2021年各地高考物理真題分類匯編：靜電場(chǎng)

2021年高考物理真題

專題靜電場(chǎng)

選擇題

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

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

近的一點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是（）

A.實(shí)線表示電場(chǎng)線

B.離d點(diǎn)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(chǎng)強(qiáng)度方向均相同

D.電荷從a點(diǎn)到c點(diǎn)再到b點(diǎn)電場(chǎng)力做功一定為零

答案D

解析：

由于4、6在同一等勢(shì)面上，則電荷從“點(diǎn)到C點(diǎn)再到b點(diǎn)電場(chǎng)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(cè)發(fā)射臺(tái)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(cè)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(guó)乙卷）四個(gè)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(diǎn)沿x軸正方向射入一勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向與y

軸平行，不計(jì)重力，下列描繪這四個(gè)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的圖像中，可能正確的是（）

答案AD

解析：

帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，加速度為。=變

m

由類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，帶電粒子的在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為?='

%

離開電場(chǎng)時(shí)，帶電粒子的偏轉(zhuǎn)角的正切為tan=%=里=約

匕%叫

因?yàn)樗膫€(gè)帶電的粒子的初速相同，電場(chǎng)強(qiáng)度相同，極板長(zhǎng)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(gè)粒子與前面三個(gè)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(gè)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(guó)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(chǎng)的等勢(shì)面如圖（b）中虛線所示，相鄰等勢(shì)

面間的電勢(shì)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(chǎng)力大

小分別為心和&，相應(yīng)的電勢(shì)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(shì)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(chǎng)線是由金屬板指向負(fù)電荷，設(shè)將該試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，可知電場(chǎng)

力做正功，電勢(shì)能減小，即EpM〉EpN

故選Ao

5.(2021.全國(guó)甲卷)某電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖所示，圖中。、氏c、"、e為電場(chǎng)中的5個(gè)點(diǎn)，貝！|()

A.一正電荷從6點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到e點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功

B.一電子從。點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為4eV

C,點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度垂直于該點(diǎn)所在等勢(shì)面，方向向右

D.n、b、c、d四個(gè)點(diǎn)中，匕點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小最大

答案BD

解析：

由圖象可知伙,=3V,<pd-7V

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

B正確;

由于電場(chǎng)線與等勢(shì)面處處垂直，則可畫出電場(chǎng)線分布如下圖所示

由上圖可看出，匕點(diǎn)電場(chǎng)線最密集，則6點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)最大，D正確。

故選BD?

6.（2021.湖南卷）如圖，圓心為。的圓處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)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(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為2W（W>0）；若

將該粒子從c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為下列說(shuō)法正確的是（）

A.該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向與平行

B.將該粒子從△點(diǎn)移動(dòng)到萬(wàn)點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為0.5W

C.a點(diǎn)電勢(shì)低于c點(diǎn)電勢(shì)

D.若只受電場(chǎng)力，從4點(diǎn)射入圓形電場(chǎng)區(qū)域的所有帶電粒子都做曲線運(yùn)動(dòng)

答案AB

解析：

由于該電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，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(jì)算有，E,

2qRqREx

由于電場(chǎng)方向與水平方向成60。，則電場(chǎng)與浦平行，且沿。指向b,A正確;

R

該粒從"點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，電場(chǎng)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(diǎn)電荷，在（0,。）位置放置電荷量

為9的負(fù)點(diǎn)電荷，在距P（a，。）為的某點(diǎn)處放置正點(diǎn)電荷。，使得P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)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(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式

r

兩點(diǎn)量異種點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為弓=電，方向如圖所示

a

兩點(diǎn)量異種點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為罵=&綜=&駕，方向與+4點(diǎn)電荷與-q點(diǎn)電荷的

a

連線平行如圖所示

E一或

Q點(diǎn)電荷在p點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為2"一2a2

三點(diǎn)電荷的合場(chǎng)強(qiáng)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(gè)電荷量均為4母＞0）的點(diǎn)電荷分別放置于菱形的四個(gè)頂點(diǎn)，其

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

軸上的兩個(gè)點(diǎn)電荷可沿y軸對(duì)稱移動(dòng)（%工0）,下列說(shuō)法正確的是（）

九"

A.除無(wú)窮遠(yuǎn)處之外，菱形外部電場(chǎng)強(qiáng)度處處不為零

B.當(dāng)y°取某值時(shí)，可使得菱形內(nèi)部只存在兩個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度為零點(diǎn)

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

D.當(dāng)先=4/時(shí)，將一帶負(fù)電的試探電荷放置在點(diǎn)（/,/）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(chǎng)強(qiáng)疊加原理可知，除無(wú)窮遠(yuǎn)處之外，菱形外部電場(chǎng)強(qiáng)度處處不為零，選項(xiàng)A正確；

由幾何關(guān)系可知，坐標(biāo)為（4/,5。的A點(diǎn)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(diǎn)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(shì)疊加可知，B點(diǎn)的電勢(shì)高于A點(diǎn)，則帶負(fù)電的試探電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能較大，從A

點(diǎn)到8點(diǎn)電勢(shì)能減小，可知電場(chǎng)力做正功，選項(xiàng)C正確;

若州=4/,則四個(gè)點(diǎn)構(gòu)成正方形，由對(duì)稱可知在點(diǎn)(/,/)處的場(chǎng)強(qiáng)一定沿著過該點(diǎn)與原點(diǎn)連線

的方向上；在y軸正向和x正向上的點(diǎn)電荷在(/,/)處的合場(chǎng)強(qiáng)

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(diǎn)電荷在(/,/)處的合場(chǎng)強(qiáng)

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“25『+/2)2V25/2+/2竺_同2

3

可知(/,/)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)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(diǎn)(/,/)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(xiàng)D正確。故選

ACDo

9.(2021.河北卷)鈉原子鐘是精確的計(jì)時(shí)儀器，圖1中艷原子從。點(diǎn)以100m/s的初速度在真

空中做平拋運(yùn)動(dòng)，到達(dá)豎直平面所用時(shí)間為小圖2中鈾原子在真空中從P點(diǎn)做豎直

上拋運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)。再返回P點(diǎn)，整個(gè)過程所用時(shí)間為L(zhǎng)，。點(diǎn)到豎直平面MN、P

點(diǎn)到。點(diǎn)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(yùn)動(dòng)，水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即％=%

0.2

解得4=土-----s

V100

銅原子做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，拋至最高點(diǎn)用時(shí)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(chǎng)線與等勢(shì)面，4、C是同一等勢(shì)面

上的兩點(diǎn)，B是另一等勢(shì)面上的一點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是（）

A.導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)左端大于右端

B.A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)均低于8點(diǎn)的電勢(shì)

C.B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度

D.正電荷從4點(diǎn)沿虛線移到B點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)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(chǎng)強(qiáng)處處為0,導(dǎo)體表面為等勢(shì)面，整個(gè)導(dǎo)體

為一個(gè)等勢(shì)體，A錯(cuò)誤；

B.沿電場(chǎng)