2026年高考物理终极冲刺：专题09 静电场（抢分专练）（原卷版）

1/7专题09静电场【命题解读】静电场涉及知识点较多且抽象难懂，包括的思想方法较多、综合性较强。应建构知识体系，透析电场规律。以电场强度、电势、电势能、电势差、静电力做功等基本概念入手，夯实电场基础，掌握基本模型。试题多以学习探索问题情境为主，近年也有少量生活实践问题情景，引导学生树立物理源于生活、指导生活的意识。【命题预测】静电场，近几年高考题中出现了很多源于课本的特别基础的试题，2026年高考仍会侧重基本概念和规律的考查，并重视电场中的模型建构。题型仍将以选择题为主，计算题可能会出现，并可能融合点电荷的电场、电场力的性质等知识一起考查。题型01静电力的性质1．（2026·江苏·一模）如图所示，金属导体棒原来不带电，现将一电荷q放置在其左侧某处，金属棒上感应电荷在其中心O处产生的场强大小为，电荷q在O处产生的场强大小为，则与的大小关系为（）A． B．C． D．不能确定2．（2026·河北石家庄·一模）如图所示，为半径为的绝缘球壳的中心，球壳上均匀分布着正电荷。已知均匀带电球壳在内部产生电场的场强处处为零。现在球壳上点处取下一面积足够小、带电荷量为的曲面，将其沿连线的延长线移到点，。若球壳的其他部分的带电荷量与电荷分布保持不变，静电力常量为，则球心点处场强为（）A．，方向由指向 B．，方向由指向C．，方向由指向 D．，方向由指向3．（2026·福建莆田·二模）如图，三个相同的绝缘均匀带电半球壳A、B、C，底面直径构成等边三角形，O为三角形中心。当A、B带电量均为，C带电量为时，O点场强大小为E；现保持A、B带电量不变，将C球带电量变为，O点的场强大小为（）A． B． C． D．4．（2026·贵州遵义·二模）如图所示，真空中三个质量相同、带电量均为的小球a、b、c（可视为质点），分别用长度相等的绝缘轻绳悬挂于天花板上的O点。平衡时，各小球之间的距离均为L，轻绳与竖直方向夹角的正弦值为。已知静电力常量为k，则每根轻绳的张力为（）A． B． C． D．5．（2026·云南·模拟预测）如图所示，等量同种点电荷、固定在同一竖直线上，相距为，电荷量均为，水平固定的光滑绝缘杆与的中垂线重合，是绝缘杆上的两点，构成一个正方形。电荷量为，质量为的小球（可视为点电荷）套在绝缘杆上自点无初速度释放，小球由点向右运动的过程中，下列说法正确的是（）A．小球的加速度先增大后减小B．小球的速度先减小后增大C．若移走电荷，仍由点无初速度释放带电小球，则杆对小球的作用力先增大后减小D．若移走电荷，仍由点无初速度释放带电小球，则杆对小球的作用力先减小后增大6．（多选）（2026·江苏·一模）如图甲所示，足够大的绝缘光滑水平面处于真空中，将质量为M、电荷量为的带电小球A锁定在O点，质量为m、带电量为的带电小球B绕小球A做半径为r的匀速圆周运动。静电力常量为k，不计带电小球间的万有引力作用，带电小球B绕小球A运动时可视为质点。(1)求小球B运动的线速度大小和小球B运动的周期；(2)如图乙所示，解除对小球A的锁定，它们均绕AB连线上的N点做匀速圆周运动，此时小球A和小球B间的距离为L；求带电小球B做圆周运动的角速度和周期大小。题型02电场能的性质7．（2026·广东佛山·二模）高压输电线周围存在较强的电场，对环境和安全有重要影响。如图甲，某超高压输电线路的两条导线可视为带等量异种电荷的平行长直导线，其截面图简化为等量异种点电荷+Q和-Q，如图乙，图中实线为电场线，竖直虚线为点电荷+Q和-Q连线的中垂线，B是该中垂线上的点。A点是离+Q较近的点，C点是离-Q较近的点，下列说法正确的是（）A．C点电场强度大于B点电场强度，C点电势高于B点电势B．电子在A点电势能低于B点电势能C．在A点释放一正试探电荷q，试探电荷将沿电场线方向向上运动D．试探电荷从A点开始绕+Q做圆周运动，电场力不做功8．（2026·北京延庆·一模）一带正电的点电荷以某一初速度进入匀强电场中开始运动，若运动过程仅受电场力，下列说法正确的是（）A．所处位置的电势一定不断降低B．点电荷的动能一定不断增加C．轨迹可能是与电场线平行的直线D．轨迹可能是与电场线垂直的直线9．（2026·安徽合肥·一模）某电场的等势面分布如图所示，相邻等势面之间的电势差均为1V，部分等势面的电势已标明，下列说法正确的是（）A．B点的电场强度小于C点的电场强度B．将电子放在A点，其受到的电场力方向向左C．电子在A点的电势能大于在D点的电势能D．将电子沿直线从B点移至C点，电场力一直做负功10．（多选）（2026·湖南长沙·二模）如图所示，底边长、高的正六棱柱置于匀强电场中。已知、、、，下列说法正确的有（）A．A点电势 B．B点电势C．电场强度大小 D．电场强度大小11．（多选）（2026·天津·二模）如图甲是煤气灶的电子点火器，它利用高压在两电极间产生电火花点燃煤气。如图乙，虚线是点火器两电极之间的三条等差等势线，实线是空气中某个带电粒子由M点到N点的运动轨迹。图中左侧电极带正电，不计带电粒子的重力，则下列说法正确的是（）A．带电粒子带正电B．带电粒子所受电场力对其做正功C．M点的电势小于N点的电势D．带电粒子越靠近左侧电极，加速度越小12．（多选）（2026·河北·一模）如图所示，真空中有三个点电荷分别固定在边长为L的正三角形的三个顶点，其中A、B处固定电荷量均为的点电荷，C处固定电荷量为的点电荷。O点为三角形中心，D点为边的中点。取无穷远处电势为零，点电荷产生的电势公式为，其中q为点电荷的电荷量，r为到点电荷的距离，k为静电力常量。下列说法正确的是（）A．O点的电场强度大小为B．O点的电势为C．电子在O点的电势能小于在D点的电势能D．若将C处换为电荷量为的点电荷，则O点电势变为原来的倍13．（多选）（2026·安徽合肥·模拟预测）在某光滑绝缘水平面上，三个完全相同的带电小球A、B、C，通过不可伸长的绝缘轻质细线相连，小球A、B间细绳的长度为2L，其他两个细绳的长度均为，如图甲所示。球质量为m，带电量为，可视为点电荷。初始时，小球均静止，细线拉直，现用一方向不变、大小变化的水平力作用在小球A、B间细绳的中点，方向与两球连线垂直。当水平力做功为时，其大小为，A、B两球第一次相距，且A球的加速度方向与相同，如图乙所示，这段时间每条细绳处于绷直状态。已知两个带电量分别为、的点电荷相距为r时，它们的电势能为，其中k为静电力常量。则当F做的功为W时，下列说法正确的是（）A．B、C两球之间的细绳拉力大小为B．B、C两球之间的细绳拉力大小为C．小球A、B、C系统的动能为D．小球A、B、C系统的动能为题型03电容器带电粒子（带电体）在电场中的运动14．（2026·四川德阳·二模）如图所示，光滑绝缘半球处在水平向右的匀强电场中，球心为O。将带电量均为的小球A、B置于其内，平衡时，两球处于同一水平线上，且与垂直。已知球A质量为m，球B质量为，重力加速度大小为g，则（）A．小球A、B所受支持力相同B．匀强电场的电场强度大小C．小球A受到小球B的库仑力大小为D．小球A在小球B处产生的电场强度大小为15．（2026·河北沧州·一模）如图所示，在光滑绝缘水平面上有质量均为m、所带电荷量分别为、、的a、b、c三个带电小球，分别位于一个等腰三角形的三个顶点处，其中，三角形平面处于电场强度大小为E（未知）、方向水平向右的匀强电场中。已知三个小球所带电荷量不变且均可视为质点，三个小球相对静止一起水平向右做匀加速运动，静电力常量为k，则匀强电场的电场强度大小为（）A． B． C． D．16．（2026·安徽合肥·一模）超级电容公交车通过车载电容驱动，不用油、无噪音、低污染，是一款清洁能源汽车，我国是唯一将超级电容公交车投入量产的国家。某同学按照图甲电路，用智能电源对一个车用电容器进行充、放电实验，检测出某段时间内通过电阻R的电流I随时间t变化的图像如图乙所示，已知t＝0时电容器不带电，下列说法正确的是（）A．0~1s内电容器的电荷量随时间均匀增加B．1s~2s内电容器的电压随时间均匀增大C．2s~3s内电容器在放电D．4s时电容器的电荷量为2.5C17．（2026·福建龙岩·二模）如图所示为某智能手机内部微机电系统（MEMS）加速度计的俯视图，M、N为电容器的两极板，M极板固定在手机上，N极板通过两个完全相同、劲度系数为k的水平弹簧与手机相连，电容器充电后与电源断开。手机静止时，M、N两极板间距为d0，电压传感器示数为U0，不计一切摩擦，N极板的质量为m。若手机以加速度a垂直N、M两极板方向水平运动时，两极板间距减小为d1，则（）A．电容器的电容减小B．M、N两极板间的电场强度变大C．手机的加速度大小D．电压传感器的示数18．（多选）（2026·广东江门·一模）如图，当平行板电容器间的电压为时，一带电小球静止在板间中间位置A点；当两极板间的电压改为时，小球经过时间，从A点由静止运动到上极板下方的B点。两极板间的电场可视为匀强电场，忽略空气阻力。小球0时刻从A点静止开始运动，要求运动过程中不会撞到两极板，以下为两极板间所加电压U随时间t周期性变化的图像，可以满足要求的有（）A． B．C． D．19．（多选）（2026·广东·一模）图甲为一款可以测量血压的智能手表，其内部电路如图乙。E为电源，R为定值电阻，C为平行板电容器，为阻值可变的传感器，测量收缩压时，阻值变小；测量舒张压时，阻值变大。则开关闭合，由测量收缩压转为测量舒张压时（）A．a极板带负电 B．a极板带正电 C．C的带电量变小 D．C的带电量变大20．（多选）（2026·云南昆明·二模）如图，在竖直面内存在水平向右的匀强电场，一带正电的小球质量为电荷量为，从匀强电场中的点以初速度沿右上方射出，速度与电场方向的夹角为，一段时间后，小球经过与点等高的点。已知匀强电场场强，重力加速度为，下列说法正确的是（）A．小球从点到点所花的时间B．两点间的距离C．小球在点的速度与电场方向的夹角D．小球在点的动能21．（多选）（2026·四川内江·二模）如图所示，在竖直平面内的直角坐标系中，轴上方有一圆形有界匀强磁场（图中未画），磁场方向垂直纸面向内，磁感应强度轴下方有一斜向右上与轴正方向成夹角的匀强电场。在轴上放一挡板，挡板长为，板的左端在坐标原点处。现有一带正电粒子从轴上的点，以大小、方向与轴负方向成角的速度射入第二象限，经过圆形磁场偏转后从轴上的点与轴正方向成夹角射出并进入匀强电场。已知粒子的比荷，不计粒子的重力，，。则下列说法中正确的是（）A．粒子在圆形磁场中运动时，轨迹半径为B．圆形有界磁场的最小面积为C．要让粒子能打在挡板上，电场强度的最大值为D．能打在挡板上的粒子，从点射出到挡板运动的最长时间为22．（2026·北京延庆·一模）如图甲所示，静电除尘装置中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后面板使用绝缘材料，上、下面板使用金属材料。图乙是装置的截面图，上、下两板与电压恒定的高压直流电源相连。质量为m、电荷量为-q、分布均匀的尘埃以水平速度v0进入矩形通道，当带负电的尘埃碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集。通过调整两板间电压U或两板间距离d可以改变收集率η。当d=d0，U=U0时，η为81%（即离下板0.81d0范围内的尘埃能够被收集）。不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。(1)若保持板间距离d0不变，通过改变电压U实现控制收集率的大小，若尘埃恰好全部被收集，求两金属板间的电压U1；(2)若保持电压U0不变，通过改变板间距离d实现控制收集率的大小。a、求收集率η与两板间距d的函数关系；b、设单位体积内的尘埃数为n，求稳定工作时单位时间下板收集的尘埃质量与两板间距d的函数关系，并绘出图线。1．（2026·云南昆明·模拟预测）如图a所示是用电泳技术分离蛋白质的装置，溶液中有上下正对放置的平行金属板电极，溶液中甲、乙两个蛋白质颗粒与上下极板距离相等。甲的质量是乙的两倍，带电量与值的关系如图b所示。未接极板电源时，甲、乙颗粒均悬浮。现调节溶液，接通电源，不计粘滞阻力和甲、乙之间的作用力。对于两种蛋白质颗粒运动到极板的过程中，下列说法正确的是（）A．甲比乙先到达极板B．甲、乙运动到极板时动能相同C．甲、乙运动到极板时动量大小相同D．增大值，甲受到的电场力变大2．（2026·重庆沙坪坝·模拟预测）如图是某种利用电容器测量加速度的传感器的示意图。电容器的左极板连接在一轻弹簧右端，平衡态时弹簧处于原长状态。除电容器左极板之外，该传感器其余部件均固连在待测物体上，导线中存在大量可自由移动的电子。某次测量时，发现当待测物体匀加速运动时，两极板之间的距离减小。冲击电流计可读出流过它的微小电量，则（）A．待测物体在向右做匀加速直线运动B．自由电荷在导线中定向移动的方向为逆时针方向C．若换用不同电动势的电源，对同一个运动测量时电流计示数相同D．待测物体的加速度越大，则电流计示数越大3．（2026·重庆梁平·二模）如图所示，空间分布着匀强电场，场中有与电场方向平行的四边形ABCD，其中为AD的中点，为BC的中点。将电荷量为的粒子，从点移动到点，电势能减小；将该粒子从点移动到点，电势能减小。下列说法正确的是（）A．点的电势一定比点的电势高B．匀强电场的电场强度方向必沿DC方向C．若将该粒子从点移动到点，电场力做的功为D．若、之间的距离为，则该电场的电场强度的最小值为4．（2026·甘肃武威·模拟预测）如图所示，两竖直光滑绝缘杆AB、CD与半径为R的半圆形光滑绝缘杆BC平滑连接，半圆的圆心O固定有带负电的点电荷，两质量相同、带等量正电荷的圆环M、N套在杆上，圆环之间用长为R的轻杆相连，初始时，N环位于B点，M环位于N环正上方，现由静止释放圆环，对于两圆环与轻杆组成的系统，从释放到速度再次为零的过程中，以下说法正确的是（）A．系统机械能始终守恒B．电场力对M环先做正功后不做功再做负功C．系统的电势能先减小后不变再增大D．系统的动能先增大后不变再减小5．（2026·江苏·二模）如图所示，在立方体ABCD-A′B′C′D′的顶点A′和C处分别固定有等量异种的点电荷，一根无限长的光滑水平绝缘细杆与AB边重合。一带负电的小环套在细杆上，从A点开始向右运动，其经过A、B两点的动能分别为EkA和EkB。则（）A．小环在A、B两点受到的电场力相同 B．小环经过A、B两点时的加速度不同C．EkA>EkB D．小环一定能沿杆向右运动到无穷远处6．（2026·辽宁抚顺·模拟预测）某实验室正在研究一种新型的“人工分子”电子器件。在纳米尺度上将三个带正电的金属探针尖端精确地排列成一个等边三角形，形成三角形的静电势阱阵列。研究人员标记了几个关键位置：为三角形中心；为三边中点；两点关于直线对称，如图所示。实验时，他们向该区域发射探测电子，并测量电子在不同位置的电势能，以绘制出系统的等势面与电场线分布（图中实线即为模拟计算的电场线），规定无穷远处的电势为零。下列说法正确的是（）A．点和点的电场强度相同 B．点的电场强度和电势均为零C．电子在点的电势能相等 D．电子在点的电势能大于在点的电势能7．（2026·河北石家庄·一模）如图所示，边长为L的等边三角形ABC的三个顶点分别固定一个点电荷，已知A、B处点电荷的电荷量均为-q，三角形中心O点的电场强度大小为E，方向由O指向C。静电力常量为k，则A、B连线中点M处的电场强度大小为（）A． B． C． D．8．（2026·安徽合肥·模拟预测）如图，两带电小球A的质量为，B的质量为。小球用一端固定在墙上的绝缘轻绳连接，小球用固定的绝缘轻杆连接。球静止时，轻绳与竖直方向的夹角为，两球连线与轻绳的夹角为，整个系统在同一竖直平面内，重力加速度大小为。下列说法正确的是（）A．球静止时，轻绳上拉力为B．球静止时，球与球间的库仑力为C．若将轻绳剪断，则剪断瞬间球加速度大小为D．若将轻绳剪断，则剪断瞬间轻杆对球的作用力变小9．（多选）（2026·云南·模拟预测）在新能源汽车电池管理系统中，电容器模块可凭借自身充放电特性使电压波动保持在允许范围内。已知电容器储存能量，一新能源汽车电容器模块中某电容器电容C=500μF。汽车启动前，该电容器两极板间电压U1=300V，启动时由于负载增加使其两极板间电压瞬间降至U2=200V，稳定后又恢复至U1=300V。此过程中该电容器（

）A．先放电释放能量，再充电吸收能量 B．先充电吸收能量，再放电释放能量C．放电时释放的电荷量ΔQ=0.05C D．充电时吸收的能量ΔE=2.5J10．（多选）（2026·河北石家庄·一模）如图所示，竖直平面内存在与水平面成角的匀强电场，一长为不可伸长的绝缘轻质细线一端固定于点，另一端系着质量为、电荷量为的带电小球，小球在竖直面内绕点做完整的圆周运动，当小球经过与点等高的点时，细线的拉力恰好为零。已知重力加速度大小为，下列说法正确的是（）A．电场方向斜向右上 B．电场方向斜向左上C．小球经过点时的速度大小为0 D．小球经过点时的速度大小为11．（多选）（2026·山东聊城·一模）如图所示，水平面内的等边三角形的边长为，顶点恰好位于光滑绝缘直轨道的最低点，点到、两点的距离均为，点在边上的竖直投影点为。、两点固定两个等量的正点电荷，电荷量为。在点将质量为、电荷量为的小球套在轨道上（忽略它对原电场的影响），已知静电力常量为，重力加速度为，且，忽略空气阻力。将小球由静止释放，下列说法正确的是（）A．轨道上点的电场强度大小为B．小球到达中点时的电势能最大C．小球刚到达点时的加速度为D．小球刚到达点时的动能为12．（多选）（2026·贵州铜仁·模拟预测）如图所示，是竖直平面内圆的一条竖直直径，是该圆的另一条直径，该圆处于匀强电场中，场强方向平行于圆。将带等量负电荷的相同小球从点以相同的动能射出，射出方向不同时，小球会经过圆周上不同的点。在这些所有的点中，到达点时小球的动量总是最小。忽略空气阻力，则下列说法中正确的是（）A．可以断定电场方向由点指向圆弧上的某一点B．小球经过圆周上的不同点时，过点的小球的动能和电势能之和最小C．小球经过圆周上的不同点时，过点的小球的电势能和重力势能之和最小D．小球经过圆周时，机械能最小的小球应经过圆弧上的某一点13．（多选）（2026·辽宁大连·模拟预测）如图（a）所示，真空中的阴极K可连续不断地释放电子（电子初速度忽略不计），电子经加速电压加速后从小孔射出，沿水平正对的平行金属板A、B中轴线射入两极板之间的偏转电场，两极板之间的电场强度随时间的变化关系如图（b）所示，所有电子在两金属板A、B之间的偏转电场中运动的时间均为，在金属板A、B右侧有一竖直固定足够大的荧光屏，荧光屏到金属板A、B右端的距离为。已知电子的质量为，电荷量为，金属板A、B的长度均为，且所有的电子都能打在荧光屏上，不计电子重力及电子之间的相互作用，下列说法正确的是（）A．加速电压B．金属板A、B之间的距离最小为C．打