电场性质的综合应用（含解析）-2025年高考物理复习强化练

专题强化练（十）电场性质的综合应用

（40分钟70分）

一、选择题

1.（6分）如图所示，在电场强度大小为E、方向竖直向上的匀强电场中，一质量为机、带电荷量为

+q的物体，以某一初速度沿电场方向做匀减速直线运动，不计空气阻力,其加速度大小为”再，物

m

体运动距离S时速度变为零。则在此过程中（）

A.物体克服静电力做功0.6qEs

B.物体的电势能增加了qEs

C.物体的重力势能增加了qEs

D.物体的动能减少了0.6qEs

2.（6分）（2023•深圳模拟）如图所示，有一竖直固定放置的绝缘圆环，圆环上均匀分布着正电荷，一

固定绝缘光滑细杆过圆心且沿垂直圆环平面方向穿过圆环，细杆上套有一个带正电的小环，小

环从Z点由静止释放，沿细杆运动。下列说法一定正确的是（）

A.小环所受静电力逐渐变小

B.小环的加速度先向右后向左

C.小环的电势能逐渐增加

D.小环的动能逐渐增加

3.（6分）（2023・赣州模拟）带电小球的半径为民以球心为原点0建立坐标轴x,轴上各点电势夕随

x变化如图所示，下列说法正确的是（）

A.球带正电荷

B.球心处电场强度最大

C.Z、8两点电场强度相同

D.一带负电的试探电荷在5点的电势能比在C点的电势能大

4.（6分）（多选）（2023・张掖模拟）一带电粒子仅在电场力作用下从Z点开始以初速度叫做直线运

动淇VI图像如图所示。粒子在/时刻运动到8点,37时刻运动到C点，以下判断正确的是（）

A.Z、B、C三点中8点的电场强度最大

B.4B、C三点的电势关系一定为0户夕心欢

C.粒子从/点经8点运动到C点，电场力先做正功后做负功

D.粒子从/点经5点运动到C点,电势能先增加后减少

5.（6分）（多选）在X轴上分别固定两个点电荷01、02,02位于坐标原点。处，两点电荷形成的静

电场中,x轴上的电势9随x变化的图像如图所示，下列说法正确的是（）

A.X3处电势夕最高，电场强度最大

B.0i带正电,Q带负电

C.0i的电荷量小于02的电荷量

D.电子从XI处沿x轴移动到x2处，电势能增加

6.（6分）（多选）真空中相距为3a的两个点电荷M、N,分别固定于x轴上xi=O和&=3。的两点上,

在它们连线上各点电场强度随x变化关系如图所示，沿x轴正方向电场强度E为正，以下判断中

正确的是（）

A.点电荷M、N一定为同种电荷

B.点电荷/、N所带电荷量的绝对值之比为4：1

C.把一个检验电荷由Xi位置静止释放，其加速度一直减小

D.把一个正检验电荷由X3=a的位置静止释放，其电势能一直减小

7.（6分）如图甲所示,光滑绝缘水平面上有一带负电荷的小滑块，在x=lm处以初速度m/s

沿x轴正方向运动。小滑块的质量为机=2kg、带电荷量为q=-0.1C,可视为质点。整个区域存

在沿水平方向的电场，图乙是滑块电势能耳随位置x变化的部分图像,尸点是图线的最低点，虚

线Z8是图像在x=lm处的切线，并且Z8经过（0,3）和（3,0）两点,g=10m/s2。下列说法正确的是

（）

A.x=lm处的电场强度大小为20V/m

B.滑块向右运动过程中，加速度先增大后减小

C.滑块运动至x=3m处时，速度大小为2m/s

D.若滑块恰好到达x=5m处，则该处的电势为50V

二、计算题

8.(12分)(2023•鹤岗模拟)如图所示,放置在竖直平面内的粗糙直线轨道Z5与光滑圆弧轨道

BCD相切于B点,C为最低点,圆心角N50O37。,线段OC垂直于0。,圆弧轨道半径为凡直线

轨道N3长为£=5凡整个轨道处于匀强电场中，电场强度方向平行于轨道所在的平面且垂直于

直线0。,现有一个质量为机、带电荷量为+q的小物块尸从Z点无初速度释放，小物块尸与48

之间的动摩擦因麴/=0.25,电场强度大小E=^,sin37o=0.6,cos37o=0.8,重力加速度为g,忽略空气

q

阻力。求：

(1)小物块第一次通过C点时对轨道的压力大小;

(2)小物块第一次从。点飞出后上升的最大高度;

(3)小物块在直线轨道Z8上运动的总路程。

9.(16分)绝缘粗糙的水平面上相距为6心的48两处分别固定电荷量不等的正电荷，两电荷的

位置坐标如图甲所示，已知A处电荷的电荷量为+。,图乙是A,B连线之间的电势夕与位置x之

间的关系图像，图中x=L处对应图线的最低点k-2上处的纵坐标夕=20okZL处的纵坐标夕=1e0,

若在x=-2£处的C点由静止释放一个质量为m、电荷量为+q的带电物块（可视为质点）,物块随

即向右运动（假设此带电物块不影响原电场分布），求：

⑴固定在8处的电荷的电荷量0瓦

⑵小物块与水平面间的动摩擦因数〃为多大，才能使小物块恰好到达x=22处?

⑶若小物块与水平面间的动摩擦因数『著%小物块运动到何处时速度最大?

解析版

一、选择题

1.（6分）如图所示，在电场强度大小为£、方向竖直向上的匀强电场中，一质量为小带电荷量为

+q的物体，以某一初速度沿电场方向做匀减速直线运动,不计空气阻力，其加速度大小为"强,物

m

体运动距离S时速度变为零。则在此过程中（）

E

mq

A.物体克服静电力做功G6qEs

B.物体的电势能增加了qEs

C.物体的重力势能增加了qEs

D.物体的动能减少了0.6qEs

【解析】选D。由于物体所受静电力和运动方向相同，故静电力做正功,竹£»，故A错误;静电

力做正功，电势能减小，物体的电势能减小了qEs,故B错误;重力做功科G=*gs,重力做负功，重力

势能增力口，又由题可知"g=L6q£,所以重力势能增加了1.6q£s,故C错误;物体做减速运动，所受

合外力做负功，动能减小，由动能定理得:A£k=E合5=-切。5=-0.6£»,所以物体的动能减少了

0.6qEs,故D正确。

2.（6分）（2023•深圳模拟）如图所示，有一竖直固定放置的绝缘圆环，圆环上均匀分布着正电荷，一

固定绝缘光滑细杆过圆心且沿垂直圆环平面方向穿过圆环，细杆上套有一个带正电的小环，小

环从Z点由静止释放，沿细杆运动。下列说法一定正确的是（）

A.小环所受静电力逐渐变小

B.小环的加速度先向右后向左

C.小环的电势能逐渐增加

D.小环的动能逐渐增加

【解析】选D。。点电场强度为零，由。点向右电场强度先变大后变小，小环所受静电力可能

先变大后变小,A错误;小环从Z点由静止释放，沿细杆向右运动，加速度方向一直向右,B错误;

静电力对小环一直做正功，电势能逐渐减少，动能逐渐增加,C错误,D正确。

3.（6分）（2023•赣州模拟）带电小球的半径为反以球心为原点。建立坐标轴x,轴上各点电势夕随

X变化如图所示，下列说法正确的是（）

A.球带正电荷

B.球心处电场强度最大

C.Z、6两点电场强度相同

D.一带负电的试探电荷在8点的电势能比在C点的电势能大

【解析】选D。从球出发向两侧电势升高，而沿着电场线电势降低，故球带负电荷,A错误;球是

等势体，故内部任意两点间的电势差为零，故电场强度为零,B错误点与5点的电场强度大小

相等，但方向相反。错误;从5到C,电势升高，根据与="负电荷在3点的电势能比在C点的电

势能大,D正确。

4.（6分）（多选）（2023•张掖模拟）一带电粒子仅在电场力作用下从2点开始以初速度-vo做直线运

动，其V-/图像如图所示。粒子在/时刻运动到5点,3%时刻运动到C点，以下判断正确的是（）

A.Z、B、C三点中8点的电场强度最大

B.Z、B、。三点的电势关系一定为夕B＞夕心欢

C.粒子从A点、经B点运动到C点，电场力先做正功后做负功

D.粒子从幺点经8点运动到C点,电势能先增加后减少

【解析】选A、Do由图可知,粒子的加速度先增大后减小,8点的加速度最大，所以5点电场

强度最大,A正确;因为不知道带电粒子的电性，所以无法判断电势的关系,B错误;由图像可知,

动能先减小后增大，所以电场力先做负功后做正功，根据能量守恒定律可知，电势能先增加后减

少,C错误,D正确。

5.（6分）（多选）在X轴上分别固定两个点电荷。1、。2,02位于坐标原点。处，两点电荷形成的静

电场中,X轴上的电势e随X变化的图像如图所示，下列说法正确的是（）

A.X3处电势夕最高,电场强度最大

B.Qi带正电,02带负电

C.Qi的电荷量小于Q的电荷量

D.电子从XI处沿X轴移动到X2处，电势能增加

【解析】选B、Do°-x图像的斜率表示电场强度，所以由题图可知X3处电势9最高，电场强度

最小为0,则A错误;由于沿着电场线方向电势逐渐降低，则0〜期电场线方向指向x轴的负方

向,X3〜+8电场线方向指向X轴的正方向,并且在X3处电势9最高，电场强度最小为0,根据点电荷

电场强度公式£=笔，由近小远大规律可知,。1的电荷量大于Q的电荷量，并且带正电,。2带

负电，所以B正确,C错误;电子从xi处沿x轴移动到双处,静电力做负功，电势能增加，所以D正

确。

6.（6分）（多选）真空中相距为3a的两个点电荷M、N,分别固定于x轴上xi=0和垃=3。的两点上,

在它们连线上各点电场强度随x变化关系如图所示，沿x轴正方向电场强度E为正，以下判断中

正确的是（）

A.点电荷河、N一定为同种电荷

B.点电荷m、N所带电荷量的绝对值之比为4：1

C.把一个检验电荷由方位置静止释放，其加速度一直减小

D.把一个正检验电荷由X3=a的位置静止释放，其电势能一直减小

【解析】选A、Box=2。处电场强度为零且左侧电场强度向右（正值）、右侧电场强度向左（负

值），结合点电荷的电场强度特征可知，点电荷一定为同种电荷，两点电荷在x=2a处的电场

强度大小满足崎再磴，解得念?A、B正确;由题图可知点右侧电场强度先减小再增大，故把

一个检验电荷（假设带正电）由XI位置静止释放，根据牛顿第二定律可得处=3,其加速度先减

小再增大,C错误;把一个正检验电荷由羽=。的位置静止释放，向右运动过程中，电场力先做正功

再做负功，其电势能先减小后增大,D错误。

7.（6分）如图甲所示,光滑绝缘水平面上有一带负电荷的小滑块，在x=lm处以初速度vo=gm/s

沿x轴正方向运动。小滑块的质量为机=2kg、带电荷量为q=-0.1C,可视为质点。整个区域存

在沿水平方向的电场，图乙是滑块电势能耳随位置x变化的部分图像,尸点是图线的最低点，虚

线AB是图像在x=lm处的切线，并且AB经过（0,3）和（3,0）两点,g=10m/s20下列说法正确的是

（）

A.x=lm处的电场强度大小为20V/m

B.滑块向右运动过程中，加速度先增大后减小

C.滑块运动至x=3m处时，速度大小为2m/s

D.若滑块恰好到达x=5m处，则该处的电势为50V

【解析】选C。Ep-x图像斜率的绝对值表示滑块所受静电力的大小，所以滑块在x=lm处所受

静电力大小为F=A=1N,可得£i=10V/m,选项A错误;滑块向右运动过程中，静电力先减小后

增大，则加速度先减小后增大，选项B错误;滑块从x=

1m的位置运动至x=3m处时，根据动能定理有/，一3%2=少电，用电=-4£/=1J,解得速度大小

为v=2m/s,选项C正确;若滑块恰好到达x=5m处，则]诏=-

沙电，=Ep2-Epi,其中昂=2J,解得滑块的电势能与2=5J,该处的电势为0&4

CJ-U.1

V=-50V,选项D错误。

二、计算题

8.(12分)(2023•鹤岗模拟)如图所示,放置在竖直平面内的粗糙直线轨道28与光滑圆弧轨道

BCD相切于B点，。为最低点，圆心角N8OC=37。,线段OC垂直于圆弧轨道半径为R,直线

轨道Z8长为£=5且整个轨道处于匀强电场中，电场强度方向平行于轨道所在的平面且垂直于

直线。。现有一个质量为机、带电荷量为+q的小物块尸从Z点无初速度释放，小物块尸与48

之间的动摩擦因数〃=0.25,电场强度大小£=鳖国1137。=0.6,337。=0&重力加速度为澳忽略空气

q

阻力。求：

(1)小物块第一次通过。点时对轨道的压力大小；

答案:(1)10.8掰g

【解析】(1)由几何关系知，轨道Z8与水平面的夹角为37。,小物块从幺点第一次到C点的过程,

由动能定理知：([£+Mg)(£sin37°+R-Rcos37°)-〃(qE+Mg)£cos37°=17〃岭「0

在。点由牛顿第二定律知:FN-qE-mgf等，联立解得:人=10.8冲

由牛顿第三定律知此时小物块对轨道的压力大小是10.8mgo

(2)小物块第一次从。点飞出后上升的最大高度；

答案:(2)1.27?

【解析】(2)小物块从幺第一次到。的过程，由动能定理知

1o

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

小物块第一次到达。点后以速度VD1逆着电场线方向做匀减速直线运动，

由动能定理知-(q£+mg)Xmax=0-/7DM

联立解得:Xmax=L2R。

(3)小物块在直线轨道AB上运动的总路程。

答案:(3)157?

【解析】(3)分析可知小物块到达3点的速度为零后，小物块就在圆弧轨道上做往复圆周运动，

由功能关系知(qE+机g)£sin37°=〃(qE+掰g)dcos37°,解得:d=15R。

【解题指南】解答本题应注意以下三点：

(1)小物块从Z点到第一次到C点的过程，利用动能定理、牛顿第二定律方程式求解；

(2)小物块第一次到达D点后以速度voi逆着电场方向做匀减速直线运动，根据动能定理可求最

大高度；

(3)小物块到达8点的速度为零后，小物块就在圆弧轨道上做往复圆周运动。

9.(16分)绝缘粗糙的水平面上相距为6£的45两处分别固定电荷量不等的正电荷，两电荷的

位置坐标如图甲所示，已知A处电荷的电荷量为+0,图乙是A,B连线之间的电势e与位置x之

间的关系图像，图中x=L处对应图线的最低点JX=-2£处的纵坐标夕=2e0JX=2£处的纵坐标e=|eO,

若在x=-2A处的C点由静止释放一个质量为机、电荷量为+q的带电物块(可视为质点),物块随

即向右运动(假设此带电物块不影响原电场分布)，求：

，。

y。/

ACBx