2023年高考物理一模试题汇编全国通用10 电场（解析版）

专题io电场的性质

1、（2023•安徽省江南十校高三下学期联考）利用双电容法可测量电子比荷装置如图所示.在真空管

tn

中由阴极K发射出电子，其初速度为零，此电子被阴极K与阳极A间电场加速穿过屏障Dl上的小孔，然

后按顺序穿过电容器C∣、屏障D,上的小孔和电容器C2后射到荧光屏中心E,阳极与阴极间的加速电压为

u,分别在电容器c∣、G上加有完全相同的正弦交流电压，G、Cz之间的距离为/,在每个电子通过每个

电容器的极短时间里，电场可视作是恒定的。调节正弦交流电压频率为了时，电子束在荧光屏上的亮点仍

出现在中心E,下列说法正确的是（）

A.电子射到荧光屏中心E上的速度大小与成正比

B.电子经过电容器之间的距离/所用的时间必须是交流电压周期的整数倍

C.电子的比荷是刍=半∙（n=l,2,3）

mn~U

D.连续增大加速电压U,若连续两次观察到电子射到荧光屏中心E的加速电压分别是G和则电子的

【答案】ACD

【解析】A.电子经加速电压U加速，根据动能定理得

„ɪ2

eU——ιnv'

2

解得

V=手

Vm

电子经电容器CrC2过程中水平速度不变，故电子到达荧光屏E上的速度为

故A正确：

B.电子经电容器Cl后能穿过屏障D?上的小孔，说明电子在电容器CI中未发生偏转，即电子经过电容器Cl

时的偏转电压为0,随后电子经过电容器Cz并最终到达荧光屏，说明电子在电容器Cz中也未发生偏转，

即电子经过电容器C?时的偏转电压为0,又因为两个电容器加有完全相同的正弦交流电压，故电子经过两

电容器之间的距离/所用的时间必须是交流电压半周期的整数倍，故B错误；

C.根据以上分析，电子经过两电容器之间的距离/所用的时间为

T1

t=n=n.(〃=1,2,3,)

由

l=vt

联立可得

22

—e="—If；—I(,"—.1,2c,3°、)

mn^U

故C正确；

D.加速电压分别为q和生时，可分别得出

/产,/产2

VmVm

考虑到是连续两次观察到电子射到荧光屏中心E,故有

TI

t'f=3F

联立以匕三式可解得

故D正确。

故选ACDo

2、(2023•福建省龙岩市高三下学期3月质检)在4、B两点放置电荷量分别为+%和-%的点电荷，其形

成的电场线分布如图所示，C为4、B连线的中点，。是AB连线的中垂线上的另一点。则下列说法正确的

是()

A.ql<q2

B.C点的场强小于。点的场强

C.C点的电势等于0点的电势

D.若将另一负电荷从C点移到。点，电荷电势能增大

【答案】D

【解析】AB.根据电场线越密电场强度越大，由图可知，A点附近电场强度大于B点附近的电场强度，C

点的场强大于D点的场强，山点电荷场强公式E=4可知

r

q、＞%

故AB错误:

CD.根据电场线与等势面的关系，画出过C点的等势线，如图所示

根据沿电场线方向电势逐渐降低可知，C点的电势大于。点的电势，由耳=94可知，负电荷从C点移到

D点,电荷电势能增大，故C错误，D正确。

故选Do

3、（2023•辽宁省鞍山市高三下学期一模）如图所示，在光滑绝缘的水平面上固定两个等量正点电荷A和

B,。点为A8连线的中点，C、。为AB连线上关于0点对称的两个点，且CO=OD=L,一带负电的可视为

点电荷的小球以初速度V。从C点运动到。点，取无穷远处的电势9=0,以C点为坐标原点，向右为X轴的

正方向，下列关于电势夕、电场强度E、小球的电势能场及动能以随小球运动的位移X变化的图像，可能

正确的是（）

A∖B

@~•——•——•~©

COD

【答案】A

【解析】AC.从C点到。点，电场线方向先向右后向左，则电势先降低后升高，且电势都大于零，并关

于O点对称。小球带负电所以小球的电势能先增大后减小，小球在C、。两点处的电势能相同，故A正确，

C错误；

D.由于小球的电势能先增大后减小，在C、力两点处的电势能相同，山能量守恒定律得知，动能先减小

后增大，在C、。两点处的动能相同，故D错误；

B.设AC=BQ=r,点电荷A和B的电荷量大小为。，则当位移为X时，场强为

（r+x）2（r+2L-x）2

由数学知识得知E与X是非线性关系，图像是曲线，故B错误。

故选Ao

4、（2023•河北省新高考九师联盟高三下学期2月质检）如图所示，分别带均匀正电的三根绝缘棒A&

BC、C4构成正三角形，现测得正三角形的中心。点的电势为夕，场强的方向背离8,大小为£,当撤出

AB.BC,测得中心。点的电势为。。，场强的大小为4,规定无限远处电势为0,下列说法正确的是（）

A.撤去4C,则中心。点的场强大小为E+E。

B.撤去AC,则中心。点的电势为百强

C.AB在中心。点的场强大小为△要

D.AB在中心。点的电势为

【答案】A

【解析】A.根据对称性，AC在。点的场强Eo指向8点，三个棒状体都存在，。点的场强E的方向背离8,

可得A8与BC的带电量相等，AB与SC在。点的合场强（设大小为耳）背离B点，根据矢量的合成可得

解得

E[=E+EO

即撤去AC,中心。点的场强大小为E+E（>,故A正确；

B.设AB与BC在。点的电势为份，则有

%+So=S

解得

（P∖=（P-（Po

即撤去AC,中心。点的电势为e-%,故B错误；

C.AB、8C在中心O点的场强大小相等、方向成120角，可得AB在中心O点的场强大小等于E1,即E+E0,

故C错误；

D.AB,8C在中心。点的电势相等，可得AB在中心。点的电势为

（P\，一-

2-2

故D错误。

故选Ao

5、（2023•湖南省长沙市雅礼中学高三下学期第七次月考）如图所示，两个等量异种点电荷A、B固定

在同一条水平线上，电荷量分别为+Q和-Q。MN是水平放置的足够长的光滑绝缘细杆，细杆上套着一

个中间穿孔的小球P,其质量为加，电荷量为+4（可视为试探电荷，不影响电场的分布）。现将小球从

点电荷A的正下方。点由静止释放，到达点电荷B的正下方。点时，速度为2亚m/s，。为Co的中点。

则（）

[♦V-Q↑κ

‹<L

WC,O1»⅜

A.小球从C至。先做加速运动，后做减速运动

B,小球运动至。点时速度为2m∕s

C.小球最终可能返回至。点

D.小球在整个运动过程中的最终速度为2m∕s

【答案】BD

【解析】

A.根据等量异种点电荷的电场线分布，可知，两点电荷连线的中垂面是等势面，电势为0,正点电荷附

近电势大于0,负点电荷附近电势小于0,根据对称关系可得

Vc=—（PD=（P

其中

%>0,φo<Q

所以小球从C到。运动过程中，只有电场力做功，且由于电势降低，所以电势能减小，电场力做正功，小

球在做加速运动，所以A错误；

B.小球由C到Q,由动能定理得

12

wCD=uCDiJ=2mV

2Cqφ--1mv2=4），”

则由C到。，由动能定理可得

12

wco=UCoq=5加%-

12

qφ--mvo

所以B正确；

C.小球在运动过程中，只有电场力做功，所以动能和电势能之和为定值，根据等量异种电荷的电场特点

知道，。点右边的电势小于零，虽然过了。点，电场力对小球要做负功，但。点与右边无穷远处的电势差

小于C。之间的电势差，所以克服电场力做的功小于从C到D电场力做的功，所以小球速度不可能为零,

会一直向右运动下去，不会返回，故C错误：

D.小球从。到无穷远处，电场力做功为0,由能量守恒可知，动能变化量也是0,即无穷远处速度为

v=vo=2m∕s

所以D正确。

故选：BD,

6、（2023•山东省潍坊市高三下学期一模）空间中“、b、c、"四点位于正四面体的四个顶点，〃?、〃两点

分别必是和Cd的中点。在。、6两点分别固定等量正电荷，正四面体对电场分布没有影响。下列说法正确

的是（）

A.“1、〃两点的电势相等

B.c、”两点的电场强度相同

C.带正电的试探电荷从C点沿Cm移动到机点，试探电荷的电势能减小

D.带负电的试探电荷从C点沿Cd移动到“点，试探电荷的电势能先减少后增加

【答案】D

【解析】A.根据题意可知，等量同种电荷的等势面分布图，如图所示

由沿电场线方向，电势逐渐降低可知，离两个点电荷的距离越远电势越低，由于〃点离两个点电荷的距离

大于加点离两个点电荷的距离，则有

φm><P,,

故A错误；

BD.c、d两点离两个点电荷的距离相等，由对•称性可知，c、4两点电势相等，电场强度的大小相等，但

方向不同，由于"点离两个点电荷的距离小于c、d两点离两个点电荷的距离，则有

（P<=（Pa<（Pn

由Ell=N可知，带负电的试探电荷从C点沿M移动到d点，试探电荷的电势能先减少后增加，故B错误,

D正确;

C.由于C点离两个点电荷的距离大于机点离两个点电荷的距离，则有

ff

Pe<Pm

则带正电的试探电荷从C点沿5移动到，"点，试探电荷的电势能增加，故C错误。

故选D。

7、（2023•湖北省华中师大新高考联盟高三下学期一模）空间中存在着垂直于纸面向里的匀强磁场B和沿

着纸面竖直向下的匀强电场E。一带电的轻质小球以初速度%=与2F沿着纸面水平向右射出。使用频闪照相,

D

记录下小球的频闪照片如图所示，小球重力忽略不计。下列说法正确的是（）

A.小球一定带正电

B.小球在轨迹最高点所受合外力为零

C.小球从水平射出到轨迹最高点的过程中，电势能增大

D.小球从第一次轨迹最高点到第二次轨迹最高点的过程中，做匀速圆周运动

【答案】AC

【解析】AB.小球在轨迹最高点速度为零，洛伦兹力为零，故小球只在向下的电场力作用下向下加速运动，

所受合外力不为零，根据题意加竖直向下的匀强电场，可判断小球一定带正电，故A正确，B错误；

C.小球从水平射出到轨迹最高点的过程中，电场力做负功，电势能增大，故C正确；

D.小球从第一次轨迹最高点到第二次轨迹最高点的过程中，除受洛伦兹力外，还受竖直向下的电场力作

用，不可能做匀速圆周运动，故D错误。

故选AC。

8、（2023•渝琼辽高三下学期仿真模拟联考）如图所示的正四棱锥。-帅cd,底面为正方形必M,其中

Oa=Ob=Oc=Od=ab,a,匕两点分别固定两个等量的异种点电荷，现将一带电荷量为q=1.0x1（ΓK）C的

正试探电荷从。点移到C点，此过程中电场力做功为5.0x10-“。选无穷远处的电势为零。则下列说法正

确的是（）

O

A.4点固定的是负电荷

B.O点的电场强度方向平行于必

C.C点的电势为50V

D.将电子由。点移动到d,电势能增加50eV

【答案】B

【解析】A.依题意，正试探电荷从。点移到C点，此过程中电场力做正功，可知。点的场强方向与OC的

夹角小于90，根据场强叠加原理结合几何知识判断知”点固定的应是正电荷，故A错误；

B.依题意，根据场强叠加原理结合几何知识，可得等量异种点电荷在。点处产生场强的合电场强度方向

平行于心，故B正确；

C.根据等量异种点电荷空间电势的分布特点，可知。点与无穷远处的电势相等，为0,根据

状

o,∙=quθc=q（<Po-<Pκ）

可得C点的电势为

5.0x10-9

(=-50V

Pc=一1.0x1(TK)

故C错误;

D.根据等量异种点电荷空间电势的分布特点，可知d点电势为50V,根据Ep=49可知，电子在。点的电

势能为0,在d点的电势能为-50eV,所以将电子由。点移动到％电势能减小50eV,故D错误。

故选Bo

9、（2023•山东省蒲泽市高三下学期一模）如图所示，竖直平面内存在一匀强电场，电场强度方向与水平

方向间的夹角0=60。，0、M为其中一条电场线上的两点，一带电粒子电荷量为g,不计重力，在。点以

水平初速度%进入电场，经过时间f粒子到达与M在同一水平线上的N点，且OM=MN,则（）

C.带电粒子在。点的电势能大于在N点的电势能

D.由。到N运动过程中，电场力的功率增大

【答案】BCD

【解析】A.因

UMo=EoM

——1

UNM=E∙MNcosa=心MO

选项A错误：

B.根据粒子的运动轨迹可知，粒子受电场力斜向下，可知粒子带负电，选项B正确；

C.从。到N电场力做正功，电势能减小，则带电粒子在。点的电势能大于在N点的电势能，选项C正确；

D.根据

P-Eqv

由。到N运动过程中，粒子沿电场线方向的速度V增大，可知电场力的功率增大，选项D正确。

故选BCD。

10、（2023•四省高三下学期2月适应性测试）摩擦纳米发电机是一种新型发电装置，由两个导体板以及

附着在导体板上的两种不同电介质组成，两种电介质重复性的接触分离，可以将机械能转化为电能，当发

电机两极板处于如图所示状态时，可以等效为一个平行板电容器，其电容的大小是影响发电性能的重要参

数之一，在以下方法中，可以增大电容值的是（）

A.增加电介质。或b的厚度

B.减小电介质。或的厚度

C.同时减小两个导体板和附着在导体板上电介质〃、人的面积

D.同时增大两个导体板和附着在导体板上电介质八匕的面积

【答案】AD

【解析】AB.电介质。和匕的厚度增加，相对介电常数4增加，根据电容的决定式C=总可知电容增加，

4τrkd

A正确，B错误；

CD.同时增大导体板和电介质的面积，正对面积S增大，根据电容的决定式C=1⅛7可知电容增加，C错

4兀kd

误，D正确。

故选ADo

11、（2023•山东省济宁市高三下学期一模）如图所示，空间中有一正方体灿cd—α'6'c",在6点固定点

电荷+Q,在d点固定点电荷一Q,0、O分别为上下两面的中心点，下列说法正确的是（）

A.“点与c，点的电场强度方向相同

B./A。两点间电势差等于。'、两点间电势差

C,将某点电荷+q由优点沿4'd移至/点，该电荷的电场力先变大后变小

D.将某点电荷+q由优点沿“d移至CJ点,该电荷的电势能先变大后变小

【答案】ABC

【解析】

A.根据等量异种点电荷电场的分布可知，。点与c'点在同一等势面上，电场强度都垂直与等势面且指向

负的点电荷一方，故A正确；

B.α'与0'在同一等势面上，和d'相对于两个点电荷连线的中垂面对称，所以6'、储两点间电势差等

于0'、屋两点间电势差，故B正确；

C.根据等量异种点电荷电场的分布可知，由整点沿α'c'到c'点，电场强度先增大后减小，所以将某点电

荷+q由α'点沿α'c'移至c'点的过程中，该电荷所受电场力先增大后减小，故C正确；

D.由等量异种点电荷电场的分布可知，C所在的平面是等势面，所以将某点电荷+4由，点沿α'c'移

至C'点，电荷的电势能不变，故D错误。

故选ABCo

12、（2023•辽宁省沈阳市高三下学期教学质量监测一）如图所示，一均匀带正电的圆环竖直放置，半径

为R。圆环轴线上有。、b两点，到圆环中心。点的距离分别为4和4，已知心匕两点处的场强大小相

等，电势外关于4和。的大小，下列说法正确的是（）

A.Lιι>LhB.La<LhC.La=LhD.不能确定

【答案】B

【解析】

均匀带正电的圆环上的电荷可以看作是无数点电荷组成，根据点电荷场强公式后=左乌和场强的叠加原理,

r~

可知0点的电场强度为零，无穷远处电场强度为零，故从0点沿轴线向两侧电场强度先增大后减小，故通

过电场强度无法判断La和Lh的大小；轴线上电场线是沿轴线指向两侧且场强关于O点对称，故电势沿轴

线向两侧逐渐降低，山于φa>φh则可判断La<Lh。

故选Bo

13、（2023•山东省临沂市普通高中高三下学期一模）细线拉着一质量为，"的带电小球在竖直平面内做半

径为R的圆周运动，该区域内存在水平方向的匀强电场（图中未画出），小球所受电场力水平向右，大小

是其重力的K倍，圆周上A点在圆心的正上方，小球过4点时的速度大小为%,方向水平向左，除受重

力、电场力及细线的拉力外小球不受其他力的作用，重力加速度为g,在小球做圆周运动的过程中（）

R•\

O

A.小球最小速率为J%2-2g∕?

B.小球速率最小时其电势能最大

C.若小球过A点时细线断开，之后小球电势能最大时速率为我•

3

D.若小球过A点时细线断开，之后小球电势能最大时速率为必

2

【答案】AC

【解析】

A.如图，当小球到达B点时小球的速度最大，到达C点时速度最小，8C连线与竖直方向夹角为

tanθ==ʌ/ɜ

mg

可知

e=60

由A到C由动能定理

I2I2

mgRQ-cos60）-qERsin60=—mvc--mv0

解得

VC=JvO2_2gR

选项A正确；

B.电场方向沿水平方向，则电势最高点和最低点应该在水平直径的两端，则C点不是电势能最大的位置,

选项B错误；

CD.若小球过A点时细线断开，之后小球电势能最大时水平速度减为零，则此时的时间

%_V。

变一岛

竖直方向做自由落体，则此时的速率为

选项C正确，D错误。

故选AC0

14、（2023•山东省临沂市普通高中高三下学期一模）如图所示，真空中有一个边长为L的正方体，正方

体的两个顶点处分别放置一对电荷量都为q的正、负点电荷。图中的dc、d是其他的四个顶点，下列

表述正确的是（）

A.4点电势高于C点电势B.小C•两点电场强度的比值为2啦

C.a,b、c、d四个顶点处电场方向不相同D.将正点电荷移到C点，人点的电场强度不变

【答案】B

【解析】

A.因农两点在过等量异号电荷连线的中垂面上，可知。点电势等于C点电势，选项A错误;

B.。点电场强度

E.=碎

两电荷在C点产生的场强竖直方向的分量低消，则水平方向叠加的电场强度

纥=0,cos45=察

（√2L）22L-

则。、C两点电场强度的比值为的比值为2夜，选项B正确；

C.“、b、c、“四个顶点都处在两电荷连线的中垂面上，则四点处电场方向相同，选项C错误；

D.原来方点在两电荷连线的中垂面上，6点场强方向垂直中垂面指向负电荷一方；将正点电荷移到。点,

。点仍在两电荷连线的中垂面上，〃点场强方向仍垂直中垂面指向负电荷一方，但是由于两个中垂面不同，

则6点的电场强度一定不同，则场强要变化，选项D错误。故选B∙

15、（2023•广东省深圳市高三下学期第一次调研）如图所示是带电量不同的正、负点电荷的电场线，A、

M、N是电场中的三点。A是两电荷连线的中点，M、N在两电荷连线的垂直平分线上。一个带负电的点电

荷在两点受到的电场力分别为品、FN。无穷远处电势为零，则（）

A.FM>FNB.A点电势为零

C.M点电势高于N点电势D.将负点电荷从M点移动到N点的过程中，电势能

增加

【答案】ACD

【解析】

A.因为电场线的疏密表示电场强度，电场线越密的地方电场强度越大，由图可知，M点的电场强度大于

N点的电场强度，则由E=qE可得

FM>FN

故A正确；

B.由等势线与电场线垂直可得过A点的等势线如图

因为无穷远处电势为零，且沿着电场线电势降低，所以A点电势大于零，故B错误；

C.因为沿着电场线电势降低，由图可知，用点电势高于N点电势，故C正确；

D.因为负电荷在电势高的地方电势能小，所以将负点电荷从M点移动到N点的过程中，电势能增加，故

D正确。

故选ACD0

16、（2023•广东省深圳市高三下学期第一次调研）用电流传感器研究电容器充放电现象，电路如图所示。

电容器不带电，闭合开关Sl,待电流稳定后再闭合开关S?,通过传感器的电流随时间变化的图像是（）

【答案】A

【解析】

闭合开关Sl后，电容器充电，电容器电压与电源电压差值越来越小，则通过传感器的电流越来越小，充电

完成后，电容器电压等于电源电压，此时电路中电流为零；

再闭合开关S2,因为电容器电压大于用电压，则电容器放电，电容器电压与此电压差值越来越小，则通

过传感器的电流越来越小，且电流方向与开始充电时的方向相反，当电容器电压等/与电压，此时电路

中电流为零。

故选Ao

17、（2023•山东省历城二中高三下学期一模）如图，在等边三角形的三个顶点A、B、C上，分别固定三

个电荷量相等的点电荷，其中，A、B处的点电荷均带正电，C处的点电荷带负电，D、E、F分别为AB、

BC、CA边的中点，。为三角形中心则下列说法正确的是（）

A.三角形中心。点的电场强度方向为0-»。B.D点的电势高于。点的电势

C.E,F两点电势相同D.把一正点电荷从。点移到E点，该电荷的电势能

增加

【答案】BC

【解析】

A.。点到A、B,C三点的距离相等，三个点电荷在。点产生的场强大小相等，且夹角互为120°,则有

B两点电荷在0点的合场强方向向上，点电荷C在。点的场强方向也向上，所以。点的合场强方向向上，

为0-C,A错误；

B.三个点电荷在。点的合场强方向向上，可知在0点合电场方向向上，由矢量合成定则可知，在。OC

的连线上合场强方向都向上，从。到。电场方向应是从。指向。，由沿电场方向电势降低可知，。点的

电势高于。点的电势，B正确；

C.AC两个电荷在尸点的电势和BC两个电势在E点的电势相同都为零，因此只需要比较A电荷在E点

的电势和B电荷在尸点的电势，因距离相同因此电势相同，C正确；

D.BC两个电荷在。点和E点电势相同都为零，A电荷在0点的电势高于E点的电势，因此。点电势高

于E点电势，因此把一正点电荷从。点移到E点，电场力做正功，该电荷的电势能减少，D错误。

故选BCo

18、（2023•山东省历城二中高三下学期一模）如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，Ro为定值

电阻，R为滑动变阻器，用绝缘细线将质量为〃八带正电的小球悬于电容器内部。闭合电键S,电容器极

板带电量为Q,小球静止时悬线与竖直方向的夹角为下列判断正确的是（）

A.若只将变阻器滑片P缓慢地向人端移动，则。角将减小

B.若只将变阻器滑片尸缓慢地向。端移动，则电容器带电量Q将减小

C.若只将电容器M极板靠近N极板，则。角将增大

D.若只将电容器M极板靠近N极板，则电容器电量。不变

【答案】C

【解析】

小球处于平衡状态可知

Eq=mgtanθ

AB.若只将变阻器滑片P缓慢地向。端移动，两极板之间的电压增大，根据匀强电场电场强度与电势差

关系E=g∙,可知电场强度增大，故则。角将增大；电容器的带电荷量为Q=CU,可知电容器带电量。

a

将增大，故AB错误；

CD.若只将电容器M极板靠近N极板，根据匀强电场电场强度与电势差关系E=-,可知减小极板间的

a7

距离，电场强度增大，故则。角将增大；根据平行板电容器的决定式

_εS

C=---------

4kπd

可知减小极板间的距离，电容器的电容增大，电容器带电荷量为Q=C。，可知电容器带电量。将增大，

故C正确，D错误。

故选C。

19、（2023•安徽省淮北市高三下学期一模）如图甲所示，在粗糙绝缘水平面的A、C两处分别固定两个

电荷，A、C的位置坐标分别为一3L和3L。已知。处电荷的电荷量为。，图乙是AC连线之间的电势9

与位置坐标X的关系图像，图中X=L点为图线的最低点，％=-2乙处的纵坐标。=。0,x=2L处的纵坐

3

标9=*。若在x=-2L的8点，由静止释放一个可视为质点的质量为〃2,电荷量为夕的带电物块，物

块随即向右运动，小物块到达2L处速度恰好为零。则下列说法正确的是()

A.A处电荷带正电，电荷量为4Q,小物块与水平面间的动摩擦因数〃=普7

ImgL

B.A处电荷带负电，电荷量为2Q,小物块与水平面间的动摩擦因数〃=萨，

IAmgL

C.A处电荷带正电，电荷量为4Q,小物块与水平面间的动摩擦因数〃=：!誓

ImgL

D.A处电荷带负电，电荷量为2Q,小物块与水平面间的动摩擦因数〃=∙⅛%

ι4mgL

【答案】A

【解析】

由乙图可知，。-X图像在X=Z,处的切线斜率为零，说明X=L处的场强为零，故A、C两处电荷为同

种电荷，由于电势大于零，可知A、C两处电荷均带正电；设A处电荷的电荷量为。…则有

=Z巴

("A(2乃2

解得

QA=4Q

在x=—2L的B点，山静止释放一个可视为质点的质量为加，电荷量为4的带电物块，物块随即向右运动，

小物块到达2L处速度恰好为零，根据动能定理可得

3

qM%φJ-μmg∙4L=G

解得

μ=型J

7mgL

故选A。

20、（2023•安徽省合肥市高三下学期一模）如图为人体细胞膜的模型图，它由磷脂双分子层组成，双分

子层之间存在电压（生物学上称为膜电位）。实验小组研究了某小块均匀的细胞膜，该细胞膜可简化成厚

度为d,膜内为匀强电场的模型。初速度为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下通过双分子层，则该过

程中以下说法正确的是（）

细胞外

≡≡≡1

ι≡≡≡

细胞内

A.膜内电势处处相等B.钠离子的加速度越来越大

C.钠离子的电势能越来越小D.若膜电位不变，当d越大时，钠离子通过双分子

层的速度越大

【答案】C

【解析】

A.由题意可知，膜内为匀强电场的模型，即在膜内存在电势差，故A错误；

B.由题意可知，膜内为匀强电场的模型，则钠离子所受的电场力不变，由牛顿第二定律可知，钠离子的

加速度不变，故B错误；

C.由题意可知，初速度为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下通过双分子层，则电场力对钠离子做正

功，其电势能减小，故C正确；

D.该过程中由动能定理可知

,12

qUr=-mv

若膜电位不变，钠离子通过双分子层的速度与d无关，故D错误。

故选C。

21、（2023•安徽省合肥市高三下学期一模）如图所示，一绝缘细直杆AC固定在方向水平向左的匀强电

场中，直杆与电场线成45°角，杆长为/=逑m。一套在直杆上的带电小环，由杆端A以某一速度匀速

2

下滑，小环离开杆后恰好通过杆端C正下方P点，C、P两点相距鼠已知环的质量m=0∙5kg,环与杆间

的动摩擦因素〃=；,〃=L2m,重力加速度g取IOm/S?。求：

(I)小环从杆端A运动到尸点的时间；

(2)小环运动到杆端A正下方时的动能Eli。

•与'

【答案】(1)1.9s;(2)34.25J

【解析】

(1)小环从A到C的过程中匀速下滑，对小环受力分析可得

mgsin45o=Fcos45"+f

00

FN=mgcos45+Fsin45

又因为

f="z

解得

产=2.5N

小环从C到P的过程中，在水平方向有

F

a=~

xm

1

o9

0=vcos45√1--Q

竖直方向有

o2

∕z=vsin45√∣+ɪgr1

解得

a

%=0.4s,v=λ∕2m∕s，x—5m∕s2

则小环从A运动到P点的时间为

，=一+4=1.9s

V

(2)小环从。到A正下方的过程中，在水平方向有

o

vv=vcos45-axt2

o

-Icos45°=vcos45√2--t2/2

竖直方向有

o

vv=vsin45+^r2

解得

Vv=-4m∕s,vy=1lm/s

则小环运动到杆端A正下方时的动能为

£k=∣m(vr+vv)=34∙25j

22、(2023•四省高三下学期2月适应性测试)三个相同的金属小球A、B、C均带电，其