2024高考物理一轮复习【静电场】专项检测卷 (本试卷满分95分) 一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的．全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分) 1．[2024·全国卷Ⅱ](多选)如图，同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点．一电荷量为q(q>0)的粒子从a点移动到b点，其电势能减小W1；若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小W2 .下列说法正确的是( ) A．此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行 B．若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为W1＋W22 C．若c、d之间的距离为L，则该电场的场强大小一定为W2 qLD．若W1＝W2，则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差 答案：BD 解析：A错：结合题意，只能判定Uab>0、Ucd>0，但电场方向不能得出；B对：由于M、N分别为ac和bd的中点，Uab＋UcdW1＋W2对于匀强电场，则UMN＝，可知该粒子由M至N过程中，电场力做功W＝；C错：电场强度的方向只有沿22W2c→d时，场强E＝，但本题中电场方向未知；D对：若W1＝W2，则ac与bd一定相互平行，可知UaM＝UbN. qL 1
2. 如图所示，在直角三角形所在的平面内存在匀强电场，其中A点电势为0，B点电势为3 V，C点电势为6 V．已知∠ACB＝30°，AB边长为3 m，D为AC的中点．现将一点电荷放在D点，且点电荷在C点产生的场强为1.5 N/C，则放入点电荷后，B点场强大小为( ) A．2.5 N/C B．3.5 N/C C．22 N/C D.5 N/C 答案：A 解析： 由题意可知B、D两点电势相等，BD所在直线为等势线，根据沿电场线方向电势逐渐降低可知，与BD垂直且指向A的方向为电场方向，如图所示．根据匀强电场中电场强度与电势差的关系可知，匀强电场的电场强度大小E＝＝33 cos30°Ud N/C＝2 N/C.根据点电荷电场的特点可知，放在D点的点电荷在B点产生的电场强度与在C点产生的22电场强度大小相等，都是1.5 N/C，根据电场叠加原理，B点的电场强度大小为EB＝2＋1.5 N/C＝2.5 N/C.选项A正确． 3. 在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以大小为v的初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，A、B、C三点在同一直线上，且AB＝2BC，如图所示，由此可知( ) A．小球带正电 B．电场力大小为2mg C．小球从A点到B点与从B点到C点的运动时间相等 D．小球从A点到B点与从B点到C点的速度变化不相等 答案：D 解析：根据小球从B点进入电场的轨迹可以看出，小球所受的电场力竖直向上，即小球带负电，选项A错误；因为到达C点时速度水平，所以小球在C点时的速度等于在A点时的速度，因为AB＝2BC，设B、C间竖直距离为h，则A、B间竖直距离为2h，小球由A点到C点根据动能定理有mg×3h－Eqh＝0，即Eq＝3mg，选项B错误；小球从A 2
点到B点的过程中，在竖直方向上的加速度大小为g，方向竖直向下，所用时间为t1＝点的过程中，在竖直方向上的加速度大小为a2＝4h＝2gh，从B点到Cg2h＝2gEq－mg＝2g，方向竖直向上，故所用时间t2＝mh，故t1g＝2t2，选项C错误；小球从A点到B点与从B点到C点的过程中速度变化量大小都等于Δv＝2g选项D正确． h，但方向相反，g4．(多选)一电场在x轴上的电势φ随x的变化关系如图所示，将一电子从坐标原点处释放，电子仅在x轴上的电场力作用下运动，下列说法正确的是( ) A．x轴上0～d区域与3d～4d区域的电场相同，电场强度的大小均为B．若电子由静止释放，则电子一直沿x轴正方向运动 C．若电子能到达3d位置，则电子释放时的最小初动能为2eφ0 D．若电子能到达4d位置，则电子释放时的最小初动能为eφ0 答案：AD 解析：沿电场线方向，电势逐渐降低，电场强度大小为φ－x图线的斜率的绝对值，则x轴上0～d区域内电场φ0沿x轴负方向，d～3d区域内电场沿x轴正方向，3d～4d区域内电场沿x轴负方向，电场强度大小均为，A正确；φ0d d若电子由静止释放，则电子先沿x轴正方向做加速运动，然后再沿x轴正方向做减速运动，到达x＝2d处速度减为0，然后沿x轴负方向做加速运动，再减速为零，做往复运动，B错误；若电子能从x＝d处运动到x＝3d处，则需要克服电场力做功2eφ0，电子从原点运动到x＝d处，做加速运动，增加的动能为eφ0，则电子释放时初动能最小为eφ0，电子到达x＝3d处后，在3d～4d区域内做加速运动，所以电子只要能到达x＝3d处，便能到达x＝4d处，C错误，D正确． 5．两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零， ND段中的C点电势最高，则( ) A．N点的电场强度大小为零 B．A点的电场强度大小为零 C．N、C间场强方向沿x轴正方向 D．将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功 3
答案：D 解析：根据题给的两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系图象，可知O点的点电荷q1为正电荷，M点的点电荷q2为负电荷．题中φ－x图象斜率的绝对值表示电场强度的大小，由此可知，N点和A点的电势为零，但电场强度大小都大于零，C点的电场强度大小为零，选项AB错误；从N点到C点各点电势逐渐增大，说明从N点到C点逆着电场线方向，故N、C间场强方向沿x轴负方向，选项C错误；将一负点电荷从N点移到D点，其电势能先减小后增大，则电场力先做正功后做负功，选项D正确． 6. (多选)如图所示，在足够长的光滑水平面上有A、B两个滑块(均可视为质点)，滑块A带正电，电荷量为q，滑块B不带电．图中虚线内存在水平向右的匀强电场，电场强度大小为E，宽度为d，其余空间内不存在电场．滑块A刚好位于电场区域内的左侧，而滑块B刚好位于电场区域的右侧．现将滑块A无初速度释放，滑块A与滑块B发生碰撞且碰撞时间极短，碰撞过程中滑块A的电荷量不变，仅碰撞一次，经过一段时间两滑块保持一定的距离不变，4且此距离为x0＝d，则下列判断正确的是( ) 9mA1A．A、B两滑块的质量之比为＝ mB4mA1B．A、B两滑块的质量之比为＝ mB3C．两滑块的碰撞为弹性碰撞 D．两滑块的碰撞为非弹性碰撞 答案：AD 12解析：对滑块A在碰撞前根据动能定理有qEd＝mAv0，依题意知，碰撞后滑块A、B速度大小相等，方向相反，2规定向右为正方向，设其大小为v，根据动量守恒定律可得mAv0＝－mAv＋mBv；又由能量守恒定律可知v
A．小球在水平方向一直做匀速直线运动 B．若场强大小等于C．若场强大小等于2mg， 则小球经过每一无电场区的时间均相等 qmg，则小球经过每一电场区的时间均相等 qD．小球经过每个电场区过程机械能的减少量相等 答案：ABD 解析：将小球的运动沿着水平方向和竖直方向正交分解，水平方向不受外力，以v0做匀速直线运动，选项A正确；竖直方向，小球在无电场区只受重力，加速度大小为g，方向竖直向下，在电场区除受重力外，还受到向上的恒定的电场力作用，加速度的大小和方向取决于合力的大小和方向，当电场强度等于mg时，电场力等于mg，故在电q场区小球所受的合力为零，竖直方向的运动是匀速运动，而在无电场区小球做匀加速运动，故经过每个电场区，小2mg球的速度均不等，因而小球经过每一电场区的时间均不相等，选项C错误；当电场强度等于时，电场力等于2mg，q故在电场区小球所受的合力大小为mg，方向竖直向上，加速度大小等于g，方向竖直向上，则在经过第一无电场区1212时：y＝gt1，v1＝gt1，经过第一电场区时：y＝v1t2－gt2，v2＝v1－gt2，联立解得t1＝t2，v2＝0.接下来小球的运动22重复前面的过程，即每次通过无电场区时竖直方向都是自由落体运动，每次通过电场区时都是做竖直方向末速度为零的匀减速直线运动，故小球经过每一无电场区的时间相同，选项B正确；小球经过每个电场区机械能的减少量等于克服电场力做的功，由于每个电场区的电场力及竖直高度都相同，故小球经过每个电场区过程机械能的减少量相等，选项D正确． 8．[2024·湖北宜昌模拟]有三个完全一样的金属小球A、B、C，小球A所带电荷量为10Q，小球B所带电荷量为－Q，小球C不带电，将A、B两小球固定，相距r，此时A、B两小球间的相互作用力大小为F；然后让小球C反复与A、B两小球多次接触，最后移去小球C后，则A、B两小球间的相互作用力大小为( ) A．F B．10F 910C.F D.F 109答案：C 解析：依题意可知A、B两小球最初所带电荷量的总和被三个小球间均分，则A、B两小球最终的电荷量均为10Q＋－Qq1q2Q2＝3Q，A、B两小球之间最初是引力，大小为F＝k2＝10k2，A、B两小球之间最终是斥力，大小为F′3rr2q′1q′2Q9＝k＝9k2＝F，C正确． 2rr10二、非选择题(本题包括4小题，共47分) 9．(7分) 在竖直平面内固定一个半径为R的均匀带电细圆环，质量为m的带电小球(视为质点)通过长为L的绝缘细线悬挂在圆环的最高点．当圆环、小球都带有相同的电荷量Q(未知)时，发现小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡 5
2024高考物理一轮复习【静电场】专项检测卷及答案解析
