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

專題強(qiáng)化練（十）電場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)度大小為￡、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)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(chǎng)方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng),不計(jì)空氣阻力，其加速度大小為"紇物

m

體運(yùn)動(dòng)距離S時(shí)速度變?yōu)榱恪t在此過(guò)程中（）

A.物體克服靜電力做功0.6qEs

B.物體的電勢(shì)能增加了qEs

C.物體的重力勢(shì)能增加了qEs

D.物體的動(dòng)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(xì)桿過(guò)圓心且沿垂直圓環(huán)平面方向穿過(guò)圓環(huán)，細(xì)桿上套有一個(gè)帶正電的小環(huán)，小

環(huán)從Z點(diǎn)由靜止釋放，沿細(xì)桿運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)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(shì)能逐漸增加

D.小環(huán)的動(dòng)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(diǎn)0建立坐標(biāo)軸x,軸上各點(diǎn)電勢(shì)夕隨

x變化如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）

A.球帶正電荷

B.球心處電場(chǎng)強(qiáng)度最大

C.Z、8兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同

D.一帶負(fù)電的試探電荷在5點(diǎn)的電勢(shì)能比在C點(diǎn)的電勢(shì)能大

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

動(dòng)淇VI圖像如圖所示。粒子在/時(shí)刻運(yùn)動(dòng)到8點(diǎn),37時(shí)刻運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，以下判斷正確的是（）

A.Z、B、C三點(diǎn)中8點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大

B.4B、C三點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系一定為0戶夕心歡

C.粒子從/點(diǎn)經(jīng)8點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功

D.粒子從/點(diǎn)經(jīng)5點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),電勢(shì)能先增加后減少

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

電場(chǎng)中,x軸上的電勢(shì)9隨x變化的圖像如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）

A.X3處電勢(shì)夕最高，電場(chǎng)強(qiáng)度最大

B.0i帶正電,02帶負(fù)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(dòng)到x2處，電勢(shì)能增加

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

在它們連線上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度隨x變化關(guān)系如圖所示，沿x軸正方向電場(chǎng)強(qiáng)度E為正，以下判斷中

正確的是（）

A.點(diǎn)電荷M、N一定為同種電荷

B.點(diǎn)電荷M、N所帶電荷量的絕對(duì)值之比為4：1

C.把一個(gè)檢驗(yàn)電荷由Xi位置靜止釋放，其加速度一直減小

D.把一個(gè)正檢驗(yàn)電荷由X3=a的位置靜止釋放，其電勢(shì)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(fù)電荷的小滑塊，在x=lm處以初速度vo=gm/s

沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)。小滑塊的質(zhì)量為機(jī)=2kg、帶電荷量為q=-0.1C,可視為質(zhì)點(diǎn)。整個(gè)區(qū)域存

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

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

（）

A.x=lm處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為20V/m

B.滑塊向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，加速度先增大后減小

C.滑塊運(yùn)動(dòng)至x=3m處時(shí)，速度大小為2m/s

D.若滑塊恰好到達(dá)x=5m處，則該處的電勢(shì)為50V

二、計(jì)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(diǎn),C為最低點(diǎn),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(zhǎng)為￡=5凡整個(gè)軌道處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)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(gè)質(zhì)量為機(jī)、帶電荷量為+q的小物塊尸從Z點(diǎn)無(wú)初速度釋放，小物塊尸與48

之間的動(dòng)摩擦因麴/=0.25,電場(chǎng)強(qiáng)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(guò)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小;

(2)小物塊第一次從。點(diǎn)飛出后上升的最大高度;

(3)小物塊在直線軌道Z8上運(yùn)動(dòng)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(biāo)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(shì)夕與位置x之

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

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

即向右運(yùn)動(dòng)（假設(shè)此帶電物塊不影響原電場(chǎng)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(dòng)摩擦因數(shù)〃為多大，才能使小物塊恰好到達(dá)x=22處?

⑶若小物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)『著%小物塊運(yùn)動(dòng)到何處時(shí)速度最大?

解析版

一、選擇題

1.（6分）如圖所示，在電場(chǎng)強(qiáng)度大小為￡、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)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(chǎng)方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng),不計(jì)空氣阻力，其加速度大小為"紇物

m

體運(yùn)動(dòng)距離S時(shí)速度變?yōu)榱?。則在此過(guò)程中（）

E

mq

A.物體克服靜電力做功G6qEs

B.物體的電勢(shì)能增加了qEs

C.物體的重力勢(shì)能增加了qEs

D.物體的動(dòng)能減少了0.6qEs

【解析】選D。由于物體所受靜電力和運(yùn)動(dòng)方向相同，故靜電力做正功,竹￡?，故A錯(cuò)誤;靜電

力做正功，電勢(shì)能減小，物體的電勢(shì)能減小了qEs,故B錯(cuò)誤;重力做功科G=*gs,重力做負(fù)功，重力

勢(shì)能增力口，又由題可知"g=L6q￡,所以重力勢(shì)能增加了1.6q￡s,故C錯(cuò)誤;物體做減速運(yùn)動(dòng)，所受

合外力做負(fù)功，動(dòng)能減小，由動(dòng)能定理得:A￡k=E合5=-切0?=-0.6￡?,所以物體的動(dòng)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(xì)桿過(guò)圓心且沿垂直圓環(huán)平面方向穿過(guò)圓環(huán)，細(xì)桿上套有一個(gè)帶正電的小環(huán)，小

環(huán)從Z點(diǎn)由靜止釋放，沿細(xì)桿運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法一定正確的是（）

+

+1

4-1

+\

+

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(shì)能逐漸增加

D.小環(huán)的動(dòng)能逐漸增加

【解析】選D。。點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零，由。點(diǎn)向右電場(chǎng)強(qiáng)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(cuò)誤;小環(huán)從Z點(diǎn)由靜止釋放，沿細(xì)桿向右運(yùn)動(dòng)，加速度方向一直向右,B錯(cuò)誤;

靜電力對(duì)小環(huán)一直做正功，電勢(shì)能逐漸減少，動(dòng)能逐漸增加,C錯(cuò)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(diǎn)。建立坐標(biāo)軸x,軸上各點(diǎn)電勢(shì)夕隨

X變化如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）

A.球帶正電荷

B.球心處電場(chǎng)強(qiáng)度最大

C.Z、6兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同

D.一帶負(fù)電的試探電荷在8點(diǎn)的電勢(shì)能比在C點(diǎn)的電勢(shì)能大

【解析】選D。從球出發(fā)向兩側(cè)電勢(shì)升高，而沿著電場(chǎng)線電勢(shì)降低，故球帶負(fù)電荷,A錯(cuò)誤;球是

等勢(shì)體，故內(nèi)部任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零，故電場(chǎng)強(qiáng)度為零,B錯(cuò)誤M點(diǎn)與5點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小

相等，但方向相反。錯(cuò)誤;從5到C,電勢(shì)升高，根據(jù)與="負(fù)電荷在3點(diǎn)的電勢(shì)能比在C點(diǎn)的電

勢(shì)能大,D正確。

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

動(dòng)淇V-/圖像如圖所示。粒子在/時(shí)刻運(yùn)動(dòng)到8點(diǎn),3%時(shí)刻運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)，以下判斷正確的是（）

A.Z、B、C三點(diǎn)中8點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大

B.4B、。三點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系一定為夕戶夕心歡

C.粒子從A點(diǎn)、經(jīng)B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功

D.粒子從Z點(diǎn)經(jīng)8點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),電勢(shì)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(diǎn)的加速度最大，所以5點(diǎn)電場(chǎng)

強(qiáng)度最大,A正確;因?yàn)椴恢缼щ娏Ｗ拥碾娦?，所以無(wú)法判斷電勢(shì)的關(guān)系,B錯(cuò)誤;由圖像可知,

動(dòng)能先減小后增大，所以電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功，根據(jù)能量守恒定律可知，電勢(shì)能先增加后減

少,C錯(cuò)誤,D正確。

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

電場(chǎng)中,X軸上的電勢(shì)e隨X變化的圖像如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）

A.X3處電勢(shì)夕最高,電場(chǎng)強(qiáng)度最大

B.Qi帶正電,02帶負(fù)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(dòng)到X2處，電勢(shì)能增加

【解析】選B、Do°-x圖像的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度，所以由題圖可知X3處電勢(shì)9最高，電場(chǎng)強(qiáng)度

最小為0,則A錯(cuò)誤;由于沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，則0?期電場(chǎng)線方向指向x軸的負(fù)方

向,X3?+8電場(chǎng)線方向指向X軸的正方向,并且在X3處電勢(shì)9最高，電場(chǎng)強(qiáng)度最小為0,根據(jù)點(diǎn)電荷

電場(chǎng)強(qiáng)度公式￡=筆，由近小遠(yuǎn)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(fù)電，所以B正確,C錯(cuò)誤;電子從xi處沿x軸移動(dòng)到雙處,靜電力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，所以D正

確。

6.（6分）（多選）真空中相距為3a的兩個(gè)點(diǎn)電荷Af、N,分別固定于x軸上xi=0和X2=3a的兩點(diǎn)上,

在它們連線上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度隨x變化關(guān)系如圖所示，沿x軸正方向電場(chǎng)強(qiáng)度E為正，以下判斷中

正確的是（）

A.點(diǎn)電荷河、N一定為同種電荷

B.點(diǎn)電荷m、N所帶電荷量的絕對(duì)值之比為4：1

C.把一個(gè)檢驗(yàn)電荷由方位置靜止釋放，其加速度一直減小

D.把一個(gè)正檢驗(yàn)電荷由X3=a的位置靜止釋放，其電勢(shì)能一直減小

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

值），結(jié)合點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度特征可知，點(diǎn)電荷一定為同種電荷，兩點(diǎn)電荷在x=2a處的電場(chǎng)

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

一個(gè)檢驗(yàn)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(cuò)誤;把一個(gè)正檢驗(yàn)電荷由羽=。的位置靜止釋放，向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電場(chǎng)力先做正功

再做負(fù)功，其電勢(shì)能先減小后增大,D錯(cuò)誤。

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

沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)。小滑塊的質(zhì)量為機(jī)=2kg、帶電荷量為q=-0.1C,可視為質(zhì)點(diǎn)。整個(gè)區(qū)域存

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

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

（）

A.x=lm處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為20V/m

B.滑塊向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，加速度先增大后減小

C.滑塊運(yùn)動(dòng)至x=3m處時(shí)，速度大小為2m/s

D.若滑塊恰好到達(dá)x=5m處，則該處的電勢(shì)為50V

【解析】選C。Ep-x圖像斜率的絕對(duì)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(xiàng)A錯(cuò)誤;滑塊向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，靜電力先減小后

增大，則加速度先減小后增大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤;滑塊從x=

1m的位置運(yùn)動(dòng)至x=3m處時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理有1丫2-3%2=少電用^-AEp-lJ,解得速度大小

為v=2m/s,選項(xiàng)C正確;若滑塊恰好到達(dá)x=5m處，則]詔=-

沙電，=Ep2-Epi,其中￡pi=2J,解得滑塊的電勢(shì)能與2=5J,該處的電勢(shì)為0&4

CJ-U.1

V=-50V,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

二、計(jì)算題

8.(12分X2023?鶴崗模擬)如圖所示,放置在豎直平面內(nèi)的粗糙直線軌道與光滑圓弧軌道

BCD相切于B點(diǎn)為最低點(diǎn),圓心角N8OC=37。,線段0C垂直于圓弧軌道半徑為火，直線

軌道Z5長(zhǎng)為￡=5且整個(gè)軌道處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度方向平行于軌道所在的平面且垂直于

直線?！，F(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小物塊尸從Z點(diǎn)無(wú)初速度釋放，小物塊尸與48

之間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.25,電場(chǎng)強(qiáng)度大小￡金絲聞1137。=0.6,337。=0.8,重力加速度為鄉(xiāng)忽略空氣

q

阻力。求：

(1)小物塊第一次通過(guò)。點(diǎn)時(shí)對(duì)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(diǎn)第一次到C點(diǎn)的過(guò)程,

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

在。點(diǎn)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(shí)小物塊對(duì)軌道的壓力大小是10.8mgo

(2)小物塊第一次從。點(diǎn)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(guò)程，由動(dòng)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(dá)。點(diǎn)后以速度VD1逆著電場(chǎng)線方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，

由動(dòng)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(yùn)動(dòng)的總路程。

答案:（3）157?

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

由功能關(guān)系知（qE+機(jī)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(diǎn)：

（1）小物塊從Z點(diǎn)到第一次到C點(diǎn)的過(guò)程，利用動(dòng)能定理、牛頓第二定律方程式求解；

（2）小物塊第一次到達(dá)D點(diǎn)后以速度voi逆著電場(chǎng)方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理可求最

大高度；

（3）小物塊到達(dá)8點(diǎn)的速度為零后，小物塊就在圓弧軌道上做往復(fù)圓周運(yùn)動(dòng)。

9.（16分）絕緣粗糙的水平面上相距為6