专题集训10 电场-（配套练习）【金版新学案】2026年高考物理大二轮专题复习与测试

专题集训(十)　电场 (时间：30分钟　满分：50分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－10题，每题5分，共50分) 1.(2025·湖南高考)如图，两带电小球的质量均为m，小球A用一端固定在墙上的绝缘轻绳连接，小球B用固定的绝缘轻杆连接。A球静止时，轻绳与竖直方向的夹角为60°，两球连线与轻绳的夹角为30°，整个系统在同一竖直平面内，重力加速度大小为g。下列说法正确的是(　　) A.A球静止时，轻绳上拉力为2mg B.A球静止时，A球与B球间的库仑力为2mg C.若将轻绳剪断，则剪断瞬间A球加速度大小为g D.若将轻绳剪断，则剪断瞬间轻杆对B球的作用力变小 答案：C 解析：对小球A受力分析，其受重力、轻绳的拉力以及B的库仑引力，如图所示，根据平衡条件得F库＝FTcos 30°＋mgcos 30°，FTsin 30°＝mgsin 30°，解得FT＝mg，F库＝mg，A、B错误；剪断轻绳前，小球A所受合力为零，库仑力与重力的合力与轻绳拉力等大反向，即库仑力与重力的合力大小为mg，剪断轻绳后瞬间，绳子拉力消失，库仑力与重力均不变，则小球A所受合力大小为mg，由牛顿第二定律得小球A的瞬时加速度大小a＝g，C正确；由于剪断轻绳后瞬间，B球所受库仑力、重力不变，且状态不变，因此剪断轻绳瞬间轻杆对B球的作用力不变，D错误。故选C。 2.(2025·广东佛山测试)细胞电转染的原理简化如图所示，两带电的平行金属板间，由于细胞的存在形成如图所示的电场。其中实线为电场线，关于y轴对称分布。虚线为带电的外源DNA进入细胞膜的轨迹，M、N为轨迹上的两点，P点与N点关于y轴对称，下列说法正确的是(　　) A.N、P两点的电场强度相同 B.M点的电势与N点的电势相等 C.DNA分子在M点的加速度比在N点大 D.DNA分子在M点的电势能比在N点大 答案：D 解析：电场中某点的电场强度的方向为电场线在该点的切线方向，由题图可知N、P两点的电场强度方向不同，故A错误；沿着电场线方向电势降低，M点的电势低于N点的电势，故B错误；M处的电场线更稀疏，场强更小，由牛顿第二定律可知a＝，DNA分子在M点的加速度比在N点小，故C错误；由轨迹可知，DNA分子由M向N运动的过程中电场力做正功，电势能减小，则DNA分子在M点的电势能比在N点大，故D正确。故选D。 3.(2025·江苏南京一模)在光滑绝缘的水平面上有A、B、C三点，构成一个边长为a的正三角形，O点是正三角形的中心，D、E、F分别是AB、BC、CA的中点。在A、B、C三点分别固定有电荷量均为＋q的点电荷，k为静电力常量，下列说法正确的是(　　) A.D、E、F三点的电场强度相同 B.A点的点电荷所受的库仑力大小为 C.若将另一电荷量为＋q的点电荷轻放于O点，它将向C点运动 D.若将另一电荷量为＋q的点电荷从D点移到E点，再从E点移到F点，此电荷的电势能将增加 答案：B 解析：由题图根据电场的叠加原理可知，D、E、F三点的电场强度大小相等，但方向不同，故A错误；由库仑定律可知，B、C两点的点电荷对A点的点电荷的库仑力大小均为 ，两库仑力的夹角为60°，所以A点的点电荷受到的合力大小为F＝2×cos 30°＝，故B正确；三个点电荷在O点激发的电场强度的矢量和为0，所以将另一电荷量为＋q的点电荷轻放于O点，它将静止不动，故C错误；根据对称关系可知，D、E、F三点的电势相等，所以将另一电荷量为＋q的点电荷从D点移到E点，再从E点移到F点，此电荷的电势能不变，故D错误。故选B。 4.(多选)(2025·湖南高考)一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内A点和B点的位置如图所示。电荷量为＋q、－q和＋2q的三个试探电荷先后分别置于O点、A点和B点时，电势能均为Ep(Ep＞0)。下列说法正确的是(　　) A.OA中点的电势为零 B.电场的方向与x轴正方向成60°角 C.电场强度的大小为 D.电场强度的大小为 答案：AD 解析：根据题意结合电势能公式有Ep＝qφO＝－qφA＝2qφB，解得φO＝、φA＝－、φB＝，则OA中点的电势φ1＝＝0，A正确；在OA线段上找出一与B点等势的M点，可知xOM＝d，BM连线为等势线，与BM连线垂直的线为电场线，如图所示，则根据几何关系可知，电场线与x轴正方向夹角的正切tan θ＝＝1，即θ＝45°，根据电场强度与电势差的关系可知E＝＝，B、C错误，D正确。故选AD。 5.(多选)(2025·江西新余二模)如图所示，真空中半径为r的圆上有A、B、C三点，AB为直径，O点为圆心，∠ABC＝30°。在A、B两点分别固定电荷量为＋Q(Q＞0)和＋3Q的点电荷，已知静电力常量为k，则下列说法正确的是(　　) A.O点的电场强度大小为 B.C点的电场强度大小为 C.从A点沿直线至O点电势逐渐降低 D.将一个正试探电荷从A点沿直线移动至O点的过程中，其电势能先减小后增大 答案：BD 解析：由场强叠加原理可知，O点的电场强度大小为EO＝k－k＝，A错误；由场强叠加原理可知，C点的电场强度大小为EC＝＝，B正确；因AB之间场强为零的点在AO之间某点(设为D点)，则从A到D电势降低，从D到B电势升高，即从A到O电势先降低后升高，将一个正试探电荷从A点沿直线移动至O点的过程中，其电势能先减小后增大，C错误，D正确。故选BD。 6.(2025·重庆西南大学附中检测)在某个电场中，x轴上各点电势φ随x坐标变化如图，图像关于φ轴左右对称，一质量m、电荷量－q的粒子仅在电场力作用下由静止释放能沿x轴做直线运动，下列说法中正确的是(　　) A.x＝－x1点的电场强度大小大于x＝x2点电场强度大小 B.x＝x1和x＝－x1两点电场强度和电势都相同 C.该粒子在x＝x1点的电势能大于在x＝x2点的电势能 D.若该粒子在x＝－x1点由静止释放，则粒子到达O点时刻加速度为零，速度达到最大 答案：C 解析：根据E＝＝可知，φ-x图像斜率的绝对值表示电场强度的大小，根据题图可知，x＝－x1点的电场强度大小小于x＝x2点电场强度大小，故A错误；x＝x1和x＝－x1两点电场强度大小相等，由于沿电场线方向电势降低，根据题图可知，x＝x1和x＝－x1两点电势相等，但电场强度方向相反，故B错误；x＝x1点的电势小于x＝x2点的电势，该粒子带负电，根据Ep＝qφ可知，该粒子在x＝x1点的电势能大于在x＝x2点的电势能，故C正确；沿电场线电势降低，则在x负半轴的电场方向沿x轴正方向，若该粒子在x＝－x1点由静止释放，该粒子带负电，所受电场力方向沿x轴负方向，则粒子将沿x轴负方向运动，不可能到达坐标原点，故D错误。故选C。 7.(2025·安徽淮北、淮南第二次质检)如图甲所示，两个等量点电荷P、Q固定于光滑绝缘水平面上，其连线的中垂线上有a、b、c三点。一个质量为50 g、电荷量大小为5×10－3 C的带正电小球(可视为质点)，从a点由静止释放，经过b、c两点，小球运动的v-t图像如图乙所示，其经过b点时对应的图线切线斜率最大，则下列分析正确的是(　　) A.b、c两点间电势差Ubc＝12 V B.沿中垂线由a点到c点电势逐渐升高 C.由a点运动到c点的过程中，小球的电势能先增大后减小 D.b点为中垂线上电场强度最大的点，且场强Eb＝25 V/m 答案：D 解析：从b点到c点，由动能定理有qUbc＝m－m，解得Ubc＝120 V，A错误；由题图乙可知，从a点到c点小球速度一直增大，静电力一直做正功，则小球的电势能一直减小，小球带正电，故沿中垂线由a点到c点电势逐渐降低，B、C错误；由题意可知，b点对应的图线切线斜率最大，即在b点时加速度最大，由qE＝ma可知b点为中垂线上电场强度最大的点，且场强Eb＝25 V/m，D正确。故选D。 8.(多选)(2025·四川达州二模)如图所示，A、B、C、D、E、F、G、H是半径为R的竖直光滑绝缘圆轨道的八等分点，AE连线竖直，现在空间加一平行于圆轨道面的匀强电场，从A点静止释放一质量为m、电荷量为q的带正电小球，小球沿圆弧经B点恰好能到达C点。若在A点给带电小球一个水平向右的冲量I，让小球沿轨道恰好能做完整的圆周运动。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　) A.所加电场的电场强度最小值为 B.若所加电场的电场强度最小时，小球在H点的电势能最大 C.若所加电场的电场强度最小时，冲量的大小为I＝m D.小球在F点时，轨道对小球的作用力为零 答案：BCD 解析：小球从A点静止释放沿圆弧恰好能到达C点，则知电场力和重力的合力方向沿FB方向斜向下，B点为“等效最低点”，F点为“等效最高点”，如图所示，根据合力方向，可知电场强度最小时，重力和电场力的合力大小为F合＝qEmin＝mgsin 45°＝mg，方向与竖直方向成45°角斜向右下方，则所加电场的电场强度最小值为Emin＝，方向与竖直方向成45°角斜向右上方，故A错误；若所加电场的电场强度最小时，方向与HD平行斜向上，则在圆轨道上电势最高点为H点，小球在H点的电势能最大，故B正确；若在A点给带电小球一个水平向右的冲量I，让小球沿轨道恰好能做完整的圆周运动，则小球在F点所受重力和电场力的合力提供向心力，轨道对小球的作用力为零，故D正确；若所加电场的电场强度最小时，在F点由牛顿第二定律得F合＝m，从A点到F点，由动能定理得－F合R(1＋cos 45°)＝m－m，在A点给带电小球一个水平向右的冲量I，有I＝mvA，其中F合＝mg，联立解得I＝m，故C正确。故选BCD。 9.(2025·河北承德联考)空间存在水平向左的匀强电场，一质量为m、电荷量为q的小球由M点以速度v0竖直向上抛出，运动到最高点P时速度大小恰好也为v0，空气阻力不计，重力加速度为g，小球从M运动到P的过程中，下列说法正确的是(　　) A.小球的电势能增加 B.小球的机械能先减少后增加 C.匀强电场的电场强度大小为 D.小球运动过程中速度的最小值为v0 答案：D 解析：小球运动过程中，电场力做正功，电势能减少，机械能增加，故A、B错误；小球在竖直方向做竖直上抛运动，从出发点运动到最高点P有t＝，水平方向做初速度为0的匀加速直线运动，则v0＝axt，解得ax＝g，由ax＝，解得匀强电场的电场强度大小为E＝，故C错误；小球的加速度大小为a＝＝g，将初速度沿加速度方向和垂直加速度方向分解，可知当沿着加速度方向的分速度为0时，小球的速度最小，且此时速度等于垂直于加速度方向的分速度，则vmin＝v0，故D正确。故选D。 10.(2025·江苏南通月考)某电场中，x轴上各点电场强度E随位置x的变化规律如图所示，x轴正方向是电场强度的正方向，一电子从－x0处以v0沿x轴正方向射入，下列说法正确的是(　　) A.电子能越过x0处 B.0.5x0处电势最高 C.－x0处的电势比O点高 D.电子在－x0处电势能小于在0.5x0处电势能 答案：A 解析：E-x图像与x轴围成的面积表示电势差，由题图可知，从－x0处到x0处电势差为0，电场力做功为零，所以电子到x0处速度为v0且方向沿x轴正方向，能越过x0处，故A正确；在O点左侧，电场强度方向沿x轴负方向，在O点右侧，电场强度方向沿x轴正方向，由于沿电场线方向电势逐渐降低，所以O点为电势最高点，故B、C错误；O点与－x0处的电势差为U1＝E0x0，O点与0.5x0处的电势差为U2＝×2E0×0.5x0＝E0x0，所以－x0处电势低于0.5x0处电势，根据Ep＝qφ，由于电子带负电，所以电子在－x0处电势能大于在0.5x0处电势能，故D错误。故选A。 学生用书⬇第48页 学科网（北京）股份有限公司 $