2025年高考物理历届真题检测及实验专题试卷24 静电场知识的综合运用（原卷版）.docVIP

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专题24静电场知识的综合运用

一．2023年高考题

1.（2023年高考广东学业水平选择性测试）图4是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸极接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为等势面．在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极，a、b是其路径上的两点．不计液滴重力．下列说法正确的是

A.a点的电势比b点的低

B.a点的电场强度比b点的小

C.液滴在a点的加速度比在b点的小

D.液滴在a点的电势能比在b点的大

3.（2023年6月浙江选考物理）如图所示，在火箭发射塔周围有钢铁制成的四座高塔，高塔的功能最有可能的是（）

二．2023年高考题

1.（2023高考江苏物理）如图所示，绝缘轻杆的两端固定带有等量异号电荷的小球（不计重力）.开始时，两小球分别静止在A、B位置.现外加一匀强电场E，在静电力作用下，小球绕轻杆中点O转到水平位置.取O点的电势为0.下列说法正确的有（）

A.电场E中A点电势低于B点B.转动中两小球的电势能始终相等

C.该过程静电力对两小球均做负功D.该过程两小球的总电势能增加

2.（2023海南高考）空间存在如图所示的静电场，a、b、c、d为电场中的四个点，则（）

A.a点的场强比b点的大

B.d点的电势比c点的低

C.质子在d点的电势能比在c点的小

D.将电子从a点移动到b点，电场力做正功

三．2023年高考题

1.（2023高考理综天津卷）（20分）2023年，人类历史上第一架由离子引擎推动的飞机诞生，这种引擎不需要燃料，也无污染物排放。引擎获得推力的原理如图所示，进入电离室的气体被电离成正离子，而后飘入电极、之间的匀强电场（初速度忽略不计），、间电压为，使正离子加速形成离子束，在加速过程中引擎获得恒定的推力。单位时间内飘入的正离子数目为定值，离子质量为，电荷量为，其中是正整数，是元电荷。

（1）若引擎获得的推力为，求单位时间内飘入、间的正离子数目为多少；

（2）加速正离子束所消耗的功率不同时，引擎获得的推力也不同，试推导的表达式；

（3）为提高能量的转换效率，要使尽量大，请提出增天的三条建议。

四．2023年高考题

1．（2023北京理综）（1）静电场可以用电场线和等势面形象描述。

a．请根据电场强度的定义和库仑定律推导出点电荷Q的场强表达式；

b．点电荷的电场线和等势面分布如图所示，等势面S1、S2到点电荷的距离分别为r1、r2。我们知道，电场线的疏密反映了空间区域电场强度的大小。请计算S1、S2上单位面积通过的电场线条数之比N1/N2。

（2）观测宇宙中辐射电磁波的天体，距离越远单位面积接收的电磁波功率越小，观测越困难。为了收集足够强的来自天体的电磁波，增大望远镜口径是提高天文观测能力的一条重要路径。2023年9月25日，世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST在我国贵州落成启用，被誉为“中国天眼”。FAST直径为500m，有效提高了人类观测宇宙的精度和范围。

a．设直径为100m的望远镜能够接收到的来自某天体的电磁波功率为P1，计算FAST能够接收到的来自该天体的电磁波功率P2；

b．在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的，仅以辐射功率为P的同类天体为观测对象，设直径为100m望远镜能够观测到的此类天体数目是N0，计算FAST能够观测到的此类天体数目N。

五．2023年高考题

1.(2023·全国理综I卷·25)真空中存在电场强度为的匀强电场，一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动，速度大小为v0，在油滴处于位置A时，将电场强度的大小突然增大到某值，但保持其方向不变。持续一段时间后，又突然将电场反向，但保持其大小不变；再持续同样一段时间后，油滴运动到B点。重力加速度大小为g。

求油滴运动到B点时的速度。

求增大后的电场强度的大小；为保证后来的电场强度比原来的大，试给出相应的和v0应满足的条件。已知不存在电场时，油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍。

六．2023年高考题

1.（2023高考四川理综物理）中国科学家2015年10月宣布中国将在2023年开始建造世界上最大的粒子加速器。加速器是人类揭示物质本源的关键设备，在放射治疗、食品安全、材料科学等方面有广泛应用。

如图所示，某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管（漂移管）组成，相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极。质子从K点沿轴线进入加速器并依此向右穿过各漂移管，在漂移管内做匀速直线运动，在漂移管间被电场加速，加速电压视为不变。设质子进入漂移管B时速度为8×106m/s，进入漂移管E时速度为1×107m/s，电源频率为1×107Hz，漂移管间缝隙很小，