电场自测卷B-2027届高三物理一轮复习基础知识自测

**基本信息** 聚焦电场核心概念与规律，通过多样化题型构建“概念辨析-规律应用-图像分析-实验探究-综合计算”的知识逻辑链，强化物理观念与科学思维。 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|单选题1|实际应用场景辨析|静电屏蔽等概念的生成与应用| |规律应用|单选2、3，多选8、9|库仑定律与静电感应应用|电荷分布、场强叠加的推导过程| |图像分析|单选4、10，多选11|E-x/φ-x图像及电势能分析|场强、电势与能量的关联逻辑| |实验探究|实验题12|电容器电容影响因素探究|电容公式中d、S关系的实验验证| |综合计算|解答题13-15|电场与力学综合计算|功能关系、曲线运动模型的综合应用|

电场自测卷B—2027届高三物理一轮复习基础知识自测 一、单选题（每题4分，共计28分） 1．下列场景均涉及电学知识，其中应用的主要物理学原理相同的是（   ） A．①和② B．②和③ C．①和④ D．③和④ 2．将电荷量为Q带正电的导体球C靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成A、B两部分，这两部分所带的电荷量分别为、；若沿虚线2将导体分成A、B两部分，这两部分所带的电荷量分别为和。关于这四部分电荷的正负及电荷量（绝对值）说法正确的是（　　） A．，为正电荷 B．，为负电荷 C．，为正电荷 D．，且一定等于Q 3．在 坐标轴上放置电荷量为和的两点电荷，其坐标分别为，。电荷量为（）的试探电荷沿 轴移动，所受静电力 随 变化的图像如图所示。取 轴的正向为 的正方向，则（     ） A．， B．， C．， D．， 4．真空中固定两个电荷量相等的点电荷，以两电荷连线的中点为原点O，以连线的中垂线建立x轴，电势随位置x的变化关系如图所示，A、B、C、D为x轴上的4个点，，，下列说法正确的是（　　） A．B、C两点的电场强度相同 B．图中O点的电场强度最大 C．若一电子从A点以一定速度射出，该电子可能做圆周运动 D．若一电子从B点以一定速度射出，该电子可能在B、C两点之间做往复运动 5．如图所示，在绝缘的斜面上方，存在着匀强电场，电场方向平行于斜面向上，斜面上的带电金属块在平行于斜面的力作用下沿斜面移动。已知金属块在移动的过程中，力做功，金属块克服电场力做功，金属块克服摩擦力做功，重力势能增加，则在此过程中（     ） A．金属块的动能增加 B．系统的电势能增加 C．金属块的机械能减少 D．系统的重力势能与电势能之和增加 6．有一匀强电场的方向平行于平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，其中a、b、c三点电势分别为0、2V、16V，有一电荷量为的点电荷在该电场中运动，则下列判断不正确的是（　　） A．O点的电势为8V B．电荷在该电场中受到的电场力的大小为1N C．电荷在该电场中受到的电场力的方向与x轴的夹角为 D．将该点电荷从a点移到b点，其电势能减少 7．如图所示、金属薄板、、、完全相同，用长导线和开关、连接、与、与平行且间距相等，，均断开。、带等量异种电荷，c、不带电。一质量为、带电量为的微粒，静止在、之间、忽略边缘效应。则（     ） A．闭合、断开，微粒向下运动 B．断开、闭合，微粒向上运动 C．、同时闭合，微粒向下运动 D．、同时闭合，微粒保持静止 二、多选题（每题6分，共计24分） 8．在x轴的坐标原点固定一电荷量绝对值为q的点电荷A，在处固定另一点电荷B，两者所在区域为真空，在两者连线上某点的电场强度E与该点位置的关系如图所示。选取x轴正方向为电场强度的正方向，无限远处电势为零，则下列说法正确的是（　　） A．点电荷A、B分别带正电和负电 B．A、B所带电荷量的绝对值之比为 C．处电势最高且为零 D．电子沿x轴从 移动到 过程中电势能先增加后减少 9．如图所示，在一固定点电荷形成的电场中，一试探电荷仅在静电力作用下先后经过a、b两点，图中箭头方向表示试探电荷在a、b两点处的受力方向，则（　　） A．a点电势一定高于b点电势 B．试探电荷与场源电荷电性一定相同 C．a点电场强度一定大于b点电场强度 D．试探电荷的电势能一定先减小后增大 10．如图甲，在x轴上固定两个带正电的点电荷M、N，M在坐标原点处，两点电荷形成的电场在处的电场强度为零。一质子仅在电场力的作用下沿x轴正方向运动，取无穷远处电势为零，质子的电势能随位置x变化的图像如图乙所示，图中物理量均已知。已知质子的质量为m、电荷量为q，运动到处（的左侧）的速度大小为，下列说法正确的是（     ） A．点电荷M所带的电荷量大于点电荷N所带的电荷量 B．质子从向运动的过程中，动能减小 C．两点电荷形成的电场中，、两处的电势差为 D．运动过程中，质子的最大速度为 11．为避免雷击，高大的建筑物顶端均需安装避雷针。如图是某避雷针放电时空间电场线的分布图，电场线指向避雷针尖端。、、三点位于同一条电场线上，空间电场分布关于直线对称。一带电探测粒子仅在电场力作用下运动，其部分轨迹如图所示。下列说法正确的是（　　） A．粒子在轨迹上某点的加速度方向与电场线切线方向相反 B．粒子从点运动到点的过程中，电场力一定做负功 C．、、三点满足电势关系 D．粒子在图中点的电势能一定大于在点的电势能 三、实验题（9分） 12．某同学从教材的“拓展学习”栏目中学习到平行板电容器的电容。为验证与极板间距、正对面积的关系，他与人工智能讨论得知，用数字式多用电表可以测量电容，测量过程中电路存在额外电容，每次应扣除额外电容，以获得电容的测量值。据此，设计并完成如下实验。 实验器材：厚度为的绝缘塑料板若干、面积均为（已知）的矩形单面覆铜板两块、数字式多用电表、螺旋测微器、绝缘重物等。 (1)用螺旋测微器测量20层塑料板的厚度。测量结果如图（a）所示，读数为__________。 (2)将两极板覆铜面相对，中间夹入10层塑料板并用重物压紧，使正对面积为，用多用电表测量电容并记录数据。断开表笔，将极板短接放电。保持正对面积为不变，每次增加2层塑料板，重复上述操作直至20层。作图线如图（b）所示，由此确定与成正比。由图线，极板间夹15层塑料板时，电容为__________（保留至整数）。 (3)保持极板间20层塑料板不变，使两极板正对面积依次为、、、、，用重物压紧，测量电容并记录数据。作图线如图（c）所示，由此确定与成正比。图（c）中某次测量值明显偏离拟合直线，排除仪器故障和数据处理错误，从实验操作角度分析，写出一条可能的原因：__________。 (4)若将图（b）、图（c）改绘为、图线，两图线的斜率分别为、，则理论上__________（选填“20”“1”或“0.05”）。 四、解答题（13题10分，14题12分，15题17分） 13．如图所示，水平桌面上固定一半径为R的半球形光滑绝缘碗，球心为O。有两个完全相同的带电金属球甲、乙，电荷量分别为3q和q（q>0），均可看作点电荷。甲固定于碗内壁A点，将乙放于碗内壁B点时，它恰好能处于静止状态。已知A、O、B三点位于同一个竖直平面内，O、B在同一水平面上，，静电力常量为k，重力加速度为g。 (1)乙的质量是多少？ (2)用绝缘镊子将乙与甲充分接触后，使乙从B点以的速度沿碗内侧切线向下进入碗内，求进入瞬间碗对乙的弹力大小。 14．带电粒子绕着带电量为的源电荷做轨迹为椭圆的曲线运动，源电荷固定在椭圆左焦点F上，带电粒子电量为；已知椭圆焦距为c，半长轴为a，电势计算公式为，带电粒子速度的平方与其到电荷的距离的倒数满足如图关系。 (1)求在椭圆轨道半短轴顶点B的电势； (2)求带电粒子从A到B的运动过程中，电场力对带电粒子做的功； (3)用推理论证带电粒子动能与电势能之和是否守恒；若守恒，求其动能与电势能之和；若不守恒，说明理由。 15．如图所示，半径为的圆位于竖直平面内，空间中存在平行于圆面的匀强电场，三角形为圆的内接三角形，其中过圆心。一带正电的粒子由点以初速度射出，粒子经过点时的动能为在点时动能的4倍；仅改变粒子在点的初速度方向，粒子经过点时的动能为在点时动能的7倍，已知，粒子的比荷为，粒子的重力可忽略不计。 (1)求匀强电场的电场强度； (2)调整粒子由点入射的速度，使粒子的速度与电场方向垂直，当粒子经过圆周上某点时动能的增加量最大，求此情况下粒子初速度的大小。 《电场自测卷B—2027届高三物理一轮复习基础知识自测》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A A C D C C BD BC AD 题号 11 答案 CD 1．C 【详解】①高压线上方两条接地导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，把高压线屏蔽起来，免遭雷击，是静电屏蔽作用： ②主要用了放大法来研究微小量 ③静电除尘主要是使颗粒带电，然后被另一电极吸引，这里利用了静电力的作用 ④带电金属球靠近静电计金属片不张开是因为金属网起到了静电屏蔽的作用 物理学原理相同的是①和④。 故选C。 2．A 【详解】根据静电感应原理，导体的近端感应异种电荷，导体的远端感应等量的同种电荷，由于导体整体不带电，无论如何分割，A、B两部分电荷量绝对值相等，电性相反。由于电荷量的分布与导体的形状有关，因此感应导体的电荷量不一定等于带电体的电荷量。 故选A。 3．A 【详解】由图像可知在间存在一点，设坐标为，试探电荷在此处受到的静电力为零，可知两点电荷带同种电荷，根据库仑定律有 由于，故可得； 根据图像可知在处时，试探电荷受到的静电力沿 轴的正向，根据前面分析由于，在处时，试探电荷到两点电荷间的距离相等，可知试探电荷在此处受到的静电力的合力方向与点电荷对试探电荷的静电力的方向相同，故可知 故选A。 4．C 【详解】A.因为，点和点关于点对称，由图像关于O对称且O点电势最高，可知两点电荷为等量正电荷，根据等量正点电荷周围的电场分布规律，可知、两点的电场强度大小相等，但方向相反，故A错误； B.图像的斜率的绝对值等于该点的电场强度的大小，点的斜率为零，电场强度为0，故B错误； C.在两等量正电荷连线的中垂面内，电子所受的合电场力始终指向连线中点，若在点给电子一个垂直于方向的合适初速度，则电场力可提供向心力，使电子绕点做匀速圆周运动，故C正确； D.若电子在点以一定初速度释放后，会在比更大的范围内往复运动，所以电子不可能在、两点之间做往复运动，故D错误。 故选C。 5．D 【详解】A．由题可知在金属块移动的过程中，力做功，电场力做功为，摩擦力做功，重力做功 则合外力对金属块做的总功为 根据动能定理得，所以动能减少，故A错误； B．根据功能关系，金属块克服电场力做功，因此电势能增加，故B错误； C．金属块的机械能的变化量，等于除重力之外的其他力做的总功 即机械能增加，故C错误； D．已知重力势能增加，电势能增加，因此二者之和总共增加，故D正确。 故选D。 6．C 【详解】A．a和c均在轴上，O点恰为a与c连线的中点。在匀强电场中，沿同一直线电势均匀变化，中点电势等于两端电势的平均值，即，故A正确； B．方向电场强度 方向电场强度 电场强度大小 电荷在该电场中受到的电场力大小，故B正确； C．电场方向与轴正方向夹角满足，因此 负电荷所受电场力方向与电场方向相反，因此电场力方向与轴正方向夹角为（或轴负方向夹角为），故C错误； D．从a点移到b点，电势升高，负电荷电势能变化，故电势能减少，故D正确。 本题选不正确的，故选C。 7．C 【详解】带电量为的微粒，静止在、之间，说明重力与电场力平衡，电场力向上。 A．断开，b的带电量保持不变，根据电容器极板电荷等量关系，a的带电量不变，因此ab间电场强度不变，电场力仍等于重力，微粒保持静止，A错误； B．同理可得，B错误； CD．、同时闭合相当于ab、cd两个电容器并联，电荷均匀分布在两个电容器的极板上，ab电容器带电量减小，板间场强减小，电场力小于重力，微粒向下运动，故C正确，D错误。 故选C 。 8．BD 【详解】A．取x轴正方向为电场强度的正方向，由题图可知，点电荷A、B连线间的场强方向分别由点电荷A、B指向处，可知点电荷A、B均带正电，故A错误； B．设在处固定另一点电荷的电荷量为，在处场强为0，可得 解得A、B所带电荷量的绝对值之比为，故B正确； C．取无限远处电势为零，根据沿电场方向电势逐渐降低，可知从处到无限远处电势逐渐降低，则处电势大于零，故C错误； D．由题图可知，电子沿x轴从 移动到 过程中，电场力先做负功后做正功，则电势能先增加后减少，故D正确。 故选BD。 9．BC 【详解】AB．根据点电荷电场分布特点和试探电荷受力情况，试探电荷轨迹如图所示， 可知，点电荷位于O点，两电荷带同种电荷，由于电性无法判断，所以点电荷周围电场方向无法判断，a点电势和b点电势高低无法判断，故A错误，B正确； C．由于a点离点电荷较近，由可知，a点电场强度一定大于b点电场强度，故C正确； D．由轨迹图可知，电场力方向与运动方向的夹角先为钝角，后为锐角，所以电场力先做负功，后做正功，试探电荷的电势能一定先增大后减小，故D错误； 故选BC。 10．AD 【详解】A．依题意，处的电场强度为零，设点电荷、到处的距离分别为和 由点电荷的场强公式，有 由图甲可知，，则，A正确； C．由功能关系，有 得，C错误； BD．依题意，质子运动过程中只有电场力做功，动能和电势能相互转化，总能量守恒，质子从向运动的过程中，电势能减小，动能增大，在位置的电势能最小，动能最大 对运动过程，有 得，B错误，D正确。 故选AD。 【点睛】 11．CD 【详解】A.粒子的加速度方向与所受电场力方向一致，由轨迹弯曲方向可知，粒子受力方向与电场线切线方向相同，说明粒子带正电，因此加速度方向与电场线切线方向相同，故A错误； BD.粒子从A到B运动过程中，电场力方向与速度方向夹角为锐角，粒子的速率一直在增加，电场力做正功，电势能减少，故B错误，D正确； C.电场线的方向是电势降低的方向，因此，故C正确； 故选CD。 12．(1)1.804/1.803/1.805 (2)157/156/158 (3)塑料板没有压紧/正对面积取值偏大 (4)20 【详解】（1）螺旋测微器的读数为 （2）当极板间夹15层塑料板时 结合题图可得电容约为。 （3）根据题图可知测量值明显偏离拟合直线，电容的测量值偏小，根据可知出现的原因是塑料板没有压紧或正对面积取值偏大。 （4）根据平行板电容公式 对图线有 对图线有 则， 可得 13．(1) (2) 【详解】（1）根据几何关系，可得A、B相距为 则甲对乙的库仑力大小为 设乙的质量为m，对乙受力分析，并沿水平和竖直方向进行正交分解，则在竖直方向有 解得 （2）乙与甲充分接触后，两球的电荷量均变为 则甲对乙的库仑力大小变为 设碗对乙的弹力为，乙进入碗时的速度为，对乙受力分析，并沿水平和竖直方向进行正交分解，则在水平方向有 解得 14．(1) (2) (3)守恒， 【详解】（1）由几何关系可知，椭圆上任何一点到两焦点间距离之和为2a，故顶点B距源电荷的距离为 根据电势计算公式可得在椭圆轨道半短轴顶点B的电势为 （2）同理可知，在椭圆轨道半长轴顶点A的电势为 根据电场力做功与电势能的关系可知，带电粒子从A到B的运动过程中，电场力对带电粒子做的功为 （3）设带电粒子的质量为m，假设带电粒子动能与电势能之和守恒，则满足（定值） 则 根据图像可知关系为一条倾斜直线，故假设成立，将图像中代入关系式可得其动能与电势能之和为 15．(1)；方向与的夹角为，斜向右下 (2) 【详解】（1）从点到点的位移大小为，由 因为直径，故，由几何知识可得， 取沿由指向为轴正方向、垂直向下为轴正方向，设电场强度的分量分别为、，由比荷关系得 粒子从点到点时，动能增量为初动能的3倍，由动能定理得 解得 从点到点的位移沿、轴的分量分别为、，动能增量为初动能的6倍，由动能定理得 代入 解得 因此电场强度大小为 设电场方向与的夹角为，则 整理得，方向斜向右下。 （2）设圆周上沿电场方向相对点的位移分量最大的点为。粒子的动能增量等于电场力做功，因此当粒子经过点时，动能增量最大。由第一问可知与电场方向的夹角为，且沿电场方向，于是点相对点沿电场方向的位移为 垂直电场方向的位移大小为 设调整后的初速度大小为，选择初速度垂直电场并指向点所在一侧。若到达点的时间为，则垂直电场方向有 沿电场方向的初速度分量为0，加速度大小为，故 消去并代入第一问所得电场强度，得 因此调整后的初速度大小为 - 2 - 学科网（北京）股份有限公司 $