双休伴学10 静电场-【优学精研】2027年高考物理一轮总复习双休伴学（提升版）

**基本信息** 该题集含13道静电场题，涵盖选择（12题）与计算（1题），融合教材改编、高考真题及模拟题，聚焦库仑力、电场强度、电势能等核心知识点，适合一轮复习巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12题|库仑定律、电场强度与等势线、电势能与功能关系、电容器|结合指纹传感器等科技情境，高考真题（2025北京/黑吉辽蒙）与教材改编，梯度覆盖基础到综合| |计算题|1题|带电粒子在电场中的运动（加速+偏转）|综合考查牛顿定律、动能定理，贴近高考命题趋势|

　静电场 1.（人教版必修三P23·T3 改编）如图所示，用两根同样长的绝缘细绳把两个带同种电荷的小球悬挂在一点。小球A的质量大于小球B的质量，小球A所带的电荷量大于小球B所带的电荷量。两小球静止时，细绳与竖直方向的夹角分别为α和β，两小球均可视为点电荷，下列说法正确的是（　　） A.小球A受到的库仑力大于小球B受到的库仑力 B.小球A受到的库仑力小于小球B受到的库仑力 C.α＜β D.α＞β 解析：C　由牛顿第三定律可知，小球A受到的库仑力与小球B受到的库仑力大小相等，故A、B错误；对两小球受力分析，如图所示，每个小球均为三力平衡，有＝，＝，且mA＞mB，所以解得d2＞d1，又由d1sin θ＝Lsin α，d2sin θ＝Lsin β，解得α＜β，故D错误，C正确。 2.（2025·北京高考8题）某小山坡的等高线如图，M表示山顶，A、B是同一等高线上两点，MA、MB分别是沿左、右坡面的直滑道。山顶的小球沿滑道从静止滑下，不考虑阻力，则（　　） A.小球沿MA运动的加速度比沿MB的大 B.小球分别运动到A、B点时速度大小不同 C.若把等高线看成某静电场的等势线，则A点电场强度比B点大 D.若把等高线看成某静电场的等势线，则右侧电势比左侧降落得快 解析：D　等高线越密集，坡面越陡，根据牛顿第二定律可得a＝gsin θ（θ为坡面与水平面夹角），MB对应的等高线更密集，坡面更陡，θ角更大，则小球沿着MB运动时加速度比沿着MA运动时加速度大，A错误；A、B在同一等高线上，小球下落高度相同，根据机械能守恒定律，可知小球运动到A、B两点时速度大小相同，B错误；等势线越密集，电场强度越大，B处等势线更密集，A点电场强度比B点小，C错误；等势线越密集，电势降落越快，右侧等势线更密集，右侧电势比左侧降落得快，D正确。 3.（2025·黑吉辽蒙高考7题）如图，光滑绝缘水平面AB与竖直面内光滑绝缘半圆形轨道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EkA、EkB、EkC，则（　　） A.EkA＜EkB＜EkC B.EkB＜EkA＜EkC C.EkA＜EkC＜EkB D.EkC＜EkA＜EkB 解析：C　由题意可知弹簧的原长为2r，则物块在A点时弹簧的伸长量为r，物块在B点和C点时弹簧的压缩量为r，则弹簧在A、B、C三点的弹性势能相等，设弹簧在这三点处的弹性势能为Ep，小球从A点到B点的过程，由功能关系得EkA＋Ep＋W电＝EkB＋Ep，则有EkA＋W电＝EkB，由于W电＝FxAB＞0，解得EkA＜EkB，又F＝mg，xAB＝＝2r，则有W电＝2mgr；物块从B点到C点的过程，由功能关系得EkB＋Ep－W重＝EkC＋Ep，则有EkB＝EkC＋W重，即EkB＞EkC，又W重＝mg·2r，由以上可知W电＞W重，则有EkA＜EkC。综上所述得EkA＜EkC＜EkB，C正确，A、B、D错误。 4.（2026·辽宁铁岭模拟）指纹密码锁是我国现阶段流行的防盗门的核心配件，该配件的一个关键元件为指纹传感器。在一块半导体基板上集成有上万个相同的小极板，极板外表面绝缘，当手指指纹一面与绝缘表面接触时，指纹的凹点与凸点分别与小极板形成一个个正对面积相同的电容器。若给电容器一固定电压，电容小的微电容器放电较快，根据放电快慢就可以记录和分析指纹数据。下列说法正确的是（　　） A.指纹凸点处形成的电容器放电较慢 B.充电后在指纹凸点处形成的电容器存储的电荷量小 C.若用湿的手指去识别，识别功能不会受影响 D.用手指挤压绝缘表面，小极板所带电荷量减小 解析：A　根据电容的决定式C＝可知，指纹的凸点处与小极板距离近，即d较小，电容大，放电较慢，根据Q＝CU，则充电后在指纹凸点处形成的电容器存储的电荷量大，A正确，B错误；若用湿的手指去识别，则电容器的电容会发生变化，识别功能会受影响，C错误；用手指挤压绝缘表面，极板间距减小，电容变大，根据Q＝CU可知，小极板所带电荷量变大，D错误。 5.（2026·重庆巴蜀月考）如图所示，把一带正电的小球A放在光滑绝缘斜面上，欲使小球A能静止在图示的位置上，需在MN之间固定一带电小球B，其中b点在A球的正上方，c点与A球的连线与斜面垂直，则B球可能（　　） A.位于a点，带正电　　　 B.位于b点，带负电 C.位于c点，带正电 D.位于c点，带负电 解析：B　小球A处于平衡状态，所受合力为零；若小球B在a点，则小球A受竖直向下的重力、沿Ac方向的支持力，根据平衡条件可知B对A的库仑力沿Aa方向，A球合力才为0，则若B在a点，B带负电，A错误；若B球在c点，则A球受竖直向下的重力、沿Ac方向的支持力，无论B球带何种电荷，A球的合力都不可能为0，故C、D错误；若B球在b点且B对A的库仑力恰好和A的重力大小相等，方向相反，则A球可以静止在斜面上，则B球带负电，则B正确；故选B。 6.（2026·浙江嘉兴模拟）如图所示是一对不等量异种点电荷的电场线分布图，左侧点电荷带电荷量为＋2q，右侧点电荷带电荷量为－q，P、Q两点关于两点电荷连线对称。下列说法中正确的是（　　） A.P、Q两点的电场强度相同 B.M点的电场强度小于N点的电场强度 C.在两点电荷连线上，中点处的电场强度最小 D.将一个带负电试探电荷从M点移到P点，电荷电势能增加 解析：D　根据对称性可知，P、Q两点的电场强度大小相同，但是方向不同，故P、Q两点的电场强度不相同，故A错误；M点处的电场线比N点处的电场线密集，则M点的电场强度大于N点的电场强度，故B错误；由电场线分布可知，在两点电荷连线上，中点处的电场线不是最稀疏的，则电场强度不是最小，故C错误；根据沿着电场线方向电势降低，可知M点的电势大于P点的电势，试探电荷带负电，根据Ep＝qφ可知试探电荷在M点的电势能小于P点的电势能，即将一个带负电试探电荷从M点移到P点，电荷电势能增加，故D正确。 7.（2025·浙江金华一模）一簇电场线的分布如图，关于y轴对称，M、N、P、Q处于以O为圆心的圆周上，则（　　） A.OM间的电势差和ON间的电势差相等 B.将一正电荷由Q点移到O点，电场力做正功 C.一负电荷在P点的电势能大于在Q点的电势能 D.Q点的电场强度大于M点 解析：D　根据电场线分布可知，OM间的平均电场强度比ON之间的平均电场强度小，由U＝Ed可知OM间的电势差小于ON间的电势差，故A错误；从Q到O的过程中，正电荷所受的电场力方向与运动方向的夹角为钝角，根据W＝Flcos θ可知，电场力做负功，故B错误；根据电场分布可知φP＞φQ，由Ep＝qφ可知负电荷在P点的电势能小于在Q点的电势能，故C错误；电场线的疏密表示电场强度大小，根据电场分布可知Q点的电场线比M点的电场线更密集，因此Q点的电场强度大于M点的电场强度，故D正确。 8.〔多选〕（2026·四川攀枝花模拟）如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，一个质子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，经过间距相等的A、B、C三点，该质子的电势能Ep随坐标x变化的关系如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A.A点电势高于B点电势 B.质子经过A点的速率小于经过B点的速率 C.A点的电场强度小于B点的电场强度 D.A、B两点电势差UAB小于B、C两点电势差UBC 解析：AB　由Ep＝qU结合题图乙可知质子的电势能沿x轴正方向一直在减小，所以电势一直降低，故A点电势高于B点电势，故A正确；根据能量守恒，由A到B的过程中质子的电势能一直减小，所以动能一直在增大，故质子经过A点的速率小于经过B点的速率，故B正确；根据功能关系可得qEx＝Ep0－Ep，即得Ep＝－qEx＋Ep0，图像的斜率的绝对值表示电场力的大小，由题图乙可知，A点电场力大于B点电场力，所以A点的电场强度大于B点电场强度，故C错误；由题图乙可知，ΔEpAB＞ΔEpBC，根据电场力做功与电势能的关系ΔEp＝qU得UAB＞UBC，所以A、B两点间电势差UAB大于B、C两点间电势差UBC，故D错误。 9.〔多选〕（2026·青海西宁模拟）如图所示，在水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面，斜面上有一带电金属块沿斜面滑下。已知在金属块滑下的过程中动能增加了12 J，金属块克服摩擦力做功8 J，重力做功24 J，则以下判断正确的是（　　） A.金属块带负电荷 B.金属块的机械能减少16 J C.金属块的重力势能减少24 J D.金属块的电势能增加4 J 解析：CD　金属块滑下的过程，根据动能定理得W总＝WG＋W电＋Wf＝ΔEk，解得W电＝－4 J，所以金属块克服静电力做功4 J，金属块的电势能增加4 J，由于金属块下滑，静电力做负功，所以金属块带正电荷，故A错误，D正确；在金属块滑下的过程中重力做功24 J，重力势能减少24 J，动能增加了12 J，所以金属块的机械能减少12 J，故C正确，B错误。 10.（2026·贵州贵阳联考）如图所示，A、B、C、D、M、N是棱长相等的正八面体的六个顶点，在M点固定一个带正电的点电荷，在N点固定一个带负电的点电荷，两点电荷所带的电荷量均为Q，E、F分别为MB、DN的中点。下列说法正确的是（　　） A.电势差UME＞UFN B.E、F两点的电场强度不相同 C.A、B、C、D四点在同一等势面上 D.将一电子从E点沿直线移动到F点，其电势能一直减小 解析：C　根据等量异种电荷电场分布及对称性知E、F两点电场强度相同，A、B、C、D四点均在同一等势面上，若该等势面的电势为零，则E点电势大于零，F点电势小于零，且UME＝UFN，故A、B错误，C正确；从E点到F点电势降低，将一电子从E点沿直线移动到F点，电子的电势能增大，故D错误。故选C。 11.〔多选〕（2026·安徽宿州模拟）如图所示为示波器的核心部件——示波管。电子束经加速电场加速后，在偏转电极XX'、YY'中受到电场力的作用而发生偏转，打到荧光屏上形成亮斑。不计电子所受的重力，下列说法正确的是（　　） A.经过偏转电场时，电子会向带正电的电极方向偏转 B.偏转电压越小，电子在偏转电场中的运动时间越长 C.YY'方向偏移量与电子枪的加速电压成正比 D.若增加YY'方向电压，可以观察到波形图纵向拉长 解析：AD　电子受到的电场力沿电场线的反方向，因此电子会向带正电的电极方向偏转，A正确；设电子枪的加速电压为U1，电子加速过程由动能定理可得eU1＝mv2，设偏转电极YY'的极板长为L，偏转电极XX'的极板长为l。电子在偏转电场中的运动时间t1＝＝，打到荧光屏上的电子在电场中运动的时间取决于加速电场电压U1的大小，与偏转电压无关，B错误；设偏转电极YY'的极板间距d，偏转电压U2，YY'方向偏移量为y，电子在垂直偏转电场方向做匀速直线运动，可得L＝vt，沿偏转电场方向做匀加速直线运动，可得y＝at2，电子偏转电场中的加速度为a＝，联立可得y＝，电子在YY'方向偏移量y与电子枪的加速电压U1成反比，C错误；根据y＝可知，若YY'方向电压U2增加，则y也增加，波形图纵向拉长，D正确。 12.（2026·云南文山联考）如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成θ角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A.小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小 B.匀强电场的电场强度E＝ C.小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，其电势能先减小后增大 D.小球动能的最小值为Ek＝ 解析：BD　小球的机械能和电势能之和守恒，则小球运动至电势能最大的位置机械能最小，小球带负电，则小球运动到圆周轨迹的最左端点时机械能最小，故A错误；小球静止时悬线与竖直方向成θ角，对小球受力分析如图所示，小球受重力、拉力和电场力，三力平衡，根据共点力的平衡条件有mgtan θ＝qE，解得E＝，故B正确；小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，电场力先做正功，后做负功，再做正功，则其电势能先减小后增大，再减小，故C错误；小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，在等效最高点A速度最小，根据牛顿第二定律有＝m，则最小动能为Ek＝mv2＝，故D正确。 13.（2026·江苏镇江模拟）一带正电粒子由静止通过如图甲所示电子枪加速后，沿图乙所示的中心线OO'射入偏转电极。已知粒子的比荷为＝1.0×108 C/kg，经电子枪加速后的速度v0＝2.0×105 m/s，偏转电极的极板沿轴线方向长度为l＝0.08 m，间距为d＝0.04 m，粒子接触极板就会被吸收，其重力不计。 （1）求电子枪的加速电压U0； （2）为确保粒子能射出电极，求偏转电极所加电压U1的取值范围； （3）调整加速电极的方向，使粒子进入偏转电极时速度方向与OO'成θ＝45°角，如图丙所示，为确保粒子能射出电极，求偏转电极所加电压U2的取值范围。 答案：（1）200 V　（2）U1≤100 V （3）200 V≤U2≤250 V 解析：（1）由动能定理得U0q＝m 解得U0＝200 V。 （2）设粒子恰好贴下极板射出， 由l＝v0t，＝at2 根据牛顿第二定律a＝ 解得U1＝100 V 故要求U1≤100 V。 （3）设粒子恰好贴下极板射出， 由l＝v0cos θt，－＝v0sin θt－·t2 解得U2＝250 V。 此过程要求粒子不能触及上极板， 由＝＝ 得U2'＝200 V 故要求200 V≤U2≤250 V。 7 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $