单元八 静电场 专项训练 -2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦静电场核心概念与规律，通过分层题型构建从基础辨析到综合应用的知识逻辑链，强化科学思维与模型建构能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|7题|电场强度、电势、电场线等基础概念辨析|从电场基本性质到场强叠加原理的生成过程| |规律应用|3题|等势面分析、带电系统运动综合|电场力与力学规律的整合应用| |实验探究|2题|库仑扭秤实验方法、电容器充放电|科学探究方法（微小量放大、控制变量）的实践| |综合计算|3题|圆周运动、动量守恒与电场结合|从单一规律到多规律综合的问题解决逻辑|

单元八 静电场 2027届高考物理一轮复习 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回 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．用带电玻璃棒接触验电器的金属球，移走玻璃棒，验电器内的两片金属箔张开，稳定后如图。图中a、b、c、d四点电场强度最强的是（   ） A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 2．某同学绘制了四幅静电场的电场线分布图，其中可能正确的是（　　） A． B． C． D． 3．如图，A、B、C三个点位于以O为圆心的圆上，直径与弦间的夹角为。A、B两点分别放有电荷量大小为的点电荷时，C点的电场强度方向恰好沿圆的切线方向，则等于（　　）    A． B． C． D．2 4．如图，M和N是在一直线上相距L的两点，A是MN的中点，直线外的B点与N点相距。在M、N两点分别固定等量的正点电荷q，选取无穷远处为零电势点，设A、B两点的电场强度大小分别为EA、EB，电势分别为φA、φB，则（   ） A．EA < EB，φA > φB B．EA < EB，φA < φB C．EA > EB，φA > φB D．EA > EB，φA < φB 5．手机电容式触摸屏的核心部件可简化为平行板电容器。当手指靠近触摸屏时，电容器两极板和手指间的电场线分布如图所示。下列说法正确的是（   ） A．A点的电场强度大于B点的电场强度 B．将一电子从A点移到B点，电子的电势能增大 C．极板上表面C点的电势等于下表面D点的电势 D．若电子在E点释放，仅受静电力作用将沿电场线ab运动 6．如图，正三角形三个顶点固定三个等量点电荷，其中A、B带正电，C带负电，O、M、N为AB边的四等分点，则（　　） A．点电荷A、点电荷C所受静电力大小相等 B．M、N两点的电场强度和电势都相同 C．电子在M点电势能比在O点时要小 D．电子沿直线由O点向C点移动过程中，电场力不做功 7．电场中有一条电场线是直线，以电场线上一点O为坐标原点，电场线所在直线建立x轴，如图甲所示。取O点电势为零，测得Ox方向上各点的电势随坐标变化的关系如图乙所示。在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则在电子运动过程中（　　） A．电子所受电场力大小一直不变 B．电子所受电场力一直沿x轴正方向 C．电子运动的速度先增大后减小 D．电子的电势能将先减小后增大 2、 多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8．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 9．如图所示，倾角为30°的足够长光滑绝缘斜面固定在水平面上，空间中存在水平向右的匀强电场，电场强度。小球A的电荷量为+q，小球B不带电，质量均为m，两球用劲度系数为k的轻质绝缘弹簧连接，弹簧处于原长并锁定。现解除锁定释放两球并开始计时，t0时刻两球第一次速度相等，速度大小为v0，此时弹簧形变量为x0，在整个运动过程中弹簧均在弹性限度内，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．两球每次速度相同时弹簧形变量均为x0 B．两球每次加速度相同时弹簧的形变量均为 C．在t=t0时，小球A的电势能增加了 D．在t=2t0时，两球和弹簧系统机械能减少了 10．如图甲在正方形的四个顶点各固定一个点电荷，电荷量分别为、、、，直角坐标系的轴、轴为正方形的对称轴，轴上的电势随位置变化的图像如图乙。若一带电量为的试探电荷在原点处由静止释放，当它沿轴运动到点时达到最大速度，不计试探电荷重力。下列说法正确的是（　　） A．轴上（不考虑无穷远处）电场强度为零的位置有两个 B．点的电势为 C．若将该试探电荷从轴负半轴上无穷远处以初速度沿轴正方向射入，在沿轴正方向运动到坐标原点的过程中，其加速度先增大再减小 D．若将该试探电荷从轴负半轴上无穷远处以初速度沿轴正方向射入，以后的运动过程中它的最小速度为 非选择题：本题共5题，共54分。 3、 实验题：本题共2小题，共16分。 11．库仑利用扭秤装置研究了静止的点电荷间的相互作用力。如图所示的实验装置为库仑扭秤，细丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个带电的金属小球A，另一端有一个不带电的B球，B与A处于静止状态；当把另一个带电的金属球C插入容器并使它靠近A时，A和C之间较小的作用力可以使细丝发生比较大的可测量的扭转，通过细丝扭转的角度可以比较力的大小。 (1)通过细丝扭转的角度可以比较力的大小，这里用到的实验方法为________。 A．等效替代法 B．微小量放大法 C．极限法 D．控制变量法 (2)保持电荷量不变，改变A和C的距离，得到相互作用力F和A、C间距离r的关系，这里用到的实验方法为________。 A．等效替代法 B．微小量放大法 C．极限法 D．控制变量法 12．利用电容器进行储能，已经广泛应用于电动汽车和风能、光伏发电储能等领域。物理学习小组用如图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象，所用器材如下： 电源E（电动势9V，内阻不计）； 电容器C（额定电压15V）； 电阻箱R（最大阻值均为9999.9Ω）； 电流传感器A（可以测量电路电流，内阻可以忽略）； 单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2； 导线若干。 (1)闭合开关S1，将S2接a，对电容器进行充电，电流传感器的示数将（　　） A．缓慢变大之后保持稳定 B．突然增大，再缓慢减小，最后减为零 C．突然增大，之后稳定在某一非零数值 D．缓慢变大，再缓慢减小，最后减为零 (2)待电容器充电完成后，再将开关S2接b，观察电容器放电现象，通过传感器将电流信息传入计算机，计算机绘制出电流随时间变化的I-t图像如图乙所示，由于电流传感器故障，图像上只显示出t=4s时的电流值为400µA，若已知0~4s内图线与横轴围成的面积是4s后图线与横轴围成面积的4倍，则可求出R=______Ω。 (3)若将电阻箱阻值减小，重复上述实验步骤，再绘制出其电流随时间变化的I-t图像（用虚线表示），则图丙中能正确表示出两个不同阻值的电阻接入电路时电流随时间变化情况的是（　　） A． B． C． D． 四、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．如图，竖直向上的匀强电场中，用长为L的绝缘细线系住一带电小球，在竖直平面内绕O点做圆周运动。图中A、B为圆周上的两点，A点为最低点，B点与O点等高。当小球运动到A点时，细线对小球的拉力恰好为0，已知小球的电荷量为、质量为m，A、B两点间的电势差为U，重力加速度大小为g，求： （1）电场强度E的大小。 （2）小球在A、B两点的速度大小。 14．如图所示，光滑绝缘水平面上的小球A、B均带正电荷，小球B左侧连接一根轻质弹簧，弹簧原长为L。小球A从与小球B相距2L处以初速度v₀向右运动。已知静电力常量为k，小球A、B均视为质点，质量分别为3m、m。若小球A所带电荷量为，小球B所带电荷量为，两球相距r时A、B两球组成的系统的电势能为 (1)求小球A、B共速时的速度大小； (2)若经过时间t，小球A恰好接触弹簧，求此过程小球B的位移大小； 15．如图所示，在光滑绝缘水平面上以O点为坐标原点、向右为正方向建立x轴，x轴上方O点右侧一段距离内存在沿x轴正方向的匀强电场，质量为m的带电小球A自O点由静止释放，经过时间t与静止在处的不带电小球B发生弹性正碰。已知小球A所带的电荷量为，小球B的质量为，碰撞过程无电荷转移且A的电荷量保持不变，碰撞时间极短。求： (1)电场强度的大小E； (2)第一次碰撞后瞬间小球B的速度大小； (3)为了使小球至少能发生三次碰撞，求电场区域的长度s应满足的条件。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B B A C C B BD BCD AD 11．(1)B (2)D 12．(1)B (2)4500.0 (3)D 13．（1）；（2）， 【详解】（1）在匀强电场中，根据公式可得场强为 （2）在A点细线对小球的拉力为0，根据牛顿第二定律得 A到B过程根据动能定理得 联立解得 14．(1) (2) 【详解】（1）A、B组成的系统动量守恒，由动量守恒定律有 解得 （2）任意时刻A、B组成的系统动量守恒，则有 则 即 小球A恰好接触弹簧，则 联立解得 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）小球A在电场中匀加速运动的过程中有 由牛顿第二定律得 解得 （2）小球A第一次与小球B碰前的速度 小球碰撞过程中由动量守恒定律及能量守恒定律得 解得第一次碰后瞬间小球A的速度 小球B的速度 （3）第一次碰后小球A做加速度向右的匀变速直线运动，小球B做匀速直线运动。对小球A有 对小球B有 当 时发生第二次碰撞，解得 该过程小球的位移 第二次碰前小球A的速度 小球B的速度 小球再次发生碰撞时，由动量守恒定律及机械能守恒定律得 解得 小球A继续加速，如果小球A离开电场时速度大于小球B的速度即可发生第三次碰撞，临界条件为二者速度相等。设该过程中小球A运动的距离为，则有 则为了使小球至少能发生三次碰撞，电场区域的长度应满足 学科网（北京）股份有限公司 $