5年（2021-2025）高考1年模拟物理真题分类汇编专题07 静电场（北京专用）（原卷版）

五年（2021-2025）高考真题分类汇编PAGEPAGE1专题07静电场考点五年考情（2021-2025）命题趋势考点1电场力和电场能的性质2021、2023、2024、2025注重对电场基本性质的深度挖掘，如电场强度、电势、电势能等概念的理解与辨析，强化电场力的性质与能的性质的综合应用。一方面，通过库仑定律分析电荷间相互作用，结合电场叠加原理处理多电荷体系的电场分布；另一方面，利用电场线、等势面考查电场强度与电势的变化规律，常涉及带电粒子在电场中的运动，将牛顿运动定律、功能关系与静电场知识相结合，如分析带电粒子在电场中的加速、偏转及复杂曲线运动。​能力要求上，突出数理结合与逻辑推理。考生需运用数学工具，如函数图像分析电场强度、电势随空间位置的变化，借助几何关系求解电场中的距离、角度等物理量。面对多过程、多因素的静电场问题，能依据物理规律，理清各物理量间的逻辑关系，推导结论。实验探究能力的考查力度也在加大，要求考生设计实验测量电场强度、电势差，验证电场相关规律，处理实验数据并分析误差，如利用传感器探究电场分布特点。此外，部分试题会引入新的科研成果或情境信息，考查考生获取信息、迁移知识、解决新问题的创新能力，全方位检验考生对静电场知识的掌握程度与物理学科核心素养的发展水平考点2电容器与电容2022考点3带电粒子在电场中的运动2021、2022、2023考点01电场力和电场能的性质1．（2025·北京·高考）如图1所示，金属圆筒A接高压电源的正极，其轴线上的金属线B接负极。(1)设A、B两极间电压为U，求在B极附近电荷量为Q的负电荷到达A极过程中静电力做的功(2)已知筒内距离轴线r处的电场强度大小E=k2λr，其中k为静电力常量，λ为金属线B单位长度的电荷量。如图2所示，在圆筒内横截面上，电荷量为q、质量为m的粒子绕轴线做半径不同的匀速圆周运动，其半径为r1、r2和r3时的总能量分别为(3)图1实为某种静电除尘装置原理图，空气分子在B极附近电离，筒内尘埃吸附电子而带负电，在电场作用下最终被A极收集。使分子或原子电离需要一定条件。以电离氢原子为例。根据玻尔原子模型，定态氢原子中电子在特定轨道上绕核做圆周运动，处于特定能量状态，只有当原子获得合适能量才能跃迁或电离。若氢原子处于外电场中，推导说明外电场的电场强度多大能将基态氢原子电离。（可能用到：元电荷e=1.6×10-19C，电子质量m=9.1×102．（2025·北京·高考）某小山坡的等高线如图，M表示山顶，A、B是同一等高线上两点，A．小球沿MA运动的加速度比沿MB的大B．小球分别运动到A、C．若把等高线看成某静电场的等势线，则A点电场强度比B点大D．若把等高线看成某静电场的等势线，则右侧电势比左侧降落得快3．（2024·北京·高考）如图所示，两个等量异种点电荷分别位于M、N两点，P、Q是MN连线上的两点，且MP=A．P点电场强度比Q点电场强度大B．P点电势与Q点电势相等C．若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P点电场强度大小也变为原来的2倍D．若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P、Q两点间电势差不变4.（2023·北京·高考）如图所示，两个带等量正电的点电荷位于M、N两点上，E、F是MN连线中垂线上的两点，O为EF、MN的交点，EO=OF。一不计重力带负电的点电荷在E点由静止释放后（

）A．做匀加速直线运动B．在O点所受静电力最大C．由E到O的时间等于由O到F的时间D．由E到F的过程中电势能先增大后减小5.（2021·北京·高考）如图所示的平面内，有静止的等量异号点电荷，M、N两点关于两电荷连线对称，M、P两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是（）A．M点的场强比P点的场强大 B．M点的电势比N点的电势高C．N点的场强与P点的场强相同 D．电子在M点的电势能比在P点的电势能大考点02电容器与电容6.（2022·北京·高考）利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，R为定值电阻，C为电容器，A为电流表，V为电压表。下列说法正确的是（）A．充电过程中，电流表的示数逐渐增大后趋于稳定B．充电过程中，电压表的示数逐渐增大后趋于稳定C．放电过程中，电流表的示数均匀减小至零D．放电过程中，电压表的示数均匀减小至零考点03带电粒子在电场中的运动7.（2023·北京·高考）某种负离子空气净化原理如图所示。由空气和带负电的灰尘颗粒物（视为小球）组成的混合气流进入由一对平行金属板构成的收集器。在收集器中，空气和带电颗粒沿板方向的速度v0保持不变。在匀强电场作用下，带电颗粒打到金属板上被收集，已知金属板长度为L，间距为d、（1）若不计空气阻力，质量为m、电荷量为-q的颗粒恰好全部被收集，求两金属板间的电压U（2）若计空气阻力，颗粒所受阻力与其相对于空气的速度v方向相反，大小为f=krv，其中r为颗粒的半径，a、半径为R、电荷量为-q的颗粒恰好全部被收集，求两金属板间的电压Ub、已知颗粒的电荷量与其半径的平方成正比，进入收集器的均匀混合气流包含了直径为10μm和2.5μm的两种颗粒，若10μm的颗粒恰好100%被收集，求2.5μm的颗粒被收集的百分比。

8.（2022·北京·高考）如图所示，真空中平行金属板M、N之间距离为d，两板所加的电压为U。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从M板由静止释放。不计带电粒子的重力。（1）求带电粒子所受的静电力的大小F；（2）求带电粒子到达N板时的速度大小v；（3）若在带电粒子运动d2距离时撤去所加电压，求该粒子从M板运动到N板经历的时间t9．（2021·北京·高考）如图所示，M为粒子加速器；N为速度选择器，两平行导体板之间有方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度为B。从S点释放一初速度为0、质量为m、电荷量为q的带正电粒子，经M加速后恰能以速度v沿直线（图中平行于导体板的虚线）通过N。不计重力。（1）求粒子加速器M的加速电压U；（2）求速度选择器N两板间的电场强度E的大小和方向；（3）仍从S点释放另一初速度为0、质量为2m、电荷量为q的带正电粒子，离开N时粒子偏离图中虚线的距离为d，求该粒子离开N时的动能Ek1．（2025·北京朝阳·二模）某电场中四个等势面的分布情况如图所示。下列说法正确的是（）A．电子在A点所受静电力大于在B点所受静电力B．电子在A点的电势能大于在B点的电势能C．电子仅在电场力作用下从A点运动到B点动能变大D．电场线由等势面d指向等势面e2．（2025·北京朝阳·二模）在距离为L的质子源和靶之间有一电压为U的匀强电场，质子（初速度为零）经电场加速，形成电流强度为I的细柱形质子流打到靶上且被靶全部吸收。在质子流中与质子源相距l和4l的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n1和n2，已知质子质量为m、电荷量为A．nB．每秒打到靶上的质子的总动能为eUC．质子流对靶的作用力大小为ID．质子源与靶间的质子总数为IL3．（2025·北京大兴·练习）某带电体产生电场的等势面分布如图中实线所示，虚线是一带电粒子仅在此电场作用下的运动轨迹，M、N分别是运动轨迹与等势面b、a的交点，下列说法不正确的是（

）A．粒子带正电荷B．M点的电场强度比N点的小C．粒子在M点的动能大于在N点的动能D．粒子在M点的电势能大于在N点的电势能4．（24-25高三下·北京海淀·二模）如图所示，实线是竖直面内以O点为圆心的圆，MN和PQ是圆的两条相互垂直的直径，在竖直面内存在由Q点指向P点的匀强电场。从O点在竖直面内向各个方向以大小相同的初速度发射电荷量和质量完全相同的带正电小球，通过圆上各点的小球中，经过N点的小球速度最大。不计空气阻力及小球间的相互作用。下列说法正确的是（

）A．沿OP方向发射的小球可以沿OP方向做直线运动B．沿ON方向发射的小球不会沿ON方向做直线运动C．通过圆上P、Q两点的小球机械能相等D．通过圆上M、N两点的小球机械能相等5．（2025·北京西城·一模）如图所示，正点电荷Q周围的两个等势面是同心圆，两个带正电的试探电荷q1和q2分别置于M、A．M点电势比N点电势低B．q1在M点的电势能大于q2在C．q1的电荷量大于qD．若Q的电荷量变为原来的2倍，则M、N两点的电势差变为原来的2倍6．（2025·北京丰台·二模）如图1所示，一个空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属）片，将它们分别与静电起电机的两极相连，其俯视图如图2所示。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。摇动起电机，强电场使空气电离而产生负离子和正离子，负离子碰到烟尘微粒使它带负电，塑料瓶变得清澈透明。关于该过程，下列说法正确的是（）A．金属片附近的气体分子更容易被电离B．带电烟尘微粒做匀加速运动C．带电烟尘微粒运动过程中电势能增大D．带电烟尘微粒会被吸附到金属片上7．（2025·北京西城·二模）密立根油滴实验的示意图如图所示。两水平金属板上下放置，从上板中央的小孔向两板间喷入大小不同、电荷量不同、密度相同的小油滴。观察两个油滴a、b的运动情况：当两板间不加电压时，两个油滴在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动，速率分别为v0、v04；两板间加上电压后，两油滴很快达到相同的速率v02，均竖直向下匀速运动。油滴视为小球，所受空气阻力的大小f=krv，其中r为油滴的半径，vA．带同种电荷 B．半径之比为4:1C．质量之比为4:1 D．电荷量之比为4:18．（2025·北京西城·二模）如图所示，电荷量为q的正点电荷与竖直放置的均匀带电薄板相距2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心，垂线上的A、B两点到薄板的距离均为d。已知A点的电场强度为0，下列说法正确的是（）A．薄板带正电B．B点电势高于A点电势C．B点电场强度的方向向右D．B点电场强度的大小为kq9．（2025·北京东城·二模）如图所示，虚线为某点电荷产生的电场的等势线，相邻等势线间的电势差相等；实线为一个α粒子仅在电场力作用下的运动轨迹。在α粒子从A经B运动到C的过程中（）A．α粒子的加速度先减小后增大B．静电力对α粒子先做负功后做正功C．α粒子的动能先增大后减小D．α粒子的电势能先减小后增大10．（2025·北京通州·一模）如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带正电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、A．在R点时受力沿虚线向左B．在P点时的加速度比在Q点时小C．在P点时的动能比在Q点时小D．在P点时的电势能比在Q点时小11．（24-25高三下·北京海淀·一模（期中））两个点电荷A和B的电荷量分别为qA和qB，M是点电荷连线中垂线上的某点，其电场方向如图所示，下列说法正确的是（）A．qA和qB的大小可能相等B．A和B为同种电荷，且qA>qBC．A和B为异种电荷，且qA>qBD．若A和B的电荷量均变为原来的2倍，则M点的电场方向不变12．（2025·北京东城·一模）闪电是由云层中所积累的电荷放电引起的，通常是云层底部带正电荷，云层下方的地面会感应出负电荷，当云层底部与地面间的电场强度增大到E0=5×105V/m时击穿空气，发生短时放电现象，形成闪电。某圆盘形云朵底部与地面的距离h=1×A．这次放电释放的总电荷量QB．这次放电过程中的平均电流IC．该等效电容器的电容值CD．放电前该电容器存储的电能E13．（2025·北京东城·一模）图中虚线为某静电场的等势面，相邻等势面间的电势差相等。实线为一电子运动的部分轨迹，O、P、Q为轨迹与等势面的交点。电子从O点运动到Q点的过程中，仅受静电力作用。下列说法正确的是（）A．电子加速度一直减小B．电子速度先减小后增大C．电子在O点电势能比在Q点电势能小D．电子从O点到P点与从P点到Q点的动能增量相等14．（2025·北京四中顺义分校·零模）如图所示，两个等量异种点电荷分别位于M、N两点，P、Q是MN连线上的两点，且MP=A．P点电势与Q点电势相等B．P、Q两点电场强度大小相等，方向相反C．若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P、Q两点间电势差变为原来的2倍D．若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P点电场强度大小变为原来的4倍15．（2025·北京门头沟·一模）如图所示，两个带等量正电的点电荷分别位于M、N两点上，P、Q是MN连线上的两点，E、F是MN连线中垂线上的两点，O为EF、MN的交点，OE=OF，OP=A．负电荷始终做加速运动B．从E点到F点电势先增大后减小C．OP两点间电势差与PQ两点间电势差相等D．仅将M、N两点电荷改为等量带负电，P点电场强度不变16．（2025·北京朝阳·二模）大气电场强度是大气电学领域的基本参数，监测大气电场强度对研究大气物理变化、灾害天气预防具有重大意义。通常情况下，地面附近的电场分布如图1所示，低空大气与地球表面可视为平行板电容器。已知静电力常量为k。(1)空气中平行板电容器的电容为C=S4πkd，其中a.若地表单位面积上的电荷量为σ，请推导地球表面电场强度E=4b.地面附近某空间的电场强度E=130V/m，已知地球半径R=6.4×106m(2)电场强度计能够探测大气电场强度的变化，其结构可简化为图2：平行且靠近的动片和定片中心在一条竖直轴上，动片在上、定片在下，动片接地且与定片绝缘。动片和定片形状相同，均由4个扇形金属片构成，每个扇形金属片的面积为S0。定片保持静止，动片由马达驱动，以角速度ωa.求定片被交替遮挡的周期T0b.定片上感应电荷随时间的变化会产生周期性的电流，这一电流通过测量仪器就能显示大气电场强度E的数值。从定片被动片完全遮挡开始计时，结合（1）a中结论，推导电流强度1与大气电场强度E的大小关系，并在图3中画出大气电场强度恒定时电流强度I与时间t的图像。17．（2025·北京昌平·二模）电磁弹射是航空母舰上舰载机的一种起飞方式，是航空母舰的核心技术之一。某学习小组设计了一个简易的电容式电磁弹射装置，如图甲所示，在竖直向下的匀强磁场中，两根相距为L平行金属导轨水平放置，左端接电容为C的电容器，一导体棒MN放置在导轨右侧，与导轨垂直且接触良好。单刀双掷开关S先接1，经过足够长的时间后，再把开关S接到2，导体棒向右离开导轨后水平射出。已知匀强磁场的磁感应强度大小为B，导体棒的质量为m，接入电路部分的电阻为R，电源的电动势为E。不计导轨电阻及导体棒与导轨间的摩擦。(1)将开关S接1给电容器充电，在图乙所示的坐标系中画出电容器两极板电压u与电荷量q变化关系的图像；并求出经过足够长的时间后电容器极板的电荷量Q和电容器储存的电能Ep(2)求开关S接2的瞬间导体棒的加速度大小a；(3)若某次试验导体棒弹射出去后电容器两端的电压减为初始值的14，求导体棒离开导轨时的速度大小v18．（2025·北京大兴·练习