2026届高考物理一轮复习备考专题训练：静电场（真题演练）（含答案）

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2026届高考物理一轮复习备考专题训练：静电场（真题演练）
一、选择题
1．（2025·青岛模拟）如图所示，水平向右的匀强电场中固定倾角为30°的足够长斜面，质量为m、带电量为+q的小球以初速度从斜面底端斜向上抛出，初速度方向与水平方向间的夹角为60°。已知匀强电场的电场强度，重力加速度为g，不计空气阻力。小球从抛出到落回斜面的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．机械能不变 B．离斜面最远时动能最小
C．运动的时间为 D．运动的时间为
2．（2025·白银模拟）一种电子透镜的部分电场分布如图所示，虚线为等差等势面。电子枪发射的电子仅在电场力作用下的运动轨迹如图中实线所示，a、b、c是轨迹上的三个点，取c点电势为0V，电子从a点运动到b点电势能变化了10eV，则（　　）
A．a点电势为
B．电子在b点的电势能为
C．b点的电场强度比c点的大
D．电子的运动轨迹与其中的一条电场线重合
3．（2025·湛江模拟）如图所示，虚线为某匀强电场的等势线，电势分别为、和，实线是某带电粒子在该电场中运动的轨迹。不计带电粒子的重力，则该粒子（　　）
A．带负电
B．在、、三点的动能大小关系为
C．在、、三点的电势能大小关系为
D．一定是从点运动到点，再运动到点
4．（2025·湛江模拟）一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能，随位移x变化的关系如图所示，其中段是关于直线对称的曲线，段是直线，则下列说法正确的是（　　）
A．处电场强度最小，但不为零
B．粒子在段做匀变速运动，段做匀速直线运动
C．若、处电势为、，则
D．段的电场强度大小、方向均不变
5．（2025·天河模拟）如图所示，绝缘轻绳穿过有光滑孔的带正电小球A，绳两点P、Q固定，在竖直平面内，整个空间存在匀强电场。小球静止时，轻绳绷紧，AP水平、AQ竖直，小球A的质量为m，则（　　）
A．球受到的电场力可以等于2mg B．球受到电场力的最小值为mg
C．匀强电场方向一定水平向右 D．匀强电场方向可以竖直向下
6．（2025·长沙模拟）细胞电转染的原理简化如图所示，两带电的平行金属板间，由于细胞的存在形成如图所示的电场。其中实线为电场线，关于轴对称分布。虚线为带电的外源DNA进入细胞膜的轨迹，、为轨迹上的两点，点与点关于轴对称，下列说法正确的是（　　）
A．、两点的电场强度相同
B．点的电势与点的电势相等
C．DNA分子在点的加速度比在点小
D．DNA分子在点的电势能比在点小
7．（2025·深圳模拟）1909年密立根通过油滴实验测得电子的电荷量，因此获得1923年诺贝尔物理学奖，实验装置如图。图中雾状小油滴被喷到水平放置的两块平行金属板的上方空间中，油滴因X射线带上定量的微小电荷量。两间距为d的平行金属板上板有一小孔，油滴穿过小孔进入两板之间，当两金属板间未加电压时，通过显微镜观察到某带电油滴P以速度大小竖直向下匀速运动；当油滴P经过板间M点（图中未标出）时，给金属板加上电压U，经过一段时间，发现油滴P恰以速度大小竖直向上匀速经过M点。已知油滴运动时所受空气阻力大小为，其中k为比例系数，v为油滴运动速率，r为油滴的半径，不计空气浮力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A．油滴P带正电
B．油滴P所带电荷量的值为
C．从金属板加上电压到油滴向上匀速运动的过程中，油滴的加速度先增大后减小
D．密立根通过该实验确定了电荷量的不连续性并测定了元电荷的数值为
8．（2025·湖北模拟）如图所示，空间中存在与水平成45°斜向右上方、大小为1×106N/C的匀强电场，在距地面10m高处同一位置均以10m/s的速率同时抛出A、B两个带正电小球，A球竖直向上，B球水平向右，两小球质量均为1kg，带电量均为。忽略两小球之间的相互作用力和空气阻力，小球均可视为质点，g取10m/s2，则在B球落地前，两球间的最大距离为（　　）
A．10m B． C．20m D．
9．（2025·芷江模拟）如图所示，ABCD为匀强电场中相邻的四个等势面，等势面与水平方向的夹角，一带正电小球经过等势面A上的点时，速度方向水平，小球沿直线运动，经过等势面D上的点时速度恰好为零，已知小球质量为，带电量，ad间的距离为，重力加速度，，，则下列说法正确的是（　　）
A．匀强电场强度大小为7.5N/C
B．小球在a点的速度大小为1.5m/s
C．A和B两等势面的电势差
D．若小球从d点沿da方向水平射入，则小球的运动轨迹为曲线
10．（2025·天河模拟）在茶叶生产过程中有道茶叶、茶梗分离的工序。如图所示，A、B两个带电球之间产生非匀强电场，茶叶茶梗都带正电荷，且茶叶的比荷小于茶梗的比荷，两者通过静电场便可分离，并沿光滑绝缘分离器落入小桶。假设有一茶梗P从A球表面O点离开，最后落入桶底。不计空气阻力。则（　　）
A．茶叶落入右桶，茶梗落入左桶
B．M处的电场强度大于N处的电场强度
C．M处的电势低于N处的电势
D．茶梗P下落过程中电势能减小
二、非选择题
11．（2025·贵阳模拟）某同学为观察电容器的充放电现象，设计了如图（a）所示的实验电路图。
（1）根据图（a），在答题卡上完成图（b）中的实物图连线。
（2）该同学正确连接电路后，将单刀双掷开关拨到位置“1”，发现电流计指针向右偏转，待指针稳定后把开关迅速拨到位置“2”，观察到电流计的指针　 　。（选填正确答案前的序号）
①继续向右偏转，然后保持不变
②继续向右偏转，然后回到零刻度线
③向左偏转，然后回到零刻度线
（3）该同学将电容器充电后断开开关，经过一段较长的时间后发现电压表的示数最终为零，原因是　 　。
12．（2025·东区模拟）如图甲所示的实验装置，定性探究电荷间相互作用力与电荷量、电荷之间的距离的关系。
（1）该实验用到的研究方法是（　　）
A．理想实验法 B．等效替代法
C．微小量放大法 D．控制变量法
（2）如图乙所示，当小球B静止时，A、B两球球心恰好在同一水平面上，细线与竖直方向的夹角为，若小球B的质量为m，重力加速度为g，则库仑力　 　。
（3）如图乙所示，接着该同学在竖直平面内缓慢移动小球A的位置，保持A、B两球球心的连线与连接B球的细线所成的夹角不变，在细线偏离竖直方向的角度增大到90°的过程中，A、B两球间的库仑力　 　（选填“增大”、“减小”、“先增大再减小”或“先减小再增大”）。
13．（2024高三上·广东模拟）某同学用图（a）所示的电路观察矩形波频率对电容器充放电的影响。所用器材有：电源、电压传感器、电容器C（4.7 μF，10 V），定值电阻R（阻值2.0 kΩ）、开关S、导线若干。
（1）电解电容器有正、负电极的区别。根据图（a），将图（b）中的实物连线补充完整　 　；
（2）设置电源，让电源输出图（c）所示的矩形波，该矩形波的频率为　 　Hz；
（3）闭合开关S，一段时间后，通过电压传感器可观测到电容器两端的电压UC随时间周期性变化，结果如图（d）所示，A、B为实验图线上的两个点。在B点时，电容器处于　 　状态（填“充电”或“放电”）在　 　点时（填“A”或“B”），通过电阻R的电流更大；
14．（2024高三上·青浦模拟）莱顿瓶可看作电容器的原型，一个玻璃容器内外包裹导电金属箔作为极板，一端接有金属球的金属棒通过金属链与内侧金属箔连接，但与外侧金属箔绝缘。从结构和功能上来看，莱顿瓶可视为一种早期的平行板电容器。
（1）关于莱顿瓶，下列说法正确的是（　　）
A．充电电压一定时，玻璃瓶瓶壁越薄，莱顿瓶能容纳的电荷越多
B．瓶内外锡箔的厚度越厚，莱顿瓶容纳电荷的本领越强
C．充电电压越大，莱顿瓶容纳电荷的本领越强
D．莱顿瓶的电容大小与玻璃瓶瓶壁的厚度无关
（2）美国的科学家富兰克林曾利用莱顿瓶收集雷电，若已知莱顿瓶的电容为2nF，测量出收集完毕时其两端的电压为150V，则富兰克林收集到的电量为　 　C。（1nF=10-9F）
（3）如图为葛同学设计的测量莱顿瓶电容的实验电路。已知电源电动势E=10V，内阻r =1Ω，保护电阻R0=4Ω，R为滑动变阻器，最大阻值为10Ω，定值电阻R1=1000Ω。
（1）调节滑动变阻器的滑片到中间位置，闭合开关S，微电流计测得莱顿瓶充电过程中的I-t图像如图所示。充电完成后，莱顿瓶两极板间的电势差为　 　V，所带电荷量约为　 　C，电容约为　 　F。（结果均保留两位有效数字）
（2）闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，待电路稳定后，R0的最大电功率为　 　W。
（4）理想的平行板电容器两极板间的电场可视为匀强电场，已知两极板间的电势差U=10V，间距d =10cm，极板长度L= 40cm，负极板接地。一带电油滴恰能在电场中处于悬浮状态。（不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2）
（1）该油滴的电荷量与质量之比　 　C/kg。
（2）若两极板间距增大为原来的2倍，该油滴从左侧沿中心线射入两板间，求油滴能从两极板间射出的初速度v0的最小值　 　m/s。
15．（2025·四川模拟） 电容为C的平行板电容器两极板间距为d，极板水平且足够长，下极板接地，将电容器与开关S、电阻R1和R2连接成如图所示电路，a、b是两个输出端，S断开极板间充满垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。由质量为m、电荷量为q（q> 0）的带电粒子组成的粒子束以水平速度v0沿下极板边缘进入极板间区域，单位时间进入的粒子数为n。带电粒子不计重力且不与下极板接触，忽略极板边缘效应和带电粒子间相互作用。
（1）为使带电粒子能落在电容器上极板，求极板间距的最大值dm；
（2）满足⑴的前提下，求电容器所带电荷量的最大值Qm；
16．（2024高三下·潍坊月考） 如图所示的O—xyz坐标系中，的Ⅰ区域内有沿z轴正方向的匀强磁场，在的Ⅱ区域内有沿y轴正方向的匀强电场。一带电量为＋q、质量为m的粒子从y轴上的点P（0，2l，0）以速度v0沿x轴正方向射入Ⅰ区域，从点Q进入Ⅱ区域。粒子在Ⅱ区域内，第二次经过x轴时粒子位于N点，且速度方向与x轴正方向夹角。已知Ⅰ区域磁场磁感应强度大小，不计粒子重力。
（1）求粒子经过Q点时速度方向与x轴正方向夹角α；
（2）求匀强电场的电场强度E；
（3）求粒子从P到N所用的时间；
（4）粒子到达N点时，在Ⅱ区域施加沿y轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小，求粒子离开N点经过时间，粒子的位置坐标。
答案解析部分
1．【答案】D
2．【答案】B
3．【答案】C
4．【答案】D
5．【答案】A
6．【答案】C
7．【答案】D
8．【答案】D
9．【答案】B
10．【答案】D
11．【答案】（1）
（2）③
（3）电容器通过电压表放电了
12．【答案】（1）D
（2）
（3）减小
13．【答案】（1）
（2）40
（3）充电；B
14．【答案】（1）A
（2）3×10-7
（3）9.0；1.5×10-6～1.8×10-6均可；1.7×10-7～2.0×10-7均可；16
（4）-0.1；2
15．【答案】（1）解： 由题意可知带电粒子在两极板间做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力有
为使带电粒子能落在电容器上极板，则有
联立可得
即最大值为
（2）解： 当电容器所带电荷量最大时，板间电势差最大，粒子束恰好不能到达上极板，将粒子入射速度分解为向右的两个速度，一个速度产生的洛伦兹力平衡电场力，做匀速直线运动；另一个速度提供洛伦兹力，做匀速圆周运动；即
其中
粒子以v2做匀速圆周运动，有
粒子恰好不到达上极板则有
联立各式可得
此时两极板所带电荷量最大为
16．【答案】（1）解：根据题意绘出粒子从P到N的运动轨迹如下
粒子在Ⅰ区域做匀速圆周运动，有
根据几何关系有
解得
α =60°
（2）解：由几何关系可知，Q、N两点沿电场方向的距离为l，粒子由Q到N过程沿x轴方向做匀速直线运动有
vNx = vQx = v0cosα，
由动能定理有
解得
（3）解：粒子由P到Q过程，设时间为t1，有
粒子由Q到N过程，沿y轴方向先匀减速后匀加速，设时间分别为t2、t3，有
其中
t = t1＋t2＋t3
联立解得
（4）解：粒子运动在xOz平面内的投影为匀速圆周运动
粒子运动周期
解得
可得
z = 2r2 = 2l
粒子沿y轴方向做匀加速运动，可得
即粒子的位置坐标为。
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