分为2D计步器与3D计步器，其中一款2D计步器的原理图可以简化如下，平行板电容器的一个极板M固定在设备上，另一个极板N与两个固定在设备上的轻弹簧连接，极板N与弹簧间绝缘，振动系统完成一次周期性振动，电流传感器显示电流周期变化一次，才能实现计步一步。关于该计步器，下列说法正确的是（　　） A．极板N向极板M运动的过程中，电流传感器的电流方向 B．MN极板间距离最小时，电流传感器上电流最大 C．MN极板间距离最小时，固定在电容器中点的点电荷具有的电势能和受到电场力均最大 D．将保护电阻换成二极管，N极板振动，电流传感器上电流周期性变化，同样实现准确计步 【答案】A 【详解】A．极板N向极板M运动的过程中，根据 可知电容器电容增大，由 可知极板上电荷量增加，处于充电状态，电流传感器的电流方向，故A正确； B．依题意，电路中电流周期性变化，M、N极板间距离最小时，充电结束，电流传感器上电流为0，故B错误； C．根据 可知MN极板间距离最小时，极板间的电场强度最大，点电荷受到的电场力最大，由于点电荷电性未知，其电势能变化未知，故C错误； D．二极管阻止了放电过程，不能形成电流周期性变化，不能实现实现准确计步，故D错误。 故选A。 二、多选题 4．（2025·安徽蚌埠·二模）如图所示，是光滑绝缘水平桌面的中点，在点正上方点固定一个正电荷，现将带电小球从桌面上的点以水平初速度射出，小球不会离开水平桌面。不计小球的大小，则下列说法正确的是（　　） A．小球射出后一定还能回到点 B．小球在运动过程中，电势能可能保持不变 C．小球在运动过程中，电场力可能一直做负功，也可能不做功 D．若将小球从点由静止释放，则小球一定会经过点且在点的电势能最小 【答案】BC 【详解】ABC．由题意，若小球带正电，则一定是沿连线减速到点速度恰好为零，电场力一直做负功；若小球带负电，则可能是沿连线先加速再减速，或者绕点做匀速圆周运动，电场力不做功，电势能保持不变，故A错误，BC正确； D．若小球带正电从点由静止释放，则小球不会经过点，故D错误。 故选BC。 带电粒子在电场中的运动 一、单选题 1．（2025·安徽合肥·二模）如图所示为某静电除尘装置的简化原理图，两块间距为d的平行金属板间为除尘区域，两板与恒定的高压直流电源相连。大量均匀分布的带负电粉尘均以速度平行于板射入除尘区域，粉尘碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集。通过调整d可以改变除尘率（相同时间内被收集粉尘的数量与进入除尘区域粉尘的数量之百分比）。不计空气阻力、粉尘的重力及粉尘间的相互作用，忽略边缘效应。已知时，为36%，若要使为64%，则应将d调整为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设两极板间的电压为，极板长度为，当时，除尘率为36%，即距离下极板为的粉尘做类平抛运动刚到打在右下端，有，， 解得 若要使为64%，即，， 联立解得 故选C。 二、多选题 2．（2025·安徽黄山·二模）如图所示，倾角为30°的足够长光滑绝缘斜面固定在水平面上，空间中存在水平向右的匀强电场，电场强度。小球A的电荷量为+q，小球B不带电，质量均为m，两球用劲度系数为k的轻质绝缘弹簧连接，弹簧处于原长并锁定。现解除锁定释放两球并开始计时，t0时刻两球第一次速度相等，速度大小为v0，此时弹簧形变量为x0，在整个运动过程中弹簧均在弹性限度内，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．两球每次速度相同时弹簧形变量均为x0 B．两球每次加速度相同时弹簧的形变量均为 C．在t=t0时，小球A的电势能增加了 D．在t=2t0时，两球和弹簧系统机械能减少了 【答案】BCD 【详解】B．当两球加速度相同时，对AB整体有 对B有 联立解得 故B正确； C．作出两球的v-t图线，如图所示 t0时刻两球第一次速度相等，速度大小为v0，此时弹簧形变量为x0，即 结合图像可得 所以在t=t0时，小球A的电势能增加了 故C正确； D．由图可知，在t0~2t0内，有 所以在t=2t0时，弹簧恢复原长，且 根据能量守恒定律可知，两球和弹簧系统机械能减少量等于电势能增加量，即 故D正确； A．由以上分析可知，t0时两球速度相等，弹簧伸长量为x0，2t0时两球速度再次达到相等，但弹簧处于原长，故A错误。 故选BCD。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$