专题9 电场 题组2-【区块练】2021-2025年五年高考真题分类汇编物理

专题9　题组二 1.解析　 匀强电场中任意两点间的中点电势等于这两点的平均值，可知ac中点d的电势与b点相同，bd的连线为该匀强电场的等势面。电场线垂直于等势面且由高电势指向低电势，故电场线沿ac方向且由a指向c，选项C正确。 答案　C 2.解析　电子a恰好做半径为r的圆周运动，设电子a的运动速率为v，则对电子a由牛顿第二定律有Ee＝m，又电子a的入射动能为Ek＝mv2，联立可得E＝，A错误；电场线的疏密程度反映电场的强弱，电场线密的地方电场强度大，电场线疏的地方电场强度小，由题图径向电场的电场线分布可知越靠近圆心处，电场线越密集，电场强度越大，又P点比C点更远离圆心，所以P点的电场强度小于C点的电场强度，B错误；由于沿着电场线方向电势逐渐降低，则该电场中越远离圆心，电势越低，又|CQ|＝2|BP|，则Q点比P点更远离圆心，φQ＜φP，又电子带负电，则电子b在P点的电势能小于在Q点的电势能，由能量守恒定律可知电子b在P点的动能大于在Q点的动能，C错误；由于|CQ|＝2|BP|，越远离圆心，电场越弱，故C、Q间的平均电场强度小于B、P间的平均电场强度，又B、P间的电势差为U，则由U＝Ed可知C、Q间的电势差小于2U，又全程电场力对电子b做负功，所以电子b全程克服电场力做的功小于2eU，D正确。 答案　D 3.解析　 B对。 答案　B 4.解析　根据题意可知，小球所受合力方向沿虚线向下，则其所受电场力方向水平向右，小球从O点运动到与O点等高处的过程做类平抛运动，小球的速度增大，动能增大，由于小球所受电场力与小球速度的夹角一直为锐角，则电场力做正功，小球的电势能减小，A、B、C错误，D正确。 答案　D 5.解析　分别对两小球受力分析如图所示，设两小球间的距离为l，绳与竖直方向的夹角为θ，则有－qQE＝mQgtan θ，＋qPE＝mPgtan θ，显然mQgtan θ＜mPgtan θ，即mQ＜mP，B正确；设下端系有小球P的细绳的张力大小为T、下端系有小球Q的细绳的张力大小为T′，则有T＝，T′＝，结合上述分析可知，T>T′，A错误；根据小球Q在O点所在竖直线左边知＞EqQ，则>E，但P、Q电荷量之间的大小关系无法确定，C、D错误。 答案　B 6.解析　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 E＝，F＝qE＝ma 粒子射入电容器后的速度为v0，水平方向和竖直方向的分速度vx＝v0cos 45°＝v0，vy＝v0sin 45°＝v0 从射入到运动到最高点由运动学关系 v＝2ad 粒子射入电场时由动能定理可得 qU1＝mv 联立解得U1∶U2＝1∶1 B正确； 粒子从射入到运动到最高点由运动学可得 2L＝vxt，d＝·t 联立可得L∶d＝1∶1 A错误； 粒子穿过电容器时从最高点到穿出时由运动学可得 L＝vxt1，vy1＝at1 射入电容器到最高点有vy＝at 解得vy1＝ 设粒子穿过电容器与水平的夹角为α，则 tan α＝＝ 粒子射入磁场和水平的夹角为β， tan ＝3 C错误； 粒子射入到最高点的过程水平方向的位移为x，竖直方向的位移为y＝at2 联立解得y＝ 且x＝vxt′，y＝·t′ 解得x＝2L，y＝d＝L 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 x＝L＝vxt1′，y1＝t1′＝＝ 即轨迹不会变化，D正确。故选BD。 答案　BD 7.解析　结合几何关系，对小球受力分析有 F·cos 60°＝T·cos 60° F·sin 60°＋T·sin 60°＝mg F＝Eq 解得E＝×105 N/C，故C错误； 剪断细线，小球合力方向与T等大反向，故小球沿AM方向做直线运动，由数学知识可知 ＝ 故MC＝＝10 cm，A错误； 由N到M过程，电场力做的功 W＝－F(AC－ANsin 30°)＝－×10－4 J 故小球电势能增加了×10－4 J，B正确； 因为电容器两端的电压等于电源电压，所以减小R的阻值，电容器上的电压不变，又两板间距一定，故小球的受力情况不变，即小球的运动情况不变，则MC的距离不变，D错误。 答案　B 8.解析　取走A、B处两段弧长均为ΔL的小圆弧 上的电荷，根据对称性可知，圆环在O点产生的电场强度为与A在同一直径上的A1和与B在同一直径上的B1产生的电场强度的矢量和，如图所示，因为两段弧长非常小，故可看成点电荷，则有E1＝k＝k，由图可知，两场强的夹角为120°，则两者的合场强为E＝E1＝k。根据O点的合场强为0，则放在D点的点电荷带负电，大小为E′＝E＝k，根据E′＝k，联立解得q＝，故选C。 答案　C 9.解析　根据对称性可知，移去a处的绝缘棒后，电场强度方向垂直指向a，再根据电势的叠加原理，单个点电荷在距其r处的电势为φ＝k(取无穷远处电势为零)现在撤去a处的绝缘棒后，q减小，则O点的电势减小。故选A。 答案　A 10.解析　由图像可知φb ＝ φe 则正电荷从b点运动到e点，电场力不做功，A错误； 由图像可知φa ＝ 3V，φd ＝ 7 V 根据电场力做功与电势能的变化关系有 Wad ＝ Epa － Epd ＝ (φa － φd)·( － e) ＝ 4 eV，B正确； 沿电场线方向电势逐渐降低，则b点处的场强方向向左，C错误； 由于电场线与等势面处处垂直，则可画出电场线分布如下图所示 由上图可看出，b点电场线最密集，则b点处的场强最大，D正确。故选BD。 答案　BD 11.解析　根据点电荷场强公式E＝k 两点量异种点电荷在P点的场强大小为 E0＝ ，方向如图所示 两点量异种点电荷在P点的合场强为 E1＝E0＝ ，方向与＋q点电荷与－q点电荷的连线平行如图所示 Q点电荷在P点的场强大小为 E2＝k＝ 三点电荷的合场强为0，则E2方向如图所示，大小有 E1＝E2 解得Q＝2q 由几何关系可知Q的坐标为(0，2a) 故选B。 答案　B 12.解析　(1)根据椭圆的性质可知，B点到F点的距离rBF＝a，则B点的电势φB＝＝。(2)同(1)问可知，A点到F点的距离rAF＝a－c，则A点的电势φA＝＝，根据电场力做功与电势能变化的关系可知，WAB＝－ΔEpAB＝EpA－EpB，又EpA＝－qφA，EpB＝－qφB，联立解得WAB＝－。(3)设题图乙中图线斜率为k0，由题图乙有v2＝k0，试探电荷运动过程中动能与电势能之和E总＝－＋mv2，变形得v2＝＋，对比分析可知k0＝，＝－，解得E总＝－，由于E总为一定值，则试探电荷运动过程中动能与电势能之和守恒。 答案　(1)　(2)－　(3)见解析 13.解析　(1)因为M点电场强度竖直向下，则C为正电荷，根据场强的叠加原理，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点电荷带电量为q，电性与A相同，又N点电场强度竖直向上，可得A处电荷在N点的场强垂直BC沿AN连线向右上，如图所示，可知A处电荷为正电荷，所以A、B、C均为正电荷。 (2)如图所示 由几何关系EA′＝EBC′tan 30° 即＝ 其中AN＝BN＝CN 解得qC＝q。 答案　(1)q　A、B、C均为正电荷　(2)q 学科网（北京）股份有限公司 $学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZxXk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 专题⑨ 题 班级： 电场 组 姓名： 二 学号： 一、选择题 1.(2025·河南卷)如图所示，在与纸面平行的匀强电场中有a、b、c三点，其电势分别为 6V、4V、2V;a、b、c分别位于纸面内一等边三角形的顶点上。下列图中箭头表示a点电 场的方向，则正确的是() C D 2.(2025·福建卷)某种静电分析器简化图如图所示，在两条半圆形圆弧板组成的管道中加 上径向电场。现将一电子a自A点垂直电场射出，电子恰好做圆周运动，运动轨迹为ABC, 半径为r。另一电子b自A点垂直电场射出，轨迹为弧APQ,其中PBO共线，己知B、P两 点间的电势差为U,ICQ=2BPL,电子a入射动能为Ek,电子所带的电荷量为一e,则() B A.B点的电场强度E= BP点场强大于C点场强 C,电子b在P点的动能小于在Q点的动能 D.电子b全程克服电场力做的功小于2eU 3.(2024江西卷)蜡烛火焰是一种含有电子、正离子、中性粒子的气体状物质，将其置于 独家授权侵权必究 画学科网书城回 品牌书店·知名教辅·正版资源 5.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 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。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( A.电场力增大，方向向左 B.电场力增大，方向向右 C.电场力减小，方向向左 D.电场力减小，方向向右 4.(2024·吉林卷)在水平方向的匀强电场中，一带电小球仅在重力和电场力作用下于竖直 面（纸面）内运动。如图所示，若小球的初速度方向沿虚线，则其运动轨迹为直线：若小球的 初速度方向垂直于虚线，则其从O点出发运动到与O点等高处的过程中() A.动能减小，电势能增大 B动能增大，电势能增大 C动能减小，电势能减小 D.动能增大，电势能减小 5.(2024新课标卷)如图所示，两根不可伸长的等长绝缘细绳的上端均系在天花板的O点 上，下端分别系有均带正电荷的小球P、Q:小球处在某一方向水平向右的匀强电场中，平 衡时两细绳与竖直方向的夹角大小相等，则( 0 00 OP A.两绳中的张力大小一定相等 BP的质量一定大于Q的质量 C.P的电荷量一定小于Q的电荷量 DP的电荷量一定大于Q的电荷量 6.(多选)(2023·湖北卷)一带正电微粒从静止开始经电压U,加速后，射入水平放置的平行 板电容器，极板间电压为U2。微粒射入时紧靠下极板边缘，速度方向与极板夹角为45°，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2L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() 独家授权侵权必究 学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZxXk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 d 8459 2L A.L:d=2:1 B.U:U2=1:1 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.(2023·浙江卷)AB、CD两块正对的平行金属板与水平面成30°角固定，竖直截面如图 所示。两板间距10cm,电荷量为1.0×108C、质量为3.0×10-4kg的小球用长为5cm的 绝缘细线悬挂于A点。闭合开关S,小球静止时，细线与AB板夹角为30°；剪断细线，小球 运动到CD板上的M点（未标出），则() A 30 C 直流电源 B 309 D A.MC距离为5cm B.电势能增加了×10-4J C.电场强度大小为×104N/C D.减小R的阻值，MC的距离将变大 8.(2022山东卷)半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布 着电量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分，取走A、B处两段弧长均为△L的小圆弧 上的电荷。将一点电荷q置于OC延长线上距O点为2R的D点，O点的电场强度刚好为 零。圆环上剩余电荷分布不变，9为) A.正电荷，q三 B.正电荷，q= C.负电荷，q= D负电荷，q= 9.(2022·湖南卷)如图，四根完全相同的均匀带正电绝缘长棒对称放置在长方体的四条长 边a、b、c、d上。移去a处的绝缘棒，假定另外三根绝缘棒电荷分布不变。关于长方体几 独家授权侵权必究 西学科网书城回 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 何中心O点处电场强度方向和电势的变化，下列说法正确的是() o d A.电场强度方向垂直指向a,电势减小 B.电场强度方向垂直指向c,电势减小 C.电场强度方向垂直指向a,电势增大 D.电场强度方向垂直指向c,电势增大 10.(多选)2021·全国卷川)某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5 个点，则() A.一正电荷从b点运动到e点，电场力做正功 B.一电子从a点运动到d点，电场力做功为4eV C.b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右 D.a、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最大 11.(2021·湖南卷)如图，在(a,0)位置放置电荷量为g的正点电荷，在(0，a)位置放置电 荷量为q的负点电荷，在距P(a,a)为a的某点处放置正点电荷Q,使得P点的电场强度为 零。则Q的位置及电荷量分别为() 2a1 adΓ9 -P(a,a) 1+9 2a A.(0,2a),q B.(0,2a),2g C.(2a,0),q D.(2a,0),2q 二、非选择题 12.(2025·广西卷)在真空中，一个电荷量为一g、质量为m的试探电荷绕电荷量为十Q的 点电荷做椭圆轨道运动，如图甲，O为椭圆中心，OA为半长轴，长度为a,OB为半短 轴，点电荷处于椭圆的焦点F处，焦距为℃。图乙是的关系图，其中o为该试探电荷运动 速率，r为该试探电荷到点电荷的距离。距离点电荷r处的电势0=，其中k为静电力常量。 重力和万有引力忽略不计。 独家授权侵权必究 学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZxXk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 B A------- 0 0 2a 图甲 图乙 (1)求B点的电势： (2)求该试探电荷从A点运动到B点电场力所做的功： (③)通过推理论证该试探电荷在运动过程中动能和电势能之和是否守恒。若不守恒，说 明理由；若守恒，求出该试探电荷在运动过程中动能和电势能之和。 13.(2023·全国乙卷)如图，等边三角形△ABC位于竖直平面内，AB边水平，顶点C在 AB边上方，3个点电荷分别固定在三角形的三个顶点上。己知AB边中点M处的电场强度方 向竖直向下，BC边中点N处的电场强度方向竖直向上，A点处点电荷的电荷量的绝对值为 9,求： (I)B点处点电荷的电荷量的绝对值，并判断3个点电荷的正负： (2)C点处点电荷的电荷量。 5 独家授权侵权必究 学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 6 独家授权侵权必究