湖南省5年（2021-2025）高考物理真题分类汇编：专题07 静电场（原卷版）

专题07静电场考点五年考情（2021-2025）命题趋势考点1库仑定律2025五年考情表明，“电场力的性质”与“电场能的性质”是高频核心，命题趋势聚焦电场属性多维度融合、复杂场景的模型构建及数学工具的深度整合。试题设计显著强化电场力与电场能的综合应用，例如构建多电荷系统，要求运用矢量叠加原理与微元积分思想计算空间场强分布，并结合电势叠加、等势面几何特征分析电场力做功与电势能变化。带电粒子运动问题的考查更趋动态化与精细化，涉及交变电场中粒子的往复运动、重力场与静电场共存下的平衡位置振荡，或结合类平抛规律与动能定理求解粒子偏转距离、功能关系转化。数学工具的严谨性要求显著提升，考生需熟练运用向量分解处理场强叠加、导数求解电势极值点、几何关系分析等势面约束下的轨迹优化问题。考点2电场力的性质2023、2022、2021考点3电场能的性质2025、2024考点4带电粒子在电场中的运动2021考点01库仑定律1．（2025·湖南·高考）如图，两带电小球的质量均为m，小球A用一端固定在墙上的绝缘轻绳连接，小球B用固定的绝缘轻杆连接。A球静止时，轻绳与竖直方向的夹角为60°，两球连线与轻绳的夹角为30°，整个系统在同一竖直平面内，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A．A球静止时，轻绳上拉力为2mgB．A球静止时，A球与B球间的库仑力为2mgC．若将轻绳剪断，则剪断瞬间A球加速度大小为gD．若将轻绳剪断，则剪断瞬间轻杆对B球的作用力变小考点02电场力的性质2．（2023·湖南·高考）如图，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为Q1、Q2和Q3，P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°、和30°。若P点处的电场强度为零，q>0，则三个点电荷的电荷量可能为（

）

A．Q1=q，Q2=2q，Q3=q B．Q1=－q，Q2=−C．Q1=－q，Q2=2q，Q3=－q D．Q1=q，Q2=−3．（2022·湖南·高考）如图，四根完全相同的均匀带正电绝缘长棒对称放置在长方体的四条长边a、b、c、d上。移去a处的绝缘棒，假定另外三根绝缘棒电荷分布不变。关于长方体几何中心O点处电场强度方向和电势的变化，下列说法正确的是（）A．电场强度方向垂直指向a，电势减小B．电场强度方向垂直指向c，电势减小C．电场强度方向垂直指向a，电势增大D．电场强度方向垂直指向c，电势增大4．（2021·湖南·学业水平选择性）如图，在a，0位置放置电荷量为q的正点电荷，在0，a位置放置电荷量为q的负点电荷，在距Pa，a为2a的某点处放置正点电荷Q，使得P点的电场强度为零。则A．0，2a，2q B．0，2a，C．2a，0，2q D．2a，0，考点03电场能的性质5．（2025·湖南·高考）（多选）一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内A点和B点的位置如图所示。电荷量为+q、−q和+2q的三个试探电荷先后分别置于O点、A点和B点时，电势能均为EpA．OA中点的电势为零 B．电场的方向与x轴正方向成60°角C．电场强度的大小为2EPqd6．（2024·湖南·高考）真空中有电荷量为+4q和−q的两个点电荷，分别固定在x轴上−1和0处。设无限远处电势为0，x正半轴上各点电势φ随x变化的图像正确的是（

）A．B．C．D．考点04带电粒子在电场中的运动7．（2021·湖南·学业水平选择性）（多选）如图，圆心为O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qq>0的粒子从a点移动到b点，电场力做功为2WW>0；若将该粒子从c点移动到d点，电场力做功为A．该匀强电场的场强方向与ab平行B．将该粒子从d点移动到b点，电场力做功为0.5WC．a点电势低于c点电势D．若只受电场力，从d点射入圆形电场区域的所有带电粒子都做曲线运动一、单选题1．（2025·湖南娄底·高三下模）在如图所示的电场中，一个正电荷顺着电场线方向运动，下列说法正确的是（）A．加速度减小，电势能增加 B．加速度增大，电势能减小C．加速度和电势能都增加 D．加速度和电势能都减小2．（2025·湖南娄底·高三下模）关于两个点电荷之间的静电力，下列说法正确的是（）A．一定是引力 B．是通过电场而产生的C．跟距离成反比 D．跟带电荷量无关3．（24-25高三·湖南天壹名校联盟·下期冲刺压轴大联考）如图所示，两个等量同种正点电荷固定于直线上的A、B两点，O为AB的中点，过O点垂直于直线作一个平面，OC为平面内的一条直线，下列说法正确的是（）A．该平面为一个等势面B．从O点开始沿直线OC向外电势升高C．一个电子从O点开始沿OC向外移动，所受电场力逐渐变小D．电子在直线OC上某点获得一个方向垂直于OC且处于该平面内的速度时，电子可能做匀速圆周运动4．（25届·高三下·湖南常德临澧一中·模拟）1909年密立根通过油滴实验测得电子的电荷量，因此获得1923年诺贝尔物理学奖，实验装置如图。图中雾状小油滴被喷到水平放置的两块平行金属板的上方空间中，油滴因X射线带上定量的微小电荷量。两间距为d的平行金属板上板有一小孔，油滴穿过小孔进入两板之间，当两金属板间未加电压时，通过显微镜观察到某带电油滴P以速度大小v1竖直向下匀速运动；当油滴P经过板间M点（图中未标出）时，给金属板加上电压U，经过一段时间，发现油滴P恰以速度大小v2竖直向上匀速经过M点。已知油滴运动时所受空气阻力大小为f=kv，其中k为比例系数，v为油滴运动速率，不计空气浮力，重力加速度为A．油滴P带负电B．油滴P所带电荷量的值为kC．从金属板加上电压到油滴向上匀速运动的过程中，油滴的加速度先增大后减小D．密立根通过该实验确定了电荷量的不连续性并测定了元电荷的数值为1.602×5．（25届高三下·湖南长沙邵阳多校联考·三模）如图所示，两个均匀带电的圆环正对放置，圆环的半径均为R，A、B为两圆环的圆心。两圆环的带电量均为+Q，A、B间距离为4R，则A、B两点之间连线上场强为0的点的个数为（）A．2个 B．3个 C．4个 D．5个6．（25·长沙雅礼高三·下模（二））细胞电转染的原理简化如图所示，两带电的平行金属板间，由于细胞的存在形成如图所示的电场。其中实线为电场线，关于y轴对称分布。虚线为带电的外源DNA进入细胞膜的轨迹，M、N为轨迹上的两点，P点与N点关于y轴对称，下列说法正确的是（

）A．N、P两点的电场强度相同 B．M点的电势与N点的电势相等C．DNA分子在M点的加速度比在N点小 D．DNA分子在M点的电势能比在N点小7．（2025·湖南娄底·高三下二模）在水平面上，从A点将一小球斜向上抛出，而后落于水平面上的B点。现将空间中加上竖直方向的电场，将一带电小球仍从A点以相等的速率斜向上抛出，最后还是落在B点，不计空气阻力。则下列说法正确的是（）A．两小球在空中运动的时间相等B．两小球在最高点时的速度相等C．带电小球在空中运动时的加速度一定大于重力加速度D．若仅将电场方向改为水平方向，带电小球的落地点一定不在B点8．（25届·永州·高三下·模拟）真空中有两个点电荷，电荷量均为-q（q>0），固定于相距为2r的P1、P2两点，O是P1P2连线的中点，M点在P1P2连线的中垂线上，距离O点为r，N点在P1P2连线上，距离O点为x（x≪r），已知静电力常量为k，则下列说法不正确的是（）A．P1P2中垂线上电场强度最大的点到O点的距离为33B．P1P2中垂线上电场强度的最大值为4C．在M点放入一电子，从静止释放，电子的加速度一直减小D．在N点放入一电子，从静止释放，电子的运动可视为简谐运动9．（2025·常德一中·高考模拟）在真空中有两个等量异种电荷P、Q，以其连线的中点O为球心画一个球面，其中abcd所在平面与连线垂直，ebfd与连线处在同一水平面上，g、ℎ是弧ae和弧cf的中点，M点和f点到电荷Q的距离相等。下列说法正确的是(电子、质子的重力不计)（）A．电子从a沿着abcd运动一周的过程，电子所受电场力的大小不变，方向不断改变B．g、ℎ两点电场强度的方向相反，电子在g点的电势能小于在h点的电势能C．在e点静止释放一质子将会在ef之间往返运动D．将一质子从e点移动到f点电场力所做功小于从e点移动到M点电场力所做功10．（24-25高三·湖南怀化·三模）如图所示，ABCD为匀强电场中相邻的四个等势面，等势面与水平方向的夹角θ=37°，一带正电小球经过等势面A上的a点时，速度方向水平，小球沿直线运动，经过等势面D上的d点时速度恰好为零，已知小球质量为m=0.05kg，带电量q=0.05C，ad间的距离为0.15m，重力加速度g=10m/s2A．匀强电场强度大小为7.5N/CB．小球在a点的速度大小为1.5m/sC．A和B两等势面的电势差UD．若小球从d点沿da方向水平射入，则小球的运动轨迹为曲线11．（2025·湖南永州·三模）如图所示，半径为r的均匀带电细圆环处于水平面内，圆心位于竖直y轴上的原点O处，细圆环所带电荷量为Q，y轴上A点与原点O的距离为d，静电力常量为k，质量为m的带负电小球恰能静止于A点，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．若在外力作用下，将小球从A点移到B点，电势能减小B．若在外力作用下，将小球从A点移到O点，电场力不断增大C．细圆环带负电，小球所带电荷量为mg⋅D．若在外力作用下，沿y轴向上缓慢移动小球，移动过程中外力所做的功大于小球增加的重力势能二、多选题12．（24-25高三下·湖南沅澧共同体·一模）污水中的污泥絮体经处理后带负电，可利用电泳技术对其进行沉淀去污，基本原理如图所示。涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒分别接电源正、负极，金属圆盘置于底部，金属棒插入污水中，形成如图所示的电场分布。其中实线为电场线，虚线为等势面，M点和N点在同一电场线上，M点和P点在同一等势面上。下列说法正确的是（）A．M点的电势比N点的高B．N点的电场强度比P点的大C．污泥絮体从M点移到N点，电场力对其做正功D．污泥絮体在N点的电势能比其在P点的小13．（25届湘豫名校高三·下·三模）如图所示，水平固定的绝缘玻璃管轴线与x轴重合，在x轴上P点和坐标原点O分别固定两个不等量异种点电荷（图中未画出），这两个电荷在x轴正半轴形成电场的E−x图像如图所示，场强向右为正方向，无穷远处电势为零。管中N点右侧放有电偶极子，可看作两个等量异种电荷用一根绝缘刚性杆连接，正电荷在右侧，可在管中无摩擦地滑动。下列说法正确的是（）A．P处为正电荷，O处为负电荷，且正电荷电荷量较大B．P、O处的两个固定电荷在M处引起的电势为零C．移动电偶极子，当两个电荷分别位于M两侧时，受到的合外力大小可能为零D．电偶极子从图示位置由静止释放，将做往复运动14．（2025·湖南长沙雅礼中学·一模）如图所示，竖直平面内存在无限大、均匀带电的空间离子层，左侧为正电荷离子层，右侧为负电荷离子层，两离子层内单位体积的电荷量均为ρ，厚度均为d。以正离子层左边缘上某点O为坐标原点，水平向右为正方向建立坐标轴Ox。已知正离子层中各点的电场强度方向均沿x轴正方向，其大小E随x的变化关系如图所示；在x<0与x>2d空间内电场强度均为零。某放射性粒子源S位于x=−d的位置，入射电子速度方向与x轴正方向的夹角为θ时，电子刚好可以到达离子层分界面处，没有射入负电荷离子层。已知电子质量为m，所带电荷量为e，其中e=1.6×10A．电子在离子层中做匀变速曲线运动B．电子将从正离子层左侧边界离开C．电子从进入离子层到离子层分界面过程电势能增加ρeD．刚好可以到达离子层分界面处的电子入射时θ满足cos15．（24-25高三·湖南·多校联考·下）如图1所示，面积均为S的正对平行金属板A、B构成电容器，充电后与电源断开，A板带正电荷Q，板间距为d。现将厚度为ℎ、面积为S的铜板置于A、B正中间，铜板上表面用a表示，下表面用b表示，如图2所示。设空气的相对介电常数εr=1，静电力常量为A．图1中板间电场强度大小E=B．1、2两图中A、B板间电压之比为dC．图2中铜板内部场强处处为0D．铜板下表面b的感应电荷在铜板中心处产生的场强大小为2πkQ16．（25届·邵阳·三联·下）蜘蛛不仅能“乘风滑水”，最新研究还表明：蜘蛛能通过大气电位梯度“御电而行”。大气电位梯度就是大气中的电场强度，大气中电场方向竖直向下。假设在晴朗无风环境，距离地面高度1km以下，可近似认为大气电位梯度E=E0-kH，其中E0=150V/m为地面的电位梯度，常量k=0.1V/mA．该蜘蛛要想飞起来，蛛丝应带负电B．该蜘蛛要想飞起来，蛛丝所带的电荷量至少为5×C．若蛛丝所带电荷量大小为q=5×10D．若蛛丝所带电荷量大小为q=5×10三、解答题17．（2025·湖南长沙周南中学·高三下二模）如图所示，在x≤d的范围内，存在与x轴成θ角sinθ=35斜向右下的匀强电场，电场强度的大小为E=5mv028qd。在x>d的范围内，存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小记为(1)该粒子第一次进入右侧磁场时的速度大小v1(2)磁感应强度B取何值才能使该粒子第一次进入右侧磁场时，轨迹恰好与x轴相切？(3)在第（2）问的情形下，粒子第2次回到y轴时的位置坐标。18．（24-25高三·湖南天壹名校联盟·下期冲刺压轴大联考）2025年3月2