2022学年高三物理回归课本小专题2（必修3）

2022学年高三物理回归课本小专题2（必修3）

班级：姓名：

一、单选题

1.如图所示,在绝缘支架上的导体A和导体B按图中方式接触放置，原先AB都不带电，先让开关KnK2

均断开，现在将一个带正电小球C放置在A左侧，以下判断正确的是（

A.小球距离A较近，所以A左端电荷量大于B右端电荷量

B.只闭合K”则A左端不带电，B右端带负电

C.只闭合K2,则B右端不带电，A左端带负电

D.只闭合K2,接着移走带电小球，最后将AB分开，A带负电

2.如图所示，魔法球（又名等离子球）外层为高强度透明玻璃球壳，球内

充有稀薄的惰性气体，球中央有黑色球状电极，通电后，在电极周围空间

产生高频高压交变电场，球内稀薄气体受到高频电场的电离作用会产生辐

射状的辉光。站在大地上的人用手触摸球壳时辉光会随手移动，好像人施

了魔法一样，关于通电后的魔法球下列说法正确的是（）

A.球内各处电势均为零B.球内电极产生的电场方向沿球半径向外

C.用手触摸球时，不会有电流从手流过D.用手触摸球时，球内的电场、电势分布不对称

3.静电除尘用于粉尘较多的各种场所，除去有害的微粒，或者回收物资等。如

图所示，静电除尘器由板状收集器A和线状电离器B组成。当AB两端接上上

千伏高压时，B附近的空气分子被电离，成为正离子和电子。电子向着A运动过

程中，遇到烟气中的粉尘，使粉尘带负电，从而被吸附到A板上，最后在重力

作用下落入下面的漏斗中，则下列说法正确的是（）

A.两块A板之间形成的是匀强电场B.空气分子离B越近越容易被电离

C.带电后的粉尘向A板运动过程中，电势能逐渐增加

D.除尘过程中，会有持续的电流通过G表，方向从b流向a

4.如图所示为空腔球形导体（不带电），现将一个带正电的小金属球放入腔内，静

电平衡时，下列说法正确的是（）

A.A、B、C三点的场强关系4＞弓＞弊B.导体内侧均匀分布着正电荷

C.导体外侧均匀分布着负电荷D.导体外侧无电荷分布，因此8点的场强为

5.如图，两段长度均为/的不可伸长的轻质绝缘细线将质量均为〃，的带电小球〃、悬挂于

O点，a球带电荷量为%（q＞0）,匕球带电荷量为一击现在该空间加一水平向右的匀强电场

E,且（g为重力加速度），不计两球间的库仑力，因空气阻力作用，a、b两球最终将

静止于某一位置，则从加电场到a、b两球均静止过程中，两球克服空气阻力做的功为

()

A.W=3(72-1)mglB.W-(^-1)mgl6

ff。

叱.

C.Wf=:.mgID.=（3-：°•）mgl

6.离子陷阱是一种利用电场或磁场将离子俘获并囚禁在一定范围内的装

置，如图所示为最常见的“四级离子陷阱'’的俯视示意图，四根平行细杆与直

流电压和叠加的射频电压相连，相当于四个电极，相对的电极带等量同种电

荷，相邻的电极带等量异种电荷。在垂直于四根杆的平面内，四根杆的连线

是一个正方形abed,A、C是a、c连线上的两点，B、D是b、d连线上的两

点，A、B、C、。到正方形中心。的距离相等，则下列判断正确的是

（）

A.。点的电场强度为零B.A、B、C、。四点电场强度相同

C.A点场强比8点场强大D.。点的电场强度为零

7.在真空中的A、B两点分别放置等量异种点电荷，在电场中通过A、B两点的连线中点对称地选取一

个闭合路径abed,如图所示。现将一个电子沿abed移动一周，有下列说ab

法：,

+q-i

①由静电力做正功，电子的电势能减少o-------------------------------o

②由，-c电场对电子先做负功，后做正功，总功为0AB

③由erd电子电势能增加j--------:

④由电子电势能先减少，后增加，电势能总增量为0

其中正确的是（）

A.B.②④C.①②③D.②③④

8.如图所示，由绝缘材料制成的光滑的半圆轨道固定在水平面上，。点为圆心，带电荷量为%、质量为

”,的a小球固定在半圆轨道底端的A点，带电荷量为彘、质量为人的b小球静止于半圆轨道内的6点,

此时4403=74。。现由于某小球的电荷量发生变化使得b小球沿半圆轨道缓

慢下滑，恰好静止于C点，ZAOC=600,此时a、b两小球的电荷量分别为

4、么，已知a、b两小球均可视为带电质点，sin370=0.6,则下列说法正

确的是（）

A.一定是b小球的电量减少了B.b小球受到的支持力

一定大于其重力

C.可能仅是b小球的电荷量4减少至占/D.可能仅是b小球的电荷量4减小至白外

9.如图所示，小刘同学利用验电器做静电感应实验。她先用包装用的气泡膜和PVC管

摩擦，使PVC管因为失去电子而带电。左手拿带电的PVC管靠近（但不接触）验电

器，发现验电器的金属箔片张开，然后用右指接触验电器上端的金属圆球，发现箔片闭

合。以下对此实验的说法中正确的是（）

A.发现验电器箔片张开，是因为此时箔片带负电，但验电器整体仍是电中性的

B.右指接触验电器时电子从验电器流向手指

C.如果松开右手，再撤去PVC管，验电器的箔片又会张开，验电器整体带负电

D.如果松开右手，再撤去PVC管，验电器的箔片依然闭合

10.质子和中于是由更基本的粒子即所谓“夸克”组成的.两个强作用电荷相反（类似于正负电荷）的夸克

在距离很近时几乎没有相互作用（称为“渐近自由”）；在距离较远时，它们之间就会出现很强的引力（导致

所谓'‘夸克禁闭"）.作为一个简单的模型，设这样的两夸克之间的相互作用力尸与它们之间的距离r的关系

为：

0,0<"4

方={-外“WR式中尸o为大于零的常量，负号表示引力.用U表示夸克间的势能，令Uo=Fg-2-r。,

Q,r>r2

取无穷远为势能零点.下列U-r图示中正确的是（）

11.一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动，取该直线为x轴，起始点。为坐标

原点，其电势能纥与位移X的关系如图所示，下列图象中合理的是（）

12.如图所示，水平金属板A、8分别与电源两极相连，带电油滴

处于静止状态.现将B板右端向下移动一小段距离，两金属板表面

仍均为等势面，则该油滴（）

A.仍然保持静止B.竖直向下运动C.向左下方运动D.向右下方运

动

13.如图所示，将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内（不

与C的内壁接触），在C附近另外有一个悬挂在细线上的带负电的小球B,则

（）

A.A,B两球均不偏离竖直方向

B.A球不偏离竖直方向，B球向右偏离竖直方向

C.A球向左偏离竖直方向，B球不偏离竖直方向

D.A球向左偏离竖直方向，B球向右偏离竖直方向

二、多选题

14.一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图

所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力。下列说法正确的有

（）

A.粒子带负电荷B.粒子的加速度先不变，后变小

C.粒子的速度不断增大D.粒子的电势能先减小，后增大

15.如图，竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷。服

6为圆环水平直径上的两个点，c、d为竖直直径上的两个点，它们与圆心的距离均相

等。则（）

A.a、b两点的场强相等B.〃、6两点的电势相等

C.c、d两点的场强相等D.c、d两点的电势相等

16.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B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

17.如图所示是闪电击中广州塔的画面，广州塔的尖顶是一避雷针，雷雨天气

时，底端带负电的云层经过避雷针上方时，避雷针尖端放电形成瞬间强电流，乌

云所带的负电荷经避雷针导入大地，在此过程中，下列说法正确的是（）

A.云层靠近避雷针时，针尖感应出正电荷

B.避雷针上的电流方向从尖端流向底端

C.避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度小

D.地磁场对避雷针的作用力方向向西

18.在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图所示，一个没有底的

空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属）片、把它们分别跟静电起电

机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。则下列说法正确

的是（）

A.锯条和金属片之间为匀强电场B.锯条附近的电场强度最大

C.若锯条接电源负极，金属片接正极，当摇动起电机时，烟雾会向金属

片移动

D.当把起电机一摇，顿时塑料瓶清澈透明，当起电机停止摇动一段时间

后，又会是烟雾缭绕

19.在带电粒子“碰撞”实验中，r=0时粒子甲以初速度％向静止的粒子

乙运动，之后两粒子的速度L时间，的图像如图所示。仅考虑它们之间的静电力作用，且甲、乙始终未接

触，在f=0、4、时刻系统电势能分别为综。、2稣。、Ep。,则（）

2

A.甲、乙粒子质量之比为1：2B.4时刻乙粒子的速度为

C.4时刻系统的电势能为D.4时刻甲粒子的速度为

20.如图Ca）,长度L=0.8m的光滑杆左端固定一带正电的点电荷A,其电荷量。=1.8><10一7（2；一质量

〃?=0.02kg,带电量为q的小球B套在杆上.将杆沿水平方向固定于某非均匀外电场中，以杆左端为原点，

沿杆向右为x轴正方向建立坐标系.点电荷A对小球B的作用力随B位置x的变化关系如图（力）中曲线

I所示，小球B所受水平方向的合力随B位置x的变化关系如图（b）中曲线II所示，其中曲线H在

0.16在0.20和应0.40范围可近似看作直线.求：（静电力常量_vT

jl=9xlO9Nm/C2）

（1）小球B所带电量q;Ox

(2)非均匀外电场在x=0.3m处沿细杆方向的电场强度大小E；

(3)在合电场中，x=0.4m与x=0.6m之间的电势差U；

(4)已知小球在x=0.2m处获得v=0.4m/s的初速度时，最远可以运动到户0.4m.若小球在x=0.16m处受

到方向向右，大小为0.04N的恒力作用后，由静止开始运动，为使小球能离开细杆，恒力作用的最小距离

s是多少？

参考答案:

1.C

【解析】

【详解】

A.当开关Ki,K2均打开时，带正电小球C放置在A左侧，由于静电感应，导体左端带有负电荷，右端

带有正电荷，在静电平衡时，正负电荷量相等，A错误；

B.只闭合Ki,则B右端带的正电荷与大地的负电荷中和，而不带电，由于静电感应，A左端带负电荷，

B错误；

C.只闭合K2,则B右端带的正电荷与大地的负电荷中和，而不带电，由于静电感应，则A左端带负电,

C正确；

D.只闭合K2,则B右端带的正电荷与大地的负电荷中和，而不带电，由于静电感应，则A左端带负

电，接着移走带电小球C,A左端带的负电荷流向大地，将使A、B都不带电，D错误。

故选C。

2.D

【解析】

【详解】

A.球内各处电势均不为零，因为球内有高频电场有一定的电势差，所以A错误；

B.球内电极产生的电场方向沿球半径向里，因为球内稀薄气体受到高频电场的电离负离子向外运动，所

以B错误；

C.用手触摸球时，会有电流从手流过，所以C错误；

D.用手触摸球时，球内的电场、电势分布不对称，因为用手触摸后，电场强弱发生了变化，所以D正

确；

故选D。

3.B

【解析】

【详解】

A.由题意知两块A板都带正电，所以两板间电场不是匀强电场，故A错误；

B.空气分子离B越近，受到的电场力越大，越容易被电离，故B正确；

C.带电后的粉尘向A板运动过程中，电场力做正功，电势能逐渐减小，故C错误；

D.由电源连接方式知A板接电源正极，电势高，B接电源负极电势低，除尘过程中，AB间有持续的由

A向B的电流，所以会有持续的电流通过G表，方向从。流向从故D错误。

故选Bo

4.A

【解析】

【详解】

A.根据

E=k£

r-

得

EA>EB

静电平衡时，导体内部电场强度等于零

Ec=0

答案第1页，共9页

所以

>Ep>Ec

A正确；

BC.导体外侧电子被吸引到内侧，所以导体内侧均匀分布着负电荷，导体外侧均匀分布着正电荷，BC错

误；

D.导体外侧分布着正电荷，因此8点的场强大于0,D错误。

故选Ao

5.A

【解析】

【详解】

当加电场后两球静止时，设oa间绳和ab间绳与竖直方向的夹角分别为a和仇

对6球受力分析有

tan(9=—=1

mg

对M整体受力分析有

所以

a=0=45o

即人在O点的正下方。对整个过程由动能定理得

3qElsin450-mg1(]-cos450)-2mgi(1-cos45°)-叱=0

解得

TO

W(=3(V2-1)^/

所以A选项正确，BCD错误。

故选Ao

6.D

【解析】

【详解】

A.两负电极在。点形成的电场水平向右，两正电荷在。点形成的电场也水平向右，所以电场强度不为

0,A错误；

BC.A、B、C.。对称分布，电场线密集程度一样，所以这四点电场强度大小相等，方向不同，BC错

误；

D.根据电场的叠加原理，4、C两个电极带等量正电荷，其中点。的合场强为零，b,d两个电极带等量负

电荷，其中点。的合场强为零，则。点的合场强为零，D正确。

故选D。

7.B

【解析】

【详解】

①A、B两点分别放等量异号点电荷+4,一q,4点电势高于〃点电势能，则电子在a点电势能小于在3点

电势，所以从〃到b,电子电势能增大，故①错误；

②过儿两点作出等势线，如图

答案第2页，共9页

ab

由于c,点电势大于e点电势，6点与c•点电势相等，大于e点电势，因电子带负电，故在氏c点电势能小

于在e点的电势能，则电子由人到c,电势能一定先增大后减小，故电场力对电子先做负功，后做正功，

总功为零，故②正确；

③由c到乩电势升高，电子的电势能减小，故③错误；

④由d到”，电势先升高后降低，则电子的电势能先减小后增大，电势能总变化为零，故④正确。

由上述分析可知，ACD错误，B正确。

故选B。

8.D

【解析】

【详解】

AB.设小球b在8、C位置时所受库仑力大小分别为入、F2,所受轨道的支持力大小分别为M、N2,轨

道的半径为上小球b的重力为〃?g,根据矢量三角形与几何三角形相似可得

耳mg=N、

F,mg_N2

由题意并根据几何关系可知

AB2Rsin37°

AC2Rsin30°

4=1.2用

N、=M=mg

所以小球b从B到C过程中所受库仑力减小，a、b之间距离减小，则既可能是a的电量减少了，也可能是

b的电量减少了，且小球b所受支持力始终与重力大小相等，故AB错误；

CD.根据库仑定律可得

故C错误，D正确。

故选D。

答案第3页，共9页

9.C

【解析】

【详解】

A.PVC管因为失去电子而带正电，当其靠近验电器时，那么验电器的金属球会带负电，则箔片带正电，

故A错误；

B.因PVC管带正，验电器的金属球感应出负电荷，相应的金属箔会出现剩余正电荷，手指接触验电器，

使得验电器接地，中和金属箔上剩余的正电荷，使金属箔不带电，所以右指接触验电器时，是电子从手指

流向验电器，故B错误；

CD.由于手指接触验电器时，电子从手指流向验电器，验电器整体带负电，此时松开右手，再撤去PVC

管，因验电器整体带负电，验电器的箔片仍会张开，故C正确，D错误。

故选C。

10.B

【解析】

【详解】

从无穷远处电势为零开始到厂-2位置，势能恒定为零，在，=「2到广〃过程中，恒定引力做正功，势能逐渐

均匀减小，即势能为负值且越来越小，此部分图像为A、B选项中所示；「〈〃之后势能不变，恒定为一

Uo,由引力做功等于势能将少量，故如注（，2—〃），故B正确，ACD错误。

故选B.

11.D

【解析】

【详解】

粒子仅受电场力作用，做初速度为零的加速直线运动，电场力做功等于电势能的减小量，故：

「悟

即纥-x图象上某点的切线的斜率表示电场力：

A.E.-x图象上某点的切线的斜率表示电场力，故电场力逐渐减小，根据

q

故电场强度也逐渐减小，故A错误；

B.根据动能定理，有：

故匕-x图线上某点切线的斜率表示电场力；由于电场力逐渐减小，与B图矛盾，故B错误：

C.按照C图，速度随着位移均匀增加，根据公式

2

V—VQ=2ax

匀变速直线运动的1Ax图象是直线，题图n-x图象是直线；相同位移速度增加量相等，又是加速运动，

故增加相等的速度需要的时间逐渐减小，故加速度逐渐增加；而电场力减小导致加速度减小；故矛盾，故

C错误；

D.粒子做加速度减小的加速运动，故D正确.

答案第4页，共9页

12.D

【解析】

【详解】

本题考查平行板电容器的电场及电荷受力运动的问题，意在考查考生分析问题的能力.两极板平行时带电

粒子处于平衡状态，则重力等于电场力，当下极板旋转时，板间距离增大场强减小，电场力小于重力；由

于电场线垂直于金属板表面，所以电荷处的电场线如图所示，所以重力与电场力的合力偏向右下方，故粒

子向右下方运动，选项D正确.

点睛：本题以带电粒子在平行板电容器电场中的平衡问题为背景考查平行板电容器的电场及电荷受力运动

的问题，解答本题的关键是根据电场线与导体表面相垂直的特点，B板右端向下，所以电场线发生弯曲，

电场力方向改变.

13.B

【解析】

【详解】

CD.由于静电屏蔽，小球B的电场对A无影响，小球A不会偏离竖直方向，选项CD错误；

AB.由于静电感应空心球C的内表面带负电，外表面带正电，小球B和空心球C之间异种电荷相吸引，

小球B会偏离竖直方向向右靠近C球，选项A错误，B正确。

故选B。

14.AB

【解析】

【分析】

【详解】

A.由图左侧的电势高，电场线（垂直于等势面）先向右后向上偏，而粒子后向下偏了，所以电场力与电

场强度方向相反，所以粒子带负电，故A正确；

B.因为等势面先平行并且密，后变疏，说明电场强度先不变，后变小，则电场力先不变，后变小，所以

加速度先不变，后变小，故B正确；

C.由于起初电场力与初速度方向相反，所以速度不断减小，故C错误；

D.因为电场力做负功，所以电势能增大，故D错误。

故选AB。

15.ABC

【解析】

【详解】

BD.如下图所示，为等量异种电荷周围空间的电场分布图。本题的带电圆环，可拆解成这样无数对等量异

种电荷的电场，沿竖直直径平行放置。它们有共同的对称轴PP',PP所在的水平面与每一条电场线都垂

直，即为等势面，延伸到无限远处，电势为零。故在PP'上的点电势为零，即心=%=0;而从M点到N

答案第5页，共9页

点，电势一直在降低，即£＞外,故B正确，D错误;

AC.上下两侧电场线分布对称，左右两侧电场线分布也对称，由电场的叠加原理可知AC正确;

故选ABC。

16.AB

【解析】

【详解】

A.沿着电场线方向，电势降低，A正确；

B.由于。点的电势为0,根据匀强电场的对称性，电势

(PA=-(PB

又服=-%，Ep=q(p,所以电势能

EpA=ERB

B正确;

CD.A、8位置的小球受到的静电力分别水平向右、水平向左，绝缘轻杆顺时针旋转，两小球受到的静电

力对两小球均做正功，电场力做正功，电势能减少，CD错误。

故选AB。

17.AD

【解析】

【详解】

A.根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，可知云层靠近避雷针时，针尖感应出正电荷，A正确；

B.负电荷从尖端流向底端，而电流的方向规定为正电荷运动的方向，因此电流的方向从底端流向尖端，B

错误；

C.由于电荷更容易集中到尖端，从而避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度大，C错

误；

D.根据左手定则可知，地磁场对避雷针的作用力方向向西，D正确。

故选ADo

18.BCD

【解析】

【详解】

答案第6页，共9页

A.由于锯条和金属片形状不同，面积不等，且锯条上电荷分布不均匀，则锯条和金属片之间的电场不为

匀强电场，故A错误；

B.由于锯条上尖端部分比较多，聚集的电荷最多，则电场强度最大，故B正确；

C.起电机产生高电压使锯条和金属片之间的电场将空气中的分子电离，电离出来的电子被烟尘颗粒吸

附，俘获电子的烟尘颗粒带负电，容易被带正电的金属片吸引，故烟雾会向金属片移动，故C正确；

D.当把起电机一摇，锯条和金属片之间形成电场，电离空气分子，使烟尘颗粒吸附电子后被带正电的金

属片（或锯条）吸引，从而使塑料瓶清澈透明。当起电机停止摇动一段时间后，锯条和金属片上的电荷被

中和，电场消失，则瓶中又会烟雾缭绕，故D正确。

故选BCD。

19.AC

【解析】

【详解】

A.由图可知，U0时刻有

p-mivo

在占"时刻有

p=£（叫+吗）

两粒子运动过程动量守恒，由动量守恒定律得

叫%武（叫+?）

甲、乙粒子质量之比为

mx-.m2=\-2

故A正确；

B.两粒子运动过程动量守恒，由动量守恒定律得

mtv0=m2v2

4时刻乙粒子的速度为

故B错误；

D.两粒子运动过程动量守恒，由动量守恒定律得

叫%=班匕'+色为'

根据能量关系

121,21,2

/叫%=-mfVl+5〃22V2

解得4时刻甲粒子的速度为

故D错误；

C.根据能量守恒

答案第7页，共9页

12=12=

-m]v-+Ep0=-m2v-+Ep2

?!时刻