专题05 静电场（湖北专用）-【好题汇编】5年（2021-2025）高考1年模拟物理真题分类汇编

专题05 静电场 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 电荷和静电现象 2024 命题逐渐强化电场线、等势面与运动轨迹的综合分析，如通过电场线分布判断带电粒子的受力方向，结合动能定理求解电势能变化，要求考生从图像中提取关键信息并建立物理方程。此外，静电场常与电磁感应结合，如导体棒在磁场中切割磁感线时的电荷分布与电势差计算，体现跨模块综合。 能力要求上，突出数学工具的深度应用与逻辑推理的严谨性。考生需熟练运用矢量叠加原理处理非对称电场的场强合成，或利用几何关系分析带电粒子在匀强电场中的偏转角度；部分试题引入微积分思想，如通过积分计算非线性电场中的电势能变化，或利用导数求解电势极值问题。实验探究能力的考查力度加大，例如设计实验验证库仑定律时，需结合传感器数据处理与误差分析，将控制变量法拓展至多变量关系的研究。部分试题还引入跨学科思维，如通过 “电偶极子” 等物理模型分析分子极化现象，或利用矩阵运算处理多电荷系统的电场叠加，全面检验考生对物理规律的迁移能力与创新应用水平。 考点2 库仑定律 2021 考点3 电场力和电场能的性质 2021、2023、2025 考点4 带电粒子在电场中的运动 2022、2023 考点01 电荷和静电现象 1．（2024·湖北·高考）关于电荷和静电场，下列说法正确的是（　　） A．一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变 B．电场线与等势面垂直，且由电势低的等势面指向电势高的等势面 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 D．点电荷仅在电场力作用下从静止释放，将从高电势的地方向低电势的地方运动 考点02 库仑定律 2．（2021·湖北·高考）如图所示，一匀强电场E大小未知、方向水平向右。两根长度均为L的绝缘轻绳分别将小球M和N悬挂在电场中，悬点均为O。两小球质量均为m、带等量异号电荷，电荷量大小均为q（q>0）。平衡时两轻绳与竖直方向的夹角均为θ=45°。若仅将两小球的电荷量同时变为原来的2倍，两小球仍在原位置平衡。已知静电力常量为k，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A．M带正电荷 B．N带正电荷 C． D． 考点03 电场力和电场能的性质 3．（2025·湖北·高考真题）如图所示，在xOy平面内有一以O点为中心的正五边形，顶点到O点的距离为R。在正五边形的顶点上顺时针方向依次固定电荷量为q、2q、3q、4q、5q的正点电荷，且电荷量为3q的电荷在y轴正半轴上。静电力常量为k，则O点处的电场强度（   ） A．方向沿x轴负方向 B．方向与x轴负方向成夹角斜向下 C．大小为 D．大小为 4．（2023·湖北·高考）在正点电荷Q产生的电场中有M、N两点，其电势分别为、，电场强度大小分别为、。下列说法正确的是（　　） A．若，则M点到电荷Q的距离比N点的远 B．若，则M点到电荷Q的距离比N点的近 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 D．若把带正电的试探电荷从M点移到N点，电场力做负功，则 5．（2021·湖北·高考）关于电场，下列说法正确的是（　　） A．电场是物质存在的一种形式 B．电场力一定对正电荷做正功 C．电场线是实际存在的线，反映电场强度的大小和方向 D．静电场的电场线总是与等势面垂直，且从电势高的等势面指向电势低的等势面 考点04 带电粒子在电场中的运动 6．（2023·湖北·高考）一带正电微粒从静止开始经电压加速后，射入水平放置的平行板电容器，极板间电压为。微粒射入时紧靠下极板边缘，速度方向与极板夹角为，微粒运动轨迹的最高点到极板左右两端的水平距离分别为和L，到两极板距离均为d，如图所示。忽略边缘效应，不计重力。下列说法正确的是（    ）    A． B． C．微粒穿过电容器区域的偏转角度的正切值为2 D．仅改变微粒的质量或者电荷数量，微粒在电容器中的运动轨迹不变 7．（2022·湖北·高考）密立根油滴实验装置如图所示，两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接，板间产生匀强电场。用一个喷雾器把密度相同的许多油滴从上板中间的小孔喷入电场，油滴从喷口喷出时由于摩擦而带电。金属板间电势差为U时，电荷量为q、半径为r的球状油滴在板间保持静止。若仅将金属板间电势差调整为2U，则在板间能保持静止的球状油滴所带电荷量和半径可以为（　　） A．q，r B．2q，r C．2q，2r D．4q，2r 8．（2022·湖北·高考）如图所示，一带电粒子以初速度v0沿x轴正方向从坐标原点О射入，并经过点P（a>0，b>0）。若上述过程仅由方向平行于y轴的匀强电场实现，粒子从О到Р运动的时间为t1，到达Р点的动能为Ek1。若上述过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场实现，粒子从O到Р运动的时间为t2，到达Р点的动能为Ek2。下列关系式正确的是·（　　） A．t1<t2 B．t1> t2 C．Ek1<Ek2 D．Ek1>Ek2 1．（2025·湖北襄阳五中·三模）如图所示，竖直平面内光滑圆弧轨道半径为，等边三角形的边长为，顶点恰好位于圆周最低点，是边的中垂线。在A、两顶点上放置一对等量异种电荷。现把质量为带电荷量为的小球由圆弧的最高点处静止释放，到最低点时速度为。不计对原电场的影响，取无穷远处为零电势，静电力常量为，则（　　） A．CM间的电势差等于M点的电势 B．点电势与点电势不相同 C．小球对轨道最低点处的压力大小为 D．点电势为 2．（2025·湖北襄阳五中·三模）下列叙述中符合物理学史的有（　　） A．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了质子 B．卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析，得出了原子的核式结构理论 C．玻尔提出的原子模型，彻底否定了卢瑟福的原子核式结构模型 D．法国物理学家库仑测出元电荷e的电荷量 3．（2025·湖北襄阳五中·适应考）某次实验时因操作失误，将氕、氘、氚三种核子混到了一起，工作人员设计了如图所示的分离装置。混合核子在平行于轴线的匀强电场1作用下从A点由静止开始加速，然后沿轴线进入垂直于轴线向下的匀强电场2和垂直于纸面向里的匀强磁场组成的区域，磁感应强度B从零开始逐渐增大，直到有核子沿轴线打在收集器上（此时），不计核子重力、核子间相互作用，核子不会打在极板上，则（　　） A．B=B0时，沿轴线打在收集器上的是氚核子 B．B=0时，氚核子在场区运动时间最短 C．B=0时，3种核子从不同位置离开电场2 D．B=0时，3种核子从电场2离开时的动能相同 4．（24-25高三·湖北黄冈中学·四模）如图所示，长为2a的均匀带电细杆AB水平放置，O为杆的中点，C、D两点位于杆的左、右端点正上方，C、D与杆的距离均为a。将杆的左半部分AO绕O点顺时针转动90°至图中虚线位置，右半部分OB不动，转动过程中杆上电荷分布不变。则转动前、后（　　） A．C点场强不变 B．D点场强不变 C．C点电势不变 D．D点电势不变 5．（2025·湖北武汉二中·5月模考）如图所示，AB、BC、AC是等长的绝缘细棒，构成彼此绝缘的等边三角形，AB、BC棒上均匀分布着负电荷，AC棒上均匀分布着正电荷。已知AB、BC两细棒单位长度分布电荷量的绝对值相等且是AC的两倍，AB棒在三角形中心O产生的电场强度大小为E，取无限远处为电势零点，AB棒在O点产生的电势为−φ。关于三根细棒在O点所产生的电场强度和电势，下列说法正确的是（　　） A．O点电场强度为零，电势为零 B．O点电场强度大小为1.5E，方向沿OB指向B；电势为−1.5φ C．O点电场强度大小为1.5E，方向沿OB指向O；电势为−φ D．O点电场强度大小为，方向沿OB指向B；电势为φ 6．（2025·湖北原创压轴·二模）如图所示，空间有A、B、C三个点，任何两点间的距离均为L，O为AB边的中点。在A、B处分别固定有等量正电荷Q。一带电量为q的粒子从C点由静止释放由C点向O点运动，已知静电力常量为k，不计粒子重力。取无限远处电势为零，已知点电荷Q产生的电场在距离r处的电势为。下列说法正确的是（　　） A．该粒子带正电 B．粒子将做简谐运动 C．粒子从C运动至O的过程中，加速度大小先增大后减小 D．粒子在O点的动能为 7．（25届·湖北部分学校联考·三模）如图所示，空间中存在与水平成45°斜向右上方、大小为1×10⁶N/C的匀强电场，在距地面10m高处同一位置均以10m/s的速率同时抛出A、B两个带正电小球，A球竖直向上，B球水平向右，两小球质量均为1kg，带电量均为。忽略两小球之间的相互作用力和空气阻力，小球均可视为质点，g取10m/s²，则在B球落地前，两球间的最大距离为（　　） A．10m B． C．20m D． 8．（24-25高三·湖北·5月模拟）在真空中有一平行板电容器，两极板正对面积为S，两极板间距为d，电容器充电结束后带电荷量为Q，断开与电源的连接，忽略电容器极板边缘效应，设两极板之间是匀强电场，则下列说法正确的是（　　） A．两极板间引力大小为 B．两极板间引力大小为 C．若将两极板间距增大，则外力克服电场力做功 D．若将两极板间距增大，则外力克服电场力做功 9．（24-25高三·湖北十堰·5月适应性）如图所示，矩形的边长是边长的2倍，为连线的中点。两个等量异种点电荷分别固定于点和点，下列说法正确的是（　　） A．点的电场强度为0 B．点和点的电场强度相同 C．点和点的电势相等 D．若将电子从边中点沿直线移动至边中点，电子的电势能将保持不变 10．（2025·湖北黄冈中学·二模）雷雨天带电的乌云飘过一栋建筑物上空时，在避雷针周围形成电场，a、b、c、d为等差等势面，一个电子只在电场力作用下的运动轨迹如图中实线所示，A、B是轨迹上的两点。下列说法正确的是（　　） A．云层带负电 B．A点的电场强度大小比B点的小 C．电子在A点动能比在B点动能小 D．电子在A点电势能比在B点电势能大 11．（2025·湖北鄂东南联盟·模拟联考）某带电体产生电场的等差等势面分布如图中实线所示，虚线是一带电粒子仅在此电场作用下的运动轨迹，、分别是运动轨迹与等势面、的交点，下列说法正确的是（　　） A．粒子带负电荷 B．点的电场强度比点的小 C．点电势一定小于点电势 D．粒子在点的电势能一定小于在点的电势能 12．（2025·湖北襄阳五中·三模）空间中存在平行于纸面的匀强电场，在纸面内取点为坐标原点建立轴，如图甲所示。现有一个质量为、电量为的带电微粒，在时刻以一定初速度从轴上的点开始沿逆时针做匀速圆周运动，圆心为、半径为。已知图中圆为其轨迹，为圆轨迹的一条直径；除电场力外微粒还受到一个变力，不计其它力的作用；测得试探电荷所处位置的电势随时间的变化图像如图乙所示，电势为，电势为。下列说法正确的是（　　） A．电场强度的大小为，方向与轴正方向夹角为 B．该微粒在时刻所受的变力达到最大值 C．时刻该微粒的电势能恰好为零 D．点与点的电势差 13．（2025·湖北襄阳五中·三模）下列物理表述正确的是：（　　） A．做竖直上抛运动的物体，在上升过程中，速度的变化量的方向是竖直向下的 B．作用力与反作用力做功的代数和一定为零 C．带电粒子在电场中，只受电场力时，也可以做匀速圆周运动 D．带电粒子仅在静电力作用下运动时，动能一定增加 14．（2025·湖北武汉武昌区·5月质检）已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为，其中为平面上单位面积所带的电荷量，为常量。如图所示，置于真空中的两平行金属板间距为d，正对面积为S，电势差为U。不计边缘效应时，金属板可看作无穷大导体板，静电力常数为k。下列说法正确的是（　　） A．两平行金属板的电容为 B．两平行金属板间电场强度大小为 C．金属板单位面积所带的电荷量为 D．常量与静电力常数为k的关系为 15．（2025·湖北省新八校协作体·三模）如图所示，两个等量异种点电荷分别位于M、N两点，O为MN的中点，A、B、C、D是MN连线及中垂线上的点，且。下列说法正确的是（　　） A．A点电势比C点电势低 B．B点电场强度比D点电场强度大 C．若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，B、C两点间电势差不变 D．若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，C点电场强度大小也变为原来的2倍 16．（25届·湖北·高三下·名校联盟四测）如图所示，平面直角坐标系位于竖直平面内，空间存在沿x轴负方向、电场强度大小的匀强电场（未画出）。将一可伸缩的光滑绝缘细杆置于平面内，细杆的两端分别置于原点O和点A（4m，2m），杆上套有质量、电荷量的小球，将其从点A由静止释放，经时间后小球到达点O。现保持细杆的一端仍位于点O，另一端移动到平面内的点B，仍然由静止释放小球，经时间后到达点O，已知重力加速度大小，则点B的坐标可能是（　　） A．（9m，3m） B．（8m，8m） C．（3m，6m） D．（7m，-1m） 17．（2025·湖北武汉武昌区·5月质检）如图所示，在真空中以竖直向上为y轴正方向建立三维直角坐标系Oxyz，整个空间内存在沿x轴正方向的匀强电场（图中未画出）。一质量为m、电荷量为q的带电微粒在点被静止释放，恰能通过点。不计空气阻力，已知重力加速度为g，求 (1)M、N两点间的电势差是多少； (2)若该微粒从M点以初速度沿z轴正方向出发，则经时间该微粒的位置坐标是多少； (3)若电场方向变为竖直向上，并在空间添加一沿z轴正方向的匀强磁场，该微粒从M点以初速度沿x轴正方向出发，仍能运动到N点，则粒子从M点出发经多长时间能经过N点？ 18．（2025·湖北襄阳五中·三模）如图所示，有一个带负电荷的质点，电荷量为-q，质量为，从轴上的点，以速度沿着轴正方向抛出，经过轴上的点时，速度方向与轴成进入三、四象限的匀强电场和匀强磁场，电场强度大小，方向竖直向下，磁感应强度大小未知，方向垂直纸面向里，之后经过原点进入第一象限，然后又经过轴上的点（图中未画出），进入电场和磁场中，之后从点射出电磁场，重力加速度为，求： (1)O点到D点的距离、粒子进入电场和磁场时的速度大小； (2)粒子从到第二次从点射出经过的总时间； (3)粒子第次经过轴时的坐标值。 19．（2025·湖北襄阳五中·高考适应性（一））内部长度为l、质量为m的“]”形木板扣在水平面上，木板与地面之间的动摩擦因数为，木板右侧有一可视为质点的带电物块，质量为m，电荷量为，物块表面绝缘且光滑，整个空间有水平向右的匀强电场，木板不影响电场的分布，木板恰好能处于静止状态，给木板一个水平向右的初速度，重力加速度大小为g，最大静摩擦力可视为滑动摩擦力。 (1)求匀强电场的场强大小E。 (2)欲使木板与物块的第一次碰撞发生在木板左端，给木板水平向右的速度v0需要满足什么条件？ (3)给木板一水平向右大小为的初速度，求两者在木板右侧碰撞前木板与地面摩擦生热的热量Q。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题05 静电场 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 电荷和静电现象 2024 命题逐渐强化电场线、等势面与运动轨迹的综合分析，如通过电场线分布判断带电粒子的受力方向，结合动能定理求解电势能变化，要求考生从图像中提取关键信息并建立物理方程。此外，静电场常与电磁感应结合，如导体棒在磁场中切割磁感线时的电荷分布与电势差计算，体现跨模块综合。 能力要求上，突出数学工具的深度应用与逻辑推理的严谨性。考生需熟练运用矢量叠加原理处理非对称电场的场强合成，或利用几何关系分析带电粒子在匀强电场中的偏转角度；部分试题引入微积分思想，如通过积分计算非线性电场中的电势能变化，或利用导数求解电势极值问题。实验探究能力的考查力度加大，例如设计实验验证库仑定律时，需结合传感器数据处理与误差分析，将控制变量法拓展至多变量关系的研究。部分试题还引入跨学科思维，如通过 “电偶极子” 等物理模型分析分子极化现象，或利用矩阵运算处理多电荷系统的电场叠加，全面检验考生对物理规律的迁移能力与创新应用水平。 考点2 库仑定律 2021 考点3 电场力和电场能的性质 2021、2023、2025 考点4 带电粒子在电场中的运动 2022、2023 考点01 电荷和静电现象 1．（2024·湖北·高考）关于电荷和静电场，下列说法正确的是（　　） A．一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变 B．电场线与等势面垂直，且由电势低的等势面指向电势高的等势面 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 D．点电荷仅在电场力作用下从静止释放，将从高电势的地方向低电势的地方运动 【答案】AC 【详解】A．根据电荷守恒定律可知一个与外界没有电荷交换的系统，这个系统的电荷总量是不变的，故A正确； B．根据电场线和等势面的关系可知电场线与等势面垂直，且由电势高的等势面指向电势低的等势面，故B错误； CD．点电荷仅在电场力作用下从静止释放，电场力做正功，电势能减小，根据可知正电荷将从电势高的地方向电势低的地方运动，负电荷将从电势低的地方向电势高的地方运动，故C正确，D错误。 故选AC。 考点02 库仑定律 2．（2021·湖北·高考）如图所示，一匀强电场E大小未知、方向水平向右。两根长度均为L的绝缘轻绳分别将小球M和N悬挂在电场中，悬点均为O。两小球质量均为m、带等量异号电荷，电荷量大小均为q（q>0）。平衡时两轻绳与竖直方向的夹角均为θ=45°。若仅将两小球的电荷量同时变为原来的2倍，两小球仍在原位置平衡。已知静电力常量为k，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A．M带正电荷 B．N带正电荷 C． D． 【答案】BC 【分析】本题考查库仑定律、受力分析以及共点力的平衡。 【详解】AB．由题图可知，对小球M受力分析如图（a）所示，对小球N受力分析如图（b）所示，由受力分析图可知小球M带负电，小球N带正电，故B正确，A错误； CD．由几何关系可知，两小球之间的距离为当两小球的电荷量为q时，由力的平衡条件得两小球的电荷量同时变为原来的2倍后，由力的平衡条件得整理解 得故C正确，D错误。 故选BC。 考点03 电场力和电场能的性质 3．（2025·湖北·高考真题）如图所示，在xOy平面内有一以O点为中心的正五边形，顶点到O点的距离为R。在正五边形的顶点上顺时针方向依次固定电荷量为q、2q、3q、4q、5q的正点电荷，且电荷量为3q的电荷在y轴正半轴上。静电力常量为k，则O点处的电场强度（   ） A．方向沿x轴负方向 B．方向与x轴负方向成夹角斜向下 C．大小为 D．大小为 【答案】AD 【详解】由题意可知，如图 将五个点电荷等效成 五个点电荷与O点距离为R，设 则O点场强大小为 代入可得 方向沿x轴负方向； 故选AD。 4．（2023·湖北·高考）在正点电荷Q产生的电场中有M、N两点，其电势分别为、，电场强度大小分别为、。下列说法正确的是（　　） A．若，则M点到电荷Q的距离比N点的远 B．若，则M点到电荷Q的距离比N点的近 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 D．若把带正电的试探电荷从M点移到N点，电场力做负功，则 【答案】C 【详解】A．沿着电场线的方向电势降低，根据正点电荷产生的电场特点可知若则M点到电荷Q的距离比N点的近，故A错误； B．电场线的疏密程度表示电场强度的大小，根据正点电荷产生的电场特点可知若 则M点到电荷Q的距离比N点的远，故B错误； C．若把带负电的试探电荷从M点移到N点，电场力做正功，则是逆着电场线运动，电势增加，故有故C正确； D．若把带正电的试探电荷从M点移到N点，电场力做负功，则是逆着电场线运动；根据正点电荷产生的电场特点可知故D错误。 故选C。 5．（2021·湖北·高考）关于电场，下列说法正确的是（　　） A．电场是物质存在的一种形式 B．电场力一定对正电荷做正功 C．电场线是实际存在的线，反映电场强度的大小和方向 D．静电场的电场线总是与等势面垂直，且从电势高的等势面指向电势低的等势面 【答案】AD 【详解】A．电场是存在于电荷周围的一种特殊媒介物质，A正确； B．如果正电荷的速度方向与电场力的夹角大于90°，则电场力做负功，等于90°电场力不做功，小于90°电场力做正功，B错误； C．电场线是为了形象地描绘电场而人为引入的一簇曲线，该曲线的疏密程度反映场强的大小，C错误； D．静电场的电场线在空间上与等势面垂直，且沿电场线的方向电势降低，即由高等势面指向低等势面，D正确。 故选AD。 考点04 带电粒子在电场中的运动 6．（2023·湖北·高考）一带正电微粒从静止开始经电压加速后，射入水平放置的平行板电容器，极板间电压为。微粒射入时紧靠下极板边缘，速度方向与极板夹角为，微粒运动轨迹的最高点到极板左右两端的水平距离分别为和L，到两极板距离均为d，如图所示。忽略边缘效应，不计重力。下列说法正确的是（    ）    A． B． C．微粒穿过电容器区域的偏转角度的正切值为2 D．仅改变微粒的质量或者电荷数量，微粒在电容器中的运动轨迹不变 【答案】BD 【详解】B．粒子在电容器中水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀变速直线直线运动，根据电场强度和电势差的关系及场强和电场力的关系可得， 粒子射入电容器后的速度为，水平方向和竖直方向的分速度，从射入到运动到最高点由运动学关系粒子射入电场时由动能定理可得联立解得B正确； A．粒子从射入到运动到最高点由运动学可得，联立可得A错误； C．粒子穿过电容器时从最高点到穿出时由运动学可得，射入电容器到最高点有解得 设粒子穿过电容器与水平的夹角为，则粒子射入电场和水平的夹角为C错误； D．粒子射入到最高点的过程水平方向的位移为，竖直方向的位移为联立，，解得且，即解得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，最高点到射出电容器过程同理，，即轨迹不会变化，D正确。故选BD。 7．（2022·湖北·高考）密立根油滴实验装置如图所示，两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接，板间产生匀强电场。用一个喷雾器把密度相同的许多油滴从上板中间的小孔喷入电场，油滴从喷口喷出时由于摩擦而带电。金属板间电势差为U时，电荷量为q、半径为r的球状油滴在板间保持静止。若仅将金属板间电势差调整为2U，则在板间能保持静止的球状油滴所带电荷量和半径可以为（　　） A．q，r B．2q，r C．2q，2r D．4q，2r 【答案】D 【详解】初始状态下，液滴处于静止状态时，满足即 AB．当电势差调整为2U时，若液滴的半径不变，则满足可得AB错误； CD．当电势差调整为2U时，若液滴的半径变为2r时，则满足可得C错误，D正确。 故选D。 8．（2022·湖北·高考）如图所示，一带电粒子以初速度v0沿x轴正方向从坐标原点О射入，并经过点P（a>0，b>0）。若上述过程仅由方向平行于y轴的匀强电场实现，粒子从О到Р运动的时间为t1，到达Р点的动能为Ek1。若上述过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场实现，粒子从O到Р运动的时间为t2，到达Р点的动能为Ek2。下列关系式正确的是·（　　） A．t1<t2 B．t1> t2 C．Ek1<Ek2 D．Ek1>Ek2 【答案】AD 【详解】AB．该过程中由方向平行于y轴的匀强电场实现，此时粒子做类平抛运动，沿x轴正方向做匀速直线运动；当该过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场实现时，此时粒子做匀速圆周运动，沿x轴正方向分速度在减小，根据 可知t1<t2 故A正确，B错误。 CD．该过程中由方向平行于y轴的匀强电场实现，此时粒子做类平抛运动，到达P点时速度大于v0；当该过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场实现时，此时粒子做匀速圆周运动，到达P点时速度等于v0，而根据 可知 Ek1>Ek2 故C错误，D正确。 故选AD。 1．（2025·湖北襄阳五中·三模）如图所示，竖直平面内光滑圆弧轨道半径为，等边三角形的边长为，顶点恰好位于圆周最低点，是边的中垂线。在A、两顶点上放置一对等量异种电荷。现把质量为带电荷量为的小球由圆弧的最高点处静止释放，到最低点时速度为。不计对原电场的影响，取无穷远处为零电势，静电力常量为，则（　　） A．CM间的电势差等于M点的电势 B．点电势与点电势不相同 C．小球对轨道最低点处的压力大小为 D．点电势为 【答案】C 【详解】AB．等量异种电荷连线的中垂线垂直于电场线方向，所以是一条等势线，中垂线通向无限远处，电势为零，所以中垂线上的电势为零，CD处于AB两电荷的等势能面上，所以两点的电势都为零。设M点的电势为，由于C点的电势为零，所以有，故AB错误； C．因为三角形为等边三角形，小球在轨道最低点处，所受两个正负电荷的电场力的水平分量相互抵消，因此所受电场力合力方向向下，电场力的合力为重力为，支持力为N，根据牛顿第二定律可得解得，故C正确； D．对小球从到的过程，根据动能定理有解得，故D错误。 故选C。 2．（2025·湖北襄阳五中·三模）下列叙述中符合物理学史的有（　　） A．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了质子 B．卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析，得出了原子的核式结构理论 C．玻尔提出的原子模型，彻底否定了卢瑟福的原子核式结构模型 D．法国物理学家库仑测出元电荷e的电荷量 【答案】B 【详解】A．汤姆孙通过阴极射线实验发现了电子，而非质子，故A错误； B．卢瑟福通过α粒子散射实验分析，提出原子核式结构理论，故B正确； C．玻尔模型基于卢瑟福的核式结构，引入量子化轨道，并未彻底否定核式结构，故C错误； D．密立根通过油滴实验测定了元电荷e的电荷量，库仑研究的是电荷间作用力，故D错误。 故选B。 3．（2025·湖北襄阳五中·适应考）某次实验时因操作失误，将氕、氘、氚三种核子混到了一起，工作人员设计了如图所示的分离装置。混合核子在平行于轴线的匀强电场1作用下从A点由静止开始加速，然后沿轴线进入垂直于轴线向下的匀强电场2和垂直于纸面向里的匀强磁场组成的区域，磁感应强度B从零开始逐渐增大，直到有核子沿轴线打在收集器上（此时），不计核子重力、核子间相互作用，核子不会打在极板上，则（　　） A．B=B0时，沿轴线打在收集器上的是氚核子 B．B=0时，氚核子在场区运动时间最短 C．B=0时，3种核子从不同位置离开电场2 D．B=0时，3种核子从电场2离开时的动能相同 【答案】D 【详解】A．3种核子的电荷量相同，设为q，均从A点由静止开始加速，然后通过电场1，则有， 整理得， 则3种核子进入电场2时动能相等，氕核的速度最大，设电场2的场强为E2，对于沿轴线打在收集器上的核子有逐渐增大B，则进入电场2时速度最大的核子（即氕核子）最先达到受力平衡，故时沿轴线打在收集器上的核子是氕核子，故A错误； B．B=0时，核子进入电场2后，水平速度不变，则氕核子在场区运动时间最短，故B错误； C．核子从电场2右侧离开，水平方向有 竖直方向有， 整理有则3种核子从同一位置离开电场，故C错误； D．由动能定理可知，电场2对核子做的功为即核子在经过电场2过程的动能增量，则3种核子从电场2离开时动能相同，故D正确。 故选D。 4．（24-25高三·湖北黄冈中学·四模）如图所示，长为2a的均匀带电细杆AB水平放置，O为杆的中点，C、D两点位于杆的左、右端点正上方，C、D与杆的距离均为a。将杆的左半部分AO绕O点顺时针转动90°至图中虚线位置，右半部分OB不动，转动过程中杆上电荷分布不变。则转动前、后（　　） A．C点场强不变 B．D点场强不变 C．C点电势不变 D．D点电势不变 【答案】C 【详解】OA部分转动90°前后，OB部分在C、D两点的场强大小和方向、电势大小均不变。OA部分在C点的场强大小不变、方向变化，电势大小不变，则C处合场强大小改变，电势不变。OA部分在D点的场强大小和方向均变化，电势大小变化，则D处合场强大小改变，电势改变。 故选C。 5．（2025·湖北武汉二中·5月模考）如图所示，AB、BC、AC是等长的绝缘细棒，构成彼此绝缘的等边三角形，AB、BC棒上均匀分布着负电荷，AC棒上均匀分布着正电荷。已知AB、BC两细棒单位长度分布电荷量的绝对值相等且是AC的两倍，AB棒在三角形中心O产生的电场强度大小为E，取无限远处为电势零点，AB棒在O点产生的电势为−φ。关于三根细棒在O点所产生的电场强度和电势，下列说法正确的是（　　） A．O点电场强度为零，电势为零 B．O点电场强度大小为1.5E，方向沿OB指向B；电势为−1.5φ C．O点电场强度大小为1.5E，方向沿OB指向O；电势为−φ D．O点电场强度大小为，方向沿OB指向B；电势为φ 【答案】B 【详解】A．由场强叠加和对称性可知AB棒在三角形中心O点形成的电场强度方向垂直且指向AB棒，大小为；BC棒在O点形成的电场强度方向垂直且指向BC棒，大小也为。根据几何关系可知，两电场强度方向的夹角为，合场强方向沿OB指向B，大小为；A错误； BCD．已知AB、BC两细棒单位长度分布电荷量的绝对值相等且是AC的两倍，所以AC棒在O点形成电场强度的大小为，方向也沿OB指向B，所以合成结果为O点电场强度大小为，方向沿OB指向B。同理可知，因为AB棒在O点产生的电势为−φ，BC棒在O点产生的电势也为−φ，AC棒在O点产生的电势为+0.5φ，但电势是标量，无方向，所以O点电势为 故B正确，CD错误。 故选B。 6．（2025·湖北原创压轴·二模）如图所示，空间有A、B、C三个点，任何两点间的距离均为L，O为AB边的中点。在A、B处分别固定有等量正电荷Q。一带电量为q的粒子从C点由静止释放由C点向O点运动，已知静电力常量为k，不计粒子重力。取无限远处电势为零，已知点电荷Q产生的电场在距离r处的电势为。下列说法正确的是（　　） A．该粒子带正电 B．粒子将做简谐运动 C．粒子从C运动至O的过程中，加速度大小先增大后减小 D．粒子在O点的动能为 【答案】C 【详解】A．粒子在C受静电力指向O，故粒子带负电，故A错误； B．粒子仅受静电力，以O点为中心点做周期性往复运动，粒子受静电力提供合外力，但静电力大小与粒子到O点的距离不是成正比，故粒子的运动不是简谐运动，故B错误； C．由场强的叠加原理可知，C运动至O点中某点的合场强为 根据均值不等式可知当时E有最大值，此时距O点合力最大，加速度最大，故C正确； D．点电荷Q产生的电场在距离r处的电势为，故粒子运动到O点的动能为，故D错误。 故选C。 7．（25届·湖北部分学校联考·三模）如图所示，空间中存在与水平成45°斜向右上方、大小为1×10⁶N/C的匀强电场，在距地面10m高处同一位置均以10m/s的速率同时抛出A、B两个带正电小球，A球竖直向上，B球水平向右，两小球质量均为1kg，带电量均为。忽略两小球之间的相互作用力和空气阻力，小球均可视为质点，g取10m/s²，则在B球落地前，两球间的最大距离为（　　） A．10m B． C．20m D． 【答案】D 【详解】以抛出点为原点建坐标系，以水平方向为轴，以竖直方向为轴。小球A、B抛出后水平方向上只受电场力水平分力作用，水平方向上分加速度均为，方向水平向右 竖直方向上受自身重力和电场力的竖直分力作用，竖直方向上分加速度均为，方向竖直向下 分别对两小球两个方向上加速度进行矢量合成，两小球加速度相同，因此B球相对A球斜向右下方匀速直线运动，相对速度 且B球落地时两球相距最远，设B球落地时间为t，则有竖直方向上 求得，相距最大距离为 8．（24-25高三·湖北·5月模拟）在真空中有一平行板电容器，两极板正对面积为S，两极板间距为d，电容器充电结束后带电荷量为Q，断开与电源的连接，忽略电容器极板边缘效应，设两极板之间是匀强电场，则下列说法正确的是（　　） A．两极板间引力大小为 B．两极板间引力大小为 C．若将两极板间距增大，则外力克服电场力做功 D．若将两极板间距增大，则外力克服电场力做功 【答案】C 【详解】AB．平行板电容器的电容 平行板电容器充电结束后内部为匀强电场，电场强度 这里电场强度E为正极板和负极板分别产生的电场强度的矢量和，因为正、负极板在电容器内部产生的电场强度大小相等、方向相同，所以正负极板产生的电场强度 则两极板间引力大小为 故AB错误； CD．电容器充电结束后极板间电场强度与间距无关，所以将两极板间距增大，则外力克服电场力做功故C正确，D错误。 故选C。 9．（24-25高三·湖北十堰·5月适应性）如图所示，矩形的边长是边长的2倍，为连线的中点。两个等量异种点电荷分别固定于点和点，下列说法正确的是（　　） A．点的电场强度为0 B．点和点的电场强度相同 C．点和点的电势相等 D．若将电子从边中点沿直线移动至边中点，电子的电势能将保持不变 【答案】B 【详解】AB．等量异种点电荷的电场线分布如图所示 可知等量异种点电荷连线中点的电场强度不为零；根据对称性可知、两点的电场强度相同，故A错误，B正确； C．、两点分居零势面（等量异种点电荷连线的中垂面）两侧，电势并不相等，故C错误； D．边的中点、边的中点分居零势面两侧，电子在这两点的电势能不相等，故D错误。 故选B。 10．（2025·湖北黄冈中学·二模）雷雨天带电的乌云飘过一栋建筑物上空时，在避雷针周围形成电场，a、b、c、d为等差等势面，一个电子只在电场力作用下的运动轨迹如图中实线所示，A、B是轨迹上的两点。下列说法正确的是（　　） A．云层带负电 B．A点的电场强度大小比B点的小 C．电子在A点动能比在B点动能小 D．电子在A点电势能比在B点电势能大 【答案】A 【详解】A．由于电场线垂直于等势线，根据电子所受电场力的方向斜向左下方，电子带负电，可知，电场方向斜向右上方法，沿电场线方向电势降低，故A点电势比B点电势高，由此可知云层带负电，故A正确； B．等差等势面分布的疏密程度表示电场强弱，可知，A点场强比B点场强大，故B错误； C．结合上述，若电子从A运动到B，电场力方向与运动方向的夹角为钝角，则电场力做负功，电子在A点动能比在B点动能大，故C错误； D．结合上述，电子从A运动到B，电场力做负功，电势能增大，可知，电子在A点电势能比在B点电势能小，故D错误。 故选A。 11．（2025·湖北鄂东南联盟·模拟联考）某带电体产生电场的等差等势面分布如图中实线所示，虚线是一带电粒子仅在此电场作用下的运动轨迹，、分别是运动轨迹与等势面、的交点，下列说法正确的是（　　） A．粒子带负电荷 B．点的电场强度比点的小 C．点电势一定小于点电势 D．粒子在点的电势能一定小于在点的电势能 【答案】B 【详解】A．根据带电粒子做曲线运动的条件，电场力的方向垂直于等势线指向轨迹凹侧，以M点为例，电场力指向左下方向，则场源电荷与粒子的电性为异性，因场源电荷的电性未知，则无法确定粒子的电性，故A错误； B．等势线越密的地方场强越大，根据图像N点的等势线比M点的密，故M点的电场强度比N点的小，故B正确； C．因场源电荷的电性未知，则点电势与点电势无法比较大小，故C错误； D．根据图像可知粒子从点到N点的电场力做正功，则电势能减小，即粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，故D错误。 故选B。 12．（2025·湖北襄阳五中·三模）空间中存在平行于纸面的匀强电场，在纸面内取点为坐标原点建立轴，如图甲所示。现有一个质量为、电量为的带电微粒，在时刻以一定初速度从轴上的点开始沿逆时针做匀速圆周运动，圆心为、半径为。已知图中圆为其轨迹，为圆轨迹的一条直径；除电场力外微粒还受到一个变力，不计其它力的作用；测得试探电荷所处位置的电势随时间的变化图像如图乙所示，电势为，电势为。下列说法正确的是（　　） A．电场强度的大小为，方向与轴正方向夹角为 B．该微粒在时刻所受的变力达到最大值 C．时刻该微粒的电势能恰好为零 D．点与点的电势差 【答案】BCD 【详解】A．根据匀强电场场强与电势差的关系可知带电微粒做圆周运动的周期为,时刻，带电微粒所在位置电势最高，此时带电微粒转过的角度为根据沿电场线电势降低，可知电场方向与x轴正方向成，故A错误； B．匀强电场电场线如图所示 当变力F方向与电场方向相反时，变力F达到最大值，由图可知该微粒在时刻所受的变力达到最大值，故B正确； C．由乙图可知，时刻该微粒位移电势为0的位置，其电势能恰好为零，故C正确； D．b点与a点的电势差为，故D正确。 故选BCD。 13．（2025·湖北襄阳五中·三模）下列物理表述正确的是：（　　） A．做竖直上抛运动的物体，在上升过程中，速度的变化量的方向是竖直向下的 B．作用力与反作用力做功的代数和一定为零 C．带电粒子在电场中，只受电场力时，也可以做匀速圆周运动 D．带电粒子仅在静电力作用下运动时，动能一定增加 【答案】AC 【详解】A．竖直上抛运动加速度为重力加速度g，方向竖直向下，由可知速度变化量方向与加速度方向相同，即竖直向下，故A正确； B．作用力与反作用力作用在不同物体上，两物体位移不一定相同，做功代数和不一定为零，比如两个相互吸引的磁铁，外力拉开它们时，作用力与反作用力做功代数和不为零，故B错误； C．带电粒子在点电荷电场中，若电场力提供向心力，可做匀速圆周运动（如电子绕原子核运动），故C正确； D．带电粒子仅在静电力作用下，若静电力做负功，动能减小（如带电粒子靠近同种电荷时），故D错误。 故选AC。 14．（2025·湖北武汉武昌区·5月质检）已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为，其中为平面上单位面积所带的电荷量，为常量。如图所示，置于真空中的两平行金属板间距为d，正对面积为S，电势差为U。不计边缘效应时，金属板可看作无穷大导体板，静电力常数为k。下列说法正确的是（　　） A．两平行金属板的电容为 B．两平行金属板间电场强度大小为 C．金属板单位面积所带的电荷量为 D．常量与静电力常数为k的关系为 【答案】BD 【详解】B．已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为，则两平行金属板间电场强度大小为故B正确； C．两平行金属板间电场强度大小联立可得金属板单位面积所带的电荷量为故C错误； A．金属板的所带的电荷量为两平行金属板的电容为故A错误； D．根据平行板电容器的决定式 结合 可得 故D正确。 故选BD。 15．（2025·湖北省新八校协作体·三模）如图所示，两个等量异种点电荷分别位于M、N两点，O为MN的中点，A、B、C、D是MN连线及中垂线上的点，且。下列说法正确的是（　　） A．A点电势比C点电势低 B．B点电场强度比D点电场强度大 C．若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，B、C两点间电势差不变 D．若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，C点电场强度大小也变为原来的2倍 【答案】BD 【详解】AB．由等量异种点电荷的电场线分布特点知，A、B两点的电场强度相等，C、D两点的电场强度，电势均相等，根据点电荷的电场强度公式， 电势公式 叠加原理知，A错误，B正确； CD．若仅两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，则变为原来的2倍，也变为原来的2倍，C错误，D正确。 故选BD。 16．（25届·湖北·高三下·名校联盟四测）如图所示，平面直角坐标系位于竖直平面内，空间存在沿x轴负方向、电场强度大小的匀强电场（未画出）。将一可伸缩的光滑绝缘细杆置于平面内，细杆的两端分别置于原点O和点A（4m，2m），杆上套有质量、电荷量的小球，将其从点A由静止释放，经时间后小球到达点O。现保持细杆的一端仍位于点O，另一端移动到平面内的点B，仍然由静止释放小球，经时间后到达点O，已知重力加速度大小，则点B的坐标可能是（　　） A．（9m，3m） B．（8m，8m） C．（3m，6m） D．（7m，-1m） 【答案】AD 【详解】小球受到的电场力与重力的合力如图所示 则有 可得 将小球受到的电场力与重力的合力看成等效重力，根据等时圆模型可知，细杆为一圆轨道的弦，细杆的O端位于该圆的等效最低点，另一端位于圆周上，如图所示 设圆心为（，），则有，， 联立解得，， 若点B的坐标为（9m，3m），则有 若点B的坐标为（8m，8m），则有若点B的坐标为（3m，6m），则有 若点B的坐标为（7m，-1m），则有 故选AD。 17．（2025·湖北武汉武昌区·5月质检）如图所示，在真空中以竖直向上为y轴正方向建立三维直角坐标系Oxyz，整个空间内存在沿x轴正方向的匀强电场（图中未画出）。一质量为m、电荷量为q的带电微粒在点被静止释放，恰能通过点。不计空气阻力，已知重力加速度为g，求 (1)M、N两点间的电势差是多少； (2)若该微粒从M点以初速度沿z轴正方向出发，则经时间该微粒的位置坐标是多少； (3)若电场方向变为竖直向上，并在空间添加一沿z轴正方向的匀强磁场，该微粒从M点以初速度沿x轴正方向出发，仍能运动到N点，则粒子从M点出发经多长时间能经过N点？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）带电微粒从M到N点做匀速直线运动  由M、N两点的位置关系得匀强电场中 联立解得 （2）经时间t，沿x轴方向，有 沿y轴方向 沿z轴方向 则坐标为 （3）电场力和重力平衡，故微粒在磁场中做匀速圆周运动，半径 周期 所以能经过N点的时间为 18．（2025·湖北襄阳五中·三模）如图所示，有一个带负电荷的质点，电荷量为-q，质量为，从轴上的点，以速度沿着轴正方向抛出，经过轴上的点时，速度方向与轴成进入三、四象限的匀强电场和匀强磁场，电场强度大小，方向竖直向下，磁感应强度大小未知，方向垂直纸面向里，之后经过原点进入第一象限，然后又经过轴上的点（图中未画出），进入电场和磁场中，之后从点射出电磁场，重力加速度为，求： (1)O点到D点的距离、粒子进入电场和磁场时的速度大小； (2)粒子从到第二次从点射出经过的总时间； (3)粒子第次经过轴时的坐标值。 【答案】(1)， (2) (3)或 【详解】（1）质点的运动轨迹如图所示 质点从点到点做平抛运动，则， 联立解得， 由斜上抛的对称性知，O点到D点的距离为 解得 质点第一次经过点时的速度大小为 解得 （2）设质点从点抛出到第二次经过点，在磁场中做圆周运动的时间为，则有 由几何关系可知R 所以质点从到第二次从点射出经过的总时间为 解得 （3）由题意可知，当为奇数时，质点从第一象限经过轴，此时解得 当为偶数时，质点从第四象限经过轴，此时解得 19．（2025·湖北襄阳五中·高考适应性（一））内部长度为l、质量为m的“]”形木板扣在水平面上，木板与地面之间的动摩擦因数为，木板右侧有一可视为质点的带电物块，质量为m，电荷量为，物块表面绝缘且光滑，整个空间有水平向右的匀强电场，木板不影响电场的分布，木板恰好能处于静止状态，给木板一个水平向右的初速度，重力加速度大小为g，最大静摩擦力可视为滑动摩擦力。 (1)求匀强电场的场强大小E。 (2)欲使木板与物块的第一次碰撞发生在木板左端，给木板水平向右的速度v0需要满足什么条件？ (3)给木板一水平向右大小为的初速度，求两者在木板右侧碰撞前木板与地面摩擦生热的热量Q。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）对木板和物块整体分析可知可得 （2）设木板的初速度为v0，设物块的加速度为a1，木板的加速度为a2，则由qE=ma1 ，解得 设经过时间t1木板与物块左端发生第一次碰撞，则且碰撞时满足 解得 （3）由（2）可知物块和木板恰好在左侧不碰撞，设经过时间t在右侧碰撞，则解得 木板做匀变速运动，则则摩擦产生的热量 / 学科网（北京）股份有限公司 $$