2021年各地高考物理真题分类汇编：静电场

2021年高考物理真题

专题静电场

选择题

1.（2021•浙江卷）某书中有如图所示的图，用来表示横截面是形导体右侧的电场线和等势

面，其中b是同一条实线上的两点，c是另一条实线上的一点，d是导体尖角右侧表面附

近的一点。下列说法正确的是（）

A.实线表示电场线

B.离d点最近的导体表面电荷密度最大

C.形导体右侧表面附近电场强度方向均相同

D.电荷从a点到c点再到b点电场力做功一定为零

答案D

解析：

由于4、6在同一等势面上，则电荷从“点到C点再到b点电场力做功一定为零，所以D正

确；故选D。

2.（2021•浙江卷）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（）

A.探测发射台周围风力的大小B.发射与航天器联系的电磁波

C.预防雷电击中待发射的火箭D.测量火箭发射过程的速度和加速度

答案C

解析：

在火箭发射塔周围有钢铁制成的四座高塔，因铁制的高塔有避雷作用，其功能是预防雷电击

中发射的火箭。故选C。

3.（2021.全国乙卷）四个带电粒子的电荷量和质量分别（+q,〃?）、（+q,2加）、（+3俗3加）、

（-4,加）它们先后以相同的速度从坐标原点沿x轴正方向射入一匀强电场中，电场方向与y

轴平行，不计重力，下列描绘这四个粒子运动轨迹的图像中，可能正确的是（）

答案AD

解析：

带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，加速度为。=变

m

由类平抛运动规律可知，带电粒子的在电场中运动时间为♦='

%

离开电场时，带电粒子的偏转角的正切为tan=%=里=约

匕%叫

因为四个带电的粒子的初速相同，电场强度相同，极板长度相同，所以偏转角只与比荷有关,

前面三种带电粒子带正电，第四种带电粒子带负电，所以第四个粒子与前面三个粒子的偏转

方向不同；第一种粒子与第三种粒子的比荷相同，所以偏转角相同，轨迹相同，且与第四种

粒子的比荷也相同，所以一、三、四粒子偏转角相同，但第四种粒子与前两个粒子的偏转方

向相反；第二种粒子的比荷与第一、三种粒子的比荷小，所以第二种粒子比第一、三种粒子

的偏转角小，但都还正电，偏转方向相同。

故选AD。

4.（2021•全国乙卷）如图（a）,在一块很大的接地金属平板的上方固定一负电荷。由于静电感应,

在金属平板上表面产生感应电荷，金属板上方电场的等势面如图（b）中虚线所示，相邻等势

面间的电势差都相等。若将一正试探电荷先后放于M和N处，该试探电荷受到的电场力大

小分别为心和&，相应的电势能分别为Ep”和稣“则（）

0

"r

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

图(a)图(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：

由图中等势面的疏密程度可知E.”<EN

根据F=qE

可知“S

由题可知图中电场线是由金属板指向负电荷，设将该试探电荷从M点移到N点，可知电场

力做正功，电势能减小，即EpM〉EpN

故选Ao

5.(2021.全国甲卷)某电场的等势面如图所示，图中。、氏c、"、e为电场中的5个点，贝！|()

A.一正电荷从6点运动到e点，电场力做正功

B.一电子从。点运动到d点，电场力做功为4eV

C,点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右

D.n、b、c、d四个点中，匕点的电场强度大小最大

答案BD

解析：

由图象可知伙,=3V,<pd-7V

根据电场力做功与电势能的变化关系有Wad=Epa-Epd=侬-夕办(-e)=4eV

B正确;

由于电场线与等势面处处垂直，则可画出电场线分布如下图所示

由上图可看出，匕点电场线最密集，则6点处的场强最大，D正确。

故选BD„

6.（2021.湖南卷）如图，圆心为。的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，ab和cd为

该圆直径。将电荷量为4g>0）的粒子从。点移动到b点，电场力做功为2W（W>0）；若

将该粒子从c点移动到d点，电场力做功为下列说法正确的是（）

A.该匀强电场的场强方向与平行

B.将该粒子从△点移动到万点，电场力做功为0.5W

C.a点电势低于c点电势

D.若只受电场力，从4点射入圆形电场区域的所有带电粒子都做曲线运动

答案AB

解析：

由于该电场为匀强电场，可采用矢量分解的的思路，沿M方向建立x轴，垂直与cd方向建

立y轴如下图所示

607

y

在X方向有W=E,q2R

在y方向有2W=E、q百R+E、qR

W幽，

经过计算有，E,

2qRqREx

由于电场方向与水平方向成60。，则电场与浦平行，且沿。指向b,A正确;

R

该粒从"点运动到b点，电场力做的功为沙=Eq—=0.5W

2

B正确；故选AB。

7.（2021・湖南卷）如图，在（a,0）位置放置电荷量为夕的正点电荷，在（0,。）位置放置电荷量

为9的负点电荷，在距P（a，。）为的某点处放置正点电荷。，使得P点的电场强度为

零。则。的位置及电荷量分别为（）

y

O

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

答案B

根据点电荷场强公式

r

两点量异种点电荷在P点的场强大小为弓=电，方向如图所示

a

两点量异种点电荷在P点的合场强为骂=&综=&驾，方向与+4点电荷与-q点电荷的

a

连线平行如图所示

E一或

Q点电荷在p点的场强大小为2"一2a2

三点电荷的合场强为0,则当方向如图所示，大小有用=当

解得Q—lyflq

由几何关系可知。的坐标为（0,2a）,故选B。

8.（2021•河北卷）如图，四个电荷量均为4母＞0）的点电荷分别放置于菱形的四个顶点，其

坐标分别为（4/,0）、（Y/,0）、（0,%）和（。,一%），其中X轴上的两个点电荷位置固定，y

轴上的两个点电荷可沿y轴对称移动（%工0）,下列说法正确的是（）

九"

A.除无穷远处之外，菱形外部电场强度处处不为零

B.当y°取某值时，可使得菱形内部只存在两个电场强度为零点

C.当为=8/时，将一带负电的试探电荷由点（4/,5/）移至点（0,—3/）,静电力做正功

D.当先=4/时，将一带负电的试探电荷放置在点（/,/）处，其所受到的静电力方向与x轴

正方向成45°倾斜向上

答案ACD

解析：

根据场强叠加原理可知，除无穷远处之外，菱形外部电场强度处处不为零，选项A正确；

由几何关系可知，坐标为（4/,5。的A点在第一象限内所在的虚像的垂直平分线的上方；坐

标为（0,-3/）的B点在第三象限内所在的虚像的垂直平分线的上方，且到达虚线的距离相等,

由电势叠加可知，B点的电势高于A点，则带负电的试探电荷在A点的电势能较大，从A

点到8点电势能减小，可知电场力做正功，选项C正确;

若州=4/,则四个点构成正方形，由对称可知在点(/,/)处的场强一定沿着过该点与原点连线

的方向上；在y轴正向和x正向上的点电荷在(/,/)处的合场强

rr网2近1-61kq

|-(j9/+/2)2的『+『一5石-

在y轴负向和x负向上的点电荷在(/,/)处的合场强

口ckq2V2Z+V2Zkq„

“25『+/2)2V25/2+/2竺_同2

3

可知(/,/)点的场强沿着方向且与x轴从成45。角的方向向下，将一带负电的试探电荷放

置在点(/,/)处，其所受到的静电力方向与x轴正方向成45°倾斜向上，选项D正确。故选

ACDo

9.(2021.河北卷)钠原子钟是精确的计时仪器，图1中艳原子从。点以100m/s的初速度在真

空中做平抛运动，到达竖直平面所用时间为小图2中铀原子在真空中从P点做竖直

上抛运动，到达最高点。再返回P点，整个过程所用时间为L，。点到竖直平面MN、P

点到。点的距离均为0.2m,重力加速度取g=10m/s2,则。：L为()

M

。*

八

NP

图1图2

A100：1B.1：100C.1：200D.200：1

答案c

解析：

铜原子做平抛运动，水平方向上做匀速直线运动，即％=%

0.2

解得4=土-----s

V100

铜原子做竖直上抛运动，抛至最高点用时a,逆过程可视为自由落体,即》=卜（学

2

=0.4s

0.2

则4厂100一1

t20.4200

故选C。

10.（2021春・浙江卷）如图所示是某一带电导体周围的电场线与等势面，4、C是同一等势面

上的两点，B是另一等势面上的一点。下列说法正确的是（）

A.导体内部的场强左端大于右端

B.A、C两点的电势均低于8点的电势

C.B点的电场强度大于A点的电场强度

D.正电荷从4点沿虚线移到B点的过程中电场力做正功，电势能减小

【答案】D

【解析】

A.带电导体处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为0,导体表面为等势面，整个导体

为一个等势体，A错误；

B.沿电场