2024年高考真題和模擬題物理分類匯編專題08 電場（原卷版）

專題08電場1.(2024河北卷考題)2.我國古人最早發(fā)現(xiàn)了尖端放電現(xiàn)象，并將其用于生產(chǎn)生活，如許多古塔的頂端采用“傘狀”金屬飾物在雷雨天時保護古塔。雷雨中某時刻，一古塔頂端附近等勢線分布如圖所示，相鄰等勢線電勢差相等，則a、b、c、d四點中電場強度最大的是（）Aa點 B.b點 C.c點 D.d點2.（2024年江西卷考題）1.極板間一蠟燭火焰帶有正離子、電子以及其他的帶電粒子，兩極板電壓保持不變，當電極板距離減小時，電場強度如何變？電子受力方向？（）A電場強度增大，方向向左 B.電場強度增大，方向向右C.電場強度減小，方向向左 D.電場強度減小，方向向右3.(2024年湖北卷考題)8.關(guān)于電荷和靜電場，下列說法正確的是（）A.一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變B.電場線與等勢面垂直，且由電勢低的等勢面指向電勢高的等勢面C.點電荷僅在電場力作用下從靜止釋放，該點電荷的電勢能將減小D.點電荷僅在電場力作用下從靜止釋放，將從高電勢地方向低電勢的地方運動4.(2024年江蘇卷考題)1.在靜電場中有a、b兩點，試探電荷在兩點的靜電力F與電荷量q滿足如圖所示的關(guān)系，請問a、b兩點的場強大小關(guān)系是（）A. B. C. D.5.（2024年新課標卷考題）5.如圖，兩根不可伸長的等長絕緣細繩的上端均系在天花板的O點上，下端分別系有均帶正電荷的小球P、Q；小球處在某一方向水平向右的勻強電場中，平衡時兩細繩與豎直方向的夾角大小相等。則（）A.兩繩中的張力大小一定相等B.P的質(zhì)量一定大于Q的質(zhì)量C.P的電荷量一定小于Q的電荷量D.P的電荷量一定大于Q的電荷量6.（2024全國甲卷考題）5.在電荷量為Q的點電荷產(chǎn)生的電場中，將無限遠處的電勢規(guī)定為零時，距離該點電荷r處的電勢為，其中k為靜電力常量，多個點電荷產(chǎn)生的電場中某點的電勢，等于每個點電荷單獨存在的該點的電勢的代數(shù)和。電荷量分別為和的兩個點電荷產(chǎn)生的電場的等勢線如圖中曲線所示（圖中數(shù)字的單位是伏特），則（）A.，B.，C.，D.，7.(2024年遼寧卷考題)5.某種不導電溶液的相對介電常數(shù)與濃度的關(guān)系曲線如圖（a）所示，將平行板電容器的兩極板全部插入該溶液中，并與恒壓電源，電流表等構(gòu)成如圖（b）所示的電路，閉合開關(guān)S后，若降低溶液濃度，則（）A.電容器的電容減小 B.電容器所帶的電荷量增大C.電容器兩極板之間的電勢差增大 D.溶液濃度降低過程中電流方向為M→N8.(2024年遼寧卷考題)6.在水平方向的勻強電場中，一帶電小球僅在重力和電場力作用下于豎直面（紙面）內(nèi)運動。如圖，若小球的初速度方向沿虛線，則其運動軌跡為直線，若小球的初速度方向垂直于虛線，則其從O點出發(fā)運動到O點等高處的過程中（）A.動能減小，電勢能增大 B.動能增大，電勢能增大C.動能減小，電勢能減小 D.動能增大，電勢能減小9.（2024年廣東卷考題）8.污水中的污泥絮體經(jīng)處理后帶負電，可利用電泳技術(shù)對其進行沉淀去污，基本原理如圖所示。涂有絕緣層的金屬圓盤和金屬棒分別接電源正、負極、金屬圓盤置于底部、金屬棒插入污水中，形成如圖所示的電場分布，其中實線為電場線，虛線為等勢面。M點和N點在同一電場線上，M點和P點在同一等勢面上。下列說法正確的有（）A.M點的電勢比N點的低B.N點的電場強度比P點的大C.污泥絮體從M點移到N點，電場力對其做正功D.污泥絮體在N點的電勢能比其在P點的大10.（2024年江西卷考題）10.如圖所示，垂直于水平桌面固定一根輕質(zhì)絕緣細直桿，質(zhì)量均為m、帶同種電荷的絕緣小球甲和乙穿過直桿，兩小球均可視為點電荷，帶電荷量分別為q和Q。在圖示的坐標系中，小球乙靜止在坐標原點，初始時刻小球甲從處由靜止釋放，開始向下運動。甲和乙兩點電荷的電勢能（r為兩點電荷之間的距離，k為靜電力常量）。最大靜摩擦力等于滑動摩擦力f，重力加速度為g。關(guān)于小球甲，下列說法正確的是（）A.最低點的位置B.速率達到最大值時的位置C.最后停留位置x的區(qū)間是D.若在最低點能返回，則初始電勢能11.（2024年山東卷考題）10.如圖所示，帶電量為+q的小球被絕緣棒固定在O點，右側(cè)有固定在水平面上、傾角為30°的光滑絕緣斜面。質(zhì)量為m、帶電量為+q的小滑塊從斜面上A點由靜止釋放，滑到與小球等高的B點時加速度為零，滑到C點時速度為零。已知AC間的距離為S，重力加速度大小為g，靜電力常量為k，下列說法正確的是（）A.OB距離l=B.OB的距離l=C.從A到C，靜電力對小滑塊做功W=﹣mgSD.AC之間的電勢差UAC=﹣12.(2024河北卷考題)7.如圖，真空中有兩個電荷量均為的點電荷，分別固定在正三角形的頂點B、C．M為三角形的中心，沿的中垂線對稱放置一根與三角形共面的均勻帶電細桿，電荷量為．已知正三角形的邊長為a,M點的電場強度為0，靜電力常量的k．頂點A處的電場強度大小為（）A. B. C. D.13.（2024年湖南卷考題）5．真空中有電荷量為和的兩個點電荷，分別固定在x軸上和0處。設(shè)無限遠處電勢為0，x正半軸上各點電勢隨x變化的圖像正確的是（

）A．B．C．D．14.（2024年安徽卷考題）8.在某裝置中的光滑絕緣水平面上，三個完全相同的帶電小球，通過不可伸長的絕緣輕質(zhì)細線，連接成邊長為d的正三角形，如圖甲所示。小球質(zhì)量為m，帶電量為，可視為點電荷。初始時，小球均靜止，細線拉直?，F(xiàn)將球1和球2間的細線剪斷，當三個小球運動到同一條直線上時，速度大小分別為、、，如圖乙所示。該過程中三個小球組成的系統(tǒng)電勢能減少了，k為靜電力常量，不計空氣阻力。則（）A.該過程中小球3受到的合力大小始終不變 B.該過程中系統(tǒng)能量守恒，動量不守恒C.在圖乙位置，， D.在圖乙位置，15.(2024浙江1月考題)11.如圖所示，金屬極板M受到紫外線照射會逸出光電子，最大速率為。正對M放置一金屬網(wǎng)N，在M、N之間加恒定電壓U。已知M、N間距為d（遠小于板長），電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，則（）A.M、N間距離增大時電子到達N的動能也增大B.只有沿x方向逸出的電子到達N時才有最大動能C.電子從M到N過程中y方向位移大小最大為D.M、N間加反向電壓時電流表示數(shù)恰好為零16.（2024年上海卷考題）11.如圖，靜電選擇器由兩塊相互絕緣、半徑很大的同心圓弧形電極組成。電極間所加電壓為U。由于兩電極間距d很小，可近似認為兩電極半徑均為，且電極間的電場強度大小處處相等，方向沿徑向垂直于電極。（1）電極間電場強度大小為______；（2）由核、核和核組成的粒子流從狹縫進入選擇器，若不計粒子間相互作用，部分粒子在電場力作用下能沿圓弧路徑從選擇器出射。①出射的粒子具有相同的______；A．速度B．動能C．動量D．比荷②對上述①中的選擇做出解釋。（論證）_____17.(2024年河北高考題)13.如圖，豎直向上的勻強電場中，用長為L的絕緣細線系住一帶電小球，在豎直平面內(nèi)繞O點做圓周運動。圖中A、B為圓周上的兩點，A點為最低點，B點與O點等高。當小球運動到A點時，細線對小球的拉力恰好為0，已知小球的電荷量為、質(zhì)量為m，A、B兩點間的電勢差為U，重力加速度大小為g，求：（1）電場強度E的大小。（2）小球在A、B兩點的速度大小。18.（2024年廣東卷考題）15.如圖甲所示。兩塊平行正對的金屬板水平放置，板間加上如圖乙所示幅值為、周期為的交變電壓。金屬板左側(cè)存在一水平向右的恒定勻強電場，右側(cè)分布著垂直紙面向外的勻強磁場。磁感應(yīng)強度大小為B．一帶電粒子在時刻從左側(cè)電場某處由靜止釋放，在時刻從下板左端邊緣位置水平向右進入金屬板間的電場內(nèi)，在時刻第一次離開金屬板間的電場、水平向右進入磁場，并在時刻從下板右端邊緣位置再次水平進入金屬板間的電場。已知金屬板的板長是板間距離的倍，粒子質(zhì)量為m。忽略粒子所受的重力和場的邊緣效應(yīng)。（1）判斷帶電粒子的電性并求其所帶的電荷量q；（2）求金屬板的板間距離D和帶電粒子在時刻的速度大小v；（3）求從時刻開始到帶電粒子最終碰到上金屬板的過程中，電場力對粒子做的功W。19.（2024年湖南卷考題）14．如圖，有一內(nèi)半徑為2r、長為L的圓筒，左右端面圓心O′、O處各開有一小孔。以O(shè)為坐標原點，取O′O方向為x軸正方向建立xyz坐標系。在筒內(nèi)x≤0區(qū)域有一勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，方向沿x軸正方向；筒外x≥0區(qū)域有一勻強電場，場強大小為E，方向沿y軸正方向。一電子槍在O′處向圓筒內(nèi)多個方向發(fā)射電子，電子初速度方向均在xOy平面內(nèi)，且在x軸正方向的分速度大小均為v0。已知電子的質(zhì)量為m、電量為e，設(shè)電子始終未與筒壁碰撞，不計電子之間的相互作用及電子的重力。（1）若所有電子均能經(jīng)過O進入電場，求磁感應(yīng)強度B的最小值；（2）?。?）問中最小的磁感應(yīng)強度B，若進入磁場中電子的速度方向與x軸正方向最大夾角為θ，求tanθ的絕對值；（3）?。?）問中最小的磁感應(yīng)強度B，求電子在電場中運動時y軸正方向的最大位移。20.(2024年遼寧卷考題)15.現(xiàn)代粒子加速器常用電磁場控制粒子團的運動及尺度。簡化模型如圖：Ⅰ、Ⅱ區(qū)寬度均為L，存在垂直于紙面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度等大反向；Ⅲ、Ⅳ區(qū)為電場區(qū)，Ⅳ區(qū)電場足夠?qū)?，各區(qū)邊界均垂直于x軸，O為坐標原點。甲、乙為粒子團中的兩個電荷量均為＋q，質(zhì)量均為m的粒子。如圖，甲、乙平行于x軸向右運動，先后射入Ⅰ區(qū)時速度大小分別為和。甲到P點時，乙剛好射入Ⅰ區(qū)。乙經(jīng)過Ⅰ區(qū)的速度偏轉(zhuǎn)角為30°，甲到O點時，乙恰好到P點。已知Ⅲ區(qū)存在沿＋x方向的勻強電場，電場強度大小。不計粒子重力及粒子間相互作用，忽略邊界效應(yīng)及變化的電場產(chǎn)生的磁場。（1）求磁感應(yīng)強度的大小B；（2）求Ⅲ區(qū)寬度d；（3）Ⅳ區(qū)x軸上的電場方向沿x軸，電場強度E隨時間t、位置坐標x的變化關(guān)系為，其中常系數(shù)，已知、k未知，取甲經(jīng)過O點時。已知甲在Ⅳ區(qū)始終做勻速直線運動，設(shè)乙在Ⅳ區(qū)受到的電場力大小為F，甲、乙間距為Δx，求乙追上甲前F與Δx間的關(guān)系式（不要求寫出Δx的取值范圍）21.(2024浙江1月考題)22.類似光學中的反射和折射現(xiàn)象，用磁場或電場調(diào)控也能實現(xiàn)質(zhì)子束的“反射”和“折射”。如圖所示，在豎直平面內(nèi)有三個平行區(qū)域Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ；Ⅰ區(qū)寬度為d，存在磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直平面向外的勻強磁場，Ⅱ區(qū)的寬度很小。Ⅰ區(qū)和Ⅲ區(qū)電勢處處相等，分別為和，其電勢差。一束質(zhì)量為m、電荷量為e的質(zhì)子從O點以入射角射向Ⅰ區(qū)，在P點以出射角射出，實現(xiàn)“反射”；質(zhì)子束從P點以入射角射入Ⅱ區(qū)，經(jīng)Ⅱ區(qū)“折射”進入Ⅲ區(qū)，其出射方向與法線夾角為“折射”角。已知質(zhì)子僅在平面內(nèi)運動，單位時間發(fā)射的質(zhì)子數(shù)為N，初速度為，不計質(zhì)子重力，不考慮質(zhì)子間相互作用以及質(zhì)子對磁場和電勢分布的影響。（1）若不同角度射向磁場的質(zhì)子都能實現(xiàn)“反射”，求d的最小值；（2）若，求“折射率”n（入射角正弦與折射角正弦的比值）（3）計算說明如何調(diào)控電場，實現(xiàn)質(zhì)子束從P點進入Ⅱ區(qū)發(fā)生“全反射”（即質(zhì)子束全部返回Ⅰ區(qū)）（4）在P點下方距離處水平放置一長為的探測板（Q在P的正下方），長為，質(zhì)子打在探測板上即被吸收中和。若還有另一相同質(zhì)子束，與原質(zhì)子束關(guān)于法線左右對稱，同時從O點射入Ⅰ區(qū)，且，求探測板受到豎直方向力F的大小與U之間的關(guān)系。一、單項選擇題1．（2024·青?！つM預(yù)測）如圖所示，虛線圓的半徑為R，O是圓心，CD是圓的一條直徑，A、B是圓周上的兩點，把帶電荷量相等的正、負點電荷分別置于A、B兩點，已知∠AOC=∠BOC=30°，O點的電場強度大小為E0，靜電力常量為k，，下列說法正確的是（）A．C點的電場強度為0B．A點的點電荷在O點產(chǎn)生的電場強度大小為E0C．兩個點電荷的電荷量均為D．B點的點電荷在D點產(chǎn)生的電場強度大小為2．（2024·廣西·二模）如圖所示，真空中水平直線上的、兩點分別固定正點電荷A、B，點電荷A、B的電荷量之比為，abcd為正方形，且對角線bd與ac相交于點，已知點電荷B在a點產(chǎn)生的電場強度大小為，a到的距離為a到距離的3倍。下列說法正確的是（）A．b、d兩點的電場強度相同B．電子在d點的電勢能大于在c點的電勢能C．a(chǎn)點的電場強度大小為D．c點的電場強度大小為【答案】D3．（2024·湖南·三模）如圖所示，真空中有四個點電荷分別固定在A、B、C、D四點，O為AB的中點，若O點的電場強度為零，已知A、C兩點放置的點電荷均為，則B、D兩個點電荷的電荷量分別為（）A．， B．，C．， D．，4．（2024·河北張家口·三模）如圖所示，x軸上位于處固定一正點電荷，電荷量為，坐標原點O處固定一負點電荷，電荷量為，A為x軸上一點，其坐標為d．規(guī)定無窮遠處電勢為零，已知真空中點電荷周圍電勢滿足，其中Q為點電荷的電荷量，r為該點到點電荷的距離。下列說法正確的是（）A．A點的電場強度和電勢均為0B．x軸上在的區(qū)域A點電勢最高C．在處，由靜止釋放一負點電荷，其將做往復(fù)運動D．在緊臨A點右側(cè)由靜止釋放一個正電荷，其將做加速度減小的加速運動5．（2024·山西·模擬預(yù)測）如圖所示，D是一支理想二極管（正向電阻為零，可視為短路；反向電阻無窮大，可視為斷路），C是極板水平放置的平行板電容器，初始時不帶電。當S接1且穩(wěn)定后，處于兩極板間P點的一帶電油滴能保持靜止狀態(tài)。下列說法正確的是（）A．保持S接1，減小C兩極板的正對面積，油滴會向上移動B．保持S接1，將C的下極板上移，油滴會向下移動C．將S從1擲到2，油滴將向下運動D．將S從1擲到2，同時將下極板上移，油滴將向下運動6．（2024·河北·三模）一帶正電粒子在電場中僅受靜電力作用，做初速度為零的直線運動，取該直線為x軸，起始點O為坐標原點，其電勢能與位移x的關(guān)系如圖所示，電場的電勢用表示，電場強度用E表示，粒子的動能用表示，則四個選項中合理的是（）A．B．C． D．7．（2024·北京大興·三模）如圖所示，是兩個電荷的電場線分布，圖中P、Q兩點關(guān)于兩電荷連線對稱。由圖可知（）A．兩電荷是等量同種電荷B．兩電荷是等量異種電荷C．P點和Q點電場強度相同D．若將一負電荷從M點移動到N點，該負電荷電勢能增加8．（2024·湖北武漢·二模）如圖所示，立方體的A、B、G、H四個頂點各固定著一個帶正電的點電荷，電荷量相同，O點是立方體的中心。現(xiàn)將處于在A點的點電荷沿著AO連線向O點移動，在這的過程中，下列說法正確的是（）A．O點的電場強度減小B．E點的電勢先增大后減小C．C點的電勢先增大后減小D．B點的電荷受到的電場力減小9．（2024·山東泰安·三模）如圖所示，真空中正四面體的四個頂點上分別固定著一個點電荷，其中兩個為正點電荷，另外兩個為負點電荷，點電荷的電荷量均相等，O為正四面體的中心，a、b、c、d為4個棱的中點，下列說法正確的是（）A．中心O處的電場強度為0B．b點和d點的電勢相等C．a(chǎn)點與c點的電場強度相同D．a(chǎn)點與c點的電勢相等10．（2024·山東青島·三模）如圖，絕緣豎直圓環(huán)上均勻分布著正電荷，軸為圓環(huán)軸線，光滑細桿位于圓環(huán)軸線上，桿上套有帶正電小球。時將小球從圓環(huán)右側(cè)點由靜止釋放，則小球運動的速度隨時間變化關(guān)系圖像及軸上電勢與坐標的關(guān)系圖像可能正確的是（）A． B．C． D．11．（2024·福建南平·三模）如圖，一對金屬板水平放置，間距足夠大，極板間的電壓為U，在金屬板右側(cè)有一豎直屏。一不計重力的帶電粒子從兩板中央以水平速度入射，入射方向的延長線與屏的交點為O點，粒子打在屏上的位置與O點的距離為y。將U變?yōu)?.5U，變?yōu)?，保持其他條件不變，粒子打在屏上的位置與O點的距離將變?yōu)椋ǎ〢．4y B．2y C．y D．0.5y12．（2024·山西太原·三模）示波器可以用來觀察電信號隨時間變化的情況，偏轉(zhuǎn)電極上加的是待測信號電壓，偏轉(zhuǎn)電極接入儀器自身產(chǎn)生的鋸齒形掃描電壓。若調(diào)節(jié)掃描電壓周期與信號電壓周期相同，在熒光屏上可得到待測信號在一個周期內(nèi)隨時間變化的穩(wěn)定圖像。下列說法正確的是（

）A．電子在示波管內(nèi)做類平拋運動B．待測信號電壓不會改變電子的動能C．若熒光屏上恰好只出現(xiàn)一個周期內(nèi)的正弦圖像，說明待測信號隨時間按正弦規(guī)律變化D．若熒光屏上恰好只出現(xiàn)一個周期內(nèi)的正弦圖像，把掃描電壓的周期變?yōu)樵瓉淼囊话?，熒光屏上會出現(xiàn)兩個周期內(nèi)的正弦圖像二、多選題13．（2024·河北·二模）虛線間存在如圖所示的電場，虛線左側(cè)的勻強電場與水平虛線間的夾角為，一比荷為k的帶正電的粒子由水平虛線上的A點靜止釋放，經(jīng)過一段時間由豎直虛線的B（圖中未畫出）點進入虛線右側(cè)豎直向下的勻強電場（未知），最終粒子由水平虛線的C（圖中未畫出）點離開電場，離開電場瞬間的速度與水平虛線的夾角為。已知、電場強度，不計粒子的重力，，。則下列說法正確的是（）A． B．C．粒子由A到C的時間為 D．A、C兩點的電勢差為14．（2024·山東濟寧·三模）如圖所示為一電子透鏡內(nèi)電場線的分布情況，正中間的一條電場線為直線，其他電場線關(guān)于其對稱分布，a、b、c、d為電場中的四個點，其中b、d兩點關(guān)于中間電場線對稱，虛線為一電子僅在電場力作用下從a運動到b的軌跡。下列說法正確的是（）A．四點電勢大小關(guān)系為B．b、d兩點間連線為等勢線，且兩點電場強度大小相等C．電子從a到b電場力做負功，電勢能增大D．若從c點由靜止釋放一電子，其運動軌跡將與圖中c、b兩點間的電場線重合15．（2024·青海西寧·二模）如圖所示，真空中a、b兩點分別固定電荷量為、的點電荷，以a、b連線中點O為圓心的圓與a、b連線的中垂線cd交于K點。圓上的四個點M、N、Q、P為矩形的四個頂點，且MP平行于cd。則下列說法正確的是（）A．M、Q兩點電場強度相同B．P、N兩點電勢相等C．電性為負的試探電荷位于K點時的電勢能大于其位于M點時的電勢能D．電性為正的試探電荷（不計重力）沿OK方向以一定的速度射出，該電荷將做勻速直線運動16．（2024·廣東深圳·二模）如圖所示，在傾角為0的足夠長的絕緣光滑斜面底端，靜止放置質(zhì)量為m、帶電量q（）的物體。加上沿著斜面方向的電場，物體沿斜面向上運動。物體運動過程中的機械能E與其位移x的關(guān)系圖像如圖所示，其中OA為直線，AB為曲線，BC為平行于橫軸的直線，重力加速度為g，不計空氣阻力（）A．過程中，電場強度的大小恒為B．過程中，物體電勢降低了C．過程中，物體加速度的大小先變小后變大D．過程中，電場強度為零17．（2024·四川遂寧·三模）如圖所示的坐標系中，x軸水平向右，質(zhì)量為m=0.5kg、帶電量為q=＋10-4C的小球從坐標原點O處，以初速度v0=m/s斜向右上方拋出，進入斜向右上方場強為E=5×104V/m的勻強電場中，E與x軸正方向的夾角為30°，v0與E的夾角為30°，重力加速度取10m/s2，下列說法正確的是（）A．小球的加速度的大小為m/s2B．小球的加速度的大小為10m/s2C．若小球能運動到x軸上的P點，則小球在P點的速度大小為m/sD．O、P兩點間的電勢差為V18．（2024·山東東營·二模）如圖所示，在地面上方的水平勻強電場中，一個質(zhì)量為m、電荷量為的小球，系在一根長為d的絕緣細線一端，可