静电场模块测评-【经纶学霸】2026-2027学年高二物理必修第三册4星学霸黑白题（人教版）

B在C下降0.2m时开始相对滑动，在C下降0.2m的过程 中，对A、B、C及弹簧M、N组成的系统，由能量守恒定律有 gBh'+mch=24+2ma2a+2mc2am+2E,此时A的 速度是其从左向右运动过程中的最大速度，此后A做简谐 运动，所以A第一次从右向左运动过程中的最大速度为 2√2 Vnax=Uma,联立解得va= m/s 3 静电场模块测评 1.C解析：A项：当正电荷放在金属壳外时，使金属壳左端带 负电荷，右端带正电荷，两端出现电压，感应电场与外电场相 叠加，所以内部电场强度为0，起到屏蔽的作用.B项：当正电 荷放在金属壳外时，使金属壳左端带负电荷，由于右端接地， 则右端不带电，两端仍出现电压，感应电场与外电场相叠加， 所以内部电场强度为0，起到屏蔽的作用.C项：当正电荷放 在金属壳内时，使金属壳内侧带负电荷，外侧带正电荷，出现 感应电场，没起到屏蔽的作用D项：当正电荷放在金属壳内 时，由于接地，则使金属壳内侧带负电，外侧不带电，故外部 没有电场，从而起到屏蔽的作用故选C 2.AD解析：ABC.由题意知，同一个正电荷g两次以大小相 同、方向不同的初速度从P点出发，分别抵达M点与N点， 且q在M、N点时速度大小也一样，由动能定理可知M、N两 点的电势相同，M、N两点位于以场源电荷为圆心的同一圆 周上，由于场源电荷在P点左侧，所以P点电势高于M点电 势，q从P到M做加速运动，故BC错误，A正确；D.根据以 上分析可知，M、N两点在同一等势面上，且该电场是固定正 电荷产生的电场，则说明M、N到固定正电荷的距离相等，由 点电荷的场强公式可知M、W两点处电场强度大小相同，故 D正确.故选AD. 3.C解析：AC.根据电场线分布可知，头部带正电，尾部带负 电，沿电场线方向电势降低，可知B点电势高于A点电势， 选项A错误，C正确；B.A点电场线较C点密集，A点电场强 度大于C点电场强度，选项B错误：D.正离子从A向C运动 时，电场力做负功，则其电势能变大，选项D错误.故选C 4.D解析：A.断开开关K,电容器带电量不变，则由C=9 4na,可得U=4md C= ,d减小，可知静电计指针的张角变 8.S 小，故A错误：BCD.电场强度为E= -架玻小电场 堡度不变，带电油滴不动，由-0=品，，可知P点 电势不变，则带电油滴的电势能E。=qP _4 mkaed,电势能 不变，故BC错误，D正确.故选D. 5.B解析：A.比较一对等量异种电荷产生的电场的等势线的 形状，可知该电场不是一对等量异种电荷产生的电场，A错 误：B.因为将电子从c点移至无穷远处克服电场力做的功比 从点移至无穷远处克服电场力做的功多，故c点电势高 I 于e点电势，故电场线的方向应从左向右穿过各等势线，故a 点电势高于b点电势，B正确；C.因d点电势低于b点，故质 → 子从d点移到b点电场力做负功，C错误：D.d处等差等势 线比c处密集，因而d点场强比c点大，但d、c两点场强方向 垂直于等势线均向右，D错误.故选B. 参考答案与解析 6.ACD解析：A.根据点电荷产生的电场的性质可知，负电荷 在D处的电场强度沿DB方向，正电荷在D处的电场强度 沿AD方向，两个点电荷的电量是相等的，所以两个点电荷 在D点的电场强度的大小相等，则它们的合场强的方向 沿AD延长线和DB夹角的角平分线；根据点电荷形成的电 场强度，可知AB在D点的场强的大小E,=E。之，根据电 场的叠加原理，则D点的场强E,=E4cos60°+Egcos60°= 是，A正确：B.由平行四边形定则可知，A与B的电场在CD 中点处的合场强的方向一定沿水平方向垂直于CD,所以小 球在CD中点处受到的电场力的方向沿水平方向且垂直于 CD,小球受到的重力的方向竖直向下，而小球受到的支持力 的方向也与CD垂直，所以小球受到的合外力沿竖直方向 的分量不为零，故其加速度不可能等于零，故B错误；C.由 于C与D到A、B的距离都等于L,结合等量异种点电荷的电 场特点可知，C点与D点在同一等势面上，电场力不做功，下 落过程只有重力做功，即mghn=Ek,由几何关系可知hp= Lsin60≤3L,小球的动能E=兮mgL,C正确；D.根据电场 的叠加原理及几何知识可知，C点的电场强度大小Ec= E,c0s60+E6cs60°=名，放C、D两点的电场强度大小相 等，D正确.故选ACD. 7.D解析：A.根据图线可知，带电小球从A点由静止释放，速 度逐渐增大，说明小球所受电场力的方向由A指向C,小球 带负电，故电场的方向由C指向A,A项错误；B.小球在B处 加速度最大，由qE=ma知，A、B、C三点中B点处电场强度 最大，故由A到C电场强度先增大后减小，B项错误；C.如果 小球从B到C做匀加速直线运动，则小球的平均速度= 4+7 m/s=5.5m/s,但小球由B至C过程中做加速度减小的 2 加速运动，位移大于匀加速过程的位移，故平均速度大于 5.5m/s,C项错误；D.根据动能定理有gUs=2mm后 1 2mi=8m,gUac=2mm2-2m=16.5m,可得1Ua1小于 IUcI,D项正确.故选D. 8.C解析：A.x=0处的电势大于x=x1处的电势，粒子带负 电，在高电势处电势能小，在低电势处电势能大，故从x=0 处运动到x=x1过程中电势能增大，电场力做负功，动能减 小，故A错误；B.p-x图像切线斜率的绝对值表示电场强度 的大小，可知在x=x处电场强度为零，根据F=gE可知粒子 在x=x3处所受电场力为零，故B错误；C.若o=2, 2qPo 根据动能定理-g[0-(-po)]=)mm2了 -2m6,解得粒子运动 到x=,处的速度=√网，故C正确：D,根据电场力和运 动的对称性可知，粒子能运动到x=x,处，就能到达x=x4处， 当粒子恰好运动到x=x1处时，由动能定理得-q[0- (-4)]=0-2m6,解得-√m 2g90,即粒子从x=0处出发 的最小速度应为=，故D错锅故法C 黑白题25 9.C解析：AB.据题分析可知，质点在平行板间轨迹应向上偏 转，做类平抛运动，飞出电场后，质点的轨迹向下偏转，才能 最后垂直打在M上，前后过程质点的运动轨迹有对称性，可 见两次偏转的加速度大小相等，根据牛顿第二定律，在两板 间有-mg=ma,飞出极板后有mg=ma,解得E=2ms,由 q U=Ed,得板间电势差U=2mgd,故AB错误；C.质点在电场 中向上偏转的距离为y=,水平方向上有1=二，联立解 得y=2 根据对称性，微粒打在竖直屏M点与0点之间的 更离为Y=2放C正确：D,由题意知，仅增大两极权 间的距离，因两板上电荷量Q不变，根据C=85,得 4πkdU E=9-4灯，板间场强不变，质点在电场中受力情况不变， d e.S 则其运动情况不变，故仍将垂直打在屏上，故D错误故选C. 10.ACD解析：A.PQ间水平射人电场的粒子在水平方向都 2L 做匀速直线运动，则它们到达CD边的时间均为t= 故A正确； C.从Q点射入的粒子，设从Q到R的时间为t1,R到M的 时间为2，到达R时的竖直速度为y,则根据牛顿第二定律 F=gE=ma可得，粒子在PS下方的加速度为a1= ,粒子 在PS上方的加速度为a2= B,根据类平抛规律有L= 1 2L1 201,2=205,=a14=a44th,=t, 联立得品放C正确 _9m6 BD.设PQ间（不包括Q)到P点距离为h的粒子射入电场 后，经过n个类似于Q到R到M的循环运动（包括粒子以 水平方向速度从电场E,出发穿过PS进入电场E,速度又 变为水平方向的运动)后，恰好垂直于CD边水平射出，则 该粒子的速度第一次变为水平所用的时间为T=·-2” n nvo (n=2,3,4,…）, 第一次到达PS边的时间为21， 3 )(n=2,3,4,…）, 则PQ间距离P点为的粒子射入电场后垂直于CD边水 16 平射出，故B错误，D正确.故选ACD. 11.(1)1×106C(2)3.75m/s2,方向沿斜面向下 解析：(1)对B球沿斜面方向受力分析有mgsin30°= k0:0a,解得Q,=1×106C.(2)根据牛顿第二定律可 2 得mgsin30°-k ,e-ma,解得a=3.75m/s,方向沿斜面 向下 必修第三册·RJ 坠and 12.(1)带负电5N(2)2m/s(3)=√ 解析：(1)小环沿杆匀速下滑，合力为零，小环所受的电场 力水平向右，则小环带负电 小环匀速下滑合力为零，电场力 F=mgtan45°=5N. (2)小环离开杆后做类平抛运动，由牛顿第二定律得 √2mg=ma, 平行于杆的方向做匀速直线运动，则有 x=vol=hsin45°， 垂直于杆的方向做匀加速直线运动，则有 y=2ad=hs45°，得w=2m/% (3)离杆后在垂直于杆的方向，由牛顿第二定律得 mg cos0=ma, 平行于杆的方向做匀速直线运动，则有hsin=ot, 垂直于杆的方向做匀加速直线运动，则有has0=, 解以上方程得o-√2tan9 9(2)Ua=2L,(3)片≤w 13.(1)=√m .3L 解桥：()加速过程，由动能定理g=分m2,解得 /2U9 m (2)水平方向匀速运动L=,解得=之J0,竖直方向匀 加速运动宁r-分·，解得0o=2 2 Im (3)由第(2)问知离子通过偏转电场的时间刚好为T,考虑 0-子离子全程匀如意的原离4=宁·兴（号广： 名，射入偏转电畅时间1=na=-01,2-),离子向下偏转 最大4=24y=子，射人偏转电畅时间=(2+1)子（a= 01,2…),离子向上偏转最大4，=24y=冬所以探测头 坐标，的范国为宁4，≤，≤子4，即为片≤0≤ 3L 14a7a√ ▣(3)1E 2 (4)(1+W3)”1,方向水平向右 解析：(1)0~t1时间内根据动能定理可知合外力做的功为 w=乃m-2: 1 (2)由图(b)可知t,时刻A的加速度为0，此时A所受合外 力为0，设此时A与B之间的距离为T。,根据平衡条件有 网 号9E=其中=245，联立可得，√侣； (3)在2时刻，A的速度达到最大，此时A所受合力为0，设 此时A和B的距离为万，则有F+=g5+k9,且有F= 黑白题26 352E,联立解得r2/名，山~4时间内，匀强电场 对A和B做的总功WB=qB(,-7)=9Vq5 2 (4)当A运动到位置S时，B开始向左运动，此后A和B系 统所受合外力为零，动量守恒：从A到达位置S至细杆与B 碰撞前的过程，改变A的初速度前、后，A、B之间距离的变 化量相等，摩擦力、匀强电场的电场力、A和B之间的库仑 第十一章 第1节电源和电流 白题基础过关 1.C 2.A解析：A.根据=可知单位时间内通过导体横截面的 电荷量越多，电流越大，A正确；B.电荷定向移动的速率远 小于电流传导速率，B错误：C.电流可以是正电荷也可以是 负电荷定向移动形成的，C错误；D.根据I=neSv可知导体横 截面积越小的地方，电荷定向移动速率越大，D错误.故 选A. 3.D解析：AB.电源与电解槽中的两极相连后，左侧电极电势 高于右侧电极，由于在电极之间建立电场，电场方向由左指 向右，故正离子向右移动，负离子向左移动，电解槽中的电流 方向向右，选项AB错误；C.4s内通过横截面AB的电荷量 为2C+2C=4C,选项C错误：D.由电流强度的定义可得I= =4A=1A,选项D正确.故选D, 9=4 4.B解析：由电流定义式可得I=bne 一，又=，联立可得和三 e故选B 5.(1)顺时针方向（2)wRg 解析：(1)橡胶棒带负电，圆环绕过0的转轴逆时针匀速转 动，电流方向与负电荷定向移动方向相反，则环中等效电流 的方向为顺时针方向.(2)设一个周期T内通过一个横截面 的电待量为Q,根张角速度与周期的关系有。一一，根据电 流的定义式有1=号，其中Q=2m,解得1=o 黑题应用提优 1.A解析：电容器充电后带电量为Q=CU=30×106×6× 10C=0.18C,放电过程的平均电流为1=？=0.18 62x10A= 90A,故选A. 2.A解析：根据题中所给信息，电子转动一周所用时间t= 2",某一截面通过的电量为？，则可求得电流大小为19 2m2其方向与电子运动方向相反，即电流方向为顺 e e 时针.故选A 3.D解析：由题意，电解池中正、负离子运动的方向相反，则 1s内通过截面的正离子的电荷量为q1=2n1e,负离子的电 参考答案与解析 力以及弹簧弹力对A和B做的总功W:相同；改变A的初 速度前、后，对A和B整体分析，根据功能关系分别有W。= (2a)产+mi-m-0,期a=m+ 1 1 2m2- 2m(2)”-0,规定向右为正方向，根据动量守恒定律分别 1 有mw,+0=m(21)+m(-vg),m(21)+0=mwa'+m(-vg),解 得va'=(1+W3)u 电路及其应用 荷量绝对值为92=n,则电流为1=919，代入数据解得= t 3.2A,故选D. 4.D解析：质子在电场力作用下加速，加速后的速度为v,根 据动能定理，则有2m2=U,解得=√ U,等效电流为1， 单位体积的质子数为n,根据电流的微观表达式可得：I= s,解得a《品放选n 压轴挑战 5.A解析：从放射性物质射出的电子数与时间的比值为N,则 t时间内从放射性物质射出的电荷量 Q8=Net, 结合几何关系可知在金属壳外表面有一块极小的圆形面 积S上的电荷量为O= m2Q总16Net, 根据电流的定义有1 .Q Nea2 t =16 故选A. 第2节导体的电阻 白题 基础过关 1.D 2.D解析：BD.设样品的电阻率为p,根据电阻定律R=p L 得出样品沿A方向的电阻R=p品解得p=刷，故增加a, 不改变b,R不变，即沿AB方向的电阻不变，故B错误，D正 确；A.沿CD方向的电阻为Ro=R么=R,故A错误，C.沿 ab b b2 BP方向的电阻为Rm=心？R,故C错误故选D, 3.B 、75 4.D解析：根据欧姆定律可得R=V 50x10D=15000, h 根据电阻定律可得R=pS=P P2,可得h=Rmr≈ p 1500×3.14×0.12 m=150m,故选D. 0.314 5.B解析：AB.I-U图线上的点与原点连线斜率的倒数表示 电阻，由题图甲可知a、b两个电阻阻值恒定，且R。<R,由题 图乙可知c、d两个电阻阻值变化，且R,在变大，故A错误， B正确；C.标度的大小改变时，b电阻图线与U轴夹角α会 改变，因此尾≠。故C结误：D图线上的点与原点连线 黑白题27静电场模 (时间：80分钟 一、选择题（每题4分，共40分）》 1.如图，金属壳放在光滑的绝缘水平垫上，不能 起到屏蔽外电场或内电场作用的是( 00回 2.(2023·天津高考)（多选）如图， 一位于P点左侧的固定正电荷产 生的电场中，同一个正电荷g两 M 次以大小相同、方向不同的初速度从P点出 发，分别抵达M点、N点，且q在M、W点时速 度大小也一样，则下列说法正确的是（ A.P点电势大于M B.M点电势大于N C.g从P到M一直做减速运动 D.M、N两点处电场强度大小相同 3.(2025·广东 潮州期中)“反 天刀”是生活 在尼罗河的一种鱼类，沿着它身体的方向分 布着带电器官，这些器官能在鱼身周围产生 电场，如图所示为“反天刀”周围的电场线分 布示意图，A、B、C为电场中的三个位置，下列 说法正确的是 ) A.B点电势低于A点电势 B.A点电场强度小于C点电场强度 C.尾部带负电 D.正离子从A向C运动，其电势能变小 4.(2024·天津调研)如图，平行板电容器与电 动势为E的直流电源连接，下极板接地，静电 计所带电荷量很少，可忽略，开关闭合，稳定时 一带电的油滴静止于两极板间的P点，若断开 开关K,将平行板电容器的上极板竖直向下平 必修第三册·RJ 块测评 总分：100分) 移一小段距离，则下列说法正确的是（) A.静电计指针的张角变大 B.P点电势升高 C.带电油滴向上运动 D.带电油滴的电势能不变 5.（2024·安徽期末)某电场的 等势面如图中实线所示，图中 相邻等势面间的电势差相等， 已知将电子从c点移至无穷远处克服电场力 做的功比从点移至无穷远处克服电场力做 的功多，选无穷远处电势为零，下列说法正确 的是 () A.该电场可能是一对等量异种电荷产生的 电场 B.a点电势高于b点电势 C.质子从d点移到b点，电场力做正功 D.d、c两点场强方向均向左，但d点场强比c 点大 6.(2025·湖北期中)（多选）如 图所示，水平面内的等边三角 形ABC的边长为L,两个等量+Q 异种点电荷+Q和-Q分别固 定于A、B两点.光滑绝缘直导轨CD的上端点 D位于AB中点的正上方，且与A、B两点的距 离均为L.在D处质量为m、电荷量为+g的小 球套在轨道上（忽略它对原电场的影响），并 由静止释放，已知静电力常量为k,重力加速 度为g.忽略空气阻力，则下列说法正确的是 () 黑白题048 A.D点的场强大小为爬 B.小球到达CD中点时，其加速度为零 C.小球刚到达C点时，其动能为3 D.C、D点的电场强度相等 7.A、B、C为电场中电场线上 ↑v/m·s） 的三个点，一带负电小球 从A点由静止释放，只在4 电场力的作用下先后沿直。 36912t/s 线经过B、C两点，其运动 过程的v-t图像如图所示，下列说法正确的是 ( A.电场方向由A指向C B.由A到C电场强度逐渐增大 C.小球由B至C过程中平均速度等于5.5m/s D.B、C两点间的电势差绝对值IUCI大于A、 B两点间的电势差绝对值IUBI 8.(2025·四川达州期 中)有一电场强度方 向沿x轴方向的电 场，其电势φ随x 的分布如图所示.一质量为m、带电量为-g的 粒子只在电场力的作用下，以初速度o从x=0 处的0点进入电场并沿x轴正方向运动，则下 列关于该粒子运动的说法中正确的是() A.粒子从x=0处运动到x=x1处的过程中动 能逐渐增大 B.粒子在x=x?处所受电场力最大 C.若v0=2 2qPo 粒子运动到x=x,处的速度 m 为 6qPo m D.欲使粒子能够到达x=x4处，则粒子从x=0 qo 处出发时的最小速度应为2 m 静电场模块测评 9.（2024·河北石家庄期中)如图所示，一充电后 与电源断开的平行板电容器的两极板水平放 置，板长为L,板间距离为d,距板右端L处有 一竖直屏M.一带电荷量为g、质量为m的微 粒以初速度。沿中线射入两板间，最后垂直 打在M上，O点为初速度延长线与M的交点， 则下列结论正确的是（已知重力加速度为g) M A.两极板间电压为mgC 2g B.板间电场强度大小为8 C.微粒打在竖直屏M点与O点之间的距离 蜡 D.若仅增大两极板间距，则该微粒不可能垂 直打在M上 10.（多选)如图所示，相距2L的AB、CD两直线 间的区域存在两个大小不同、方向相反的有 界匀强电场，其中PS下方的电场E,的场强 方向为竖直向上，PS上方的电场E,的场强 方向为竖直向下.在电场左边界AB上宽为L 的PQ区域内，连续分布着电荷量为+q、质量 为m的粒子.从某时刻起由Q到P点间的带 电粒子，依次以相同的初速度沿水平方向 垂直射人匀强电场E,中.从Q点射入的粒 子，通过PS上的某点R进入匀强电场E2后 从CD边上的M点水平射出，其轨迹如图.若 MS两点的距离为？不计粒子的重力及它们 间的相互作用.下列说法正确的是（) 2L B D E 黑白题049 A.PQ间水平射入电场的粒子，它们到达CD 2L 边的时间均为t= B.PQ间水平射人电场的粒子，它们一定都 垂直于CD边水平射出 C.电场强度E,= m 8qL DP0间距滴P点为名的粒f射人电场后垂 直于CD边水平射出 二、非选择题（共60分） 11.（12分)(2025·四川成都质检)如图所示， 倾角为30°的光滑绝缘斜面固定在水平面 上，斜面底端固定一个带正电的小球A,另有 一质量m=0.9kg的带正电小球B静止在距 离斜面底端10cm处，小球半径可以忽略，重 力加速度g取10m/s2,静电力常量k=9.0× 109N·m2/C2 (1)若小球B带电量为QB=5×106C,求小 球A所带电荷量； (2)若将小球B移至距离斜面底端20cm 处，静止释放，求释放瞬间小球B的加 速度 30 777777 必修第三册：RJ黑 2.（12分)如图所示，在水平方向的匀强电场中 有一表面光滑、与水平面成0角的绝缘直杆 AC,其下端(C端)距地面高度为h.有一质 量m=0.5kg的带电小环套在直杆上，正以某 一速度，沿杆匀速下滑，小环离杆后正好通 过C端的正下方P点处.(g取10m/s2)》 (1)若0=45°，试判断小环的电性，并求出小 环受到的电场力大小 (2)若0=45°，h=0.8m,求小环在直杆上匀 速运动的速度大小o (3)若保持h不变，改变0角(0<0<90°)及小 环的电荷量，使小环仍能匀速下滑，离杆 后正好通过C端的正下方P点处，试推 出初速度v。与0角间的定量关系式. E CA TwRT 白题050 13.(16分)(2025·江苏南京期中)如图甲所示， 飞行时间质谱仪通过探测不同离子到达探测 器左端探测头Q的时间，可以测得离子比荷 假设离子源P产生的正离子电荷量为q,质 量为m,离子在A极板处初速度为0，AB极板 间的加速电压为U。,离子加速后从B板小孔 射出，沿图中虚线方向进入C、D板间的偏转 控制区.已知AB的间距为L,偏转极板的长 度和间距也为L.设加速电场和偏转电场均 为匀强电场，不计离子重力和离子间的相互 作用 2U 727 D -2U。 (1)求离子沿虚线到达B板的速度大小； (2)若离子刚好从D极板右端射出，求UcD的 大小； (3)若偏转电压Uc与时间t的关系如图乙 所示，周期T=L/2m 2U9 并且离子在t=0 时刻开始连续均匀地射入偏转电场.以 D极板的右端点为坐标原点，竖直向上 建立y轴，探测器可在竖直方向上自由移 动，要使探测头Q能收集到所有粒子，求 探测头坐标yo的范围. 14.（20分)(2023·福建高考)如图(a),一粗 糙、绝缘水平面上有两个质量均为m的小滑 块A和B,其电荷量分别为q(q>0)和-g.A右 静电场模块测评具 端固定有轻质光滑绝缘细杆和轻质绝缘弹 簧，弹簧处于原长状态.整个空间存在水平向 右、场强大小为E的匀强电场.A、B与水平面 间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，其大小 均为2gE.t=0时，A以初速度o向右运动，B 处于静止状态.在t1时刻，A到达位置S,速度 为v1,此时弹簧未与B相碰；在t2时刻，A的 速度达到最大，此时弹簧的弹力大小为3qE； 在细杆与B碰前的瞬间，A的速度为2w1,此 时t=t3.0~t3时间内A的v-t图像如图(b)所 示，心1为图线中速度的最小值，t1、2、均为 未知量运动过程中，A、B处在同一直线上， A、B的电荷量始终保持不变，它们之间的库 仑力等效为真空中点电荷间的静电力，静电 力常量为k;B与弹簧接触瞬间没有机械能 损失，弹簧始终在弹性限度内. (1)求0~t1时间内，合外力对A所做的功； (2)求t1时刻A与B之间的距离； (3)求t1~t2时间内，匀强电场对A和B做的 总功； (4)若增大A的初速度，使其到达位置S时 的速度为2，求细杆与B碰撞前瞬间A 的速度 图(a 图b) 白题051