2021年各地高考物理真題分類匯編：靜電場

2021年高考物理真題

專題靜電場

選擇題

1.（2021?浙江卷）某書中有如圖所示的圖，用來表示橫截面是形導(dǎo)體右側(cè)的電場線和等勢

面，其中b是同一條實線上的兩點，c是另一條實線上的一點，d是導(dǎo)體尖角右側(cè)表面附

近的一點。下列說法正確的是（）

A.實線表示電場線

B.離d點最近的導(dǎo)體表面電荷密度最大

C.形導(dǎo)體右側(cè)表面附近電場強度方向均相同

D.電荷從a點到c點再到b點電場力做功一定為零

答案D

解析：

由于4、6在同一等勢面上，則電荷從“點到C點再到b點電場力做功一定為零，所以D正

確；故選D。

2.（2021?浙江卷）如圖所示，在火箭發(fā)射塔周圍有鋼鐵制成的四座高塔，高塔的功能最有可能

的是（）

A.探測發(fā)射臺周圍風(fēng)力的大小B.發(fā)射與航天器聯(lián)系的電磁波

C.預(yù)防雷電擊中待發(fā)射的火箭D.測量火箭發(fā)射過程的速度和加速度

答案C

解析：

在火箭發(fā)射塔周圍有鋼鐵制成的四座高塔，因鐵制的高塔有避雷作用，其功能是預(yù)防雷電擊

中發(fā)射的火箭。故選C。

3.（2021.全國乙卷）四個帶電粒子的電荷量和質(zhì)量分別（+q,〃?）、（+q,2加）、（+3俗3加）、

（-4,加）它們先后以相同的速度從坐標(biāo)原點沿x軸正方向射入一勻強電場中，電場方向與y

軸平行，不計重力，下列描繪這四個粒子運動軌跡的圖像中，可能正確的是（）

答案AD

解析：

帶電粒子在勻強電場中做類平拋運動，加速度為。=變

m

由類平拋運動規(guī)律可知，帶電粒子的在電場中運動時間為?='

%

離開電場時，帶電粒子的偏轉(zhuǎn)角的正切為tan=%=里=約

匕%叫

因為四個帶電的粒子的初速相同，電場強度相同，極板長度相同，所以偏轉(zhuǎn)角只與比荷有關(guān),

前面三種帶電粒子帶正電，第四種帶電粒子帶負(fù)電，所以第四個粒子與前面三個粒子的偏轉(zhuǎn)

方向不同；第一種粒子與第三種粒子的比荷相同，所以偏轉(zhuǎn)角相同，軌跡相同，且與第四種

粒子的比荷也相同，所以一、三、四粒子偏轉(zhuǎn)角相同，但第四種粒子與前兩個粒子的偏轉(zhuǎn)方

向相反；第二種粒子的比荷與第一、三種粒子的比荷小，所以第二種粒子比第一、三種粒子

的偏轉(zhuǎn)角小，但都還正電，偏轉(zhuǎn)方向相同。

故選AD。

4.（2021?全國乙卷）如圖（a）,在一塊很大的接地金屬平板的上方固定一負(fù)電荷。由于靜電感應(yīng),

在金屬平板上表面產(chǎn)生感應(yīng)電荷，金屬板上方電場的等勢面如圖（b）中虛線所示，相鄰等勢

面間的電勢差都相等。若將一正試探電荷先后放于M和N處，該試探電荷受到的電場力大

小分別為心和&，相應(yīng)的電勢能分別為Ep”和穌“則（）

0

"r

-------------------T-M'

圖(a)圖(b)

A.F,“<FN,EpM>EpNBFM>FN,EpM>EpN

C.F,M<F\,E,,M<EpND.F",>FN，E]>M<EpN

答案A

解析：

由圖中等勢面的疏密程度可知E.”<EN

根據(jù)F=qE

可知“S

由題可知圖中電場線是由金屬板指向負(fù)電荷，設(shè)將該試探電荷從M點移到N點，可知電場

力做正功，電勢能減小，即EpM〉EpN

故選Ao

5.(2021.全國甲卷)某電場的等勢面如圖所示，圖中。、氏c、"、e為電場中的5個點，貝！|()

A.一正電荷從6點運動到e點，電場力做正功

B.一電子從。點運動到d點，電場力做功為4eV

C,點電場強度垂直于該點所在等勢面，方向向右

D.n、b、c、d四個點中，匕點的電場強度大小最大

答案BD

解析：

由圖象可知伙,=3V,<pd-7V

根據(jù)電場力做功與電勢能的變化關(guān)系有Wad=Epa-Epd=儂-夕辦(-e)=4eV

B正確;

由于電場線與等勢面處處垂直，則可畫出電場線分布如下圖所示

由上圖可看出，匕點電場線最密集，則6點處的場強最大，D正確。

故選BD?

6.（2021.湖南卷）如圖，圓心為。的圓處于勻強電場中，電場方向與圓平面平行，ab和cd為

該圓直徑。將電荷量為4g>0）的粒子從。點移動到b點，電場力做功為2W（W>0）；若

將該粒子從c點移動到d點，電場力做功為下列說法正確的是（）

A.該勻強電場的場強方向與平行

B.將該粒子從△點移動到萬點，電場力做功為0.5W

C.a點電勢低于c點電勢

D.若只受電場力，從4點射入圓形電場區(qū)域的所有帶電粒子都做曲線運動

答案AB

解析：

由于該電場為勻強電場，可采用矢量分解的的思路，沿M方向建立x軸，垂直與cd方向建

立y軸如下圖所示

607

y

在X方向有W=E,q2R

在y方向有2W=E、q百R+E、qR

W幽，

經(jīng)過計算有，E,

2qRqREx

由于電場方向與水平方向成60。，則電場與浦平行，且沿。指向b,A正確;

R

該粒從"點運動到b點，電場力做的功為沙=Eq—=0.5W

2

B正確；故選AB。

7.（2021?湖南卷）如圖，在（a,0）位置放置電荷量為夕的正點電荷，在（0,。）位置放置電荷量

為9的負(fù)點電荷，在距P（a，。）為的某點處放置正點電荷。，使得P點的電場強度為

零。則。的位置及電荷量分別為（）

y

O

A.（0,2a）,僅B.（0,2a）,2伍C.（2a,0）,近qD.（2a,0）,2四

答案B

根據(jù)點電荷場強公式

r

兩點量異種點電荷在P點的場強大小為弓=電，方向如圖所示

a

兩點量異種點電荷在P點的合場強為罵=&綜=&駕，方向與+4點電荷與-q點電荷的

a

連線平行如圖所示

E一或

Q點電荷在p點的場強大小為2"一2a2

三點電荷的合場強為0,則當(dāng)方向如圖所示，大小有用=當(dāng)

解得Q—lyflq

由幾何關(guān)系可知。的坐標(biāo)為（0,2a）,故選B。

8.（2021?河北卷）如圖，四個電荷量均為4母＞0）的點電荷分別放置于菱形的四個頂點，其

坐標(biāo)分別為（4/,0）、（Y/,0）、（0,%）和（。,一%），其中X軸上的兩個點電荷位置固定，y

軸上的兩個點電荷可沿y軸對稱移動（%工0）,下列說法正確的是（）

九"

A.除無窮遠(yuǎn)處之外，菱形外部電場強度處處不為零

B.當(dāng)y°取某值時，可使得菱形內(nèi)部只存在兩個電場強度為零點

C.當(dāng)為=8/時，將一帶負(fù)電的試探電荷由點（4/,5/）移至點（0,—3/）,靜電力做正功

D.當(dāng)先=4/時，將一帶負(fù)電的試探電荷放置在點（/,/）處，其所受到的靜電力方向與x軸

正方向成45°傾斜向上

答案ACD

解析：

根據(jù)場強疊加原理可知，除無窮遠(yuǎn)處之外，菱形外部電場強度處處不為零，選項A正確；

由幾何關(guān)系可知，坐標(biāo)為（4/,5。的A點在第一象限內(nèi)所在的虛像的垂直平分線的上方；坐

標(biāo)為（0,-3/）的B點在第三象限內(nèi)所在的虛像的垂直平分線的上方，且到達(dá)虛線的距離相等,

由電勢疊加可知，B點的電勢高于A點，則帶負(fù)電的試探電荷在A點的電勢能較大，從A

點到8點電勢能減小，可知電場力做正功，選項C正確;

若州=4/,則四個點構(gòu)成正方形，由對稱可知在點(/,/)處的場強一定沿著過該點與原點連線

的方向上；在y軸正向和x正向上的點電荷在(/,/)處的合場強

rr網(wǎng)2近1-61kq

|-(j9/+/2)2的『+『一5石-

在y軸負(fù)向和x負(fù)向上的點電荷在(/,/)處的合場強

口ckq2V2Z+V2Zkq?

“25『+/2)2V25/2+/2竺_同2

3

可知(/,/)點的場強沿著方向且與x軸從成45。角的方向向下，將一帶負(fù)電的試探電荷放

置在點(/,/)處，其所受到的靜電力方向與x軸正方向成45°傾斜向上，選項D正確。故選

ACDo

9.(2021.河北卷)鈉原子鐘是精確的計時儀器，圖1中艷原子從。點以100m/s的初速度在真

空中做平拋運動，到達(dá)豎直平面所用時間為小圖2中鈾原子在真空中從P點做豎直

上拋運動，到達(dá)最高點。再返回P點，整個過程所用時間為L，。點到豎直平面MN、P

點到。點的距離均為0.2m,重力加速度取g=10m/s2,則。：L為()

M

。*

八

NP

圖1圖2

A100：1B.1：100C.1：200D.200：1

答案c

解析：

銅原子做平拋運動，水平方向上做勻速直線運動，即％=%

0.2

解得4=土-----s

V100

銅原子做豎直上拋運動，拋至最高點用時a,逆過程可視為自由落體,即》=卜（學(xué)

2

=0.4s

0.2

則4廠100一1

t20.4200

故選C。

10.（2021春?浙江卷）如圖所示是某一帶電導(dǎo)體周圍的電場線與等勢面，4、C是同一等勢面

上的兩點，B是另一等勢面上的一點。下列說法正確的是（）

A.導(dǎo)體內(nèi)部的場強左端大于右端

B.A、C兩點的電勢均低于8點的電勢

C.B點的電場強度大于A點的電場強度

D.正電荷從4點沿虛線移到B點的過程中電場力做正功，電勢能減小

【答案】D

【解析】

A.帶電導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)，導(dǎo)體內(nèi)部的場強處處為0,導(dǎo)體表面為等勢面，整個導(dǎo)體

為一個等勢體，A錯誤；

B.沿電場