(14)库仑定律、电场强度、电势、电势差、电势能-【衡水金卷·先享题】2026年高考物理一轮复习周测卷（J）

高三一轮复习40分钟周测卷/物理 (十四)库仑定律、电场强度、电势、电势差、电势能 (考试时间40分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共8小题，每题8分，共64分。每题只有一个选项最符合题意） 1.如图所示，虚线为电场中的三条电场线，实线为一带电粒子仅在电场力作用下通过该区域的运动 轨迹，P、Q为这条轨迹上的两点，粒子经过P、Q两点时的加速度大小分别为ap、aQ,动能分别为 EkP、EkQ,电势能分别为EpP、EpQ,P、Q两点的电势分别为p、Q,则下列关系式可能错误的是 、p A.ap>aQ B.P C.Ekp>EkQ D.Epp<EpQ 2.真空中两个带同种电荷的金属小球A、B(均可看成点电荷)所带的电荷量分别为十2Q、十Q,它 们分别固定在两处，两小球间的静电力为F,现将一个电荷量为一Q的金属小球C先与A接触， 再与B接触，然后移开C,同时让A、B间的距离增大为原来的两倍，则A、B间的静电力变为 A高F B. C D.3P 3.如图所示，两个电荷量均为Q的正、负点电荷分别固定在A、B两点，AB连线的中点为O点，现 将另一个电荷量为十q的试探电荷放在AB连线的中垂线上距离O点为x处的C点，沿某一确 定方向施加外力F使试探电荷由静止开始沿直线从C点运动到O点，不计重力，下列说法正确 的是 A.外力F的方向应当平行于AB方向水平向右 +9,C B.试探电荷从C点到O点做匀加速直线运动 x -0 + B04 C.试探电荷从C点运动到0点的过程中，电势能变化量与位移变化量的比值E逐渐增大 △x D.试探电荷从C点运动到0点的过程中，动能变化量与位移变化量的比值△E逐渐增大 △x 4.如图所示，电荷量为一Q的点电荷的正下方h处放置一接地的光滑绝缘水平金属板，在两者正 中间有一点P,保持金属板不动，让一带负电的绝缘光滑金属小球以某一初速度从金属板的左 端滑上金属板，静电力常量为k,则下列说法正确的是 A.金属小球做匀加速直线运动 B.金属小球做匀减速直线运动 C.金属小球做匀速直线运动 D.P点的电场强度大小为36Q 9h2 物理第1页（共4页） 衡水金卷·先享题·高三 5.如图所示，O点为均匀带电圆环的圆心，该圆环所带的电荷量为一Q、半径r=3a,直线OA垂直 于圆环平面，O、A两点间的距离L=4α，若取无穷远处的电势为零，点电荷电场中某点的电势9 =,Q表示点电荷的电荷量，r表示该点与点电荷间的距离，静电力常量为k,下列说法正确 的是 A.O点的电场强度为零，电势为零 B.A点的电场强度大小为Q 125a2 CA点的电势为器 D.电子在O点的电势能小于在A点的电势能 6.在x轴上的M、N点分别固定点电荷q1、q2,x轴上各点的电场强度E随坐标x变化的曲线（取 x轴正方向为电场强度的正方向)如图所示，其中O点的电场强度为零，MO=2VO,P点和Q点 在x轴上，且PM=QN,下列说法正确的是 A.91与q2带等量负电荷 B.q1与q2均带正电荷，且电荷量之比为4：1 C.P点与Q点的电场强度大小相等 D.负试探电荷在P点的电势能大于在Q点的电势能 7.如图所示，O、A、B点为一粗糙绝缘水平面上的三点，一电荷量为十Q的点电荷固定在O点，现 有一质量为m、电荷量为十q的小金属块（可视为质点）从A点以速度，向右运动，最后停止在 B点，已知小金属块与水平面间的动摩擦因数为，A、B两点间的距离为L,静电力常量为k,重 力加速度为g,不计空气阻力，则下列说法正确的是 A.该过程中小金属块的电势能增大 B.A,B两点间的电势差UB=m(6一2gL) 2q C.若小金属块在A点所受的库仑力大于摩擦力，则小金属块的速度最大时与O点间的距离 为照 D.若小金属块在A点所受的库仑力小于摩擦力，则小金属块由A点运动到B点的平均速度小 于受 轮复习40分钟周测卷十四 物理第2页（共4页） 0 8.如图所示，匀强电场中有一棱长为L的立方体a1b1c1d1一a2b2c2d2。一电荷量为-q(q>0)的点 电荷在外力作用下由α1点移到b1点的过程中，电场力做的功为W(W>0),接着由b,点移到b2 点的过程中，克服电场力做的功为2W,再由b2点移到c2点的过程中，电场力做的功为3W,取 a1点的电势为零。下列说法正确的是 A,匀强电场的电场强度大小为⑧W gL B.c1点的电势为2W C.d点的电势为3 D.若将该点电荷移到c1d1d2c2面的中心，其电势能为一2.5W 班级 姓名 分数 题号 1 2 3 5 6 7 8 答案 二、非选择题（本题共3小题，共36分。请按要求完成下列各题） 9.(8分)如图所示，在真空中A、B两个完全相同的带正电小球（可视为质点）分别用长度为1、不可 伸长的轻细线系住，轻细线的另一端悬挂在P点，A、B的电荷量均为qo。OP为AB连线的中 垂线，当A、B静止时，∠PAO=60°。已知静电力常量为k。 (1)求轻细线的拉力大小； (2)求P点的电场强度； (3)若电荷量q=2×109C(q<q)的正试探电荷从P点移到O点的过程中，克服电场力做的功 为1×107J,求P、O两点间的电势差Uo。 物理第3页（共4页) 衡水金卷·先享题·高三 10.(12分)如图所示，可视为点电荷的带正电小球固定在绝缘水平桌面上的O点，一质量为、电 荷量为十q的带电微粒从O点的正上方A点由静止释放后，加速下落h后到达B点，此时速度 达到最大v=√gh,随后开始减速。带电微粒可视为点电荷，重力加速度为g,不计空气阻力。 (1)求A、B两点间的电势差UAB; (2)若A、B两点间的距离与B、O两点间的距离相等，求带电微粒在A点释放瞬间的加速度 大小。 +9◆A 9B +Q0 11.(16分)如图所示，真空中两个电荷量均为十Q的点电荷分别固定在同一水平线上的A、B两 点，O点为连线AB的中点，C、D点为连线AB中垂线上关于O点对称的两点，A、C两点间的 距离为r,AC与AB间的夹角为0。已知连线AB中垂线上的点到A点的距离为x,则该点的 电势=2kQ(以无穷远处为零电势点)，静电力常量为k,重力加速度为g,A、B、C、D、O点在 同一竖直平面内。 (1)求C点的电场强度； (2)将一质量为M、带负电的小球从D点以某一初速度向上抛出，恰好能上升到C点，不计空 气阻力，求抛出时的速度大小： (3)一质量为、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速度运动，若 此电荷能够到达O点，求其初速度的最小值。 C A@10- 0 ------©B +O +0 D 轮复习40分钟周测卷十四 物理第4页（共4页） ▣高三一轮复习J ·物理· 高三一轮复习40分钟周测卷/物理（十四） 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： I.理解能力 Ⅱ，推理能力Ⅲ，分析综合能力Ⅳ.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究( 科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) ① ②③④ 档次 系数 1 单项选择题 8 电场线与电势能 易 0.85 2 单项选择题 电荷守恒定律与库仑定律 中 0.75 单项选择题 8 等量异种电荷形成的电场 中 0.75 4 单项选择题 静电平衡状态 中 0.70 5 单项选择题 8 微元法、场强与电势 中 0.65 6 单项选择题 8 E-x图像 中 0.65 7 单项选择题 8 电场力做功与电势差、电势能 中 0.65 8 单项选择题 8 立体空间中的电场力做功 难 0.55 等量同种电荷产生的电场中的 非选择题 中 0.70 力学问题 10 非选择题 12 电场力与电场力做功 中 0.65 非选择题 16 静电场中力和能的综合 0.55 香考答案及解析 一、单项选择题 间的静电力F=2k号，由电荷守恒定#可知，C与A 1.B【解析】P点的电场线密，故P点的电场强度大， 粒子在P点所受的电场力大，则粒子经过P点时的 接触后，A,C所带电荷量均为Q-号，C再与B接 加速度大，即ap>ao,A项正确；因无法确定P、Q两 触，B.C所带电荷量均为Qa=9,移开C,让A,B间 点处电场强度的方向，故不知道P、Q两点电势的高 低，B项错误；粒子的运动轨迹向右弯曲，故粒子所受 的距离增大为2r,则A、B间的静电力F'=kQ= (2x)2 电场力的方向向右，故从Q点到P点电场力做正功， 动能增大，电势能减小，故E>EQ,Epp<EQ,C、D 驰器-高r,C项正确。 项正确。 3.D【解析】根据等量异种电荷周围电场的分布情况 2.C【解析】设最初A、B两小球间的距离为r,两小球 可知试探电荷在运动过程中受到水平向左的逐渐增 ·53· ·物理· 参考答案及解析 大的电场力作用，要想让该试探电荷由静止开始沿直 P0=一k四=-k9,A项错误；设微元与A点间的 3a 线从C点运动到O点，则该试探电荷所受到合力的 距离为R,二者之间的连线与x轴间的夹角为日，根据 方向应沿CO方向，对试探电荷受力分析如图所示： 对称性及场强叠加原理可知A点的电场强度大小E F由 kg kQ 二n 4a 4kQ ,B项正确： -0 O cos0=(3a)+（4a)·5a=125 BO ⊕A 由题意可知A点的电势9A=一n =- kQ ,C项错 其中F,=F电、F,=ma,所以外力F的方向应当斜向 R 5a 右下，A项错误；由于电场力逐渐增大，所以F,逐渐 误；由上述分析可知9A>o,则电子在O点的电势能 增大，故F,也逐渐增大，加速度也逐渐增大，所以试 大于在A点的电势能，D项错误 探电荷从C点到O点做加速度增大的加速直线运 6.B【解析】由图可知，MO间电场方向沿x轴正方 向，OV间电场方向沿x轴负方向，且O点的电场强 动，B项错误：等量异种电荷的中垂面是等势面，所以 试探电荷从C点运动到O点的过程中电势能不变，C 度为零，则与均带正电荷，且0一器，解得 kgi 项错误：根据动能定理可知F6x=△Ek,即E=F6 qq2=4:1,A项错误，B项正确；设PM=QN=r, △x =人，由于下逐新增大，所以兰逐渐增大D项 MN=,则P点的电场强度大小Ep=·4Q+ kQ 正确。 b·4+kg,P ),Q点的电场强度大小E。=牛是 2 4.C【解析】由于金属板接地，整个金属板的电势为 点的电场强度大于Q点的电场强度，C项错误：以无 零，是一个等势体，故金属小球在金属板上运动时，电 穷运处为电势零点，P点的电势e,=9+号.Q 场力不做功，金属小球做匀速直线运动，A、B项错 误，C项正确：电荷量为一Q的点电荷和金属板共同 点的电势90华+9，P点的电势高于Q点的电 形成的电场与两个相距2h的等量异种电荷形成的电 势，负试探电荷在P点的电势能小于在Q点的电势 场的负电荷部分相同，如图所示： 能，D项错误。 7.C【解析】由题意可知，该过程中库仑力对小金属块 做正功，所以小金属块的电势能减小，A项错误：由动 能定理可得W心一mgL=0一号m6,A,B两点间的 电势差UB=W也，联立解得U=m(②L一)，B 2g 项错误：若小金属块在A点所受的库仑力大于摩擦 故P点的电场强度大小E=Q十 kQ 40kQ 力，则小金属块的速度最大时，其受力平衡，有g= 9h2 kQ9,解得x= 飞Q虹，C项正确；若小金属块在A点 ung D项错误。 所受的库仑力小于摩擦力，由牛顿第二定律可得a= 5,B【解析】将圆环分成n个微元，每个微元均能看为 点电荷，其电荷量q=9,根据对称性及场强叠加原 Rmg-k Qg 2】 -,则小金属块由A点到B点做加速度增 理可知圆心O点的电场强度为零；圆心O点的电势 大的减速运动，-t图像如图所示： ·54· 高三一轮复习J ·物理· 1 B器 (1分) 方向沿OP向上 (2分) E合 根据图像与坐标轴所围成的面积表示位移以及平均 EAP 速度公式=二可知小金属块由A点运动到B点的 平均速度大于受，D项错误。 8.D【解析】沿a1方向电场强度的分量E= W 0 6,b,方向电场强度的分量E,二汇，沿c6:方向电场 (3)P,O两点间的电势差Uo= W地=-1×10- 9 2X10- V 强度的分量E,=W,匀强电场的电场强度大小E =-50V (2分) gL 10.【解析】(1)从A点运动到B点的过程中，根据动能 √+E+E-4 ,A项错误；a1点的电势为 定理可得gUs十gh= 1 gL 2 mv (1分) 零，则a1山两点间的电势差U4=一”=g 解得UB=一m (2分) 2q 5,解得，一Wh山两点间的电势差U 2W (2)到B点时速度达到最大，加速度为零，根据受力 平衡有FB=g (1分) =一，解得，=一g,4两点间的电势差 q 根据库仑定律有F。-0 (2分) U=-W=,一，解得，2W,匀强电场中 带电微粒在A点受到的库仑力FA= 02分) U4U,解得=，B项错误；匀强电场中 9 根据牛顿第二定律有mg一FA=ma (2分) U=U,解得%，-W,C项错误若将该点电荷 解得a=子8 (2分) 从a点移到ab1的中点再移到c1d1的中点再移到 11.【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点的电场强度如图所示 c1ddc:面的中心，有（w-2w)+3w=0-E,解 得E,=一2.5W,D项正确。 二、非选择题 9.【解析】1)A,B间的库仑力F=k警 (1分) ⊕B +O F 由平衡条件得轻细线的拉力大小F= _2kq6 c0s60° 2 根据电场强度的矢量合成法则可得C点的场强大小 (1分) Ee-2k sin 0 (1分) (2)由点电荷的场强公式可知E加=E即=k(1分) 12 方向竖直向上 (1分) 因此P点的电场强度大小E合=2 Eap cos30°= (2)带负电的小球从D点运动到O点电场力做正 ·55· ·物理· 参考答案及解析 功，从O点运动到C点电场力做负功，根据对称性 可得Uw=e-0=2Qcos9-1) (2分) rcos 0 可知，小球从D点运动到C点的过程中，电场力对 若试探电荷从C点以某一竖直向下的初速度运动 小球做功的代数和为零 恰好能够到达O点，由动能定理有qU=0一 根据动能定理有-2 Mgrsin0=0-号 ui (2分) 2n品a (2分) 解得=2√grsin9 (2分) kQg(1-cos 0) (3)根据题意可知C点的电势Pc=2k? 解得Umm=2入 (2分) (2分) mrcos 0 0点的电势90=2kQ rcos 0 (2分) ·56·