周测评(15) 电场(一)-【衡水真题密卷】2025年高考物理学科素养周测评（湖北专版）

2024一2025学年度学科素养周测评（十五） 物理·电场（一】 (考试时可75分钟，盖分100分》 一，选择题：本题共10小题，每小题4分，其0分。在每小题给出的四个选项中，第1一7 题只有一项符合题目要求，第8一10篮有多项符合题目要求，每小置企部进对的得4 分，选对但不全的得2分，有选蜡的得自分。 题号 2 7 9 10 答案 1.如图()所示，一点电荷P(未国出)所在的水平直线上有M.N两点。在M,N两点分 别成置试探电背，其受到的静电力与试探电背的电荷量的关系分划如图)中直线【、 Ⅱ所承。规定向右为正方，期 ( AP带正电 BP在M点左侧 CM点电势比N点的低 DM点电场强度比N点的小 2.如图所示，质量为m的小物块P和小球Q均可视为点电骨，电骨量相同。置于粗脑水 平面上的解面体领角为8，贡量为M,将小物块P放在表面相髭的斜面体上，当小球Q 放在与P等高处(P,Q连线水平)时，P静止且受斜面体的岸整力为0，斜面体保持静 止，此时轻测量小物块P与小缘Q的距离为：。设静电力常量为k,重力加违度为g,测 下列说法正确的是 C) A小球Q所带电荷量为 mga国 我P对斜而体的压力为mgs C斜面体对地面的压力为(M十m)g D,斜面体受可地面的摩据力为0 3,经研究表明取无穷远处为零电势，导体球表面的电势与学体球所带的电荷量成正比，与 导休球的半径成反比。金篇小球▣和金属小球6的半径之比为112，所带电荷量大小 之比17，两小球间E远大于小球半径且闻距为山时，它们之间的相互引力大小为F 学科素养周测浮（十五）物理第1页（共8页} 衡水真 现将金属小球a与金属小球5相直接触，达到静电平衡后再成目到原来位置，这时a、5 班圾 两小球之偏的相互作用力是（不考虑万有引力） A库仑拆力停P 鼠库仑厅力紧r 姓名 G库仑引力F n库仑引力爱r 得分 4,用两根长度相等的鲍缘细线系生两个质量相等的带电小球A和B,A带正电，B帝负 电，且？a=4Wa,悬挂在水平向右的匀强电场中，保持平衡状态，下列能正确表示系 统平衡状态的图是 A C D 5.如图所示，半径为R的馋缘细圆环上均匀分布着电背量为Q的正电荷，A,B,C三点将 阅周三等分。取走A、B处瓦长均为△.（山《R)的圆孤上所梦的电荷，静电力常量为 兔，此时翼心口处电标微度 A方向语00.大小为94 2xR 及方向铅0C大小为k9△ R G方向沿00，大小为49 成 n方向雷0C,大小为器 6.如图所示，光滑她缘水平面上有质量分黑为m和2m的小球A、B,两小球带异种电背 将方向水平向右，大小为F的力作用在B上，当A,B间的距离为L时，两小缘可保持 相对静止。若改用方向水平向左的力作用在A上，致使两小球间的距离绿持为2L并 相对静止，影外力的大小皮为 A.F CEF 密 学科素养周测浮（十五）物理第2页（共8页 4 7.在x轴上A,B两点分别成置两电背1和Q:C为两电样中垂线上一点，且AO-O= CO,在x轴上的电场强度与x的图线如图所示，规定电扬强定沿工轴正方向为正，渊 A两电荷为等量异种电背 我O点电劳小于0 C电子从C点到O点诺动过程中电劳能增大 D电子从C成到O点运动过程中加速度先增大后减小 8.如图所示，不带电、长为1的导体棒水平放虹，现将一个电荷量为十《Q0)的点电荷收 在棒的中心铂线上距离棒的左端R处，A,B分别为导体棒左右可动的一点，电力常 量为业。当佛达静电平衡后，下列说法正确的是 A伟的两端都感应出负电将 我棒上感应电背在棒的中心O处产生的电场强度方向水平向右 C棒上感度电荷在棒的中心O处产生的电场强度大小E一 R+0.5) D.若用一根导线将A、B相连，导线上不会产生电流 ,AD-EFGH是空间中的立方体，4、b,.d分别是周示四条边的中点，在A,B,D, E、下、H六个复点成置点电荷.电性和电街量如图所示，下列说法正确的是〔) + 420 A4,6,c,d四个友中b点电势最高 找a5、「、d四个点中：点电据强度最大 C正方形d中心处的电杨徽度为0 把正试探电荷从年点沿：、c连线移动到©点，电预韵电势能不变 学科素养周测（十五）物理第3页（共8页） 衡水真 10.如图所示，长为W,领角为3的光滑绝梁相杆AD套直安过率径为I.电黄量为一Q的 固定大环置心O,细杆上B,O、C三点等分细杆长度，现从细杆的顶端A无初速崖 地释放一个面量为m,电荷量为十，的套在细杆上的可规为友电萄的小滑环，已知静 电力常量为，重力加建度大小为原，sin37一0.6，©0s7”一1,8，大到环和小滑环上的 电荷均匀分布，小滑环上的电而不影响电场分布，测下列说法正确的是《》 24 A.小滑环在D点的速度大小为 且大环在B处产生的电场强度大小为品 C、小滑环从B点到C点的过程中电场力所敏的功为0 山小带环在A点的加道度大小为号+29 25m 二、非选择驱：本题共5小驱，其60分。 11,《7分)某物理兴盘小组利用如周历示装置来探究影响电荷间静电力的因素。A是一个 带正电的物体，系在他缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电 力的大小可以通过丝线偏离极直方向的角度暴示出来，也门分别进行了以下操作： 步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横轩上的P,P:,P,等位置，比较小球在 不同®置所受带电物体的静电力的大小。 步骤二，使小味处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球乐受的静电力 的大小。 (1)减实险采用的方法是 。填正确法项能的学母) A.理想实验法 且腔材变量法·C等效替代达 (2)若小球质量为网，在P,位置的偏离竖直方向的夹角为▣，则带电体受到的库仑力 大小为 蹈密在 学科素养周测浮十五)物理第4页（共8页1 (3)在实验中，小组同学让两半径为尺的小球分别梦上：和：的正电荷，并使两小 13,(12分)如图所示，一个带正电的小球，质量为m,电横量为《：固定于绝缘轻杆一端，轻 球球心相距识时处于平衡秋态，利用公式F=大未计草两小球之同的库 杆的另一瑞光滑较接于。点，重力加速度为慧。 (1)末加电时，将轻仟向左拉至水平位置，无物边度释成，小球到达最低点时，求轻杆 仑力，你以为伎值与第二可的结果相比皮废 (填“偏大”“偏小“或“相 对它的拉力大小。 等”)，理由是 ()若在空同中植加一个平行于纸而的匀强电场，大小方向末知。将轻开从左边水平 I2(9分)加图所示，等边三角形ABC位于整直平面内，AB边水平，顶点C在AB边上 位置无有通度释成，小到选最低点时，受到轻杆的拉力为4mg:将轻杆从右边水 方，3个点电背分别固定在三角彩的三个夏点上。已知A8边中点M处的电场强度方 平位置无初速度释做，小缘到达最低点时，受到轻开的拉力为m。求电场强度的 向竖直向下，C边中点N处的电据强度方向整直向上，A点处点电荷的电黄量的绝 水平分量F,和竖直分量E, 对值为q,求： (1)B点处点电街的电传量的绝对值并判顺3个点电背的正负。 (2)C点处点电背的电青量 学科素养周测浮（十五）物理第5页（共8页} 衡水真蹈密在 学科素养周测博十五)物理第6页（共8页1 4 14.14分》知图所示，真空中两个电简量均为十Q的点电背分期固定在同一水平线上的 A,B两点，O为A、B连规的中点，C,D为A,B连线经直中乐线上美于O点对称的两 点，A,C两点的臣离为r,AC与AB的突角为9。已知A,B连线竖直巾垂线上的点到 A点的距离为x,则该点的电婷为甲一2及9（以无穷远处为零电路点），静电力常量为 ★，重力加道度大小为g。 《1)求C点的电场强度。 《2)将一爱量为M带负电的小球从D点以某一初通度向上抛出，恰能上开到C点，求 抛出时的连度。 《3)一个质量为m,电荷量为+《的试探电荷（重力不计）从C点以某一竖直向下的初 速度运动，若此电背能够可达O点，求其在C点的速度最小值。 4 学科素养周测浮（十五）物理第7页（共8页》 衡水真蹈密在 5.(18分)如图(a》所示，长度L=Q8m的光滑绝缘相杆左端国定一电背量为Qa= +4,0×10‘C的点电荷A.一质量为m=0,04kg、电荷量为g=+2,0×107C的小 球B套在杆上，将杆沿水平方向周定于某非均匀外电畅中，以杆左南为原点，沿杆向 右为：轴正方向建立坐标系。点电背A对小球B的作用力随B位置x的变化关系如 图(b)中曲线1所示，小球B所受水平方间的合力随B位置工的变化关系图()中 曲线Ⅱ所球，其中由线自在x>0,40m范围可近蚁看作直线。 《1)求小球B在工一Q.的m处受到外电场对它沿杆方向的电场力F和外电场在该点 沿杆方向的电汤强度E。 《2)已知小球B在x一Q.20m处获得水平向右的期速度。一Q.2的m/s时，最远可以运 动到x-0.0m.若小球B在r一0.2的m处受到方向向右，大小为0.02N的恒力 作用后，由静止开始运动，为使小球B能离开杆，求恒力作用的最小距离，。 N 衣或烫g南三im 0- a Hb时 学科素养周测评十五)物理第8页（共8页！·物理· 2024一2025学年度学科素养周 一、选择题 1.C【解析】由图像中直线I可知，在M点放置的 试探电荷带正电，受到的电场力向右，则M点的 电场强度方向向右：由图像中直线Ⅱ可知，在N ,点放置的试探电荷带负电，受到的电场力向右， 则N点的电场强度方向向左；可知，点电荷P应 位于M、N两点之间，且P带负电，A、B错误。 根据E一名，由Fg图像可知，直线1对应的电 场强度大于直线Ⅱ对应的电场强度，即M点电 场强度比N点的大：根据E=号，可知M点比 N点离负点电荷P更近，则M点电势比N点的 低，C正确，D错误。 2.C【解析】以P为研究对象，受到重力mg、斜面 体的支持力FN和库仑力F,由平衡条件得F一 mgm0.F-。根搭库仑定排得F-k号 联立解得q=r mg tan 0 ,A错误：由牛顿第三 定维得P对钟面体的压力为F'=F=。B 错误；以斜面体和P整体为研究对象，由平衡条 件得地面对斜面体的摩擦力为F,=F,地面对斜 面体的支持力为FN=(M十m)g,根据牛顿第三 定律得斜面体受到地面的摩擦力为F,斜面体对 地面的压力为F=FM=(M十m)g,C正确，D 错误。 3.A【解析】a、b两小球相互吸引，两小球带异种 电荷，根据库仑定律得，相距L时的相互引力 F-终，当它们相玉接触后，电荷先中和后堂新 分配。它们相互接触达到静电平衡后，电势相 同，因U=祭。b两小球电荷量关系为29， q6,中和后有q。十q6=6q,解得q6=2q.=4q,中 和后a、b两小球电性相同，静电平衡后电场力大 小为F-警-号F,电6力表现为体仑斥力A 正确，B、C、D错误。 4.C【解析】设|qA=4qB|=4g,A带正电，受到 参考答案及解析 测评（十五）物理·电场（一）】 的电场力水平向右，B带负电，受到的电场力水 平向左。以整体为研究对象，设O、A间的细线 与竖直方向的夹角为a,则由平衡条件得tana 3☑，以B为研究对象，受力如图所示，设A、B 2m 间的细线与竖直方向的夹角为B,则由平衡条件 得tan月=，可得a>月，C正确. mg OX a E TaA gE中B, g 5.A【解析】由于圆环所带电荷量均匀分布，所以 孤长为△L的小圈孤所带电荷量q一R,没有 取走所带电荷时圆心O点的电场强度为零，取走 A、B两处的电荷后，圆环剩余电荷在O点产生 的电场强度大小等于A、B处孤长为△L的小圆 弧所带电荷在O点产生的电场强度的叠加，方向 相反，即有E一没as60,解得Ew-兴。 2元R3, 方向沿CO,A正确，B、C、D错误。 6,C【解析】当方向水平向右、大小为F的力作用 在B上，A、B间的距离为L时，对整体有F= 3ma对A有婴=m01,若改用方向水平向 左的力作用在A上，两小球间的距离保持为2L 并相对静止时，对整体有F,=3ma2,对B有 器=2ma联立可得F=专F,C正确，A、 B、D错误。 7,D【解析】根据题意，由图像可知，O点左侧电 场方向沿x轴正方向，O点右侧电场方向沿x轴 负方向，O点电场强度为0且AO=BO,可知q1、 q?为等量正电荷，中垂线上的电场方向为由O 点指向无穷远，根据沿电场线方向电势逐渐降低 可知，由于无穷远处电势为0，则O点电势大于 0,A、B错误：结合上述分析可知，电子从C点到 O点运动过程中电场力做正功，电势能减小，C错 衡水真题密卷 误：根据题意，设AO=BO=C0=L,q1=q2=Q, 由点电荷电场强度公式和电场强度叠加原理可得， 此时C点电场强度为Ee=号.侣，在C,0速线 2L2 上取一点D,令∠DAB=30°，由点电荷电场强度公 式和电场强度叠加原理可得，此时D点电场强度 为ED-是，侣.可知E。>E,站合等量同种电 荷连线中垂线上的电场强度情况可知，从C点到 O点电场强度先增大后减小，则电子从C,点到○ 点运动过程中加速度先增大后减小，D正确。 8.CD【解析】根据静电平衡规律，导体A端带负 电，B端带正电，故A错误；根据静电平衡规律，导 体静电平衡时O处的电场强度为零，即棒上感应 电荷在棒的中心O处产生的电场强度与电荷q 在O点产生的电场强度等大反向，所以有E一 无R十0.5，方向水平向左，B错误，C正确：静 电平衡时导体是等势体，表面是等势面，则导线 上没有电流，D正确。 9.ABD【解析】根据，点电荷的位置、电性和等量异 种电荷、等量同种电荷的特点，可知a、b、c、d四个 点中b点电势最高，A正确；根据点电荷的电场强 度和失量的合成，可判断出ab、c,d四个点中a点 电场强度最大，B正确；根据矢量的合成可知正方形 abd中心处电场强度的失量和一定不为O,C错误； a、c连线是电场中的等势线，把正电荷从a点沿a、c 连线移动到c点，电荷的电势能不变，D正确。 10.AC【解析】根据对称性可知，全过程电场力做功 为幸，由动能定理有2m品-0=mg·4如3T, 124 解得vD= √写g,A正确；根据对称性可知， 大圆环在B处产生的电场强度大小为E +7P)2os45°-2 Q 产，B错误：根据对称 性可知，小滑环从B点到C点的过程中电场力 所微的功为0，C正确：小滑环在A点的加速度 大小为a,由牛顿第二定律有ma=mng sin37°+ Qq [+(21)] os45,得a=君g+ 10ml2' D错误。 ·1 学科素养周测评 二、非选择题 11.(1)B(2)mg tan a(3)偏大同种电荷相互 排斥，电荷间等效距离大于3R,库仑力的实际 值小于欲号 【解析】(1)该实验采用的方法是控制变量法，B 正确。 (②)对小球受力分析，受力示意图如图所示，由 平衡条件可得，带电体受到的库仑力大小为 F=mgtan a. *m18 (3)在实验中，小组同学让两半径为R的小球分 别带上q1和q2的正电荷，并使两小球球心相距 3识时处于牛街状态，利用公式F=照号未 计算两小球之间的库仑力，可知该值与第二问 的结果相比应该偏大。理由是同种电荷相互排 斥，电荷间等效距离大于3R,库仑力的实际值 小于kg9 (3R)2· 12.(1gA,B,C均为正电荷(2)3-，3 39 【解析】(1)因为M点电场强度竖直向下，则C 为正电荷，根据电场强度的叠加原理，可知A、B 两，点的电荷在M,点的电场强度大小相等，方向 相反，则B点电荷带电荷量为q,电性与A相 同，又N点电场强度竖直向上，可得A处点电 荷在N点的电场强度垂直于BC沿A、N连线 向右上，如图甲所示，可知A处电荷为正电荷， 所以A、B、C均为正电荷。 C E E Ev 甲 6 ·物理· (2)如图乙所示，由几何关系EA=Ec·tan30° 其中AN=√3BN=√3CN 解得gc=3-3 39。 E E 30 E 乙 13.(1)3mg(2)E,=mg,方向水平向左E,= m,方向竖直向下 【解析】(1)未加电场，则小球从水平位置无初 速度释放到最低点的过程中有 mglm 则小球在最低点有 Fr-mg=mL 解得Fr=3mg (2)加电场后，无论轻杆从哪边释放小球到达最 低，点时受到的拉力均比无电场时大，则说明电 场在竖直方向的分量向下；而轻杆从左边释放 小球到最低，点受到的拉力小于轻杆从右边释放 小球到最低，点受到的拉力，则说明电场在水平 方向的分量向左，则轻杆从左边水平位置无初 速度释放，到小球到达最低，点的过程中有 mgL-E.qL+E,qL-2mvi 则小球在最低点有 Fn一mg一E,q=m 其中Fn=4mg 轻杆从右边水平位置无初速度释放，到小球到 达最低点的过程中有 1 mgL十E:ql+E,qL=2mu月 则小球在最低点有 参考答案及解析 vi Fe一mg-E,A= 其中Fr=8ng 联立解得E,=坚，E,=m坚 12号sm0,方向竖直向上（②2vrsn0 (3)2 kQg1-cos0】 mrcos 0 【解析】(1)两点电荷均为正电荷且电荷量相 等，则两点电荷在C点处的电场强度方向均背 离各自电荷，电场强度如图所示，根据电场强度 的失量合成法则可得C,点的电场强度E。= Q si0,方向竖直向上. E E2为E A0 ①B +0 +0 D (2)带负电的小球从D点到O点静电力做正 功，从O点到C点静电力做负功，根据对称性可 知，小球从D点到C点的过程中，静电力对小球 所做功的代数和为零，则根据动能定理有 -2Mgrsin Mo 解得v1-2√grsin0 (3)根据题意，C点的电势为 9e=29 O点的电势为 0=2kQ rcos0 则可得Um=pc一9o= 2kQ(c0s0-1) rcos 若一个质量为m、电荷量为十q的试探电荷（重 力不计)从C点以某一竖直向下的初递度运动 恰好能够到达O点，则由动能定理有 1 qUoo-02mm 解得vn=2, kQq(1-cos8】 mrcos 0 衡水真题密卷 可知能够到达O点的最小速度=V脚= kQg(1-cos 0) 2 mrcos d 15.(1)0.14N,水平向左7×105N/C,水平向左 (2)0.44m 【解析】(1)根据题意，设小球B在x-0.30m 处受到点电荷A对它的作用力为F1,外电场对 它沿杆方向的作用力为F,合力为F。,则有 F6=F:十F 结合题图(b)中信息可得 F=-0.14N 即小球B在x=0.30m处受到的外电场对它沿 杆方向的电扬力F的大小为0.14N,方向水平 向左，根据电扬强度定义式可得 2024一2025学年度学科素养周 一、选择题 1.A【解析】点电荷十q从圆心x=0处沿x轴正 方向移到无穷远处的过程中，电场力做功为W。, 由电势能的定义可知，点电荷十q在x=0处的电 势能E,=W。,又E。与x的关系图线的斜率的 绝对值表示静电力的大小，将圆环分成很多可以 看成点电荷的小段，由电场叠加原理可知，x=0 处电场强度为零，且从x=0向左、向右电场强度 都变小，无穷远处电场强度为零。点电荷十q从 x=0向左、向右受到的静电力gE都是先增大后 减小。E。与x的关系图线的斜率的绝对值从 x=0向左、向右都是先增大后减小。A正确。 2.C【解析】根据电场线的疏密程度表示电场强度 的大小，由题图可知Ep>EQ,P、Q两点关于点 电荷q1水平对称，P到q1之间电场强度较大，电 势降低较快，可知Pp>pQ,A错误；由电场线分布 可知，91带负电，92带正电，由电场线的疏密可知， q:的电荷量绝对值大于q2的电荷量绝对值，B错 误：由电场线分布可知，从M移动至N,电场强度 先增大后减小，则加速度先增大后减小，C正确：若 粒子带正电，从M至N电场力先做正功后做负 功，它的电势能先减小后增大，D错误 3.C【解析】坐标原点左、右两侧的电场强度分别 4 ·18 学科素养周测评 F E==7×105N/C 方向水平向左 (2)根据题图(b)中曲线Ⅱ固成图形的面积表示 合电场力对小球B做的功，可知小球B从x= 0.20m到x=0.40m处，合电场力做功为 w,=0-2m2=-8x10J 由题图(b)可知，小球B从x=0.40m到x= 0.80m处，合电场力做功为 W2=-0.02×0.4J=-8×103J 由动能定理有 W1十W2十F#s=0 解得s=0.44m。 则评（十六） 物理·电场（二） 为Ek= -品-mvmE&-ě △x3cm 6 V 2 cm =300V/m,可知左、右两侧的电场强度大 小不同，则该电场不是匀强电场，A错误；带正电 的粒子由静止释放后，在原点左侧做匀变速直线 运动，进入原点右侧后也做匀变速直线运动，粒 子不做简谐运动，B错误；原点处的电势最低，则 粒子在该，点的电势能最小，动能最大，从工= 一3cm处到原点处的过程中，由动能定理可得 gU=之m,解得=2,4X10m/s,C正确：带 正电粒子沿x轴正方向运动过程中，所在位置的 电势先变小后变大，所以粒子的电势能先变小后 变大，D错误。 4,A【解析】由静电感应可知，金属平板上方的电 场线垂直于金属平板向下，则点电荷以及金属平 板周固的等势面分布如图所示，由图可知，c点的 电势高于d点的电势，A正确；c点的等差等势面 比d点密集，则c点的电场强度比d点的大，B错 误；因a点电势高于b点，则电荷量为g的负电 荷在a点的电势能小于在b点的电势能，C错误： 电荷量为g的正电荷从b点移到a点的过程中电 场力做负功，D错误。