2023年高考物理一模试题分项汇编（北京专用）：专题08+电场

专题08   电场

一、单选题

1.（2023·北京朝阳·统考一模）图示平面内固定两个等量异种点电荷，M、N两点关于两电荷的连线对称，M、P两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是（　　）

A. M、P两点的电场强度相同 B. N、P两点的电场强度相同

C. N、P两点的电势相等 D. 电子在M点的电势能比在N点的大

【答案】B

【详解】AB．根据等量异种电荷周围电场分布规律以及对称性可知M、P两点的电场强度大小相同、方向不同，N、P两点的电场强度相同，A错误，B正确；

C．M点和N点到正负电荷的距离都相同，它们位于同一个等势面上，电势相同，根据沿电场线方向电势降低可知M点电势高于P点电势，故N点电势高于P点电势，C错误；

D．由于电子在M点和N点电势相同，故在M点的电势能与在N点的一样大大，D错误。

故选B。

2．（2023·北京东城·统考一模）如图所示，真空中有一对水平放置的平行金属板，板间有竖直向下的匀强电场，场强大小为E，质量为m，电荷量为的带电粒子，从M点水平方向以初速度射入板间，并打在下极板上的N点。已知与竖直方向成45°角，粒子的重力可忽略不计。则（　　）

A. 两点间的距离为

B. 粒子在两点间的运动时间为

C. 粒子刚到达N点时的速度大小为

D. 粒子刚到达N点时的速度方向与竖直方向的夹角为43°

【答案】A

【详解】AB．由题意可知粒子做类平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，则有

又因为与竖直方向成45°角，所以有

联立解得

则两点间的距离为

故A正确，B错误；

CD．粒子在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，则有

则粒子刚到达N点时的速度大小为

粒子刚到达N点时的速度方向与竖直方向的夹角为

故C、D错误。

故选A。

3．（2023·北京丰台·统考一模）静电场中某一电场线与x轴重合，电场线上各点的电势φ在x轴上的分布如图所示，图中曲线关于坐标原点O对称。在x轴上取A、B、C、D四点，A和D、B和C分别关于O点对称。下列说法正确的是（　　）

A. C点的电场强度方向与x轴正方向相反

B.  C、D两点的电场强度

C 试探电荷＋q从A点移到B点，静电力做正功

D. 同一试探电荷在B点和C点具有的电势能相等

【答案】C

【详解】A．沿电场线电势逐渐降低，因从A到D电势一直降低，可知场强方向沿x轴正向，即C点的电场强度方向与x轴正方向相同，选项A错误；

B．因φ-x图像的斜率等于场强大小，则C、D两点的电场强度，选项B错误；

C．因电场强度方向沿x轴正向，可知试探电荷＋q从A点移到B点，静电力做正功，选项C正确；

D．因B点的电势高于C点，可知同一试探电荷在B点和C点具有的电势能不相等，选项D错误。

故选C。

4．（2023·北京海淀八模（三））如图所示，两原长均为L、劲度系数相等的绝缘轻弹簧悬挂于O点，其另外一端各连接一个带电小球，平衡时A球靠在光滑绝缘竖直墙上，长为且竖直；B球悬于空中，长为。两小球的质量均为m，重力加速度为g，则两球间的库仑力大小为（   ）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【详解】设夹角为，B球的受力如图甲所示，构成的力的矢量三角形与相似，则有

即

可得

对AB两带电小球整体受力分析如图乙，根据平衡条件可得

两弹簧完全相同

则

解得

在力的矢量三角形中，应用余弦定理有

故B正确。

5．（2023·北京海淀八模（四））如图甲所示，质量为、带正电的物块放在绝缘的水平桌面上，滑块处在匀强电场中，电场强度，重力加速度．从原点O开始，物块与桌面的动摩擦因数随x的变化如图乙所示，取原点O的电势能为零，则下列判断正确的是（    ）

A. 物块运动的最大速度为

B. 物块向右运动的最大位移为

C. 当物块速度为，物块的电势能可能为

D. 物块最终静止时，物块与水平桌面因摩擦生热量为

【答案】BC

【详解】A．电场力

摩擦力

当时，即时速度最大，根据动能定理得

解得

A错误；

B．设向右运动得最大距离为，根据动能定理可得

解得

B正确；

C．设当物块速度为时的位移为，根据动能定理可得

解得

所以电势能

C正确；

D．根据能量守恒定律可知当物块停止运动时电势能的减少量将全部转化为摩擦生热，即

D错误。

故选BC。

6．（2023·北京平谷·统考一模）如图是匀强电场遇到空腔导体后的部分电场线分布图，正方形的对角线边正好与图中竖直向上的直电场线重合，O点是正方形两对角线的交点。下列说法正确的是（    ）

A. 将一正电荷由A点移到B点，电荷的电势能增加

B. O点电势与C点电势相等

C. DO间的电势差等于OB间的电势差

D. 在O点放置一负点电荷，该电荷所受电场力的方向竖直向下

【答案】D

【详解】A．将一正电荷由A点移到B点，电场力做正功，电荷的电势能减小，故A错误；

B．AC所在平面与BD垂直，与其它电场线不垂直，AC所在平面不是等势面，O点电势与C点电势不相等，故B错误；

C．根据电场线的疏密程度可知DO间的电场强度大于OB间的电场强度，由可知DO间的电势差大于OB间的电势差，故C错误；

D．在O点放置一负点电荷，该电荷所受电场力方向与该点电场方向相反，竖直向下，故D正确。

故选D。

7．（2023·北京西城·统考一模）具有相同质子数和不同中子数的原子称为同位素．让氢的三种同位素原子核（、和）以相同的速度从带电平行板间的P点沿垂直于电场的方向射入电场，其中氘核恰好能离开电场，轨迹如图所示．不计粒子的重力，则（    ）

A. 不能离开电场

B. 在电场中受到的电场力最大

C. 在电场中运动的时间最短

D. 在电场中运动的过程中电场力对做功最少

【答案】A

【详解】A. 三种粒子在电场中均做类平抛运动，设金属板的长度为L，P点距底板的距离为h，则由平抛运动的相关知识可得，

联立解得

分析可知，能否离开电场与比荷有关，氘核恰好能离开电场，则可知不能离开电场，故A正确；

B 电场力

同一电场，所带电荷量相同，故三种粒子在电场中所受电场力大小相等，故B错误；

C. 三种粒子的初速度相同，不能离开电场，故可知 在电场中运动的时间最短，和都能离开电场，则在电场中运动的时间相同，故C错误；

D. 电场力做功

电荷量相同，电场强度相同，分析可知和在电场中运动的竖直位移相等，而在电场中运动的竖直位移较小，因此在电场中运动的过程中电场力对做功最少，故D错误。

故选A。

8．（2023·北京延庆·统考一模）如图所示，长为L的导体棒原来不带电，现将一个带正电的点电荷放在导体棒的中心轴线上，且距离导体棒的A端为R，为的中点。当导体棒达到静电平衡后，下列说法正确的是（　　）

A. 导体棒A端带正电，B端带负电

B. 导体棒A端电势高，B端电势相低

C. 感应电荷在O点的场强方向向右

D. 感应电荷在O点的场强大小

【答案】D

【详解】A．点电荷带正电，则当导体棒达到静电平衡后，导体棒端为近端，带负电，端为远端，带正电，故A错误；

B．处于静电平衡状态的导体棒是一个等势体，即端和端电势相等，故B错误；

CD．处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零，感应电荷在点的场强与点电荷在点的场强大小相等、方向相反，点电荷在点的场强向右，则感应电荷在点的场强向左，大小为

故C错误，D正确。

故选D

9．（2023·北京延庆·统考一模）如图所示，A、B为两个等量异种点电荷连线上的两点（其中B为连线中点），C为连线中垂线上的一点．今将一带正电的试探电荷自A沿直线移到B再沿直线移到C。下列说法中正确的是（    ）

A. A点的场强比C点的场强大

B. A点的电势比C点的电势低

C. 从A点移到B点的过程中，静电力对该试探电荷做负功

D. 从B点移到C点的过程中，该试探电荷的电势能减小

【答案】A

【详解】等量异种电荷的电场线和等势面分布如图所示

A．等量异种点电荷的连线上B点电场强度最小，中垂线上B点电场强度最大，所以A点场强大于C点场强，A正确；

B．沿电场线方向电势降低，A点电势高于B点电势，等量异种点电荷连线的中垂线是等势面，C点电势等于B点电势，所以A点的电势比C点的电势高，B错误；

C．正电荷受到的电场力与电场线方向相同，所以将带正电的试探电荷从A移到B，电场力做正功，C错误；

D．等量异种点电荷连线的中垂线是等势面，将带正电的试探电荷从B点移到C点的过程中，该试探电荷的电势能不变，D错误。

故选A。

10．（2023·北京四中·校考一模）如图，同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点。一电荷量为q（q>0）的粒子从a点移动到b点，其电势能减小；若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小。下列说法正确的是（　　）

A. 此匀强电场的电场强度方向一定与a、b两点连线平行

B. 若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为

C. 若c、d之间的距离为L，则该电场的电场强度大小一定为

D. 若，则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差

【答案】D

【详解】A．无法确定电场方向，故A错误；

B．a点移动到b点，其电势能减小，则

该粒子从c点移动到d点，其电势能减小，则

则该粒子从M点移动到N点

电场力做正功

故B错误；

C．无法判断电场方向，故C错误；

D．若，则

故D正确。

故选D。

11．（2023·北京海淀·统考一模）一电子只在静电力作用下沿+x方向运动，其所在位置处的电势Φ随位置x变化的图线如图中抛物线所示，下列说法正确的是（　　）

A. x1与x3，处的电场方向相同

B. 从x1运动到x2，电场力对电子做正功

C. 电子在x1处的速率小于在x3处的速率

D. 电子从x2运动到x3，加速度逐渐减小

【答案】C

【详解】A．根据电势变化可知，x1的电场方向沿x轴正方向，x3处的电场方向沿x轴负方向，A错误；

B．从x1运动到x2，电势降低，电子电势能增大，故电场力对电子做负功，B错误；

C．电子运动过程中仅电场力做功，故电子电势能与动能的总和不变，电子在x1处的电势能大于在x3处的电势能，故电子在x1处的速率小于在x3处的速率，C正确；

D．由图像的斜率变化可知，电子从x2运动到x3，加速度逐渐增大，D错误。

故选C。

12．（2023·北京石景山·统考一模）在如图所示平面内，两个带等量正电的点电荷分别固定在A、B两点，O为连线的中点，为的垂直平分线，C、D两点在上且。下列说法正确的是（　　）

A. O点的场强比C点的场强大 B. C点的场强与D点的场强相同

C. O点的电势比D点的电势高 D. 电子在C点的电势能比在D点的电势能大

【答案】C

【解析】

【详解】A．两个带等量正电的点电荷在A、B中点产生的场强为零，而C点的场强不为零，故O点的场强比C点的场强小，A错误；

B．根据对称关系可知，C点的场强与D点的场强大小相等，但方向相反，B错误；

C．两个带等量正电的点电荷的中垂线的电场方向有O点指向远处，所以O点的电势比D点的电势高，C正确；

D．根据对称性可知，C点电势与D点的电势相同，故电子在C点的电势能与在D点的电势能相等，D错误。

故选C。