静电场 -2021年高考物理二轮复习（原卷版）

专题7静电场

3年高考真题TO

一、单选题

1.（2020•浙江高考真题）如图所示，一质量为〃八电荷量为4（q>0）的粒子以速度?从MN连线上

的P点水平向右射入大小为E、方向竖直向下的匀强电场中。己知MN与水平方向成45。角，粒子的重力

可以忽略，则粒子到达MN连线上的某点时（）

A/

“■奂入”

A.所用时间为隼B.速度大小为3%

qE

C.与P点的距离为竺竺iD.速度方向与竖直方向的夹角为30。

qE

2.（2020•浙江高考真题）如图所示，在倾角为2的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根

劲度系数为乐的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与A球连接。A、B,C三小球的质量均为M,4A=%>°，

g=-<7。，当系统处于静止状态时.，三小球等间距排列。已知静电力常量为上则（）

Mesina

4B.弹簧伸长量为T——

A.q-~Qo

ck。

C.A球受到的库仑力大小为2MgD.相邻两小球间距为%

3.（2019•浙江高考真题）质子疗法进行治疗，该疗法用一定能量的质子束照射肿瘤杀死癌细胞.现用一

直线加速器来加速质子，使其从静止开始被加速到1.0x1（Tm/s.已知加速电场的场强为L3X1O5N/C,质

子的质量为1.67xl0-27kg,电荷量为1.6xlO'9C,则下列说法正确的是（）

A.加速过程中质子电势能增加B.质子所受到的电场力约为2X1（F”N

C.质子加速需要的时间约为8X10&D.加速器加速的直线长度约为4m

4.（2019・江苏高考真题）一匀强电场的方向竖直向上，右0时刻，一带电粒子以一定初速度水平射入该

电场，电场力对粒子做功的功率为P，不计粒子重力，则PY关系图象是（）

5.（2019・北京高考真题）如图所示，a、方两点位于以负点电荷-Q（Q>0）为球心的球面上，c点在球面

外，则（）

A.a点场强的大小比〃点大B.〃点场强的大小比c点小

C.。点电势比。点高D.，点电势比c点低

二、多选题

6.（2020•海南高考真题）空间存在如图所示的静电场，a、b、c、d为电场中的四个点，则（)

A.。点的场强比b点的大B.“点的电势比c点的低

C.质子在d点的电势能比在c点的小D.将电子从a点移动到匕点，电场力做正功

7.（2020・江苏高考真题）如图所示，绝缘轻杆的两端固定带有等量异号电荷的小球（不计重力）。开始

时，两小球分别静止在A、8位置。现外加一匀强电场E,在静电力作用下，小球绕轻杆中点。转到水平

位置。取。点的电势为0。下列说法正确的有（）

A.电场E中A点电势低于5点B.转动中两小球的电势能始终相等

C.该过程静电力对两小球均做负功D.该过程两小球的总电势能增加

8.（2020.全国高考真题）如图，NM是锐角三角形PMN最大的内角，电荷量为q（q>0）的点电荷固定

在P点。下列说法正确的是（）

A.沿MN边，从M点到N点，电场强度的大小逐渐增大

B.沿MN边，从M点到N点，电势先增大后减小

C.正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大

D.将正电荷从M点移动到N点，电场力所做的总功为负

9.（2019•江苏高考真题）如图所示，ABC为等边三角形，电荷量为+q的点电荷固定在A点.先将一电

荷量也为+4的点电荷勒从无穷远处（电势为0）移到C点，此过程中，电场力做功为-W.再将。从C

点沿CB移到8点并固定.最后将一电荷量为-2〃的点电荷从无穷远处移到C点.下列说法正确的有

A.。移入之前，C点的电势为一

q

B.。从C点移到B点的过程中，所受电场力做的功为0

C.。2从无穷远处移到C点的过程中，所受电场力做的功为2W

D.在移到C点后的电势能为-4W

10.（2018•海南高考真题）如图，a、b、c、d为一边长为/的正方形的顶点.电荷量均为g（g>0）的两个

点电荷分别固定在。、c两点，静电力常量为"不计重力.下列说法正确的是（）

b

，'、、

,，、、

♦♦、、

♦♦、、

a<>c

A.匕点的电场强度大小为立夕_B.过从d点的直线位于同一等势面上

I2

C.在两点电荷产生的电场中，收中点的电势最低D.在〃点从静止释放的电子，到达4点时速度为零

11.（2018・江苏高考真题）如图所示，电源E对电容器C充电，当C两端电压达到80V时，闪光灯瞬

间导通并发光，C放电.放电后，闪光灯断开并熄灭，电源再次对C充电.这样不断地充电和放电，闪

光灯就周期性地发光.该电路（）

A.充电时，通过R的电流不变B.若R增大，则充电时间变长

C.若C增大，则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大

D.若E减小为85V,闪光灯闪光一次通过的电荷量不变

三、解答题

12.（2020.天津高考真题）多反射飞行时间质谱仪是一种测量离子质量的新型实验仪器，其基本原理如

图所示，从离子源A处飘出的离子初速度不计，经电压为。的匀强电场加速后射入质量分析器。质量分

析器由两个反射区和长为/的漂移管（无场区域）构成，开始时反射区1、2均未加电场，当离子第一次

进入漂移管时，两反射区开始加上电场强度大小相等、方向相反的匀强电场，其电场强度足够大，使得

进入反射区的离子能够反射回漂移管。离子在质量分析器中经多次往复即将进入反射区2时，撤去反射

区的电场，离子打在荧光屏8上被探测到，可测得离子从A到B的总飞行时间。设实验所用离子的电荷

量均为g，不计离子重力。

（1）求质量为机的离子第一次通过漂移管所用的时间1；

（2）反射区加上电场，电场强度大小为E,求离子能进入反射区的最大距离x；

（3）已知质量为的离子总飞行时间为小，待测离子的总飞行时间为4,两种离子在质量分析器中反

射相同次数，求待测离子质量叫。

13.（2020•全国高考真题）在一柱形区域内有匀强电场，柱的横截面积是以。为圆心，半径为R的圆，

AB为圆的直径，如图所示。质量为加，电荷量为qS>0）的带电粒子在纸面内自A点先后以不同的速度

进入电场，速度方向与电场的方向垂直。已知刚进入电场时速度为零的粒子，自圆周上的C点以速率vo

穿出电场，AC与A8的夹角Q60。。运动中粒子仅受电场力作用。

（1）求电场强度的大小；

（2）为使粒子穿过电场后的动能增量最大，该粒子进入电场时的速度应为多大？

（3）为使粒子穿过电场前后动量变化量的大小为ww,该粒子进入电场时的速度应为多大？

14.（2019•天津高考真题）2018年，人类历史上第一架由离子引擎推动的飞机诞生，这种引擎不需要燃

料，也无污染物排放.引擎获得推力的原理如图所示，进入电离室的气体被电离成正离子，而后飘入电

极A、B之间的匀强电场（初速度忽略不计），A、B间电压为U,使正离子加速形成离子束，在加速

过程中引擎获得恒定的推力.单位时间内飘入的正离子数目为定值，离子质量为加，电荷量为Ze,其中

Z是正整数，e是元电荷.

（1）若引擎获得的推力为士，求单位时间内飘入A、8间的正离子数目N为多少；

（2）加速正离子束所消耗的功率P不同时，引擎获得的推力尸也不同，试推导£的表达式;

P

（3）为提高能量的转换效率，要使£尽量大，请提出增大土的三条建议.

PP

气体

电离室A

15.（2019•全国高考真题）空间存在一方向竖直向下的匀强电场，。、户是电场中的两点.从O点沿水

平方向以不同速度先后发射两个质量均为根的小球4、B.A不带电，B的电荷量为q（q>0）.4从。点

发射时的速度大小为助到达尸点所用时间为f;B从O点到达P点所用时间为:.重力加速度为g,求

（1）电场强度的大小；（2）8运动到P点时的动能.

16.（2018•浙江高考真题）小明受回旋加速器的启发，设计了如图1所示的“回旋变速装置”.两相距为

d的平行金属栅极板M、N,板M位于x轴上，板N在它的正下方.两板间加上如图2所示的幅值为Uo

271m

的交变电压，周期板M上方和板N下方有磁感应强度大小均为8、方向相反的匀强磁

qB

场.粒子探测器位于），轴处，仅能探测到垂直射入的带电粒子.有一沿x轴可移动、粒子出射初动能可调

节的粒子发射源，沿了轴正方向射出质量为，小电荷量为q（q>0）的粒子./=0时刻，发射源在（x,0）

位置发射一带电粒子.忽略粒子的重力和其它阻力，粒子在电场中运动的时间不计.

XXXXXXXXXX

UMN''

（1）若粒子只经磁场偏转并在）=），（）处被探测到，求发射源的位置和粒子的初动能；

（2）若粒子两次进出电场区域后被探测到，求粒子发射源的位置x与被探测到的位置y之间的关系

17.（2018•北京高考真题）（1）静电场可以用电场线和等势面形象描述.

a.请根据电场强度的定义和库仑定律推导出点电荷Q的场强表达式；

b.点电荷的电场线和等势面分布如图所示，等势面&、52到点电荷的距离分别为％、厂2.我们知道，

电场线的疏密反映了空间区域电场强度的大小.请计算Si、S2上单位面积通过的电场线条数之比M/M.

（2）观测宇宙中辐射电磁波的天体，距离越远单位面积接收的电磁波功率越小，观测越困难.为了收集

足够强的来自天体的电磁波，增大望远镜口径是提高天文观测能力的一条重要路径.2016年9月25日，

世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST在我国贵州落成启用，被誉为“中国天眼”.FAST直径为500

m,有效提高了人类观测宇宙的精度和范围.

a.设直径为100m的望远镜能够接收到的来自某天体的电磁波功率为Pi,计算FAST能够接收到的来

自该天体的电磁波功率匕；

b.在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的，仅以辐射功率为P的同类天体为观测对象，设直径为

100m望远镜能够观测到的此类天体数目是No,计算FAST能够观测到的此类天体数目N.

18.（2018•浙江高考真题）如图所示，AMB是一条长L=10m的绝缘水平轨道，固定在离水平地面高

h=1.25m处，A、B为端点，M为中点，轨道MB处在方向竖直向上，大小E=5X103N/C的匀强电场中，

一质量m=0.1kg,电荷量q=+1.3xlO4C的可视为质点的滑块以初速度vo=6m/s在轨道上自A点开始向右

运动，经M点进入电场，从B点离开电场，已知滑块与轨道间动摩擦因数H=0.2,求滑块

（1）到达M点时的速度大小（2）从M点运动到B点所用的时间（3）落地点距B点的水平距离

1年高考模拟精练

1.如图所示，光滑绝缘杆弯成直角，直角处固定在水平地面上，质量为加、带电荷量+Q小圆环A穿在

右边杆上，质量为3,〃、带电荷量+3Q小圆环B穿在左边杆上，静止时两圆环的连线与地面平行，右边

杆与水平面夹角为呢重力加速度为g。则（）

A.右边杆对A环支持力大小为咫B.左边杆对B环支持力大小为乎mg

C.A环对B环库仑力大小为3,咫D.A环对B环库仑力大小为石〃?g

2.三个带电粒子从同一点0,以相同的初速度v射入一电场中，在某段时间内的运动轨迹如图虚线所示,

其中a粒子刚好做圆周运动。图中实线为电场线，不计粒子重力，则下列有关粒子在该段时间内的运动

以及相关说法正确的是（）

A.粒子。带负电，c带正电B.c粒子运动过程中电势能增加

C.运动过程中，b、c两粒子的速度均增大D.运动过程中，a粒子的加速度和动能均不变

3.如图所示，虚线下方存在着方向水平向左、范围足够大的匀强电场，场强E=等，A8为绝缘

句

光滑且固定的四分之一圆弧轨道，轨道半径为R,0为圆心，B位于。点正下方。一质量为〃?、电荷量为

<7的带正电小球，从A点由静止释放进入轨道。空气阻力不计，下列说法正确的是（）

A.小球在运动过程中机械能守恒B.小球不能到达B点

C.小球沿轨道运动的过程中，对轨道的压力一直增大D.小球沿轨道运动的过程中，动能的最大值为

1八

->ngR

4.如图所示为某静电纺纱工艺示意图，虚线为电场线，。、人、。为电场中三点，。、c在中间水平虚

线上的等势点到〃的距离相等，〃为中间水平虚线的中点，电场线关于水平虚线的垂直平分线对称，一电

子从。点经过人运动到。点，下列说法正确的是（）

电源

A.电子在三点的电势能大小Epc>Epb>EpaB.三点的电场强度大小Ea>Eh>Ec

C.电场力对电子做的功叱,=此,D.电子可仅受电场力做题述运动

5.如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个可以视为质点的带电小球P和Q用相同的绝缘细绳

悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直。N为PQ连线中点，M