周测评(16) 电场(二)-【衡水真题密卷】2025年高考物理学科素养周测评（湖北专版）

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。 ·物理· ....C 5.D【解析】若该过程仅由方向平行于y轴的匀 强电场实现，此时粒子做类平抛运动，沿工轴正 方向做匀速直线运动：若该过程仅由方向垂直于 纸面的匀强磁场实现，此时粒子做匀速圆周运 动，沿工轴正方向分速度在减小，根据1=吾，可 知1<2，A、B错误。若该过程仅由方向平行于 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V;若该过程仅由方向垂直于 纸面的匀强磁场实现，此时粒子做匀速圆周运 动，到达P点时速度等于o,而根据Ek= mu2,可知Ea>Ee,C错误，D正确。 1 6.A【解析】根据平衡条件和几何关系，对小球受 力分析如图甲所示，根据几何关系可得T=gE, Tsin60°+gEsin60°=mg,联立解得T=gE √3X10-3N,剪断细线，小球做匀加速直线运动， 如图乙所示，根据几何关系可得Lwc=dtan6O° 103cm,A正确；根据几何关系可得小球沿着电 场力方向的位移x=(10一5sin30)cm=7.5cm, 与电场力方向相反，电场力做功为W。=一gEx= 一是3×10J则小球的电势能增加子5× 10‘J,B错误，电场强度的大小E=E=3× 9 10N/C,C错误；减小R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，M、C的距离不变，D错误。 ,9E R 309 直流电源 g 300 D 甲 乙 7.D【解析】从A点到B点小球的机械能在增大， 参考答案及解析 故电场力做正功，电势能减小，A错误；根据动能 1 定理有gUaa一ngLsin30°=乞m(2u,）2- 2m,解得UuL8咖，B错误：若该电 1 2g 场是AC边中垂线上某点的，点电荷Q产生的，根 据，点电荷的电势分布可知Q可能为处于AC边 中垂线与AB边交点下方的正电荷，也可能为处 于AC边中垂线与AB边交点上方的负电荷，C 错误：若电场是匀强电场，根据公式Us=Ed可 知当电场强度方向沿AB方向时d取最大值等 、于L,此时电场强度取最小值，为E0= mgL十3ami,D正确. 2qL 8.AC【解析】该电场为点电荷的电场，粒子在b 点距离点电荷更近，因此粒子在b,点所受的电场 力大于在a,点所受的电场力，D错误；粒子运动轨 迹为曲线，受力的方向指向轨迹凹侧，因此该粒 子受到向外的斥力，从a到b的运动过程中，电 场力做负功，电势能增加，动能减小，故粒子在口 点的电势能一定小于在b点的电势能，粒子在b 点的速率一定小于在a点的速率，A正确，B错 误；由于a、c两点处于同一等势面上，从a点到c 点过程中，电场力做功为零，因此粒子在a点和c 点的动能相等，C正确。 9.AC【解析】设A点的坐标为一x1,由于在x= 0处电场强度为零，故·2Q。=C,解得 (xo+)= x x1=(W2一1)x0,故坐标x处的电场强度为E= 器+9 k·2Q kQ [x+(W2-1)x]x 根据数学知识可知E-x关系可以如A所示，A 正确；试探电荷释放后，在到达x=x。处前所受 电场力方向均沿x轴负方向，电场力一直做正 功，试探电荷速度增大，动能增大，电势能减小， 在x=x。处速度达到最大值，动能达到最大值， 电势能达到最小值，B、D错误，C正确。 10.AC【解析】该电场为匀强电场，等势面沿水平 方向，则电场方向沿竖直方向，粒子的轨迹向下 弯曲，所以粒子受到的电场力竖直向下，从A点 到B,点的过程中电扬力对粒子做正功，粒子的 速度增大，所以粒子的速度2一定大于1，A 衡水真题密卷 正确：粒子带正电，则知电场方向竖直向下，等 势面b的电势比等势面c的电势高，B错误；粒 子在A点的速度大小为1，粒子在沿等势面方 向做匀速直线运动，所以粒子运动的时间1一 Lcos0,C正确A,B两点沿电场线方向的距离 为y=Lsin0,由动能定理有gEy=号， 2mwi,联立解得E=m(ui-) 2 qLsin日，D错误。 二、非选择题 11.(1)2mg (2)4mg,方向水平向左 q 【解析】(1)小球释放后到B点的过程，有 mg·2R-EqR=0-0 解得E=2mg (2)小球释放后到A,点的过程，有 mgR-2mvA-0 对小球在A点水平方向做受力分析，由牛颜第 二定律得 F-Eq=m R 由牛顿第三定律有 F=FM 解得F压A=4mg 方向水平向左。 12.(1)E,(2)9 ngsin0 5q 3,或号E, 3 【解析】(1)由能量转化和守恒，回到地面时的 动能为 Ex=Ep (2)设从开始加上电场到撒去电场，小滑块沿斜 面向上运动距离为s,末速度为，则有 s-al,vat 撤去电场后，小滑块先沿斜面向上减速，后沿斜 面向下加速，设撒去电场后运动的加速度大小 为a',则有 mgsin =ma 依题意有 -s=0X21- 2a'×(2) 1 ·2 学科素养周测评 解得a=青0= 5gsin 0 根据牛顿第二定律，有 gE-mg sin 0-ma 解得E=9 ngsin0 5q 能为时小滑块的位置可能在 或上方；设小滑块的位置在；下方离地51处，则 gEs-mgsi sin 0= 3E。 而qEs=E, 解得1=子 重力势能子m血0=部， 设小滑块的位置在5上方离地$2处，则由机械 能守恒定律，有 3E+E6=E, 因光E-号E 18.a5×10V(23×10NWC(3号m,o) 【解析】(1)质子在极板A、A,间加速，由动能 定理可得U=2m6-0 解得极板A、A,间的加速电压U=5×105V (2)质子进入电场后的运动轨迹如图 U a 0 设C点的坐标为(x1,y1),由于a=45,则 x1=y1 由平抛结论可知tana=2(d一y 1 根据tana= U: 则x1=y=3m,w,=1X10m/s 由运动学公式得v?=2a(d一y1) 且gE=ma ·物理· 解得E=3×105N/C (3)质子射出电场后做匀速直线运动，由几何关 系得x2=y1,x=x1十x2 2 则x=3m 所以到达工轴的坐标为（侵m0), 14.(mg a 【解析】(1)设小球B受到的电场力为 F=gE 对小球B受力分析如图所示，小球B静止，由 受力平衡得 F1一F=ng tan a 联立解得F= 12mg E B F g (2)移除小球A后，小球B在电场力、重力和细 线拉力作用下做变速圆周运动，当重力和电场 力的合力沿着半径方向时小球B速度最大。设 小球B速度最大时，细线与竖直方向的夹角为 日。由几何关系可得 tan 0=F1 mg 小球B从初始位置运动到速度最大位置，在竖 直方向的位移为y=lcosa一lcos0 在水平方向的位移为x=lsin0一Isin a 由动能定理得 1 Fiz-mgy=2mo 解得0=V30gL 15 15.(1)3mg (2)8mg(3)与水平方向夹角的正 4g 切值为足号 【解析】(1)对竖直方向逆向思维列自由落体运 动规律 2R-2g ·2 参考答案及解析 解得-2居 对水平方向列位移与时间关系式 1 d=za 解得a=号5 对水平方向由牛领第二定律得 gE=ma 解得E=3mg 4g (2)对小球在A点分析有 VA=at 代入数据解得 F◆=√(mg)+(gE=5 g 方向和竖直方向夹角为37°，从A,点到等效最低 点由动能定理得 F.R(1+cos 37)mom 对等效最低点由牛顿第二定律得 FN一F参=m尺 解得FN=8mg 由牛频第三定律可得压力为 FN=FN=8mg (3)小球由A点到D点，由动能定理可得 mg(2R-)-gE·2R=号mi-2m 解得0=A=昌及 设从D点飞出时的速度方向与水平方向夹角为 日，落地速度为口2，落地速度方向与水平方向的 夹角为c 4mgh=1 7 解得v2=2√gR 该过程的速度变化量为 △v=a't 。-mqE-78 如图所示为速度失量关系图，速度失量图的面 衡水真题密卷 学科素养周测评 积为 S= 24,·vpcos0= 1 1 7R 2a'tvpcos0 2a2 可知当速度失量图面积最大时，水平射程x有 最大值，所以当0十a=90°时，面积最大，此时 tan 0=UD-3 24 △ S-20o,=20r 1 2024一2025学年度学科素养周测评（十七）物理·电场（三） 一、选择题 可知要使得小球能够从下方穿过电容器，根据 1,B【解析】根据平行板电容器的电容计算公式 d_d十工解得x=d,A正确。 h C-得知，按健过程中，板间距离d减小，电 2 容C增大，A错误；因C增大，U不变，根据Q CU知Q增大，电容器充电，电流方向从b流向 a,B正确，C错误；根据电势差与电场强度的关系 U=Ed,可知电客器间的电场强度增大，D错误。 2.C【解析】保持开关S闭合，滑动变阻器R仅仅 充当导线功能，电容器两极板间的电势差U不 B 变，滑动变阻器R的滑片P向左移动不会影响静 4.C【解析】根据牛顿运动定律有qE=ma,解得 电计指针张角，静电计指针张开角度不变，将两 口只E泉核的比椅是为分，赢核的比荷为行可 m m U 极板间距d减小，由E1=可知两板板间的电 得在电场中运动时的加速度之比为3：2，A错 1 场强度E1增大，A、B错误；断开开关S后，电容 误：由类平抛运动规律可得y=2at,x=vgL,联 器的电荷量Q不变，若紧贴N极板插入金属板， gEx2 相当于两板板间距d减小，根据C=,S 4πd可知电 立解得=√2my ,由题图可知，x相同时， 容C增大，根据C-号可知两板板间的电势差U y3,可得射入电场时的初速度之比为3：4， y氢=8 mgEx? 减小，静电计指针张开角度变小，若将两极板间 B错误由类平抛运动规律可得y一2，若 距d增大，电容C减小，两极板间电势差U增 射入电场时的初动量mv。相同，代入质量数、电 大，C正确，D错误。 3.A【解析】由题意可知，小球所受的合力沿着虚 荷纸之比可得头一骨就封入电场时的物动主 相同，C正确；由类平抛运动规律可得y= 线方向报据C=品U=名，B号可得E gEz? 1 若射入电场时的初动能2m6相同， 4Q,可知右极板向右移动，极板间的电场强度 4×2mo E 则三=2，不符合题意，故射入电场时的初动能 不变，即合力方向不变，如图所示，根据几何关系 y最 ·222024一2025学年度学科素养周测评（十六） 物理·电场（二） (考试时间75分掉，总分100分)》 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共0分。在每小愿给出的因个选项中，第1一7 题只有一项符合塑日要求，第8一10题有多项符合勉日要术。每小”全部选对的得4 分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 题号1 2 4 6 6 8 9 10 答案 L.如图所示，圆环均)带正电，沿其中心轴线建立x轴。将另一点电荷十g从到心x一0 处沿x轴正方向移到无穷远处的过程中，电场力做功为W。:取无穷远处为电势能零 点，用点电营十▣具有的电势能E。与位置坐标工的关系图像正确的园 D 2.真空中存在点电背2产生的静电场，其电6线的分布如图所示，图中P,Q两点关 干点电背：水平对称。P,Q两点电汤程度的大小分期为E,E。,电势分别为则 一个带电粒子沿虚线轨迹从M移动至N,则 A.Er>Egpr-a 我g1和：带同科电荷，>： C从M移动至N,如速度先增大后减小 几若粒子梦正电，则从M至N其电势能先变大后变小 学科素养周测评（十六）物理第1页（共8页） 衡水真 3.真空中存在着方向平行于工轴的电场，x结上各点的电势随位置工变化的美系如图所 班圾 示。一带正电粒子从x=一3m处由静止师效，已知粒子的比背为4,8×10Ckg,不 计重力。期下列说法正确的是 《) 姓名 得分 A.该电场为句强电场 B粒子在[一3cm.2m]区间内餐简谐运动 C,粒子运动过程中的最大道率为2A×10m/ D轮千沿x轴正方向运过程中，电势衡先变大后变小 气在一块水平放置的很大的接地金属平板上方用近围定着一个正电葡Q,日、、，d为过 正电荷所在位置的竖直平面上的四个点，位置如图所示，下列说法正确的是《》 国见 A,F点的电势高于d点的电劳 且c点的电新强度比d点的小 C电背量为？的负电荷在：点的电劳能大于在点的电势倦 D电荷量为g的正电荷从b点移到：点的过程中电场力敏正功 5.如图所示，一带电粒子以初速度D,沿x轴正方向从坐标原点射人，并经过点P(a> 0,b>0》,若上述过程仅由方向平行于y轴的匀强电场实观，粒子从O到P运动的时 闻为1，薄达P点的动能为E,若上述过程仅由方向垂直于纸国的匀幽壁场实现，粒 子从O到P蓝动的时间为：，到达P点的动能为E:下列关系式正确的是《》 A.n>t Rt-I C.Eu<Ee D.Eu>Ev 密团 学科素养周测浮（十六）物理第2页（共B页1 4 乐AB、CD两块正对的平行金属板与水平而成30角固定，竖直截而知图所示。两板间距 10am,电黄量为10×10·C,质是为急0×]0kg的小球用长为5©m的绝缘细线是 挂于A点。用合开关8，小球静止时，细线与AB板夹角为0：剪断细线，小球运动到 CD板上的M点（未标出），则 30 A.AM.CE离为105m :电势能诚小了子3×10一) C电场皮大小为百X1DN/C D.碱小R的阻值，M,C的距离将变大 7,如图所示，长为L领角为9=30的光带地缘斜面处于电场中。一电背量为十g,质量为 m的小球，以初速度由斜面度鉴的A点开始沿解面上洲，到达斜面源端B点时的速 度为2，则 A小球在B点的电势建一定大于小球在A点的电势能 我A,B两点的电势差一定为” 2g C若该电场是AC边中垂线上某点的点电香Q声生的：则Q一定是正电荷 几，若电场是匀强电屠，则该电场的电场强座的最小坡一定是以，十3m时 8一个带电粒子（不计重力）射人一点电黄的电属中，粒子运动的纯速如图中实线女所 示，图中虑线是问心周氢，表示电场中的等势面，下列判断正确的是 4 学科素养周测评（十六）物理第3页（共8页） 衡水真 A.粒子在a点的电势倦一定小于在b点的电势能 且粒予在b点的速率一定大于在@点的通率 C较子在a点和：点的动能相等 D粒子在：点所受的电場力小于在：点所受的电场力 9,如周所示，电荷量为一Q程十Q的两个点电背分用周定于x轴上的A点和O点，O点为 坐际原点，江一工。处电场强度为零，现将一正试探电尊？在x正半轴上型离D点很运处 由静止释成，释成处试探电传的电势能近慰为零。关于工轴上的电场强度E,试餐电背 ?的速度，功能E,电势能E,与位置坐标不的关系图像中，可能正确的是、《》 D 10,如图所示，@，b.<,d为匀强电场中的等势面，一个面量为m,电荷量为g的质子在匀强 电场中运动，A,B为其运动轨迹上的两个点，已知该粒子在A点的速度大小为所，且 方向与等势面平行，在B点的离度大小为些，A,B连找长为L,连线与等势面倒的夹 角为9，不计粒子受到的重力，则 A.粒子的速度一定大于 且等势面b的电势比等势而：的电势低 CG较于从A点运动到胜点所用的时间为©as 强电场给电崖大小为 密在 学科素养周测浮十六)物理第4页（共8页！ 二.非选择题：本题共5小题，共60分。 11,?分)半径为R的半视形光滑饱缘轨道周定在水平面上，直径AC以下存在匀强电场， 以图心为坐标原点建这xy坐标系，展量为m,电背量为十《的小球《可阀为点电葡) 从点(R,一R)由静止释效，从A点走人半视形轨道，沿轨道运动到最低点B时违度恰 好为零。求： (1)电场度的大小E, (2)刚进人半圆形轨道时小球对A点的压力。 12(9分)知图所示，一爱量为m,电香量十？《g>0》的小带块静止在领角为日的绝操光滑 斜面滨端，现在加一个沿斜面向上的匀强电场，小滑块开始悟斜面向上运动，运动一段 时间？未知)后，小滑块的电势能诚少了E,·时撒去电场，又经过台时同，小滑块 又到了解面的底端。达斜面底所在的平面势能为零，重力加速度用g表承。求 (1)小滑块返可到鲜而底端时的动能E: (2)所知的匀瑞电场的电场强度大小， 3小清扶的功能为时的重力势能 学科素养周测浮（十六）物理第5页（共8页） 衡水真蹈密在 3,《12分)在质子疗甚“中，质子先被加速到具有较高使量，然后被引向攻击种增细围。 如图所示，质量为，，电荷量为？的质千从极板A处向静止加速，通过服板A,中间的 小孔以，一1×10m/射出，然后从鱼标系Oy中的B点(0，d)平行于x坐标销进 入OP区域，该区域充端沿y拍负方向的匀强电场，电场强度为E,OP与x轴莫角 ▣=5.质子在电场中编转并函直击中边界OP上的C点（调中末标出》。取爱子比背 为是-1×10C/gd一a.5m,不计黄了的重力.求 (1)极板A、A1间的加速电压U. (2)电扬程度E的大小。 (3)质子到选x箱上的坐标。 学科素养周测评十六)物理第6页（共8页引 4 14.(14分》在水平向右足够大的匀强电场中，大小可氢略的雨个带电小球A、B分别用不 15,(1B分)如图所示，平径为R的半周形光滑轨道AB竖直放置园定在水平面上：O点为 可伸长，长度均为的绝缝轻质细线悬挂在同一水平面上的M,N两点，并静止在如阁 半圆形轨道的概心，整个空间存在水平向左的)黄电畅，半圆形轨道与水平光精绝缘 所示位置，两细线与电场线在月一经直平面内，细线与登直方向夹角均为α=3了。已 轨道C连接，C轨道的右侧和固定的光滑曲面CD连接，BD的本平距离为R,D 知两小球质量都为m,电背量均为？且带等量异种电背，匀强电场的电杨强度大小 点与越面高度差A一是在距离B为R的E处竖直向上抛出一电传登为十门的小球 E-重力加速度大小为，取血r-Q6,eas7”-0品，求 (初该度未知)，小球恰好从A点无碰撞进入辉氨轨道。已知小球的疑量为网，重力如 1)4,B两小球之阿库仑力的大小。 速度为g (2)保持小球B的位置和电营量不变，移除小球A后，将小球B由静北释放，求小球B (1)求匀强电场电新强度E的大小 此后运动过程中速度的量大值 (2)求小球在风轨通运诗过程中对镇道的最大压力。 (3)若小球从D点飞由时匀强电场的方向突变为整直向下，大小不变，要使个球从D 点飞出后落到地面的水平射程最大，求从D点飞出时的速度方向和水平射程。 学科素养周测浮（十六）物理第7页（共8页} 衡水真蹈密在 学科素养周测博十六》物理第8页（共8页引