专题11 电场-【创新大课堂系列】高三物理全国名校名卷168优化重组卷

专题11电场 1.C2.D3.D4.D5.A6.C7.B8.BCD9.AD 10.CD11.AD 12.解析。(1)用与A、B相同的带电小球C,先接触A,再接触· B,两球将带上不等量的同种电荷，故A错误；AB小球接触 后靠近带电体但不接触，然后分开两个小球，再移开带电体， 能使小球带等量异种电荷，故B错误；两个小球接触后，用带 电小球接触AB,移除导体球，再分开AB小球，能使两小球 带等量同种电荷，故C正确； (2)由图可知，刻度尺的分度值为0.1cm,需要估读到分度值 的下一位，则AB小球之间的距离为r=2.20cm; (3)对小球受力分析，根据几何关系可得库仑力大小为F= gtan gmgsin日=0，代入数搭解得F=6品×0,01× 9.8N=2.2×10-3N: (4)根据下可知，F-户图像为过原点的直线，故C正 r 确，AB错误， 答案(1)C(2)2.20(3)2.2×103(4)C 13.解析(1)电容器开始充电的瞬间，其两极板间没有电荷积· 累，电压为零，相当于短路，此时充电电流最大，电流传感器 的示数达到最大值.随着电容器极板上电荷的积累，两板间： 的电压U。逐渐增大，方向与电源电动势相反，故电路的总电： 动势减小，电流传感器的示数逐渐减小，当电容器的电压等： 于电源电动势时，电流等于零，此时电容器充满，电路达到稳！ 定.故选C (2)设t=0时刻，电容器两极板间的电压为U。,依题意U。=! 6V由C-品得2共中，题海布器 解得U。=1.5V 由欧好龙徐1-是得0.6mA-是，解得R,=2500n (3)在I-t图像中，图线与坐标轴所围的面积等于电容器所释： 放的电荷量，故数出图线围的面积约有38个格，每个格q6= 4×105C,故g=38g。=1.52×103C,由E2=Ug,共中 U=U。=6V,解得Ec≈4.5×103J. 15 答案(1)C(2)1.52500(3)4.5×10-3J 14.解析(1)方法1：小球受到弹簧 F合 弹力F、库仑力F。、重力mg而平 A 衡，如图，由几何关系可知 F=F电， 309 F电 由平衡条件有 2F。cos30°=mg, P 联主解得R= .309 方法2：对小球，由平衡条件有 Fsin30°=Fesin30°， mg Fc0s30°十F。c0s30°=mg, 联立解得F=F=g, 196 (2)方法1：小球到达B点时， 设此时库仑力为F'电，杆对球Nsin30 弹力为N,如图，几何关系 可知 AB=AP. 30 故F。'=F。=5 F电 3g, 由牛顿第二定律有 Fe'+Vcos30°=mo rAB, mg 且Nsin30°=mg, 联立解得ω=2√六 309 方法2：由牛顿第二定律有 F'电十ngtan60=morAB, 几何关系可知r= h √5 联立解得ω=2√斤· g (3)小球做周运动的速度大小为U=wr, 解法一：根据动能定理 1 1 W土2·万专mgh+0= m2-0, 联立解得W照=gh 解法二：由功能关系得 F. w=一之 h,1 +mgh+0+m2, 解得W驱=mgh 解法三：由功能关系得 W服=△Ek十△Ee十△Ep十AEp电 且△E.=zmu, 1 △EG=之mgh, △Ep地=0， 联立解得W=mgh. 答案(1)g(22√月 (3)mgh 解析(1)设小球在最高，点速度为，恰好水平抛出能击中C 点，根据平抛规律则有L=v·t, 2R=2g, 联立可得=L√R =1.05m/s, 设最高点压力为N,则有 N+mg=mR' 解得N=1.025×101N, 由牛顿第三定律可得对轨道压力N'=N=1.025×10N; (2)带电小球从D开始运动，设D、B电势差为U,经金属 轨道从最高点下落，根据平抛运动规律可知 s=v·t, 1 2R=8, 可得速度=5n√R 在=12T时刻，电子的速度为 8 由动能定理得 =() qUp-2mgR= 2mw2-0, 解得 联立可得画数关系为=8Um·R.g一16R, mg 从t= 12T时刻开始，设再经过时间，电子刚好到达A 8 当q=0时，纵轴截距为s2=-16R2, 板，有 通过图线的坐标，斜率k=0.36×10, 而斜率k=8RU四=0.36X10, mg 可得UE=450V. d十 答案(1)1.025×10-1N(2)450V 16.解析(1)设A、B两板间距为d,电子运动的加速度大小为 解得△=（号一号）T, Q,对于t=0时刻进入的电子，前半周期向右匀加速运动，后 [(+号)T不特合题意，合去]： 半周期向右匀减速运动到速度为零，前半周期和后半周期位 移相网，均为号，有 所以总时间为=T++4=14二②T≈1.57T 8 =2x()八 答案(1品p(21.57T 郎得a=兴 专题12带电粒子在电场中的运动 对于=否进入的电于：市 1.D2.C3.D4.D5.A6.D7.B8.AD9.BD 10.AD11.AC 在哥~4T这内向右匀加速，有 12.解析(1)油滴在电场中悬浮时，受到重力和电场力，两力等 88 8 大反向： (得) (2)报据公式：E=号代入鼓据解得，E=20V/m 解得=录，设从冒到子的时间内，营电力对度电子所货 (3)根据题目可得：mg=Eg,由密度公式有：m=pD,联 的功为W,有 立以上两式解得：g=πD4,代入教据解得：g=1,6× w品 6U 101C. (2)在灯~四这内向右匀减速到速度为零，有 答案(1)重力、电场力（电场力、重力也正确） 888 (2)2000V/m(3)1.6×10-17C 9 4=4=2d4, 13.解析(1)根据C=,极板B上移一点，正对面积S减 在T、8T- 8≈8=8 内反向向左匀加速，有 小，则电容器的电容C减小，充电后的平行板电容器电荷量 () Q不支，根据C=吕知电势差增大，所以静电计的份角变大， 说明平行板电容器的电容随正对面积减小而变小；根据C= 4极板B左移一点，板间距离d增大，则电容器的电容 e 在哥~智这召内反向向左匀减建到建度为家，有 88 减小，报据C=号知电势差增大，所以静电计的偏角变大，说 明平行板电容器的电容随距离变大而变小 在g图-晋为能线向古句加选，有 《2)电子在Y内的加建度为口需，在y内运动的时网 =品，所以编给位移y=日，联立解子y 所以电子运动T十后，距B板距离为 由此可以看出偏转位移和电压成正比.同理可以证明在XX方 向上的偏转位移也与电压成正比所以根据题意得芹一宁， 1 ÷号解得x=2y=2,所以荧光屏上光点的坐标为2,2》。 <d 答案(1)变大变小变大变小(2)22 197-紧 专题11 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28： 分在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合 题目要求的 1.(2025·黑吉辽蒙 卷·7)如图，光滑 C 绝缘水平面AB 与竖直面内光滑 3r 绝缘半圆形轨道 B 血 BC在B点相切， 轨道半径为r,圆心为O,O、A间距离为3r.原长 为2r的轻质绝缘弹簧一端固定于O点，另一端 连接一带正电的物块.空间存在水平向右的匀强 电场，物块所受的电场力与重力大小相等.物块 在A点左侧释放后，依次经过A、B、C三点时的 动能分别为EA、EkB、EkC,则 n A.EkA<EkB<EkC B.EkB<EKA<EkC C.EkA<Ekc<EkB D.EkC<EkA<EkB 2.(2024·河北卷，7)如图， 真空中有两个电荷量均 为q(q>0)的点电荷，分 别固定在正三角形ABC M 的顶点B、C.M为三角形 ABC的中心，沿AM的中 垂线对称放置一根与三角形共面的均匀带电细 杆，电荷量为号.已知正三角形ABC的边长为a, M点的电场强度为0，静电力常量的.顶点A处 的电场强度大小为 ( A.23g a2 Bg6+v CGD D.() a 3.(2025·福建卷· 4)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 Q 上径向电场.现将 一电子a自A点垂 直电场射出，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，已知BP电势差为U, 1CQ|=2BP|,a粒子入射动能为Ek,则() 41 电场 A.B点的电场强度E=E er B.P点场强大于C点场强 C.b粒子在P点动能小于Q点动能 D.b粒子全程的克服电场力做功小于2U (2025·浙江金华·三模)试 探电荷q在点电荷Q的电场 中所具有电势能可以用E x/cm =gQ来计算（式中k为静 电力常量，r为试探电荷与场源电荷间的距离). 真空中两个点电荷相距15cm固定在x轴的两 个点上，取无限远处的电势为零，x轴正方向上 各点的电势随x的变化关系如图所示，下列说 法正确的是 () A.两个点电荷可能带同种电荷 B.两个点电荷的电量之比为2：1 C.x=5cm处电场强度等于零 D.两个点电荷之间电势为零的位置坐标为x= -3 cm .(2025·河北衡水调研)如图所 示，真空中有一带电量为一q B 的点电荷固定在空间某处，离 它不远处放置无限大金属板，© 9 金属板接地，在图中虚线上取 A、B、C三个点，且距离满足 LAB=LC,下列说法正确的是 ( A.金属板左侧带正电，右侧不带电 B.如果在C点静止释放一正试探电荷，将沿虚 线向一q运动 C.A、B、C三点的场强大小满足：EA<EB<EC D.A、B、C三点间电势大小满足：PA=PB=PC .(2025·河北张家口·统 B 考二模)如图所示，匀强电 ●01 场中有一边长为L=√2m A D 的正方体A1B1C1D1一 C2 A2B2C2D2,O为上表面 的中心.已知O1点的电势 A2 D 为6V,D1点的电势为8V,C2、D2两点的电势均 为4V,下列说法正确的是 ( A.B1点的电势为3V B.正方体中心的电势为6V C.该匀强电场电场强度的大小为4V/m D.该匀强电场电场强度的大小为2√2V/m 7.(2025·陕西省西安E1 中学高三模拟)在x 轴上O、P两点分别 放置电荷量为q1、92 D 的点电荷，一带正电 的试探电荷在两电荷连线上的电势能E。随x: 变化关系如图所示，其中A、B两点电势能为！ 零，BD段中C点电势能最大，则 ( A.q1和q2都是正电荷且q1>q2 B.BC间场强方向沿x轴负方向 C.C点的电场强度大于A点的电场强度 D.将一负点电荷从B点移到D点，电场力先做 负功后做正功 二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20 分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目 要求.全部选对的得5分，选对但不全的得3分， 有选错的得0分. 8.(2025·山东济南· 二模)如图所示为带 等量异种电荷的两 正对平行金属板P 和Q,P板带负电，Q 板接地，板长为L, Q 两板间距离为d.大量电子从两平行板间上半区 域的左侧以平行于金属板的相同速度进入板 间，靠近P板左侧边缘进入的电子恰好能打在： Q板右侧边缘，电子进入板间在上半区域均匀： 分布，忽略电子间的相互作用，不考虑电场的边！ 缘效应.下列说法正确的是 A.电子击中Q板区域的长度为2L B.电子击中Q板区域的长度为2区 C.保持两板带电量不变，若将Q板向下平移 4 的距离，打在Q板上的电子数占进入平行板： 电子总数的2 D.保持两板带电量不变，若将Q板向下平移4 4 的距离，靠近P板左侧边缘进人的电子出电： 场时的电势能为进电场时电势能的 ￥3 9.(2024·山东卷，9)如 图所示，带电量为十q 的小球被绝缘棒固定 在O点，右侧有固定 在水平面上、倾角为 30° 30°的光滑绝缘斜面. 质量为m、带电量为十q的小滑块从斜面上A点 由静止释放，滑到与小球等高的B点时加速度 为零，滑到C点时速度为零.已知AC间的距离 为s,重力加速度大小为g,静电力常量为k,下 列说法正确的是 () A.OB的距离l= √3kq2 mg B.OB的距离1= 3kg2 √3mg C.从A到C,静电力对小滑块做功W=一mgs D.AC之间的电势差UAc=- 2g 10.(2025·天津·二模)静电喷 涂是一种利用高压静电场 涂 使带负电的涂料微粒定向 物 运动，并吸附在工件表面的 喷口wN 喷涂方法.某一静电喷涂装 置接上高压电源后在喷口 和被涂物间产生强电场，电 场线分布如图所示，一微粒从M点沿直线运动 到N点，以喷口为原点，以MN连线向右方向为 正方向建立x轴，该过程中微粒重力不计，那么 电场强度E,微粒的电势p、速度大小、电势能 E,随x变化的图像可能正确的是 ( E 0 11.(2025·湖南省长沙市雅礼中 学高三模拟)如图所示，真空 夕 中的正三棱柱ABC-A'B'C', 在A点固定一个电荷量为十Q 的点电荷，C点固定一个电荷 A 量为一Q的点电荷，已知AC= B AA'=L,静电力常量为k,选取无穷远处电势 为0.则下列说法正确的是 A.将一负试探电荷从A'点移到C点，其电势 能一直增大 B.将一正试探电荷沿直线从B点移到B'点， 电场力做正功 C.A'、B两点的电势差大于B、C两点的电势差 D.B点的电场强度大小为2k 4L2 三、非选择题：本题共5小题，共52分 12.(2025·湖南省长沙一中模拟)(6分)某研究小 组用如图1所示装置探究等量同种电荷间库 仑力与距离的关系.器材有：专用支架、相同的 导体小球A和B、刻度尺、丝线、米尺、天平、绝 缘底座 B T6镜尺 01234 豸绝缘底座图1 B 图2 (1)下列能使A、B小球带等量同种电荷的方 式是 A.用与A、B相同的带电小球C,先接触A,再 接触B B.A、B小球接触后靠近带电体但不接触，然 后分开A、B小球，再移走带电体 C.A、B小球接触后，用带电小球接触A、B,移 除导体球，再分开A、B小球 (2)用天平测量小球的质量，悬挂点到小球球 心的距离1，将小球B固定在绝缘底座上，A球用 丝线悬挂在支架上，使小球带上等量同种电荷. 某次实验中小球A静止位置和B固定位置如图： 所示，则A、B小球之间的距离r= cm. (3)本实验中>r,丝线与竖直方向夹角0很 小，tan0≈sin0,重力加速度g=9.8m/s2.本 实验中若小球质量为10g,l=1.0m,则库仑 力F= N(结果保留两位有效数字). (4)缓慢移动绝缘底座，得到五组F,r数据，根 -43 据库仑定律，图2中拟合的库仑力F与距离r 的关系图像可能正确的是 3.(2025·山东菏泽·二模)(8分)我国新能源汽 车年产量现已突破1000万辆，成为全球首个 达成这一成就的国家.在电动汽车等领域，电 容储能技术得到了广泛应用.某同学设计图甲 所示电路，探究不同电压下电容器的充、放电 过程，器材如下： 电容器C(额定电压8V,电容值未知) 电源E(电动势10V,内阻不计) 电阻箱R(最大阻值为99999.92) 滑动变阻器R(最大阻值为10Ω，额定电流为2A) 电流传感器，计算机，开关，导线若干 个ImA R 传感器 2 3 t/s & (1)闭合开关S1,调节滑动变阻器，将开关S2 接1，观察到电流传感器示数 A.逐渐增大到某一值后保持不变 B.逐渐增大到某一值后迅速减小到零 C.迅速增大到某一值后逐渐减小到零 D.先逐渐增大，后逐渐减小至某一非零数值 (2)调节滑动变阻器，待电压表示数稳定在6V 后，将开关S2接2，t=1s时的电流I= 0.6mA,图中虚线两侧图像与时间轴围成的 面积比为3：1，则t=1s时，电容器两极板间的 电压Uc= V,电阻Ro= 2: (3)电容器的储能公式Ec= 2q,上述放电过 程电容器释放的电能Ec约为 (结果 保留两位有效数字). 4.(2025·福建宁德·三 模)(10分)如图所示， B 光滑绝缘的轻质三角形 框架OAB,OA杆竖直 且O、A相距为h,OB 杆与OA杆夹角为30°， B点与A点高度相同. A点固定一带电小球， 绝缘轻质弹簧一端固定 于O点，另一端与套在OB杆上质量为m的带！ 电小球P相连，初始时，小球静止于OB中点 且对杆无压力.现驱动该装置以OA为轴转 动，使小球缓慢移动至B点，此时弹簧恰好恢 复原长，此后维持角速度不变.已知重力加速 度为g,不计空气阻力，求： (1)初始时小球P所受的静电力大小； (2)小球到达B点后的角速度大小； (3)整个过程驱动力所做的功. 15.(2025·吉林长春·长春十一高中考前模拟预 测)(12分)光滑绝缘水平面AB上有C、B两 点.CB长L=21cm.另有一半径R=0.1m竖 直放置的光滑半圆形金属导轨BM与水平面： 平滑相连，金属导轨BM接地，连接处能量无 损失.现将一个带电量为Q的点电荷，固定在 C点，如图所示.将另一带电量为十g,质量m= 1×10-4kg的金属小球（可视为点电荷）从D: 点(B、C间一点)静止释放，（感应电荷的影响 忽略不计)，若小球过圆弧的最高点后恰能击 中C处的点电荷，已知金属小球进入金属导轨 时，电量都导入大地，此后不带电（重力加速度 g=10m/s2)求： M +坦 +9 A C D B 4S2m2 0.2 0 g/x10-C -0.16H 44 (1)小球在最高点M点时对轨道的压力为 多大？ (2)若不改变小球的质量而改变小球的电量q, 仍从D点由静止释放，发现小球落地点到B 点的水平距离、与小球的电量q满足下面图像 的关系，则点电荷Q的电场在DB两点的电势 差UBD=? 6.(2025·安微安庆期末调研监测)(16分)图中 A和B是真空中的两块面积很大的平行金属 板，加上周期为T的交变电压，在两板间产生 交变的匀强电场.已知B板电势为零，A板电 势PA随时间1变化的规律如图乙所示.A板 电势最高值为p,最低值为一9.已知在t=0时 刻，一个电荷量为一e的电子（重力不计），在静 电力的作用下，从B板的小孔中由静止开始向 A板运动，当t=T时，电子刚好到达A板.如 果该电子是在1一召时刻才从B板的小孔由静 止开始运动，求： ↑9aV :2T t小s -0- 甲 乙 )从号到号时间内，静电力对该电子所做 的功； (2)该电子运动多长时间才能第一次到达 A板.