专题09 静电场-2021年高考物理真题与模拟题分类训练(学生版)

专题09 静电场
1．(2021·山东高考真题）如图甲所示，边长为a 的正方形，四个顶点上分别固定一个电荷量为q +的点电荷；在2
02
x a ≤<
区间，x 轴上电势ϕ的变化曲线如图乙所示。

现将一电荷量为Q -的点电荷P 置于正方形的中心O 点，此时每个点电荷所受库仑力的合力均为零。

若将P 沿x 轴向右略微移动后，由静止释放，以下判断正确的是( ）
A ．21
2
Q q +=，释放后P 将向右运动 B ．21
2
Q q +=，释放后P 将向左运动 C ．221
4Q q +=，释放后P 将向右运动 D ．221
4
Q q +=
，释放后P 将向左运动 2．(2021·浙江高考真题）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
3．(2021·浙江高考真题）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a 、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
4．(2021·浙江高考真题）据《自然》杂志2021年5月17日报道，中国科学家在稻城“拉索”基地(如图）探测到迄今为止最高能量的γ射线，能量值为151.4010eV ⨯，即( ）
A ．151.4010V ⨯
B ．42.2410
C -⨯ C ．42.2410W -⨯
D ．42.2410J -⨯
5．(2021·全国高考真题）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M F 和N F ，相应的电势能分别为p M E 和p N E ，则( ）
A ．,M N pM pN F F E E <>
B ．,M N pM pN F F E E >>
C ．,M N pM pN F F E E <<
D ．,M N pM pN F F
E E ><
6．(2021·广东高考真题）图是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸极接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为等势面，在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极，a 、b 是其路径上的两点，不计液滴重力，下列说法正确的是( ）
A ．a 点的电势比b 点的低
B ．a 点的电场强度比b 点的小
C ．液滴在a 点的加速度比在b 点的小
D ．液滴在a 点的电势能比在b 点的大
7．(2021·湖南高考真题）如图，在()0a ，
位置放置电荷量为q 的正点电荷，在()0a ，位置放置电荷量为q 的负点电荷，在距()P a 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Q 的位置及电荷量分别为( ）
A ．()02a ，，2q
B ．()02a ，
，22q C ．()20a ，
，2q D ．()20a ，
，22q 8．(2021·浙江高考真题）如图所示是某一带电导体周围的电场线与等势面，A 、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B 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A 点沿虚线移到B 点的过程中电场力做正功，电势能减小
9．(2021·全国高考真题）四个带电粒子的电荷量和质量分别()q m +，、(2)q m +，
、(33)q m +，、()q m -，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( ）
A ．
B ．
C ．
D ．
10．(2021·湖南高考真题）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()0q q >的粒子从a 点移动到b 点，电场力做功为()20W W >；若将该粒子从c 点移动到d 点，电场力做功为W 。

下列说法正确的是( ）
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0.5W
C ．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
11．(2021·全国高考真题）某电场的等势面如图所示，图中a 、b 、c 、d 、e 为电场中的5个点，则( ）
A ．一正电荷从b 点运动到e 点，电场力做正功
B ．一电子从a 点运动到d 点，电场力做功为4eV
C ．b 点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右
D ．a 、b 、c 、d 四个点中，b 点的电场强度大小最大
12．(2021·河北高考真题）如图，四个电荷量均为()0q q >的点电荷分别放置于菱形的四个顶点，其坐标分别为()4,0l 、()4,0l -、()00,y 和()00,y -，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(00y ≠），下列说法正确的是( ）
A ．除无穷远处之外，菱形外部电场强度处处不为零
B ．当0y 取某值时，可使得菱形内部只存在两个电场强度为零的点
C ．当08y l =时，将一带负电的试探电荷由点()4,5l l 移至点()0,3l -，静电力做正功
D ．当04y l =时，将一带负电的试探电荷放置在点(),l l 处，其所受到的静电力方向与x 轴正方向成45︒倾斜向上
1．如图所示，边长为l 的正方形四个顶点a 、b 、c 、d 分别放置一个点电荷，M 、N 为db 延长线上关于O 点对称的两点，MRN 和MPN 是由M 到N 的两条不同路径。

a 、b 、c 三处电荷的电荷量为()0q q >，b 处电
荷受到的静电力为22122kq l ⎛
⎫- ⎪⎝
⎭(k 为静电力常量），方向由b 指向N 。

则( ）
A ．d 处电荷的电荷量为q -
B ．正方形中心O 处的电场方向从指O 向d
C ．M 点的电势比N 点的电势高
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
2．如图所示，一平行板电容器充满电后与电源断开，现保持下极板不动，使两极板间距增大少许，则下列分析正确的是(）
A．电容器的电容不变
B．两极板的电势差增大
C．两极板间的电场强度不变
D．两极板间的电场强度增大
3．一孤立的带负电的点电荷静置于O点，另一点O'与O点的连线为水平线，电荷周围作出几条对称电场线如图所示。

以O'点为圆心画一个圆，与电场线分别相交于a、b、c、d、e、g，下列说法正确的是(）
A．c、e两点的电场强度相同
B．b、c两点间电势差等于g、e两点间电势差
C．电子在c点的电势能小于在a点的电势能
D．正点电荷从e点沿圆周逆时针移动到d点过程中，电场力对它做正功
4．如图所示，曲线表示某电场的等势面，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则分析正确的是( ）
A．一正电荷从b点运动到e点，电势能不变
-
B．一电子从a点运动到d点，电场力做功为4eV
C ．b 点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向左
D ．a 、b 、c 、d 四个点中，b 点的电场强度大小最小
5．如图所示，在x 轴上放有两个电荷量分别为q 1和q 2的点电荷，其中q 1位于x 轴的坐标原点，电荷q 2的右侧各点电势ψ随x 变化的关系如图曲线所示，其余部分的电势变化情况没有画出，其中B 点电势为零， BD 段中的电势最低点为C 点，则下列说法正确的是( ）
A ．A 点的电场强度方向向左
B ．从B 点到D 点的电场强度先增大后减小
C ．两点电荷的电荷量的大小关系为q 1>q 2
D ．将一带负电的试探电荷从C 点移到D 点，电场力做负功
6．如图所示，空间中存在竖直向上的匀强电场，将一带电小球自C 点h 高处静止释放，一段时间后小球与正下方弹簧在A 点开始接触并压缩弹簧，假设在释放到最低点B 的过程中电场力对小球做功-5J ，弹簧形变始终处于弹性限度范围，不计空气阻力，下列说法正确的是( ）
A ．从C 点到
B 点，小球电势能增加5J
B ．从
C 点到B 点，小球与弹簧组成的系统机械能减少5J C ．小球从A 运动到B 过程中速度一直在减小
D ．小球反弹后可重新到达C 点
7．如图所示，A 、B 、C 为匀强电场中的三点，它们的连线构成一直角三角形，其中AC 边与电场线平行，
90A ∠=︒，30C ∠=︒，D 点为BC 边的中点。

一个电荷量为Q 的正点电荷固定在D 点，下列说法正确的是
(）
A．A、C两点的电势相等
B．A、B两点的电场强度相等
C．将电子沿直线从A点移动到C点，电场力做正功
D．将电子沿直线从A点移动到B点，电势能先减小后增大
8．如图所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管(正向电阻为零，可以视为短路；反向电阻无穷大，可以视为断路）连接，电源负极接地，初始时电容器不带电，闭合开关S稳定后，一带电油滴位于电容器极板间的P点且处于静止状态。

下列说法正确的是(）
A．减小极板间的正对面积，带电油滴会向下移动，且P点的电势会降低
B．减小极板间的正对面积，带电油滴会向上移动，且P点的电势会降低
C．断开开关S，带电油滴将向下运动
D．将下极板上移，带电油滴将向上运动
9．A、B、C为电场中电场线上的三个点，一带负电小球从A点由静止释放，只在电场力的作用下先后沿直线经过B、C两点，其运动过程的v－t图像如图所示，下列说法正确的是( ）
A．电场方向由A指向C
B．由A到C电场强度逐渐增大
C．小球由B至C过程中平均速度等于5.5m/s
D．B、C两点间的电势差大小|U BC|大于A、B两点间的电势差大小|U AB|
10．如图所示，两个电荷量大小均为Q的等量异种点电荷，对称固定在粗糙绝缘竖直平面两侧的M、N两点，有一带电荷量为q、质量为m可视为质点的小物块在A点恰好处于静止状态，AMN在同一竖直面内，MO=ON=L，AM连线与MO之间夹角为60°。

现对小物块施加一竖直向下的恒力F，在小物块加速运动到O 点的过程中，若静电力常量为k，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是(）
A．小物块可能带正电
B．小物块与竖直平面间的动摩擦因数
2
4mgL
kQq μ=
C．从A到O的过程中小物块做匀加速直线运动
D．从A到O的过程中小物块电势能增加
11．空间存在着平行纸面的匀强电场，但电场的具体方向未知，现用仪器在纸面内沿互成60°角的Ox、Oy 两个方向探测该静电场中各点电势，得到各点电势ϕ与到O点距离的函数关系如图所示，则下列关于该电场的电场强度E的说法中，正确的是(）
A．E=2V/m，沿Ox方向
B．E=200V/m，沿yO方向
C．E=2003V/m，沿∠xOy角平分线向下
D．E=4003
3
V/m，沿∠xOy角平分线向下
12．如图所示，A，B、C、D是正四面体的四个顶点，在B、D两点分别固定等量异种点电荷。

下列说法正确的是(）
A．A点电势比C点电势高
B．A、C两点的场强等大反向
C．将一试探电荷从A点沿直线移动到C点，电场力不做功
D．将一试探电荷从A点沿直线移动到C点，电场力先变小后变大
13．空间存在着平行于x轴方向的静电场，其电势φ随x的分布如图所示，A、M、O、N、B为x轴上的点，|OA|＜|OB|，|OM|＝|ON|。

一带电粒子在电场中仅在电场力作用下从M点由静止开始沿x轴向右运动。

则下列判断中正确的是(）
A．粒子一定带正电
B．粒子一定能通过N点
C．粒子从M向O运动过程中所受电场力均匀增大
D．粒子从M向N运动过程中电势能先增大后减小
14．某空间区域的竖直平面内存在电场，其中竖直的一条电场线如图甲中虚线所示。

一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，在电场中从O点由静止开始沿电场线竖直向下运动。

以O为坐标原点，取竖直向下为x轴的正方向，小球的机械能E与位移x的关系如图乙所示，不计空气阻力。

则(）
A ．电场强度大小恒定，方向沿x 轴负方向
B ．从O 到x 1的过程中，小球的速率越来越大，加速度越来越小
C ．从O 到x 1的过程中，相等的位移内，小球克服电场力做的功相等
D ．到达x 1位置时，小球速度的大小为1012()
E E mgx m
-+ 15．如图所示，真空中有一正四面体 ABCD ，P 、M 、N 分别是 AB 、CD 和 BC 的中点。

现在 A 、B 两点分别固定电荷量为+Q 、-Q 的点电荷，下列说法中正确的是( ）
A ．P 点电势高于 M 点电势
B ．
C 、
D 两点的电场强度大小相同，方向不同
C ．P 、N 两点的电势差大小等于 M 、N 两点的电势差大小
D ．将正点电荷沿直线 PD 从 P 点移到 D 点，该正点电荷的电势能减少。