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（6）静电场——2021年高考物理真题模拟试题专题汇编
1.
【2021年全国乙卷，15】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，相应的电势能分别为和，则(
)
A.
B.
C.
D.
2.
【2021年全国乙卷，20】四个带电粒子的电荷量和质量分别为，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.
3.
【2021年全国甲卷，19】某电场的等势面如图所示，图中为电场中的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4
eV
C.b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右
D.四个点中，b点的电场强度大小最大
4.
【2021年山东卷，6】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的点电荷；在区间，x轴上电势的变化曲线如图乙所示.现将一电荷量为的点电荷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.，释放后P将向右运动
B.，释放后P将向左运动
C.，释放后P将向右运动
D.，释放后P将向左运动
5.
【2021年广东卷，6】如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，两级间产生强电场，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，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
6.
【2021年河北卷，5】如图，距离为d的两平行金属板之间有一匀强磁场，磁感应强度大小为，一束速度大小为v的等离子体垂直于磁场喷入板间。相距为L的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为，导轨平面与水平面夹角为θ，两导轨分别与相连。质量为m、电阻为R的金属棒垂直导轨放置，恰好静止。重力加速度为g，不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重力。下列说法正确的是(
)
A.导轨处磁场得方向垂直导轨平面向上，
B.导轨处磁场得方向垂直导轨平面向下，
C.导轨处磁场得方向垂直导轨平面向上，
D.导轨处磁场得方向垂直导轨平面向下，
7.
【2021年河北卷，10】如图，四个电荷量均为的点电荷分别放置于菱形的四个顶点，其坐标分别为、、、，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（）。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.当时，将一带负电的试探电荷由点移至点，静电力做正功
D.当时，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
8.
【2021年湖南卷，4】如图，在位置放置电荷量为q的正点电荷，在位置放置电荷量为q的负点电荷，在距为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.
B.
C.
D.
9.
【2021年湖南卷，9】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，和为该圆直径。将电荷量为的粒子从a点移动到b点，电场力做功为;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平行
B.将该粒子从d点移动到b点，电场力做功为
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
10.
【2021年浙江卷，3】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
11.
【2021年浙江卷，6】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
12.
【2021年江西省吉安市质检，9】在一静止点电荷的电场中，某一电场线上有四个点和d，现将一带正电的试探电荷由a点依次经点移动到d点，选无穷远处的电势为零，则试探电荷在某点的电势能与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。点a到点电荷的距离与试探电荷的电势能已在图中用坐标标出，其余类推。电场中点的电场强度大小分别为，点的电势分别为和，试探电荷在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为下列选项正确的是(
)
A.点电荷带正电
B.
С.
D.
13.
【2021年江西省吉安市质检，10】如图所示，导电物质为电子的霍尔元件长方体样品置于磁场中，其上、下表面均与磁场方向垂直，其中1、2、3、4是霍尔元件上的四个接线端。若开关处于断开状态、开关处于闭合状态，电压表的示数为0；当开关、闭合后，三个电表都有明显示数。已知由于温度非均匀性等因素引起的其他效应可忽略。下列表述正确的是(
)
A.若接线端2的电势低于4的电势，则图中电源左端为负极
B.若接线端2的电势低于4的电势，则图中电源右端为负极
C.电压表示数U与电表示数和磁感应强度B的乘积成正比
D.若只增大，则电表示数减小，电压表V示数增大
14.
【2021年五省百校联考，2】用绝缘轻质细线悬挂一质量为m、电荷量为q的带正电的小球。在空间施加一向右下方与水平方向夹角为30°的匀强电场，当小球保持静止时，细线与竖直方向成θ角，θ=30°，则所加匀强电场的电场强度的值为（
）
A．
B．
C．
D．
15.
【2021年五省百校联考，3】如图所示，A、B、C为三段圆柱体，质量均为m，均可视为质点，通过铰链与两根长为L的轻杆相连，A、B、C位于竖直面内且成正三角形，其中A、C置于光滑水平面上，A、C带电，电荷量均为q，A、C间的库仑力忽略不计，B不带电。起初在水平向右的匀强电场中三个物体均保持静止，现水平电场突然消失，B由静止下落，物体A、C在杆的作用下向两侧滑动，三物体的运动始终在同一竖直平面内。已知重力加速度为g，则物体B由静止至落地的过程中，下列说法正确的是（
）
A．物体A、C带异种电荷，且A带负电，C带正电
B．水平电场的电场强度
C．圆柱A对地面的压力一直大于
D．圆柱B落地的速度大小近似为
答案及解析
1.答案：A
解析：本题考查静电平衡的特点以及电场线与等势线的关系。电场线与等势面垂直，等差等势面越密集，电场线就越密集，电场强度就越大，电荷受到的电场力就越大，所以；由于静电感应，接地的金属板上表面带正电，M点的电势高于N点的电势，根据，正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能，A项正确。
2.答案：AD
解析：本题考查带电粒子在电场中的运动。带电粒子在匀强电场中x轴方向上做匀速运动，设速度为，则；在y轴方向上做匀加速运动，设电场的电场强度为E，则有，联立解得，当x相同时，比荷越大的粒子在y方向上的偏距越大，若电场方向沿y轴正方向，带正电的粒子向y轴正方向偏转，带负电的粒子沿y轴负方向偏转，电荷量和质量分别为的两粒子的轨迹重合，其相同的水平距离所对应的竖直偏距大于粒子的竖直偏距，并与粒子的运动轨迹对称，D项正确；若电场方向沿y轴负方向，带正电的粒子向y轴负方向偏转，带负电的粒子沿y轴正方向偏转，则各粒子运动轨迹图像与D项中的关于x轴对称，A项正确。
3.答案：BD
解析：本题考查电场力和电场力做功的特点。b点和e点在同一等势面上，电荷从b点运动到e点，电场力不做功，A项错误；一电子从a点运动到d点，电场力做功，B项正确；电场线与等势面垂直，且由高电势指向低电势，故b点电场强度垂直b所在的等势面向左，C项错误；等势面越密集的地方，电场强度越大，D项正确。
4.答案：C
5.答案：D
解析：本题考查电场强度、电势、电势能及牛顿第二定律等。高压电源的左边为正极，则所加强电场的场强向右，而沿电场线方向电势降低，故a点电势高于b点电势，A项错误；等势面越密集，电场强度越大，故a点电场强度大于b点电场强度，B项错误；电场强度越大，液滴的加速度越大，故液滴在a点的加速度大于在b点的加速度，C项错误；液滴加速飞向吸极，表明电场力对液滴做正功，液滴的电势能降低，故液滴在a点的电势能大于在b点的电势能，D项正确。
6.答案：B
解析：本题考查安培力、洛伦兹力及电磁场的组合。磁场方向为N极指向S极，根据左手定则，等离子体中的正电荷受力方向竖直向下，向Q偏转，即P板为负极，Q板为正极，当粒子进入两板之间不再发生上下偏移时，电场力与洛伦兹力大小相等，即，再根据公式，因此两个金属极板间产生的电动势为。因为两个极板又与金属导轨构成闭合电路，因此通过导轨的电流为，结合上式可得。金属棒上的电流方向从a到b，金属棒在光滑导轨上保持静止，再根据左手定则，磁感线垂直导轨向下，，化简得，B项正确。
7.答案：ACD
解析：本题考查点电荷电场强度和电势能。四个场源电荷发出电场线，除去O点之外，整个空间都有电场线分布，只有O点电场强度为零，其余各点场强都不为零，A项正确；原点处场强为零，由对称性可知，其他场强为零的点成对出现，B项错误；在所有的点中，原点O的电势最高，负电荷由（，）移到（0，），从低电势点移到了高电势点，电场力做正功，C项正确；在（l，l）处放负电荷，如图，位于正半轴上的电荷对检验电荷的作用力大小相等，合力与连线垂直，与x轴成倾斜向上，同理，对检验电荷的作用力的合力也与连线垂直，由于大于，故总的合力倾斜向上，D项正确。
8.答案：B
解析：本题考查点电荷的电场强度和电场的叠加。电荷量为q的点电荷在P点激发的电场强度，则（a，0）位置的正点电荷与（0，a）位置的负点电荷在P点上合场强大小为，方向如图所示，因为P点的电场强度为零，则正的点电荷Q在P点激发的电场与等大、反向，则Q的位置在（0，）处，又根据，解得，B项正确。
9.答案：AB
解析：本题考查匀强电场电势差与场强的关系及电势的判断。
选项
正误
原因
A
√
根据匀强电场的特点可知，c点与的中点为等势点，d点与的中点为等势点，根据几何关系可知，电场强度与平行
B
√
该粒子从d点移动到b点，电场力做功为，由几何关系可知，，解得
C
×
根据题意可知，粒子由a点移动到b点，电场力做正功，且该粒子带正电，所以a点电势高于c点
D
×
若只受电场力作用，当初速度与电场线共线时，粒子做直线运动
10.答案：C
解析：本题考查静电现象的应用。火箭发射塔周围的四座高塔具有避雷针的作用，C项正确。
11.答案：D
解析：本题考查在陌生情形下的电场和等势面。
选项
正误
原因
A
×
导体表面是等势面，电场线与等势面垂直，因此实线不是电场线，实线是等势面
B
×
电荷密度越大，场强越大，电场线和等势面越密
C
×
导体表面是等势面，导体表面附近电场强度与导体表面垂直
D
√
a点和b点电势相等，电荷从a点到b点电场力不做功
12.答案：AC
解析：由题图可知，点到点电荷的距离分别是1m、2m、3m、6m，正试探电荷在各点的电势能依次减小，则各点的电势依次减小，点电荷带正电，选项A正确；根据电荷的场强公式可知，，选项B错误：根据电势，可知，选项C正确；根据电场力做功的大小等于电势能的变化大小可知，，选项D错误。
13.答案：AC
解析：若接线端2的电势低于4的电势，说明电子所受洛伦兹力的方向指向端2表面，根据左手定则可知磁场方向为竖直向下，根据安培定则可知电流方向及电源E，右端为正极，选项A正确；设霍尔元件的宽、高分别为，单位体积内的电子数为n，电子定向运动的速度为v，则当电子所受洛伦兹力和电场力平衡时，2、4端的电压恒定为U，有，得，选项C正确；若只增大，根据欧姆定律可电表示数减小，其产生的磁场B减弱，又不变，可知电压表V示数减小，选项D错误。
14.答案：B
解析：小球保持静止时受到重力、电场力F和细线的拉力T，作出受力分析图如图所示，根据作图法可知，，因此电场场强的值为：，B正确。
15.答案：D
解析：AB.根据平衡条件可知，A带正电，C带负电，对B受力分析可知，杆上的支持力，对C分析可得杆上作用力的水平分力等于电场力，即，可知AB错误；
C.在B落地前的一段时间，A、C做减速运动，轻杆对球有向上作用力，故球A对地面的压力可能小于，故C错误；
D.对整个系统分析，忽略电荷间的作用力有：，解得，故D正确。

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