電場性質(zhì)的綜合應(yīng)用（含解析）-2025年高考物理復(fù)習(xí)強化練

專題強化練（十）電場性質(zhì)的綜合應(yīng)用

（40分鐘70分）

一、選擇題

1.（6分）如圖所示，在電場強度大小為E、方向豎直向上的勻強電場中，一質(zhì)量為機、帶電荷量為

+q的物體，以某一初速度沿電場方向做勻減速直線運動，不計空氣阻力,其加速度大小為”再，物

m

體運動距離S時速度變?yōu)榱?。則在此過程中（）

A.物體克服靜電力做功0.6qEs

B.物體的電勢能增加了qEs

C.物體的重力勢能增加了qEs

D.物體的動能減少了0.6qEs

2.（6分）（2023?深圳模擬）如圖所示，有一豎直固定放置的絕緣圓環(huán)，圓環(huán)上均勻分布著正電荷，一

固定絕緣光滑細桿過圓心且沿垂直圓環(huán)平面方向穿過圓環(huán)，細桿上套有一個帶正電的小環(huán)，小

環(huán)從Z點由靜止釋放，沿細桿運動。下列說法一定正確的是（）

A.小環(huán)所受靜電力逐漸變小

B.小環(huán)的加速度先向右后向左

C.小環(huán)的電勢能逐漸增加

D.小環(huán)的動能逐漸增加

3.（6分）（2023?贛州模擬）帶電小球的半徑為民以球心為原點0建立坐標軸x,軸上各點電勢夕隨

x變化如圖所示，下列說法正確的是（）

A.球帶正電荷

B.球心處電場強度最大

C.Z、8兩點電場強度相同

D.一帶負電的試探電荷在5點的電勢能比在C點的電勢能大

4.（6分）（多選）（2023?張掖模擬）一帶電粒子僅在電場力作用下從Z點開始以初速度叫做直線運

動淇VI圖像如圖所示。粒子在/時刻運動到8點,37時刻運動到C點，以下判斷正確的是（）

A.Z、B、C三點中8點的電場強度最大

B.4B、C三點的電勢關(guān)系一定為0戶夕心歡

C.粒子從/點經(jīng)8點運動到C點，電場力先做正功后做負功

D.粒子從/點經(jīng)5點運動到C點,電勢能先增加后減少

5.（6分）（多選）在X軸上分別固定兩個點電荷01、02,02位于坐標原點。處，兩點電荷形成的靜

電場中,x軸上的電勢9隨x變化的圖像如圖所示，下列說法正確的是（）

A.X3處電勢夕最高，電場強度最大

B.0i帶正電,Q帶負電

C.0i的電荷量小于02的電荷量

D.電子從XI處沿x軸移動到x2處，電勢能增加

6.（6分）（多選）真空中相距為3a的兩個點電荷M、N,分別固定于x軸上xi=O和&=3。的兩點上,

在它們連線上各點電場強度隨x變化關(guān)系如圖所示，沿x軸正方向電場強度E為正，以下判斷中

正確的是（）

A.點電荷M、N一定為同種電荷

B.點電荷/、N所帶電荷量的絕對值之比為4：1

C.把一個檢驗電荷由Xi位置靜止釋放，其加速度一直減小

D.把一個正檢驗電荷由X3=a的位置靜止釋放，其電勢能一直減小

7.（6分）如圖甲所示,光滑絕緣水平面上有一帶負電荷的小滑塊，在x=lm處以初速度m/s

沿x軸正方向運動。小滑塊的質(zhì)量為機=2kg、帶電荷量為q=-0.1C,可視為質(zhì)點。整個區(qū)域存

在沿水平方向的電場，圖乙是滑塊電勢能耳隨位置x變化的部分圖像,尸點是圖線的最低點，虛

線Z8是圖像在x=lm處的切線，并且Z8經(jīng)過（0,3）和（3,0）兩點,g=10m/s2。下列說法正確的是

（）

A.x=lm處的電場強度大小為20V/m

B.滑塊向右運動過程中，加速度先增大后減小

C.滑塊運動至x=3m處時，速度大小為2m/s

D.若滑塊恰好到達x=5m處，則該處的電勢為50V

二、計算題

8.(12分)(2023?鶴崗模擬)如圖所示,放置在豎直平面內(nèi)的粗糙直線軌道Z5與光滑圓弧軌道

BCD相切于B點,C為最低點,圓心角N50O37。,線段OC垂直于0。,圓弧軌道半徑為凡直線

軌道N3長為￡=5凡整個軌道處于勻強電場中，電場強度方向平行于軌道所在的平面且垂直于

直線0。,現(xiàn)有一個質(zhì)量為機、帶電荷量為+q的小物塊尸從Z點無初速度釋放，小物塊尸與48

之間的動摩擦因麴/=0.25,電場強度大小E=^,sin37o=0.6,cos37o=0.8,重力加速度為g,忽略空氣

q

阻力。求：

(1)小物塊第一次通過C點時對軌道的壓力大小;

(2)小物塊第一次從。點飛出后上升的最大高度;

(3)小物塊在直線軌道Z8上運動的總路程。

9.(16分)絕緣粗糙的水平面上相距為6心的48兩處分別固定電荷量不等的正電荷，兩電荷的

位置坐標如圖甲所示，已知A處電荷的電荷量為+。,圖乙是A,B連線之間的電勢夕與位置x之

間的關(guān)系圖像，圖中x=L處對應(yīng)圖線的最低點k-2上處的縱坐標夕=20okZL處的縱坐標夕=1e0,

若在x=-2￡處的C點由靜止釋放一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電物塊（可視為質(zhì)點）,物塊隨

即向右運動（假設(shè)此帶電物塊不影響原電場分布），求：

⑴固定在8處的電荷的電荷量0瓦

⑵小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)〃為多大，才能使小物塊恰好到達x=22處?

⑶若小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)『著%小物塊運動到何處時速度最大?

解析版

一、選擇題

1.（6分）如圖所示，在電場強度大小為￡、方向豎直向上的勻強電場中，一質(zhì)量為小帶電荷量為

+q的物體，以某一初速度沿電場方向做勻減速直線運動,不計空氣阻力，其加速度大小為"強,物

m

體運動距離S時速度變?yōu)榱恪t在此過程中（）

E

mq

A.物體克服靜電力做功G6qEs

B.物體的電勢能增加了qEs

C.物體的重力勢能增加了qEs

D.物體的動能減少了0.6qEs

【解析】選D。由于物體所受靜電力和運動方向相同，故靜電力做正功,竹￡?，故A錯誤;靜電

力做正功，電勢能減小，物體的電勢能減小了qEs,故B錯誤;重力做功科G=*gs,重力做負功，重力

勢能增力口，又由題可知"g=L6q￡,所以重力勢能增加了1.6q￡s,故C錯誤;物體做減速運動，所受

合外力做負功，動能減小，由動能定理得:A￡k=E合5=-切。5=-0.6￡?,所以物體的動能減少了

0.6qEs,故D正確。

2.（6分）（2023?深圳模擬）如圖所示，有一豎直固定放置的絕緣圓環(huán)，圓環(huán)上均勻分布著正電荷，一

固定絕緣光滑細桿過圓心且沿垂直圓環(huán)平面方向穿過圓環(huán)，細桿上套有一個帶正電的小環(huán)，小

環(huán)從Z點由靜止釋放，沿細桿運動。下列說法一定正確的是（）

A.小環(huán)所受靜電力逐漸變小

B.小環(huán)的加速度先向右后向左

C.小環(huán)的電勢能逐漸增加

D.小環(huán)的動能逐漸增加

【解析】選D。。點電場強度為零，由。點向右電場強度先變大后變小，小環(huán)所受靜電力可能

先變大后變小,A錯誤;小環(huán)從Z點由靜止釋放，沿細桿向右運動，加速度方向一直向右,B錯誤;

靜電力對小環(huán)一直做正功，電勢能逐漸減少，動能逐漸增加,C錯誤,D正確。

3.（6分）（2023?贛州模擬）帶電小球的半徑為反以球心為原點。建立坐標軸x,軸上各點電勢夕隨

X變化如圖所示，下列說法正確的是（）

A.球帶正電荷

B.球心處電場強度最大

C.Z、6兩點電場強度相同

D.一帶負電的試探電荷在8點的電勢能比在C點的電勢能大

【解析】選D。從球出發(fā)向兩側(cè)電勢升高，而沿著電場線電勢降低，故球帶負電荷,A錯誤;球是

等勢體，故內(nèi)部任意兩點間的電勢差為零，故電場強度為零,B錯誤點與5點的電場強度大小

相等，但方向相反。錯誤;從5到C,電勢升高，根據(jù)與="負電荷在3點的電勢能比在C點的電

勢能大,D正確。

4.（6分）（多選）（2023?張掖模擬）一帶電粒子僅在電場力作用下從2點開始以初速度-vo做直線運

動，其V-/圖像如圖所示。粒子在/時刻運動到5點,3%時刻運動到C點，以下判斷正確的是（）

A.Z、B、C三點中8點的電場強度最大

B.Z、B、。三點的電勢關(guān)系一定為夕B＞夕心歡

C.粒子從A點、經(jīng)B點運動到C點，電場力先做正功后做負功

D.粒子從幺點經(jīng)8點運動到C點,電勢能先增加后減少

【解析】選A、Do由圖可知,粒子的加速度先增大后減小,8點的加速度最大，所以5點電場

強度最大,A正確;因為不知道帶電粒子的電性，所以無法判斷電勢的關(guān)系,B錯誤;由圖像可知,

動能先減小后增大，所以電場力先做負功后做正功，根據(jù)能量守恒定律可知，電勢能先增加后減

少,C錯誤,D正確。

5.（6分）（多選）在X軸上分別固定兩個點電荷。1、。2,02位于坐標原點。處，兩點電荷形成的靜

電場中,X軸上的電勢e隨X變化的圖像如圖所示，下列說法正確的是（）

A.X3處電勢夕最高,電場強度最大

B.Qi帶正電,02帶負電

C.Qi的電荷量小于Q的電荷量

D.電子從XI處沿X軸移動到X2處，電勢能增加

【解析】選B、Do°-x圖像的斜率表示電場強度，所以由題圖可知X3處電勢9最高，電場強度

最小為0,則A錯誤;由于沿著電場線方向電勢逐漸降低，則0?期電場線方向指向x軸的負方

向,X3?+8電場線方向指向X軸的正方向,并且在X3處電勢9最高，電場強度最小為0,根據(jù)點電荷

電場強度公式￡=筆，由近小遠大規(guī)律可知,。1的電荷量大于Q的電荷量，并且?guī)д?。2帶

負電，所以B正確,C錯誤;電子從xi處沿x軸移動到雙處,靜電力做負功，電勢能增加，所以D正

確。

6.（6分）（多選）真空中相距為3a的兩個點電荷M、N,分別固定于x軸上xi=0和垃=3。的兩點上,

在它們連線上各點電場強度隨x變化關(guān)系如圖所示，沿x軸正方向電場強度E為正，以下判斷中

正確的是（）

A.點電荷河、N一定為同種電荷

B.點電荷m、N所帶電荷量的絕對值之比為4：1

C.把一個檢驗電荷由方位置靜止釋放，其加速度一直減小

D.把一個正檢驗電荷由X3=a的位置靜止釋放，其電勢能一直減小

【解析】選A、Box=2。處電場強度為零且左側(cè)電場強度向右（正值）、右側(cè)電場強度向左（負

值），結(jié)合點電荷的電場強度特征可知，點電荷一定為同種電荷，兩點電荷在x=2a處的電場

強度大小滿足崎再磴，解得念?A、B正確;由題圖可知點右側(cè)電場強度先減小再增大，故把

一個檢驗電荷（假設(shè)帶正電）由XI位置靜止釋放，根據(jù)牛頓第二定律可得處=3,其加速度先減

小再增大,C錯誤;把一個正檢驗電荷由羽=。的位置靜止釋放，向右運動過程中，電場力先做正功

再做負功，其電勢能先減小后增大,D錯誤。

7.（6分）如圖甲所示,光滑絕緣水平面上有一帶負電荷的小滑塊，在x=lm處以初速度vo=gm/s

沿x軸正方向運動。小滑塊的質(zhì)量為機=2kg、帶電荷量為q=-0.1C,可視為質(zhì)點。整個區(qū)域存

在沿水平方向的電場，圖乙是滑塊電勢能耳隨位置x變化的部分圖像,尸點是圖線的最低點，虛

線AB是圖像在x=lm處的切線，并且AB經(jīng)過（0,3）和（3,0）兩點,g=10m/s20下列說法正確的是

（）

A.x=lm處的電場強度大小為20V/m

B.滑塊向右運動過程中，加速度先增大后減小

C.滑塊運動至x=3m處時，速度大小為2m/s

D.若滑塊恰好到達x=5m處，則該處的電勢為50V

【解析】選C。Ep-x圖像斜率的絕對值表示滑塊所受靜電力的大小，所以滑塊在x=lm處所受

靜電力大小為F=A=1N,可得￡i=10V/m,選項A錯誤;滑塊向右運動過程中，靜電力先減小后

增大，則加速度先減小后增大，選項B錯誤;滑塊從x=

1m的位置運動至x=3m處時，根據(jù)動能定理有/，一3%2=少電，用電=-4￡/=1J,解得速度大小

為v=2m/s,選項C正確;若滑塊恰好到達x=5m處，則]詔=-

沙電，=Ep2-Epi,其中昂=2J,解得滑塊的電勢能與2=5J,該處的電勢為0&4

CJ-U.1

V=-50V,選項D錯誤。

二、計算題

8.(12分)(2023?鶴崗模擬)如圖所示,放置在豎直平面內(nèi)的粗糙直線軌道28與光滑圓弧軌道

BCD相切于B點，。為最低點，圓心角N8OC=37。,線段OC垂直于圓弧軌道半徑為R,直線

軌道Z8長為￡=5且整個軌道處于勻強電場中，電場強度方向平行于軌道所在的平面且垂直于

直線?！，F(xiàn)有一個質(zhì)量為機、帶電荷量為+q的小物塊尸從Z點無初速度釋放，小物塊尸與48

之間的動摩擦因數(shù)〃=0.25,電場強度大小￡=鱉國1137。=0.6,337。=0&重力加速度為澳忽略空氣

q

阻力。求：

(1)小物塊第一次通過。點時對軌道的壓力大小；

答案:(1)10.8掰g

【解析】(1)由幾何關(guān)系知，軌道Z8與水平面的夾角為37。,小物塊從幺點第一次到C點的過程,

由動能定理知：([￡+Mg)(￡sin37°+R-Rcos37°)-〃(qE+Mg)￡cos37°=17〃嶺「0

在。點由牛頓第二定律知:FN-qE-mgf等，聯(lián)立解得:人=10.8沖

由牛頓第三定律知此時小物塊對軌道的壓力大小是10.8mgo

(2)小物塊第一次從。點飛出后上升的最大高度；

答案:(2)1.27?

【解析】(2)小物塊從幺第一次到。的過程，由動能定理知

1o

(q￡+加g)(￡sin370-7?cos37°)-〃(q￡+加g)￡cos37°^^掰詔「0

小物塊第一次到達。點后以速度VD1逆著電場線方向做勻減速直線運動，

由動能定理知-(q￡+mg)Xmax=0-/7DM

聯(lián)立解得:Xmax=L2R。

(3)小物塊在直線軌道AB上運動的總路程。

答案:(3)157?

【解析】(3)分析可知小物塊到達3點的速度為零后，小物塊就在圓弧軌道上做往復(fù)圓周運動，

由功能關(guān)系知(qE+機g)￡sin37°=〃(qE+掰g)dcos37°,解得:d=15R。

【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下三點：

(1)小物塊從Z點到第一次到C點的過程，利用動能定理、牛頓第二定律方程式求解；

(2)小物塊第一次到達D點后以速度voi逆著電場方向做勻減速直線運動，根據(jù)動能定理可求最

大高度；

(3)小物塊到達8點的速度為零后，小物塊就在圓弧軌道上做往復(fù)圓周運動。

9.(16分)絕緣粗糙的水平面上相距為6￡的45兩處分別固定電荷量不等的正電荷，兩電荷的

位置坐標如圖甲所示，已知A處電荷的電荷量為+0,圖乙是A,B連線之間的電勢e與位置x之

間的關(guān)系圖像，圖中x=L處對應(yīng)圖線的最低點JX=-2￡處的縱坐標夕=2e0JX=2￡處的縱坐標e=|eO,

若在x=-2A處的C點由靜止釋放一個質(zhì)量為機、電荷量為+q的帶電物塊(可視為質(zhì)點),物塊隨

即向右運動(假設(shè)此帶電物塊不影響原電場分布)，求：

，。

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