周练（九）静电场-【高考领航】2027年高考物理总复习四测通关卷

**基本信息** 聚焦静电场核心概念与规律，通过多样化题型构建从基础公式应用到综合问题解决的递进训练体系，强化相互作用观念与能量观念的科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础规律|1-2题|公式辨析/实验现象分析|库仑定律→电场力性质→静电现象解释| |电场性质|3-5题|电场线/等势面/图像分析|电场强度→电势差→电势能→能量转化| |综合应用|6-7题/11题|受力平衡/功能关系计算|力学平衡条件→电场力做功→能量守恒| |实验探究|8-10题/12题|实际情境/经典实验分析|密立根实验→静电应用→粒子运动模型建构|

周练(九) 　静电场 (时间：45分钟　满分：70分) 一、选择题：本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1．真空中电荷量分别为q1、q2的两个点电荷，相距r时，相互作用力为F。下列说法正确的是(　　) A．如果它们的电荷量都不变，当距离变为时，作用力将变为2F B．如果其中一个电荷的电荷量不变，而另一个电荷的电荷量和它们间的距离都减半时，作用力变为2F C．如果它们的电荷量和距离都加倍，作用力将变为 D．如果它们的电荷量都加倍，距离变为r，作用力将不变 2．如图所示，一个没有底的空塑料瓶内固定着一块金属片和一根铁锯条。把它们分别和静电起电机的正、负两极相连，在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，整个透明塑料瓶里将烟雾缭绕。当起电机匀速转动时，塑料瓶就变得清澈透明，下列说法正确的是(　　) A．塑料瓶中的烟雾向金属片一侧聚集 B．铁锯条和金属片之间的电场是匀强电场 C．若将起电机换成一节干电池，也能完成该实验 D．若将起电机换成低压交流电源，也能完成该实验 3．某电场的电场线分布如图中实线所示，虚线为一带电粒子的运动轨迹，则以下说法正确的是(　　) A.粒子在a点处的加速度大于在d点处的加速度 B．粒子带正电，且运动过程中机械能不断增大 C．粒子在b点处的电势能大于在d点处的电势能 D．c点处的电势低于d点处的电势 4．某棵大树被雷电击中：此时以大树为中心的地面上形成了电场，该电场中三个等势面分布及电场中M、N两点的位置如图所示，虚线是一组等间距同心圆，M、N两点在同一半径上。下列说法正确的是(　　) A．M点比N点电势低 B．电场强度的方向由N点指向M点 C．M、N两点间的电势差为50 kV D．电子由M移到N点，电场力做功8×10-15 J 5.一带负电粒子仅在电场力作用下沿x轴做直线运动，其动能Ek随位置x变化的关系如图所示，则其电势能Ep、加速度大小a、电场的电场强度大小E、电势φ与位置x的关系，下列图像可能正确的是(　　) 6．如图所示，A、B两个带异种电荷的小球，用绕过两个光滑定滑轮的绝缘细线连接，对A球施加一个水平力F(图中未标出)，两球静止且处于同一水平线上。此时连接A球的细线与水平方向的夹角α＝53°，连接B球的细线与水平方向的夹角θ＝37°，sin 37°＝0.6，B球质量为m，重力加速度为g。不计小球的大小，则下列判断正确的是(　　) A.作用于小球A的水平力方向水平向右 B．A球的带电荷量小于B球的带电荷量 C．小球A的质量为m D．撤去F的一瞬间，小球B的加速度为0 7．静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置。如图，一电子在电场中仅受电场力的作用，实线描绘出了其运动轨迹，虚线表示等势线，各等势线关于y轴对称，a、b、c、d分别是轨迹与等势线的交点。已知电子在经过a点时动能为100 eV，各等势线的电势高低标注在图中，则(　　) A．b、c两点的电场强度相同 B．电子在经过等势线c点时的动能为120 eV C．电子从a到b运动时，电势能逐渐增加 D．电子从c到d运动时，电场力做正功 8．医用口罩内有一层带电的熔喷布用于过滤空气中有害粉尘。熔喷布静电驻极处理(使熔喷布带电)原理如图所示，针尖电极与平板电极间加上高压电，形成图示电场，针尖上聚集的电子在电场力作用下向熔喷布运动，最终附着在熔喷布上 使其带上负电。以下说法正确的是(　　) A．图中虚线为电场线 B．Q点电势低于M点电势 C．M、N两点电场强度相同 D．电子从针尖向熔喷布运动过程，其电势能减小 9．真空中存在点电荷q1、q2产生的静电场，其电场线的分布如图所示，图中P、Q两点的位置关于点电荷q1水平对称。P、Q两点电场强度的大小分别为EP、EQ，电势分别为φP、φQ。一个带电粒子仅在电场力作用下沿虚线轨迹从M运动至N，则(　　) A．EP>EQ，φP>φQ B．q1和q2带同种电荷，q1>q2 C．粒子从M运动至N，加速度先增大后减小 D．粒子带正电，从M至N它的电势能先变大后变小 10．物理学家密立根通过如图所示的实验装置，最早得出了元电荷e的数值。带电油滴悬浮于极板A、B间的匀强电场中，通过观测悬浮油滴的直径及其他相关物理量就可以得到油滴的带电量。若将下极板接地，则下列说法正确的是(　　) A．悬浮于极板A、B间的油滴一定带负电 B．增大电源的电压，则P点的电势升高 C．增大电源的电压，则悬浮油滴将向下运动 D．断开开关，增大两极板的间距，则悬浮油滴将向下运动 答 题 栏 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 二、非选择题：本题共2小题，共24分。 11．(10分)如图所示，一带负电荷q粒子在恒力F作用下在匀强电场中做匀速运动，某段时间内由A点运动到B点，已知A、B两点间距离为L＝0.5 m，恒力F＝1.5 × 10-4 N，F与AB的夹角为α＝37°，电荷量为q＝－5×10-7 C，A点的电势φA＝150 V，不计电荷的重力，sin 37°＝0.6。求： (1)匀强电场的电场强度E的大小； (2)A、B两点间电势差UAB及B点的电势φB； (3)到B点时撤去F，问粒子能否回到A点所在的等势面，若能，请计算回来过程动能增加量；若不能，请说明原因。 12.(14分)如图所示，两平行极板A、B竖直放置，板间电压为U，间距为2d的虚线PQ、MN之间存在竖直向下的匀强电场，B板与PQ重合。一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子，从靠近极板A的a点由静止释放，经极板B上的小孔b垂直PQ进入电场，并从MN上的点c离开电场，离开电场时的速度方向与水平方向夹角θ＝45°。不计粒子的重力，求： (1)粒子到达极板B时的速率v0； (2)竖直匀强电场的场强大小E； (3)b、c两点间的电势差Ubc。 学科网（北京）股份有限公司 $ 周练(九) 　静电场 1．B　2.A　3.C 4．C　由题图可知，M点比N点电势高，故A错误；沿电场线方向电势逐渐降低，且电场线方向与等势面垂直，所以电场强度的方向由M点指向N点，故B错误；M、N两点间的电势差为UMN＝φM－φN＝－300 kV－(－350 kV)＝50 kV，故C正确；电子由M点移到N点，电场力做功为WMN＝－eUMN＝－1.6×10-19×50×103 J＝－8×10-15 J，故D错误。 5．B　由题图可知带电粒子仅在电场力作用下沿x轴做直线运动的动能先增加后减少，电势能应先减小后增加，选项A错误；Ek-x图像的切线斜率大小表示合外力大小，合外力等于电场力，电场力先减小后增加，加速度先减小后增加，电场强度也是先减小后增加，选项C错误，B正确；由于粒子带负电，电势能应先减小后增加，电势先增加后减小，选项D错误。 6．C　两球受到的库仑力等大反向，两细线对球的拉力大小相等，B球细线拉力的水平分力与库仑力等大反向，则A球细线拉力的水平分力小于库仑力，因此要使A球静止，作用于A球的水平力F向左，故A错误；两球的电量大小无法比较，故B错误；设细线拉力为T，对B球有T sin θ＝mg，对A球有T sin α＝mAg，解得mA＝m，故C正确；撤去F的一瞬间，细线的拉力发生突变，小球B受到的重力和库仑力不变，因此小球B的合力不为零，加速度不为零，故D错误。 7．B　各等势面关于y轴对称，疏密相同，所以电场线疏密也相同，b、c两点的电场强度大小相等；根据等势线与电场线垂直，可知b、c两点的电场强度方向不同，故b、c两点的电场强度不同，故A错误；电子从a到c过程，根据动能定理有－eUac＝－e(40 V－60 V)＝Ekc－Eka＝Ekc－100 eV，解得Ekc＝120 eV，故B正确；负电荷在电势高处电势能低，故电子从a到b运动时，电势能逐渐减小，故C错误；电子从c到d运动过程，电势能逐渐增大，根据功能关系，可知该过程电场力做负功，故D错误。 8．BD　电场线是从正电荷或者无穷远处发出，到负电荷或无穷远处为止，且电场线不闭合，图中虚线不是电场线，故A错误；沿着电场线方向电势逐渐降低，电场线方向大致是从平板电极指向针尖电极，所以Q点电势低于M点电势，故B正确；电场强度是矢量，M、N两点电场强度大小相等，但方向不同，所以电场强度不同，故C错误；电子从针尖向熔喷布运动过程，电场力做正功，根据电场力做功与电势能变化关系，电场力做正功，电势能减小，故D正确。 9．AD　根据电场线的疏密程度表示场强的大小，由题图可知EP>EQ；P、Q两点关于点电荷q1水平对称，P到q1之间场强较大，电势降低较快，可知φP>φQ，故A正确；由电场线分布可知，q1带负电，q2带正电，由电场线的疏密可知，q1的电荷量绝对值大于q2的电荷量绝对值，故B错误；由电场线分布可知，从M移动至N，电场强度先减小后增大，根据a＝，可知加速度先减小再增大，故C错误；带正电粒子受力指向与电场线方向相同，从M至N，电场力先做负功后做正功，它的电势能先变大后变小，故D正确。 10．AB　极板A带正电，极板B带负电，所以极板间电场方向向下。油滴悬浮，受力平衡，重力向下，电场力向上，所以油滴所受电场力方向与电场方向相反，油滴一定带负电，故A正确；下极板接地，电势为0，P点的电势等于P到下极板的电势差，增大电源电压，极板间电场强度E＝，可知E增大，P到下极板距离不变，根据φ＝El，l为P到下极板距离，P点电势升高，故B正确；增大电源电压，极板间电场强度E增大，油滴所受电场力F＝qE，可知电场力增大，电场力大于重力，油滴将向上运动，故C错误；断开开关，极板带电量Q不变，根据C＝，可知电场强度E与极板间距d无关，所以油滴所受电场力不变，仍悬浮，故D错误。 11．解析：(1)由电荷做匀速运动可得F＝qE 所以E＝ N/C＝300 N/C 电场强度的方向与F的方向相同。 (2)A、B两点间电势差为 UAB＝EL cos α＝300×0.5×0.8 V＝120 V 而UAB＝φA－φB 所以φB＝φA－UAB＝(150－120)V＝30 V。 (3)由于粒子所受电场力与等势面垂直且指向A点所在的等势面，所以撤去F后粒子一定能回到A点所在的等势面。静电力做功为 WBA＝qUBA＝－5×10-7×(－120)J＝6×10-5 J 由动能定理可得，回来过程动能增加量为ΔEk＝WBA＝6×10-5 J。 答案：(1)300 N/C　(2)120 V　30 V (3)能　6×10-5 J 12．解析：(1)粒子从靠近极板A的a点由静止释放，到达极板B的过程中，只有电场力做功， 根据动能定理有Uq＝mv02－0 解得粒子到达极板B时的速率为v0＝。 (2)粒子在竖直电场中做类平抛运动，其水平方向做匀速直线运动，且vx＝v0＝ 设粒子在竖直电场中运动时间为t，则有x＝2d＝v0t 解得t＝ 在竖直方向做初速度为0的匀加速直线运动，已知离开电场时的速度方向与水平方向夹角θ＝45°， 则tan θ＝＝1 所以vy＝vx＝ 粒子在竖直方向根据运动学公式有vy＝at 代入数据解得a＝ 又因为Eq＝ma 解得E＝。 (3)根据几何关系可得，粒子离开竖直电场时的速度为v＝v0 粒子从b运动到c过程只有电场力做功，对粒子列动能定理方程有Ubcq＝mv02 代入数据解得Ubc＝＝U。 答案：(1) 　(2)　(3)U 学科网（北京）股份有限公司 $