2021年新高考物理模拟题分项汇编（第五期）08 电场（解析版）

专题08电场

1.（2021.北京东城区高三一模）如图所示的电场中，实线表示电场线，虚线表示等差等势面，A、B、C为

电场中的三个点。下列正确的（）

A.A点电势比8点高

B.A点场强比8点小

C.负电荷在A点的电势能比在B点的电势能大

D.B点和C点间的电势差是C点和A点间电势差的2倍

【答案】C

【解析】A.因为沿电场线方向电势逐渐降低，由图式可知，电势从8点到A点逐渐降低，所以A点电势

比8点低，故A错误；B.因为电场线越紧密的地方电场强度越大，由于A点电场线比8点紧密，所以A

点场强比B点大，故B错误；C.由图示可知，负电荷在8点的运动到A点的过程中，电场力做负功，电

势能增加，所以负电荷在A点的电势能比在2点的电势能大，故C正确；D.因为虚线表示等差等势面，

所以B点和C点间的电势差和C点和A点间电势差相等，故D错误。故选Co

2.（2021•广东深圳市高三一模）由已知现象，经过逻辑推理和数学工具验证，再进行合理延伸，是研究物

理问题的一种科学思维方法。下列选项中属于这种方法的是（）

|牛顿的人造卫星发射设想

测静电力常量

探究二力合成的规律

D.研究影响向心力大小的因素

【答案】A

【解析】A.牛顿的人造卫星发射设想属于经过逻辑推理和数学工具验证，再进行合理延伸，A正确；B.库

伦通过库仑扭秤实验得出了库仑定律，此实验应用了放大方法，但是由于当时电量的单位（库仑）并没有

得到定义，他并没有能够测出静电力常量的数值。静电力常量的数值是在电量的单位得到定义之后，后人

通过库仑定律计算得出的，B错误；C.探究二力合成的规律利用等效替代的方法，C错误；D.研究影响

向心力大小的因素使用控制变量法，D错误。故选A。

3.（2021・广东高三模拟）如图所示为某电场中的一根电场线，电场线上有A、B、C三点且A8=8C,一电

子从A点出发经8点运动到C点。下列说法正确的是（）

ABC

---------------------•——-E

A.该电场是匀强电场

B.在A、B、C三点中，A点的电势最高

C.在A、B、C三点中，A点的电场强度最大

D.在A、B、C三点中，电子在A点的电势能最大

【答案】B

【解析】A.只有一条电场线不能确定是否为匀强电场，A错误；B.沿电场线的方向，电势降低，A点的

电势最高，C点的电势最低，B正确；C.电场线的疏密表示电场的强弱，一条电场线无法比较疏密，所以

无法比较强弱，C错误；D.电子带负电，受力与电场方向相反，沿电场线方向，电场力对电子做负功，电

势能增大，故电子在4点的电势能最小，D错误。故选B。

4.（2021.山东高三模拟）如图所示，正方体A8CD-AEC。的9、。两点分别放置两个电荷量均为。的正、

负点电荷，关于两点电荷形成的电场，下列说法正确的是（）

A.4、4两点的电场强度相同

B.A、C两点的电场强度相同

C.同一负电荷在A、8两点具有相同的电势能

D.将正电荷由8点移到C点，克服电场力做功，电势能增加

【答案】B

【解析】A.A、A，两点位于BD同侧，它们所在的两条电场线两端交汇，由几何关系可知A、A，两点电场

强度方向不同，故A选项错误；B.等量异种电荷的电场线分布如图

A、C,两点关于90对称，因此可知电场强度大小相等，方向相同，B选项正确：C.ACCA'平面的电势

为零，A点电势为零，B点电势大于零，因此同一负电荷在A、B两点具有不相同的电势能，故C选项错

误；D.B点电势大于零，由Ep=q9可知将正电荷由B点移到C点，电势能降低，故D选项错误。故选

B。

5.（2021.北京丰台区高三一模）元电荷e的数值最早是由物理学家密立根测得的。实验装置如图所示：两

块金属板水平放置，间距为“，电压为U,质量为，”的油滴悬浮在两板间保持静止。已知重力加速度g,两

板间电场可视为匀强电场。下列说法正确的是（）

喷雾器

油滴妾

A/.■：：-'"

II-lI------------------O+

B*

iJ------------------O—

A.悬浮油滴带正电

B.悬浮油滴的电荷量为竽

C.悬浮油滴的比荷为看

D.油滴的电荷量不一定是电子电荷量的整数倍

【答案】B

【解析】A.山于液滴静止，故它受平衡力的作用，电场力的方向向上，而上极板带正电，故悬浮油滴带负

电，选项A错误；B.因为尸电即4g=/ng,故悬浮油滴的电荷量为"《，选项B正确；C.悬浮油

滴的比荷为幺=超，选项C错误；D.由于电子的电荷量是元电荷，故油滴的电荷量一定是电子电荷量的

mU

整数倍，选项D错误。故选B。

6.（2021•北京海淀区高三一模）如图所示，A、B为两个等量正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。今将一带负电的试探电荷自A沿直线移到8再沿直线移到C。下列说法中正确

的是（）

©——.......4.................㊉

A<D

A.B点的场强比C点的场强大

B.A点的电势比C点的电势高

C.从A点移到8点的过程中，电场力对该试探电荷做正功

D.从B点移到C点的过程中，该试探电荷的电势能保持不变

【答案】B

【解析】A.两个等量同种电荷，它们在点8处产生的电场强度大小相等，方向相反，互相抵消，则中点B

的场强为零，B点的场强比C点的场强小，选项A错误；BCD.负电荷从4到8电场力做负功，电势能增

加；负电荷从8到C,电场力也做负功，电势能增加；则负电荷在A点的电势能小于在C点的电势能，则

A点的电势比C点的电势高，选项B正确，CD错误。故选B。

7.（2021•北京西城区高三一模）真空中静止的点电荷的电场线分布如图所示，A、3为同一条电场线上的两

点。已知A点的场强为EA,B点的场强为EB,A、B两点之间距离为d,电荷量为+q的试探电荷在4点的

电势能为瓦加在8点的电势能为有关A、B两点的说法正确的是（）

A.该试探电荷在4点受静电力较小

B.该试探电荷在8点具有的电势能较大

C.4、8两点间的电势差等于（%+勺）d

2

£_E

D.A、B两点间的电势差等于上一晅

q

【答案】D

【解析】A.由点电荷场强公式后=々¥可知，该试探电荷在A点的电场强度大，所以在A点受的静电力

r

较大，故A错误；B.沿电场线电势降低可知外则该试探电荷在8点具有的电势能较小，故B错

W

误；CD.A与3两点间的电势差为。谡=一建，从A到8电场力做的功等于电势能的变化，则有

q

E—EP+F

W"=EpA-与8得U"=P\PB,由于电场为非均强电场，则AB间的平均强度不等于U2B,故C

错误，D止：确。故选D。

8.（2021•浙江高三模拟）一种电场的某条电场线与x轴重合，其场强大小£与坐标x的关系如图所示，下

列说法正确的是（）

A.此电场是匀强电场

B.由图像可以直接看出场强大小随x均匀减小

C.图像的斜率表示电场的电势

D.玉与马之间的电势差等于阴影部分的面积

【答案】D

【解析】AB.由题图可以看出E-x关系图像是正比例函数图像，场强E随X均匀增大，此电场并非匀强

电场，AB错误；C.。=团虽然是匀强电场的表达式，但可推导非匀强电场的U、E、x之间的关系，E-x

图线与x轴所围成的面积表示电势差。，图像的斜率不能表示电场的电势，C错误；D.梯形ABK7的面

积表示网与％之间的电势差，由几何关系有△OBCgABOK,△Q4Z注△AQ/,则梯形的面积

等于梯形A8CD的面积，即阴影部分的面积，所以西与4之间的电势差等于阴影部分的面积，D正确。

故选D。

9.（2021•广东高三模拟）如图所示，图中以点电荷。为圆心的虚线同心圆是该点电荷电场中球形等势面的

横截面图。一个带正电的粒子经过该电场，它的运动轨迹如图中实线所示，M和N是轨迹上的两点。不计

带电粒子受到的重力，由此可以判断（）

A.此粒子在M点的加速度大于在N点的加速度

B.此粒子在M点的电势能大于在N点的电势能

C.此粒子在M点的动能大于在N点的动能

D.电场中M点的电势高于N点的电势

【答案】C

【解析】A.粒子运动轨迹为曲线，根据合力指向曲线内侧可判断场源电荷为正电荷，离场源电荷越近粒子

受到电场力越大，加速度越大，所以粒子在M点的加速度小于在N点的加速度，A错误；BC.粒子从N

到M电场力做正功，动能增大，M点的动能大于在N点的动能，电势能减少，即在M点的电势能小于在N

点的电势能，B错误，C正确；D.场源电荷为正电荷，电场线从正电荷指向无穷远，沿电场线电势逐渐降

低，即N点电势高于M点电势，D错误。故选C。

10.（2021.湖南娄底市高三零模）如图所示，带电量分别为+2Q、-Q的点电荷固定在同一水平线上，粗细

均匀的光滑绝缘细杆竖直放置与两电荷的连线乘直平分线重合。O为两电荷连线中点，一个带正电的小球

套在细杆上可以白由滑动。在A点由静止释放小球，小球能向下运动且通过。点。则小球从4点运动到O

点过程中（）

nA

。-------。一-------㊀

+2。-Q

B

A.加速度一定不断增大

B.速度一定不断增大

C.电势能一定不断增大

D.机械能一定不断增大

【答案】C

【解析】A.将-2。的点电荷分成两个电荷量均为-Q的点电荷，其中一个+。点电荷与-。点电荷组成等量的

异种电荷。它们在AB上的电场线垂直于AB水平向右，另一个+。点电荷在ABM勺电场强度沿AB方向

的分量，导致带电小球受到向上的电场力，在靠近+2Q的过程中，加速度不一定在不断增大，A错误；

B.如果沿A5向上的最大电场力大于小球的重力，小球将做减速运动，B错误：C.小球向下运动的过程

中。电场力做负功。因此电势能一定不断增大，C正确：D.由于电场力做负功。根据功能关系可知、小球

的机械能一定减小，D错误。故选C。

11.（2021•辽宁大连市高三一模）如图所示，空间中存在着由一固定的点电荷（图中未画出）产生的电场。

另一同种点电荷q仅在电场力作用下沿曲线"N运动，4在M点的速度小于到达N点时的速度。图中两虚

线与运动轨迹相切，则（）

A.点电荷Q有可能位于图中的区域①内

B.q在M点的加速度比在N点的加速度小

C.在M点的电势能比在N点的电势能大

D.。的电场中M点的电势一定比N点的高

【答案】C

【解析】A.根据同种电荷相互排斥，若点电荷。位于图中的区域①内，则两电荷应是吸引关系，应是异

种电荷，所以A错误；C.由于q在M点的速度小于到达N点时的速度，根据动能定理可知，q从M到N

过程电场力做正功，则电势能减小，所以4在M点的电势能比在N点的电势能大，则C正确；B.由于电

场力做正功，则N点到点电荷Q的距离较大，根据场强公式E=化?，可知，在N点的场强较小，所以q

在历点的加速度比在N点的加速度大，则B错误：D.由于两点电荷的电性不确定，所以电势能大的位置

电势无法确定大小关系，则D错误；故选C。

12.（2021•辽宁朝阳市高三一模）如图所示，场源电荷Q固定在坐标原点O,试探电荷g仅在电场力作用

下，由A点运动到C点，BO<CO<AO,运动轨迹在xOy平面上。x轴上存在三点。、E、F,且DE=EF.

下列说法正确的是（）

A.试探电荷与场源电荷为异种电荷

B.试探电荷在A、B、C三点的加速度大小满足％<许<与

C.若试探电荷为正电荷，则。n>%>处

D.无论试探电荷电性如何，D、E和E、尸间的电势差都相等

【答案】C

【解析】A.山试探电荷轨迹判断，试探电荷与场源电荷应该为同种电荷，故A错误；B.点电荷形成的电

场，试探电荷仅受电场力，电场力提供加速度/=冬=3，则可知距离场源电荷越近，加速度越大。

r

正确排序应为故B错误；C.若试探电荷为正电荷则场源电荷也为正电荷，可知离正电荷越

近，电势越大，故C正确：D.试探电荷无论如何都不会影响场源电荷附近的电场，但点电荷附近电场为非

匀强电场，根据U=在相同距离下，平均电场强度大的地方，电势差的大小更大，故D错误。故选C。

13.（2021.浙江衢州市高三二模）一条长为L的绝缘细线上端固定在O点，下端系一个质量为m带电量为

+q的小球，将它置于水平向右的匀强电场中，小球静止时细线与竖直线的夹角成Q37。。已知重力加速度

为g,下列正确的是（）

O

A.剪断细线，小球将做曲线运动

B.突然撤去电场的瞬间，绳子拉力变为争

C.如果改变电场强度大小和方向，使小球仍在原位置平衡，电场强度最小为警

5q

D.在A点给小球一个垂直于细线方向，大小至少为疯的速度，才能使小球能在竖直平面内做完整的

圆周运动

【答案】D

【解析】A.剪断细线，小球从静止释放，在恒定的重力及电场力作用下做匀加速直线运动，A错误；

4

B.突然撤去电场的瞬间，小球开始做圆周运动，由于初速度为零，沿绳方向满足7=肛？€0$37°=］冲，

B错误；C.如图所示

mg

当电场力gE与拉力T垂直时，电场力最小，场强最小，山平衡条件可得sin37。=成，解得电场强度最小

值为E=2空，c错误；D.如图所示4为等效最低点，8为等效最高点，要使小球在竖直平面内做完整

的圆周运动，只要能过5点即可，可得等效重力为F=*-=3强，在8点满足尸=根”，从A到8

cos37°4

由动能定理可得—F-2L=51加c吟—l5加i匕，联立解得在A点的最小速度为以=5万/—麻，D正确。故选D。

14.（2021•浙江温州市高三二模）完全相同的平行金属板A、B带等量异种电荷，两板正中心记为。点，以

。点为坐标原点建立x轴，规定由A板垂直指向B板的方向为场强的正方向，得出了x轴上的场强E随坐

标x变化的图像，如图所示。根据图像判断下列说法哪个是正确的（）

A.沿x轴正方向电势降低A、B两板的电势差一定为2玉）片）

C.将电子由。点静止释放，电势能增加D.使电子沿x轴在板间移动，电势能不变

【答案】D

【解析】A.由题意可知，沿x轴方向电势不变，故A错误；B.x轴方向即为沿板长方向，由于不知道板

间距离，则无法确定两板间的电势差，故B错误；C.将电子由。点静止释放，电场力做正功，电势能减

小，故C错误；D.x轴方向即为沿板长方向，则使电子沿x轴在板间移动，即在同一等势面上移动，其电

势能不变，故D正确。故选D。

15.（2021•天津高三模拟）如图为某静电除尘装置的示意图。A、B为电极和集尘板上某点连线上的两点。

不计烟尘微粒与空气的作用力及重力，下列说法正确的是（）

「集

尘

电极，4""板

H高压电源

A.A、B两点的电场强度大小不同，方向相同

B.集尘板边缘的电场方向一定与集尘板表面垂直

C.向集尘板加速靠近的烟尘微粒带负电，且加速度逐渐增大

D.若带电烟尘微粒由静止开始仅受电场力作用，则一定沿电场线到达集尘板

【答案】B

【解析】A.电极与集尘之板间的电场线是曲线，并非直线，并且越靠近电极处电场线越密集，所以A、B

两点的电场强度大小不同，方向也不同，故A错误；B.集尘板表面为一等势面，所以集尘板边缘的电场方

向一定与集生板表面垂直，故B正确；C.向集尘板加速靠近的烟尘微粒带负电，但所受电场力逐渐减小，

加速度逐渐减小，故C错误；D.由于电极与集尘板之间的电场线并非直线，所以带电烟尘微粒由静止开始

仅受电场力作用，其速度方向不可能始终沿电场线的切线方向，故D错误。故选B。

16.（2021•辽宁锦州市高三一模）一个带负电的粒子从x=0处由静止释放，仅受电场力作用，沿x轴正方

向运动，加速度“随位置变化的关系如图所示，*2一玉=&-尤2可以得出（）

A.在和七处，电场强度相同

B.从为到反过程中，电势先升高后降低

C.粒子经王和无3处速度等大反向

D.粒子在超处电势能最大

【答案】B

【解析】A.因为=所以在再和七处，电场强度和加速度大小成正比，方向相反，故A错误：

BD.根据图像可知，从西到马过程中，粒子先加速后减速，所以电场力先做正功，后做负功，电势能先减

小后增大，到超处，电势能最小，根据综=4*可知，粒子带负电，所以电势先升高后降低，故B正确，

2

D错误；C.根据运动学公式可知寸=2"可知，〃/图像的面积表示上，所以粒子经再和七处速度大小

2

相等，方向相同，故C错误。故选B。

17.（2021.天津高三模拟）如图所示，用控制变量法可以研究影响平行板电容器电容的因素。设两极板正对

面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为仇实验中，极板所带电荷量不变，若（）

A.保持S不变，减小4,则。变大B.保持S不变，增大4,则6变小

C.保持d不变，减小5,则。变小D.保持〃不变，减小S,则。变大

【答案】D

PVo

【解析】静电计是测量两个导体间电势差的仪器，指针偏角GocU,根据。=匕二=和。=乜得

4兀kdU

..4nkdQ

U=——oAB.保持S不变，电压与距离成正比，AB错误；CD.保持d不变，电压与正对■面枳反比,

C错误，D正确。故选D。

18.（2021•广东佛山市高三模拟）如图，四根彼此绝缘带电导体棒围成一个正方形线框（忽略导体棒的形状

大小），线框在正方形中心。点产生的电场强度大小为方向竖直向下；若仅撤去导体棒C,则。点场

强大小变为耳，方向竖直向上，则若将导体棒C叠于A棒处，则。点场强大小变为（）

A.Ey-EaB.-2E0C.2Et+EaD.2&

【答案】C

【解析】正方形线框在。点产生的电场竖直向下，则表明左右带电导体棒产生的电场为零。AC产生的电场

竖直向下。撤去C,。点处的场强竖直向上，表明A带负电，C带负电。则C在。点产生的电场强度为

4=g+将C叠于A棒处，则。点处场强大小为£=2耳+4,故选C。

19.（2021•天津高三模拟）2020年2月，中国科学家通过冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面S蛋白与人体细胞

表面ACE2蛋白的结合过程，首次揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱。电子显微镜是冷冻电镜中的关键

部分，其中的一种电子透镜的电场分布如图所示，虚线为等差等势面，一电子在其中运动的轨迹如图中实

A.。点的电场强度大于6点的电场强度B.。点电场强度的方向水平向右

C.。点的电势高于6点的电势D.电子在。点的电势能大于在6点的电势能

【答案】C

【解析】A.根据等差等势面的疏密可表示场强强弱，由于。点等差等势面比b点稀疏，则。点的电场强度

小于6点的电场强度根据，故A错误；B.由于电场线垂直于等势面，则〃点电场强度垂直等势面沿水平方

向，又因为电子轨迹为曲线，所受电场力指向轨迹凹侧，即水平向右，又电子带负电，则人点电场强度的

方向水平向左，故B错误；C.顺着也场线方向，电势逐渐降低，电场线由高等势面指向低等势面，根据电

子受力方向向右，则电场线方向向左，故“点电势高于6点，故C正确；D.因为的＞强，电子在电势低的

地方电势能大，在电势高的地方电势能小，故电子在。点的电势能小于在点的电势能，故D错误。故选

Co

20.（2021•浙江高三二模）某半导体PN结中存在电场，取电场强度E的方向为x轴正方向，其E-x关系如

图所示，ON=OP,OA=OB。取。点的电势为零，则（）

A.A、B的电势相等

B.从N到。的过程中，电势一直增大

C.电子从N移到P的过程中，电势能先增大后减小

D.电子从N移到。和从。移到P的过程中，电场力做功相等

【答案】D

【解析】A.由于场强为正值则电场强度E的方向为x轴正方向，沿着电场线方向电势逐渐降低，所以A

点电势高于8点的电势，则A错误；B.从N到。的过程中，电势一直减小，所以B错误；C.电子从N

移到P的过程中，电场力一直做正功，电势能逐渐减小，所以C错误；D.由图像可知，图形的面积表示

电势差，则有，再根据W=可知，则电子从N移到。和从。移到尸的过程中，电场力做

功相等，所以D正确；故选D。

21.（2021•辽宁抚顺市高三一模）如图所示，正方形的四个顶点分别放置有电性不同、电量相等的四个点电

荷。a、b、以“四个点为正方形四个边的中点，下列说法正确的是（）

A.4点与C点的场强不同

B.b点与d点的场强相同

C.“点电势大于匕点电势

D.b点电势等于“点电势

【答案】B

【解析】A.两对等量异种电荷在a点的场强合成为竖直向下，由对称性可知两对等量异种电荷在c点的场

强合成为竖直向下，故。点与c点的场强相同，故A错误；B.两正电荷在b点场强等大反向抵消，而两负

电荷在b点的场强合成为竖直向下，同理d点的场强竖直向下，故〃点与d点的场强等大同向，故B正确;

CD.ac,两点在两对等量异种电荷的中垂线上，且电势相等为零，根据沿着场强方向电势逐渐降低，有

%>夕“=纭=0V>/，故CD错误；故选B。

22.（2021•山东枣庄市高三二模）如图所示，水平面内三点A、B、C为等边三角形的三个顶点，三角形的

边长为L。点为A3边的中点。为光滑绝缘细杆，。点在0点的正上方，且力点到A、8两点的距离

均为L,在4、8两点分别固定点电荷，电荷量均为-Q。现将一个质量为机、电荷量为+4的中间有细孔的

小球套在细杆上，从。点由静止释放。已知静电力常量为左、重力加速度为g、且攵粤=走加8,忽略空

尸3

气阻力。下列说法正确的是（

A.固定在A、8处两点电荷的合电场在C、。两点的场强相同

（也付

B.小球在。点刚释放时的加速度大小为-—g

I23）

C.小球到达C点的速度大小为

D.小球将在。、C两点之间做往复运动

【答案】C

【解析】A.在4、8两点分别固定一点电荷，电荷量均为-Q,那么A、2两点在O点的电场强度方向由O

指向。，在C点的电场强度方向由C指向。，根据点电荷场强公式后=女¥，以及矢量合成法则可知，C

r

点和。点的电场强度大小相同，但方向不同，故A错误；B.小球在。点刚释放时，小球受到A点电荷的

库仑力大小为入=女坐，受到8点电荷的库仑力大小为弓=攵器，因为它们的夹角为60。，则库仑合力

大小为4=丝，小球除受到库仑力外还受到重力和支持力，它们的合力为F=（七+mg）cos45°,

艮遛=&ng，根据牛顿第二定律，可得小球加速度为.，F==£屋故B错误；C.由

''mm

题意可知，C、。处于4、8两点电荷的连线的中垂面上，且C、。到中点。点距离相等，那么C点的电势

和。点的电势相等，则小球从。点到C点的过程中，只有重力做正功，库仑力不做功，根据动能定理可得

〃2gLsin6（T=；加廿，解得丫=j2gLsin60'=，故C」E确；D.因小球达到C点时速度沿杆向下,

故小球不可能在。、C两点之间做往复运动，故D错误。故选C。

23.（2021•重庆高三二模）如题图所示，真空中竖直平面内的三点A、B、C构成直角三角形，其中AC竖直,

长度为L,ZABC=30°„匀强电场在A、B、C所决定的平面内，电场强度为E,电场方向与AB平行。现将

质量为m的带电小球以初动能Ek沿CA方向从C点射出，小球通过B点时速度恰好沿48方向，已知重力

加速度为g，下列说法正确的是（）

c

A.小球所受电场力为所受重力的3倍

B.经过时间」-J旭，小球电势能和重力势能之和最大

4g\m

C.从。到8,小球做匀变速直线运动

D.从C到8,小球克服重力做功与电场力做功之比为1：百

【答案】B

【解析】A.设小球在C点的速度为外，在B点速度为如，的长度x=—^二=6乙，设从C到B的

tan30

时间为,,有乙=、£,6L=*解得匕=6匕，根据速度一时间关系可得退=^g,解得

22m

qE=y/3mg,故A错误;

B.设电场力和重力的合力与水平方向的夹角为仇则有tane=/"=f,F=^qE）2+（mg）2=2mg，

则合加速度为a=&俎=2g,将小球的初速度分解为沿合外力的方向和与合外力垂直的方向，小球电势能

m

vsin30

和重力势能之和最大时，小球动能最小，合外力方向的分速度减为零，该过程所用时间/v-------，

2g

解得f-竺故B正确；C.从C到B,小球加速度恒定，但与小球速度不共线，故小球做匀变速

4gVm

曲线运动，故C错误；D.从C到8,小球克服重力做的功为％=agL,电场力所做的功为

唯_1

叱u=qE-x/?>L—3mgL,则小球克服重力做的功与电场力做的功的比值为故D错误。故选B。

24.（2021.山东高三模拟）如图所示，有一长方体A8CD-4BICI£»I,AB=2BC,BB\=BC,M、N、P、。分别

为AB、48、GG、CO的中点（图中未画出），下列说法正确的是（）

A.若8点放置一正点电荷，则电势差U呢,<。刖

B.若8点放置一正点电荷，则电势差

C.若在囱、B两点分别放置等量异种点电荷，则Ci、”两点的电场强度大小相等

D.若在3、8两点分别放置等量异种点电荷，则。、A两点的电势相等

【答案】BC

【解析】AB.8点放一正点电荷时，如图所示

连接8、P,以8为圆心，分别以8C、8N（长度与8cl相等）的长为半径作圆弧，分别交8P于R、S。因

U

<Pc=<PK，（Pct=%，故cc,=URS。

又因。,v=8s，故UNP=0SP

设BC=d,则有

RS=（V2-1）J

SP=（^-V2）J

显然RS>SPo根据正点电荷电场的特点，RS段的平均电场强度大于SP段，且离电荷越远场强越小、电

势越低，故必有URS〉USP，综上可知A错误B正确；C.若在3、B两点分别放置等量异

种点电荷，由等量异种点电荷的电场特点可知M、N两点的电场强度大小相等，C.G两点的电场强度大小

相等，M、C两点的电场强度大小相等，则Ci、M两点的电场强度大小相等，C正确；D.若在8卜8两点

处放置等量异种点电荷，则囱、8连线的中垂面是等势面，则。、A两点分布在中垂面的两侧，电势不相

等，D错误。故选BC。

25.（2021・湖南邵阳市高三一模）如图所示，两块正对平行金属板M、N与电池相连，N板接地，闭台开关

S后，在距两板等距离的点有一个带负电的点电荷C恰好处于静止状态，如果要使点电荷C能够向上运动,

则可采取的方法是（）

sR2

in——一M

A.将Ri的阻值增大

B.将&的阻值减小

C.将M板向上平移一段距离

D.将N板向上平移一段距离

【答案】AD

【解析】要使点电荷C能够向上运动，则点电荷C受到的电场力增大，根据F=gE知，板间场强变大，由

公式E=”■可知，要增加U或减小乩因与电源相连，所以可增大R的阻值，或将M、N板平移，减小板

a

间距。故选AD。

26.（2021.福建福州市高三二模）空间中存在一静电场，一电子从％=0处以一定的初速度沿+X轴方向射

出，仅在电场力作用下在x轴上做直线运动，其电势能6户随位置x变化的关系耳,一％如图所示。则下列判

断正确的是（）

B.超处电势最大、电场强度最小

C.刍处的电场强度方向沿x轴正方向

D.电子在％=0处的速度大于七处的速度

【答案】AD

\(nJbE

【解析】A.根据电势能与电势的关系可知E〃=4/,场强与电势的关系E=—上，所以£=一•1,

AxqAx

由Ep-x图像的斜率为屋，因为占处的斜率比七处的斜率大，所以用处电场强度比与处电场强度大，

Ax

故A正确；B.由于电子带负电，在超处，电子的电势能最大，电势最小，々处图像的斜率为零，电场强

度为0,故B错误；C.电子从马到马，电势能减小，电场力做正功，则刍处的电场强度方向沿x轴负方

向，故C错误；D.根据能量守恒，电子在x=0处的电势能小于电子在£处的电势能，则电子在1=0处

的动能大于七处的动能，所以电子在X=0处的速度大于£处的速度，故D正确。故选AD。

27.(2021•福建高三二模)如图甲所示，一光滑绝缘细杆水平固定在非匀强电场中，在。点固定一带正电的

小球A,一带电量为q=2xl(TC的小球B套在杆上。以。点为原点，沿杆向右为X轴正方向建立坐标系。

小球A对小球B的作用力随B位置X的变化关系如图乙中曲线I所示，小球B所受水平方向的合力随B位

置x的变化关系如图乙中曲线H所示，静电力常量&=9xl()9N-m2/C2,则()

A.小球A所带电荷量Q=lxlO«C

B.非匀强电场在x=0.3m处沿细杆方向的电场强度大小E=2X104N/C

C.将小球3从x=().lm处静止释放运动到x=().3m处过程中，加速度一直减小

D.将小球B从x=0.1m处静止释放运动到x=0.3m处过程中，速度先增大后减小

【答案】AD

【解析】A.由题图乙可知，当小球4和小球B之间距离.『0.3m时，二者之间的库仑力大小为Q=0.2N,

根据库仑定律有片=攵§，代入数据解得。=lxl（）4c,故A正确；B.由题图乙可知，40.3m处，小球8

所受合电场力大小为尸2=0/6N,则有QE—6=鸟，代入数据解得E=3.6xiaN/C,故B错误；CD.由题

图乙可知，从尸0.1m到户0.3m,小球8所受合力先减小至零后再反向增大，所以加速度先减小至零后再反

向增大，速度先增大后减小，故C错误，D正确。故选AD。

28.（2021•福建高三二模）空间中有水平方向上的匀强电场，一质量为〃?，带电量为夕的微粒在某竖直平面

内运动，其电势能和重力势能随时■间变化如图所示，则该微粒（）

C.运动过程中动能不变D.0~3秒内除电场力和重力外所受其它力对微粒做功为12J

【答案】BCD

【解析】A.由于不清楚电场强度的方向，则无法确定微粒的电性，故A错误；B.由图可知，0~3内电

势能增加9J,则0~3秒电场力做功为-9J,故B正确；C.山图可知，电势能均匀增加，即电场力做功与

时间成正比，说明电场力方向做匀速直线运动，同理，重力方向也做匀速直线运动，则微粒的合运动为匀

速直线运动，所以运动过程中运动不变，故C正确；D.由功能关系可知，0~3秒重力势能与电势能之和

增加为12J,则0~3秒内除电场力和重力外所受其它力对微粒做功为12J,故D正确。故选BCD。

29.（2021•河北高三一模）如图所示，边长为/的正方形四个顶点a、b、c、”分别放置一个点电荷，M、N

为仍延长线上两点，MRN和MPN是由M到N的两条不同路径。。、b、c三处电荷的电荷量为q（q>0）,

。处电荷受到的静电力为（贬-g）*（k为静电力常量），方向由。指向N。则（）

A.4处电荷的电荷量为-q

B.M点的电势比N点的电势高

C.正方形中心。处的电场方向从6指向d

D.将一点电荷分别沿路径MRN和MPN由M移到N过程中，静电力做功相等

【答案】ACD

【解析】A.〃、c处电荷对b处电荷的作用力为月=应*,所以"处电荷对6处电荷的作用力为

1kq1_kqq'

一5k两,解得/=-4,A正确；B.因为N点更靠近正电荷，所以M点的电势比N点的电势低。

B错误；C.“、c,两处电荷在中心。处的电场为零，b、4两处电荷在中心。处的电场方向从6指向4,C

正确；D.静电力做功与路径无关，所以将一点电荷分别沿路径M/W和MPN由M移到N过程中，静电力

做功相等。D正确。故选ACD。

30.（2021・广东高三模拟）一电荷仅在电场力的作用下运动，其速度一时间图象如图所示，其中右和而是电

荷在电场中b两点运动的时刻，则下列说法正确的是（）

A.a、b两点处电场强度Eu=Eh

B.a,b两点处电场强度E“>E„

C.粒子从a运动到b的电势能减小，电场力做正功

D.a、b两点电势区>（pb

【答案】BC

【解析】AB.由图线看出，“处切线的斜率大于〃处切线的斜率，说明电荷在〃处的加速度大于在匕处加

速度，则〃处场强大于6处场强，故A错误，B正确；CD.由图看出，电荷从〃到从速率增大，动能增

大，电场力做正功，电势能减小，由于不知电荷的电性，因此无法比较“点的电势与b点的电势大小，故C

正确，D错误。故选BC。

31.（2021•广东高三模拟）如图所示，平行板电容器的两个极板水平，两板之间固定一个光滑绝缘的半圆形

轨道ACB,4、3为半圆轨道的两个端点，且A、B紧靠电容器的上极板，在4端对应位置的极板处开有一

个小孔，C是轨道的最低点，半圆轨道半径为凡现使电容器的两板分别带等量异种电荷，使两板之间存在

竖直向下的匀强电场，将一个质量为加、电荷量为-q的带电小球，从A点正上方高为”处由静止释放，小

球由小孔进入电容器内部并从A点沿切线进入半圆轨道。不计空气阻力及一切能量损失，下列说法中正确

的是（）

A.当匀强电场的电场强度大小后=幽时，带电小球在半圆形轨道内做匀速圆周运动

q

mg（H+R]

B.当匀强电场的电场强度大小三^^时，带电小球能沿轨道到达最低点

qR

mg（H+R）

C.当匀强电场的电场强度大小后4上-----^时，带电小球能沿轨道到达最低点

3qR

D.将电容器的下极板向下移动一小段距离，则带电小球到达最低点C时的速率增大

【答案】AC

【解析】A.当电场强度E=2型时，带电小球进入极板之间后受到的电场力为F=qE=mg,方向与重力

q

方向相反，则小球在竖直方向上所受合力为零，所以能在半圆形轨道内做匀速圆周运动，故A正确:

BC.设小球到达最低点的最小速度为v