2021年高考物理真题和模拟题分类汇编 09 静电场 （学生版+解析版）

2021年高考真题和模拟题分类汇编物理

专题09静电场

选择题

1.（2021•浙江卷）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。点到c点再到6点电场力做功一定为零

2.（2021•浙江卷）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.全国乙卷）四个带电粒子的电荷量和质量分别（+q,加）、（+孙2加）、（+3S3〃?）、

（-4,加）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（）

4.（2021•全国乙卷）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

小分别为时和£丫，相应的电势能分别为稣,”和耳”,则（）

㊀

图(a)图(b)

「

A.%<FN，E]>M>EpNBM>FN,E°”>EpN

C.FM<FN,EpM<D.FM>FN,Ew<EpN

5.（2021•全国甲卷）某电场的等势面如图所示，图中〃、氏c、4e为电场中的5个点，则（）

A.一正电荷从6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力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，〃点的电场强度大小最大

6.（2021.湖南卷）如图，圆心为。的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，aZ?和cd为

该圆直径。将电荷量为q（q>0）的粒子从。点移动到b点，电场力做功为2W（W>0）；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。点，电场力做功为0.5W

C.&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

7.（2021.湖南卷）如图，在（。,0）位置放置电荷量为4的正点电荷，在（0,。）位置放置电荷量

为。的负点电荷，在距尸（。，。）为、后。的某点处放置正点电荷Q,使得尸点的电场强度为

零。则。的位置及电荷量分别为（）

V

2a-

a0-...........]P（a,a）

A.（0,2a）,应qB.（O,2a）,2&qC.（2a,0）,6qD.（2a,0）,2。

8.（2021・河北卷）如图，四个电荷量均为q（q>0）的点电荷分别放置于菱形的四个顶点，其坐

标分别为（4/,0）、（T/,0）、（0,%）和（0,一%），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（为#0），下列说法正确的是（）

y\

-4/'\~O/4/*

A.除无穷远处之外，菱形外部电场强度处处不为零

B,当先取某值时，可使得菱形内部只存在两个电场强度为零点

C.当为=8/时，将一带负电的试探电荷由点（4/,5/）移至点（0,—3/）,静电力做正功

D.当为=4/时，将一带负电的试探电荷放置在点（/,/）处，其所受到的静电力方向与x轴正

方向成45°倾斜向上

9.（2021•河北卷滩原子钟是精确的计时仪器，图1中葩原子从。点以100m/s的初速度在真

空中做平抛运动，到达竖直平面MN所用时间为上图2中葩原子在真空中从P点做竖直

上抛运动，到达最高点。再返回P点，整个过程所用时间为J，O点到竖直平面A/N、P

点到。点的距离均为0.2m,重力加速度取gWOmH,贝也：右为（）

A100：1B.1：100C.1:200D.200：1

10.（2021春・浙江卷）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，8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8点的电势

C.B点的电场强度大于4点的电场强度

D.正电荷从4点沿虚线移到B点的过程中电场力做正功，电势能减小

11.（2021・广东卷）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，服b

是其路径上的两点，不计液滴重力，下列说法正确的是（）

高压电源

「发射极、'\

\\\

带电液滴//吸板

Z

等势面

A.a点的电势比b点的低B.”点的电场强度比。点的小

C.液滴在a点的加速度比在h点的小D.液滴在a点的电势能比在b点的大

12.（2021•北京通州一模）如图甲所示，有一固定的负点电荷N,其右侧距离为L处竖直放置

一内壁光滑的绝缘圆筒，圆筒内有一带电小球。将小球从Ho高处由静止释放，至小球下落

到与N同一水平面的过程中，其动能4随高度”（设小球与点电荷N的竖直高度差为切的

变化曲线如图乙所示。下列说法正确的是（）

A.小球可能带负电，也可能带正电

B.在高度4~，2之间的某点，库仑力在竖直方向上的分力最大

C.该过程中，小球所受合力先增大后减小再增大

D.该过程中，小球的机械能先增大后减小

13.（2021•北京通州一模）把电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连

接。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电；然后把开关S掷向2端，电容器放电。电

流传感器中的电流，•随时间/变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（）

A.在n~t2时间内，电容器两极板间电压逐渐减小

B.在f3~f4时间内，电容器的电容逐渐减小

C.曲线1与横轴所围面积等于曲线2与横轴所围面积

D.S接1端，只要时间足够长，电容器两极板间的电压就能大于电源电动势E

14.（2021.北京通州一模）如图所示，将不带电的枕形导体AB,放在一个点电荷的电场中，点

电荷的电荷量为-Q,与导体AB的中心。的距离为R。由于静电感应，在导体AB的两端感

应出异种电荷。当达到静电平衡时，下列说法正确的是（）

AB-Q

（）:

R=

A.导体4端带正电

B.导体AB带上正电

C.导体A端的电势低于8端的电势

D.导体AB的感应电荷在。点产生的电场强度大小为AQ方向向左

15.（2021•北京通州一模）A、B两个点电荷在真空中所产生电场的电场线（方向未标出）如图所

示。图中C点为两点电荷连线的中点，例N为两点电荷连线的中垂线，。为中垂线上的一点,

电场线的分布关于MN左右对称。下列说法正确的是（）

M

N

A.这两个电荷可能是等量同种电荷

B.电子从C点运动到力点，电势能减小

C.电子从C点运动到。点，所受电场力逐渐减小

D.仅在电场力作用下，电子可以沿直线从C点运动到力点

16.（2021•四川泸州三模）如图所示，而cd为匀强电场中的一直角梯形，其平面与场强方向平

行。已知ab=4以=2cm,Zadc=60°,a,从”三点的电势分别为0V、4V、4V,则（）

A.c点的电势为10V

B.匀强电场的场强为400V/m

C.若将电子从a点移到b点，需克服电场力做功4eV

D.电子和质子分别放在d点时，具有相同的电势能

17.（2021•北京海淀一模）如图3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

+.........

AB

图3

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4点移到B点的过程中，电场力对该试探电荷做正功

D.从8点移到C点的过程中，该试探电荷的电势能保持不变

Q

18.（2021•河北唐山一模）如图所示，水平向右的匀强电场，电场强度大小为左A、B、C、

。是电场中一条电场线上相邻且间距均为R的四个点，在。点固定正点电荷Q。现使一个

带负电的粒子从A点以某一速度向右运动，粒子经过的各点电势外粒子的速度丫、电势能

品及机械能E变化正确的（不计带负电粒子的重力及对电场的影响）（）

19.（2021•云南曲靖一模）4、8为电场中一直线上的两个点，带正电的点电荷只受电场力的作

用，从A点以某一初速度做直线运动到B点，其电势能Ep随位移x的变化关系如图所示。

则从A到B过程中，下列说法正确的是（）

B

x

A.点电荷的速度先增大后减小B.电荷所受电场力先减小后增大

C.从A到8各点的电势先降低后升高D.从A到B各点的电势先升高后降低

20.（2021•上海普陀一模）如图甲所示，两平行金属板A、B放在真空中，间距为d,P点在A、

B板间，A板接地，B板的电势随时间t的变化情况如图乙所示，t=0时，在P点由静止

释放一质量为m、电荷量为e的电子，当t=2T时，电子回到P点。电子运动过程中未与极

板相碰，不计重力，则下列说法正确的是（）

P*

-if>2....：

甲二乙

A.cpi：<p2=1:2

B.（pi:<p2=1:3

C.在0~2T时间内，当t=T时电子的电势能最小

D.在0~2T时间内，电子的动能增大了212：27

d2m

21.（2021•上海普陀一模）如图，A、B两点固定有电荷量分别为+Qi和+Q2的点电荷，A、B连

线上有C、D两点，且AC=CD=DB。试探电荷+q只在静电力作用下，从C点向右沿直线运

动到D点，电势能先减小后增大，则（）

-1CDs

•........-.......•

A.Qi一定大于Q2B.C、D两点的场强方向可能相同

C.+q的加速度大小先减小后增大D.+q的动能和电势能的总和先减小后增大

22.（2021•江苏常州一模）疫情期间，我国人民通过戴口罩来阻断疫情传播，体现了“人人为我、

我为人人''的优良传统和守望相助的家国情怀。口罩中间层的熔喷布是一种用绝缘材料做成

的带有静电的超细纤维布，它能阻隔几微米的病毒，这种静电的阻隔作用属于（）

A.尖端放电B.静电屏蔽

C.静电感应和静电吸附D.静电感应和静电屏蔽

23.（2021•广西柳州一模）避雷针是用来保护建筑物等避免雷击的装置。图示为避雷针上方有

雷雨时避雷针附近的电场线分布示意图，电场线关于直线MN对称。虚线ABC。为一重

力不计的带电粒子在电场中仅在电场力作用下从A运动到。的轨迹，则（）

A.该粒子带负电

B.A点的电势比B点的电势高

C.该粒子在A点时的加速度比在B点时的加速度大

D.运动过程中粒子的电势能先增大后减小

24.（2021.北京东城一模）如图所示的电场中，实线表示电场线，虚线表示等差等势面，4庆

C为电场中的三个点。下列正确的

A.4点电势比B点高

B.A点场强比B点小

C.负电荷在A点的电势能比在8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

计算题

25.（2021•云南曲靖一模）如图所示，电子由P点经加速电压U加速从静止开始沿直线PQ做

直线运动，从。点射出。若在。的右侧加一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场8,电子能

击中在与直线PQ成a角方向、与。点相距d的点M。若撤掉磁场在。的右侧加一个垂直

于PQ向上的匀强电场，电子仍能击中点M(不计电子重力)。求:

⑴电子的比荷；

⑵匀强电场E的大小。

',M

26.(2021•北京海淀一模)类比是一种重要的科学思想方法。在物理学史上，法拉第通过类比

不可压缩流体中的流速线提出用电场线来描述电场。

(1)静电场的分布可以用电场线来形象描述，己知静电力常量为鼠

①真空中有一电荷量为。的正点电荷，其周围电场的电场线分布如图20所示。距离点电荷

，•处有一点P,请根据库仑定律和电场强度的定义，推导出P点场强大小E的表达式；

②如图21所示，若在A、B两点放置的是电荷量分别为+q1和72的点电荷，已知4、8间

的距离为2a,C为A、B连线的中点，求C点的电场强度的大小工的表达式，并根据电场

线的分布情况比较％和q2的大小关系。

(2)有一足够大的静止水域，在水面下足够深的地方放置一大小可以忽略的球形喷头，其向

各方向均匀喷射水流。稳定后水在空间各处流动速度大小和方向是不同的，为了形象地描述

空间中水的速度的分布，可引入水的“流速线水不可压缩，该情景下水的“流速线”的形状

与图20中的电场线相似，箭头方向为速度方向，“流速线”分布的疏密反映水流速的大小。

①已知喷头单位时间喷出水的体积为。-写出喷头单独存在时，距离喷头为r处水流速大

小K的表达式；

②如图所示，水面下的A点有一大小可以忽略的球形喷头，当喷头单独存在时可以向空间

各方向均匀喷水，单位时间喷出水的体积为。1；水面下的B点有一大小可以忽略的球形吸

收器，当吸收器单独存在时可以均匀吸收空间各方向的水，单位时间吸收水的体积为。2。

同时开启喷头和吸收器，水的“流速线''的形状与图21中电场线相似。若A、B间的距离为

2mC为A、B连线的中点。喷头和吸收器对水的作用是独立的，空间水的流速和电场的场

强一样都为矢量，遵循矢量叠加原理，类比图21中C处电场强度的计算方法，求图22中C

点处水流速大小v2的表达式。

2021年高考真题和模拟题分类汇编物理

专题09静电场

选择题

1.（2021•浙江卷）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“、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

答案D

解析：

由于〃、〃在同一等势面上，则电荷从a点到c点再到b点电场力做功一定为零，所以D正

确；故选D。

2.（2021•浙江卷）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

答案C

解析：

在火箭发射塔周围有钢铁制成的四座高塔，因铁制的高塔有避雷作用，其功能是预防雷电击

中发射的火箭。故选C。

3.（2021.全国乙卷）四个带电粒子的电荷量和质量分别（+4,m）、（+孙2机）、（+3切3㈤、

（-4,加）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（）

答案AD

解析：

带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，加速度为。=这

m

由类平抛运动规律可知，带电粒子的在电场中运动时间为/

%

离开电场时，带电粒子的偏转角的正切为tan=8=a=吗

匕%加?

因为四个带电的粒子的初速相同，电场强度相同，极板长度相同，所以偏转角只与比荷有关,

前面三种带电粒子带正电，第四种带电粒子带负电，所以第四个粒子与前面三个粒子的偏转

方向不同；第一种粒子与第三种粒子的比荷相同，所以偏转角相同，轨迹相同，且与第四种

粒子的比荷也相同，所以一、三、四粒子偏转角相同，但第四种粒子与前两个粒子的偏转方

向相反；第二种粒子的比荷与第一、三种粒子的比荷小，所以第二种粒子比第一、三种粒子

的偏转角小，但都还正电，偏转方向相同。

故选AD。

4.(2021•全国乙卷)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“和耳丫，相应的电势能分别为耳”和耳2,则()

_________________

图(a)图(b)

A.FM<FN,EpM>EpNBF”>F^EpM>EpN

C.F”<FN,EpM<D.FM>FN,EpM<EpN

答案A

解析：

由图中等势面的疏密程度可知斗<6,

根据F=qE

可知E”露

由题可知图中电场线是由金属板指向负电荷，设将该试探电荷从用点移到N点，可知电场

力做正功，电势能减小，即>EpN

故选Ao

5.（2021•全国甲卷）某电场的等势面如图所示，图中或Ac、d、e为电场中的5个点，则（）

A.一正电荷从〃点运动到e点，电场力做正功

B.一电子从。点运动到d点，电场力做功为4eV

C.匕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，。点的电场强度大小最大

答案BD

解析：

由图象可知他=3V,仰=7V

根据电场力做功与电势能的变化关系有Wad=EpU-Epd=（夕“-仰）.（-e）-4eV

B正确；

由于电场线与等势面处处垂直，则可画出电场线分布如下图所示

由上图可看出，〃点电场线最密集，则6点处的场强最大，D正确。

故选BD。

6.（2021・湖南卷）如图，圆心为。的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，。。和cd为

该圆直径。将电荷量为q（4>0）的粒子从。点移动到匕点，电场力做功为2W（W>0）；若

将该粒子从。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a/r平行

B.将该粒子从1点移动到〃点，电场力做功为0.5W

C.。点电势低于。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

答案AB

解析：

由于该电场为匀强电场，可采用矢量分解的的思路，沿cd方向建立X轴，垂直与cd方向建

立y轴如下图所示

在x方向有W=Eq2R

在y方向有2W=JiH+E、qR

W幽，EJ,tan。E,

经过计算有3-

2qRqR4

由于电场方向与水平方向成60。，则电场与必平行，且沿。指向b,A正确;

R

该粒从d点运动到匕点，电场力做的功为卬'=%—=0.5W

2

B正确；故选AB。

7.（2021・湖南卷）如图，在（a,0）位置放置电荷量为夕的正点电荷，在（0,。）位置放置电荷量

为9的负点电荷，在距P（a，a）为0a的某点处放置正点电荷。，使得P点的电场强度为

零。则。的位置及电荷量分别为（）

MV

P(",a)

O2ax

A.（0,2a）,近qB.（0,2a）,2。C.（2a,0）,屈qD.（2a,0）,2鸟

答案B

解析：

根据点电荷场强公式E=%今

r~

两点量异种点电荷在P点的场强大小为耳）=兽，方向如图所示

CL

两点量异种点电荷在尸点的合场强为g=忘综=应用，方向与+q点电荷与-q点电荷的

a

连线平行如图所示

户z-Q-kQ

Q点电荷在P点的场强大小为2-（氏一2a2

三点电荷的合场强为0,则当方向如图所示，大小有用=当

解得Q—20q

由几何关系可知。的坐标为（0,2a）,故选B。

8.（2021・河北卷）如图，四个电荷量均为4g>0）的点电荷分别放置于菱形的四个顶点，其

坐标分别为（4/,0）、（Y/,0）、（0,%）和（0，一%），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（%#0）,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.当先取某值时，可使得菱形内部只存在两个电场强度为零点

C.当为=8/时，将一带负电的试探电荷由点(4/,5/)移至点(0,—3/),静电力做正功

D.当先=4/时，将一带负电的试探电荷放置在点(/,/)处，其所受到的静电力方向与x轴

正方向成45°倾斜向上

答案ACD

解析：

根据场强叠加原理可知，除无穷远处之外，菱形外部电场强度处处不为零，选项A正确；

由几何关系可知，坐标为(4/,5Z)的A点在第一象限内所在的虚像的垂直平分线的上方；坐

标为(0,-37)的B点在第三象限内所在的虚像的垂直平分线的上方，且到达虚线的距离相等,

由电势叠加可知，2点的电势高于A点，则带负电的试探电荷在A点的电势能较大，从A

点到B点电势能减小，可知电场力做正功，选项C正确；

若州=4/,则四个点构成正方形，由对称可知在点(/,/)处的场强一定沿着过该点与原点连线

的方向上；在y轴正向和x正向上的点电荷在(/,/)处的合场强

丫,kq2"—"kq

“9/+/2)2的r+/2―575/2

在y轴负向和X负向上的点电荷在(/,/)处的合场强

口ckq2"+"kq

(V25/2+/2)2V25/2+/2受屈尸

可知(/,/)点的场强沿着方向且与x轴从成45。角的方向向下，将一带负电的试探电荷放

置在点（/,/）处，其所受到的静电力方向与X轴正方向成45。倾斜向上，选项D正确。故选

ACDo

9.（2021.河北卷）钠原子钟是精确的计时仪器，图1中的原子从。点以100m/s的初速度在真

空中做平抛运动，到达竖直平面MN所用时间为小图2中钠原子在真空中从P点做竖直

上抛运动，到达最高点Q再返回P点，整个过程所用时间为J，O点到竖直平面MN、P

2

点到Q点的距离均为0.2m，重力加速度取g=10m/s,则八:t2为（)

M

P

图1图2

A100：1B.1：100C.1:200D.200:1

答案C

解析：

艳原子做平抛运动，水平方向上做匀速直线运动，即刀=叫

Y0.2

解得％=一---S

V100

铭原子做竖直上抛运动，抛至最高点用时2,逆过程可视为自由落体，即》=,

22

0.2

则J而=1

t2—0.4—200

故选C。

10.（2021春・浙江卷）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

【答案】D

【解析】

A.带电导体处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为0,导体表面为等势面，整个导体

为一个等势体，A错误；

B.沿电场线方向电势降低，所以A、C两点的电势大于3点的电势，B错误；

C.电场线的疏密程度表示电场强度的弱强，所以8点的电场强度小于A点的电场强度，C

错误;

D.根据耳=4。可知，正电荷从高电势A点沿虚线移动到低电势B点，电势能减小，电场

力做正功，D正确。

故选D。

11.（2021・广东卷）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，b

是其路径上的两点，不计液滴重力，下列说法正确的是（）

高压电源

.发射极、

带电液滴/卜吸板

等势面‘

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“点的电势能比在。点的大

答案D

解析：

液滴在电场力作用下向右加速，则电场力做正功，动能增大，电势能减少，即七户“〉用＞„

故D正确；故选D。

12.（2021•北京通州一模）如图甲所示，有一固定的负点电荷N,其右侧距离为L处竖直放置

一内壁光滑的绝缘圆筒，圆筒内有一带电小球。将小球从高处由静止释放，至小球下落

到与N同一水平面的过程中，其动能反随高度，（设小球与点电荷N的竖直高度差为切的

变化曲线如图乙所示。下列说法正确的是（）

A.小球可能带负电，也可能带正电

B.在高度”|~"2之间的某点，库仑力在竖直方向上的分力最大

C.该过程中，小球所受合力先增大后减小再增大

D.该过程中，小球的机械能先增大后减小

【答案】B

【解析】若小球带正电，由于N处的点电荷带负电，则在带电小球在下落的过程中，重力

做正功，库仑力也做正功，则小球的动能会一直增加的，而由乙图看出，图线的最下端对应

的是小球处于最高点时，释放后，小球的动能先增大，后来又有一段是减小的，然后再增大,

这与小球的动能一直增大的判断不符合，故选项A错误，小球应该带负电；

对于乙图的动能与高度的变化图线来看，因为止△Ek,故动能Ek与高度H的图线斜率代

表合外力，日与为两处的斜率均为0,即此时库仑力的竖直方向的分力等于重力，合外力

为0,而在高度之间的某点，库仑力在竖直方向上的分力最大，选项B正确；

由乙图可知，小球受到的合力先减小，后增大，然后再减小，再增大，选项C错误；

由于下落的过程中，电场力一直做负功，故小球的机械能一直减小，选项D错误。

13.（2021•北京通州一模）把电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连

接。先使开关s与1端相连，电源向电容器充电；然后把开关S掷向2端，电容器放电。电

流传感器中的电流i随时间r变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（）

A.在A~女时间内，电容器两极板间电压逐渐减小

B.在。3~“时间内，电容器的电容逐渐减小

C.曲线1与横轴所围面积等于曲线2与横轴所围面积

D.S接1端，只要时间足够长，电容器两极板间的电压就能大于电源电动势E

【答案】C

【解析】由于是先使开关S与1端相连，故在时间内，电容器是充电的过程，两极板

间电压逐渐增大，选项A错误；

在“~以时间内，电容器是放电的过程，但是它的电容是不变的，其两端电压逐渐减小，选

项B错误；

曲线1与横轴所围面积就是充满电时电容器所带的电荷量，曲线2与横轴所围面积就是放电

时电容器所放出的电荷量，二者是相等的，故它们的面积相等，选项C正确；

S接1端，电容器充电，当电容器两极板间的电压等于电源电动势E时，电路就没有了电流,

充电停止，所以不会出现极板间电压大于电源电动势的情况，选项D错误。

14.（2021.北京通州一模）如图所示，将不带电的枕形导体AB,放在一个点电荷的电场中，

点电荷的电荷量为与导体AB的中心。的距离为由于静电感应，在导体AB的两端

感应出异种电荷。当达到静电平衡时，下列说法正确的是（）

0

/?:

Rf

A.导体A端带正电

B.导体AB带上正电

C.导体A端的电势低于8端的电势

D.导体AB的感应电荷在0点产生的电场强度大小为kQ方向向左

【答案】D

【解析】根据静电感应的知识可知，导体的A端（远端）同种电荷，即带负电，选项A错误;

导体AB整体是不带电的，故选项B错误；

静电平衡时，导体是一个等势体，故A端的电势等于8端的电势，选项C错误;

由于静电平衡的导体的内部合场强为0,故导体AB的感应电荷在。点产生的电场强度大小

Q

与点电荷在O点产生的场强度的大小相等、方向相反，如下图所示，即为人点电荷是

负电荷，它在O点的场强方向向右，故O点的场强方向向左，选项D正确。

/B-Q

(<>):.

E«<-11E

R—>：

15.（2021•北京通州一模）A、B两个点电荷在真空中所产生电场的电场线（方向未标出）如图所

示。图中C点为两点电荷连线的中点，为两点电荷连线的中垂线，。为中垂线上的一点,

电场线的分布关于左右对称。下列说法正确的是（）

M

N

A.这两个电荷可能是等量同种电荷

B.电子从C点运动到。点，电势能减小

C.电子从C点运动到。点，所受电场力逐渐减小

D.仅在电场力作用下，电子可以沿直线从C点运动到。点

【答案】C

【解析】根据电场线的分布可知，这是一个等量异种电荷形成的电场，故选项A错误；

既然是一个等量异种电荷形成的电场，那么两电荷连线的中垂线就是一个等势面，因为这个

面上的电场强度都与这个面垂直，故在其上电子从C点运动到。点，电势能不变，选项B

错误；

从电场线的疏密来看，D点的电场线稀疏一些，故该点的电场强度小一些，所以电子从C

点运动到。点，所受电场力逐渐减小，选项C正确；

如果仅在电场力作用下，电子受到的力是与CD垂直的，所以电子会做曲线运动，不可以沿

直线从C点运动到。点，选项D错误。

16.（2021.四川泸州三模）如图所示，为匀强电场中的一直角梯形，其平面与场强方向平

行。已知a〃=ad=2cm,Zadc=60°,a,b、d三点的电势分别为0V、4V、4V,则（）

A.c点的电势为10V

B.匀强电场的场强为400V/m

C.若将电子从a点移到b点，需克服电场力做功4eV

D.电子和质子分别放在d点时，具有相同的电势能

【答案】AB

【解析】

A.由几何关系可知dc=1.5ab,则Udc=1.5Uab

即外一线=L5（纭一0,）

可得纥=10V

选项A正确;

B.因切连线是等势线，则场强方向沿着从“点垂直/M连线方向，则场强大小

4

£=V/m=400V/m

70.02xsin300

选项B正确;

C.若将电子从a点移到匕点，电场力做正功4eV,选项C错误；

D.电子和质子分别带等量异号电荷，则放在4点时，具有的电势能大小相等，符号相反,

选项D错误。

故选AB。

17.（2021•北京海淀一模）如图3所示，A、3为两个等量正点电荷连线上的两点（其中8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

AB

图3

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B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】由于A、B为两个等量的正电荷，所以根据场强叠加的原理可知，其连线的中点B

处的场强大小为0,而C点的场强是由A、B两个电荷叠加形成的，它不是0,即氏>品,

选项A错误;

在AB上，电场线是由A到B的，由于沿着电场线电势是降低的，故电势是<PA><PB，在BC

上，电场线也是由B指向C的，（pB><pc»所以<PA><pc，选项B正确;

在AB段，由于电场线是由A到B的，移动的是负电荷，所以负电荷受到的力是由B到A

的，所以电场力做负功，选项C错误;

在BC段，负电荷从B到C的过程中，电场力做正功，故电荷的电势能减小，选项D错误。

18.（2021.河北唐山一模）如图所示，水平向右的匀强电场，电场强度大小为女圣，

A、B、

C、。是电场中一条电场线上相邻且间距均为R的四个点，在。点固定正点电荷Q。现使一

个带负电的粒子从A点以某一速度向右运动，粒子经过的各点电势外粒子的速度u、电势

能稣及机械能E变化正确的（不计带负电粒子的重力及对电场的影响）（)

A.C.D.

oo0

【答案】c

【解析】

Q

A.点电荷。在C点的场强大小为女,C点的合场强为零，所以从4到C两点的合场强

水平向右，则从A到C电势降低，C点到D点的合场强方向向左，从C点到D点电势增大,

故A错误;

BCD.因为在AC之间，负电荷受力方向向左，所以从A点到C点，电场力对负电荷做负

功，速度减小，动能减小，电势能增大，从C点到D,负电荷受力方向向右，电场力对负

电荷做正功，速度增加，动能增加，电势能减少，故机械能先减少后增大，故C正确，BD

错误。

故选C。

19.（2021•云南曲靖一模）A、B为电场中一直线上的两个点，带正电的点电荷只受电场力的作

用，从A点以某一初速度做直线运动到B点，其电势能Ep随位移x的变化关系如图所示。

则从A到B过程中，下列说法正确的是（）

A.点电荷的速度先增大后减小B.电荷所受电场力先减小后增大

C.从A到B各点的电势先降低后升高D.从A到B各点的电势先升高后降低

【答案】BD

【解析】

ACD.只受电场力做功，动能和电势能之和不变，由电势能Ep随位移x的变化关系图可知,

电势先增大后减小，所以动能先减小后增大，点电荷的速度先减小后增大；正电荷在电势能

大的地方，电势高，所以从4到B各点的电势先升高后降低。故D正确，AC错误；

B.电势能Ep随位移x的变化关系图的斜率表示电场力，由图可知，5一X图的斜率先减

小，后增大，所以电荷所受电场力先减小后增大，故B正确；

故选BDo

20.（2021.上海普陀一模）如图甲所示，两平行金属板A、B放在真空中，间距为d,P点在A、

B板间，A板接地，B板的电势（p随时间t的变化情况如图乙所示，t=0时，在P点由静止

释放一质量为m、电荷量为e的电子，当t=2T时，电子回到P点。电子运动过程中未与极

板相碰，不计重力，则下列说法正确的是（）

A12..........'-----------:

甲=乙

A.（pl：（p2=l：2

B.（pl:（p2=l：3

C.在0~2T时间内，当t=T时电子的电势能最小

D.在0~2T时间内，电子的动能增大了2@2：27

d2m

【答案】BD

【解析】

AB.电子在0~1时间内向上加速运动，设加速度为ai,在1~2T时间内先向上减速到零后向

下加速回到原出发点，设加速度为a2,则5QJ2=_（Q]T.T_之片）

解得。2=3。1

3e

由于取就(P2e

02~dm

则（pl:92=1:3

选项A错误，B正确;

C.依据电场力做正功最多，电势能最小，而0〜T内电子做匀加速运动，T〜2T之内先做匀

减速直线运动，后反向匀加速直线运动，因（p2=3q>i,L时刻电子的动能

2

EK=^mv=

2md2

2（peT

而粒广在t2时刻的速%,,二i，0。7=______i一

'izdm

2e2T2武

故电子在2T时的动能下_

C

K2-md2

所以在2T时刻电势能最小，故C错误；

2（p.eT

D.电子在2T时刻回到p点,此时速度为yT=_____--（负号表示方向向下）

z=v1Azdm

2(D2e2T2

电子的动能为E-1____

b-lmVv2-

«-22-d2m

根据能量守恒定律，电势能的减小量等于动能的增加量，故D正确。

故选BD«

21.（2021•上海普陀一模）如图，A、B两点固定有电荷量分别为+Qi和+Q2的点电荷，A、B

连线上有C、D两点，且AC=CD=DB。试探电荷+q只在静电力作用下，从C点向右沿直线

运动到D点，电势能先减小后增大，贝女）

」C。

•................---------•

心g

A.Qi一定大于Q2B.C、D两点的场强方向可能相同

C.+q的加速度大小先减小后增大D.+q的动能和电势能的总和先减小后增大

【答案】C

【解析】

A.试探电荷+q只在静电力作用下，从C点向右沿直线运动到D点，电势能先减小后增大，

电场力先做正功后做负功，电场线先向右后向左，可知在CD之间存在场强为零的位置，但

是不能确定与两电荷的距离关系，则不能确定两电荷带电量的关系，故A错误；

B.由以上分析可知，C、D两点的场强方向相反，故B错误；

C.因CD之间存在场强为零的位置，则试探电荷从C向D移动时，所受电场力先减小后增

加，加速度先减小后增加，故C正确；

D.因+q只有电场力做功，则它的动能和电势能的总和保持不变，故D错误。

故选C。

22.（2021•江苏常州一模）疫情期间，我国人民通过戴口罩来阻断疫情传播，体现了“人人为

我、我为人人”的优良传统和守望相助的家国情怀。口罩中间层的熔喷布是一种用绝缘材料

做成的带有静电的超细纤维布，它能阻隔几微米的病毒，这种静电的阻隔作用属于（）

A.尖端放电B.静电屏蔽

C.静电感应和静电吸附D.静电感应和静电屏蔽

【分析】由题意明确熔喷布为绝缘体，再结合常见的静电现象即可明确其基本原理。