2021年新高考真題物理匯編8 靜電場(chǎng)及其應(yīng)用（解析版）

專(zhuān)題8靜電場(chǎng)及其應(yīng)用

1.（2021高考新課程湖北卷）關(guān)于電場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是（）

A.電場(chǎng)是物質(zhì)存在的一種形式

B.電場(chǎng)力一定對(duì)正電荷做正功

C.電場(chǎng)線(xiàn)是實(shí)際存在的線(xiàn)，反映電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向

D.靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)總是與等勢(shì)面垂直，且從電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面

【參考答案】AD

【解題思路】電場(chǎng)是物質(zhì)存在的一種形式，電場(chǎng)力可以對(duì)正電荷做負(fù)功，選項(xiàng)A正確B錯(cuò)誤；電場(chǎng)線(xiàn)是為

了形象化描述電場(chǎng)而畫(huà)出的線(xiàn)，反映電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向，不是實(shí)際存在的線(xiàn)，靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)總是與

等勢(shì)面垂直，且從電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面，選項(xiàng)C錯(cuò)誤D正確。

2..（2021高考新課程I卷山東卷）如圖甲所示，邊長(zhǎng)為a的正方形，四個(gè)頂點(diǎn)上分別固定一個(gè)電荷量為+4

的點(diǎn)電荷；在2區(qū)間，x軸上電勢(shì)。的變化曲線(xiàn)如圖乙所示。現(xiàn)將一電荷量為一Q的點(diǎn)電荷P

置于正方形的中心O點(diǎn)，此時(shí)每個(gè)點(diǎn)電荷所受庫(kù)侖力的合力均為零。若將P沿x軸向右略微移動(dòng)后，由靜

止釋放，以下判斷正確的是（）

甲圖乙

cV2+1

A.2,釋放后P將向右運(yùn)動(dòng)

cV2+1

Q=---q

B.2,釋放后P將向左運(yùn)動(dòng)

八2V2+1

Q=；q

c.4,釋放后P將向右運(yùn)動(dòng)

八272+1

Q-：q

D.4,釋放后P將向左運(yùn)動(dòng)

【參考答案】C

V2

【名師解析】邊長(zhǎng)為a的正方形頂點(diǎn)上點(diǎn)電荷距離原點(diǎn)0距離為2a,根據(jù)題述，每個(gè)點(diǎn)電荷所受庫(kù)侖力

Qq

72aq2/2痣+1

的合力均為零，由平衡條件，）=2ka-cos45°+k2?-,解得4。若將P沿x軸向右

略微移動(dòng)后，由靜止釋放，由于所受電場(chǎng)力向右，所以釋放后P將向右運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確。

3.（2021高考新課程湖北卷）如圖所示，一勻強(qiáng)電場(chǎng)E大小未知、方向水平向右。兩根長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的絕緣

輕繩分別將小球M和N懸掛在電場(chǎng)中，懸點(diǎn)均為O。兩小球質(zhì)量均為m、帶等量異號(hào)電荷，電荷量大小均

為q（q>0）o平衡時(shí)兩輕繩與豎直方向的夾角均為0=45。。若僅將兩小球的電荷量同時(shí)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，兩

小球仍在原位置平衡。已知靜電力常量為k,重力加速度大小為g,下列說(shuō)法正確的是

B.N帶正電荷

【參考答案】BC

【解題思路】?jī)蓭щ娦∏蛑g的庫(kù)侖力為吸引力，電荷量大小均為q時(shí)庫(kù)侖力設(shè)為F,對(duì)N受力分析，N

帶正電荷，M為負(fù)電荷，選項(xiàng)A錯(cuò)誤B正確。由平衡條件可知，所受電場(chǎng)力qE與庫(kù)侖力F之差等于mg,

2

即F=k4「若僅將兩小球的電荷量同時(shí)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，其庫(kù)侖力增大到4F,電場(chǎng)力增

（@）-

加］到|2qE,兩小球仍在原位置平衡，貝I］有2qE-4F=mg,聯(lián)立解得q=,選項(xiàng)C正確D錯(cuò)誤。

4.（2021新高考湖南卷）如圖，在（。,0）位置放置電荷量為q的正點(diǎn)電荷，在（0,。）位置放置電荷量為q的

負(fù)點(diǎn)電荷，在距P（a,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

A.（0,2a）,6?qB.（0,2a）,2垃q

C.（2a,0）,6qD.（2a,0）,2&q

【參考答案】.C

【命題意圖】本題以坐標(biāo)系設(shè)置點(diǎn)電荷位置，通過(guò)點(diǎn)電荷電場(chǎng)疊加，考查考生

【解題思路】本題考查電場(chǎng)疊加、點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式，主要考查對(duì)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式和平

行四邊形定則的應(yīng)用能力。（“，0）位置電荷量為q的正點(diǎn)電荷在P（a,a）處產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E+=k工,

a

方向沿y軸正方向，（0，a）位置電荷量為q的負(fù)點(diǎn)電荷在P（a,a）處產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E=Z烏，方向

a

沿x軸負(fù)方向，合場(chǎng)強(qiáng)為E行烏，方向與y軸正方向夾角為45°,在距離a）為aa的某點(diǎn),

CT

放置正點(diǎn)電荷Q，使得P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，根據(jù)電場(chǎng)疊加原理，k匕=&g,解得Q=2&q，

（缶y礦

Q的位置為（0,2a）,選項(xiàng)C正確。

【名師點(diǎn)評(píng)】

電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，其合成遵循平行四邊形定則。

5.（2021年6月浙江選考物理）如圖所示，在火箭發(fā)射塔周?chē)袖撹F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?chē)L(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(guò)程的速度和加速度

【參考答案】C

【名師解析】

在火箭發(fā)射塔周?chē)袖撹F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,

選項(xiàng)C正確。

【名師點(diǎn)評(píng)】本題以火箭發(fā)射臺(tái)四周高塔切入，就需要運(yùn)用批判性思維假設(shè)、對(duì)比、論證、反思進(jìn)行綜

合評(píng)判。

6.（2021年高考廣東學(xué)業(yè)水平選擇性測(cè)試）圖4是某種靜電推進(jìn)裝置的原理圖，發(fā)射極與吸極接在高

壓電源兩端，兩極間產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)，虛線(xiàn)為等勢(shì)面.在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，一帶電液滴從發(fā)射極加速飛向吸

極，a、b是其路徑上的兩點(diǎn).不計(jì)液滴重力.下列說(shuō)法正確的是

離國(guó)龜源

發(fā)時(shí)機(jī),

帶電森超，

J!

等將而

A.a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的低

B.a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的小

C.液滴在a點(diǎn)的加速度比在b點(diǎn)的小

D.液滴在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的大

【參考答案】D

【名師解析】根據(jù)圖中發(fā)射極接電源正極，可知a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的高，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)等差等勢(shì)

面密處電場(chǎng)強(qiáng)度大可知a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤：液滴在a點(diǎn)所受的電場(chǎng)力比在b點(diǎn)的大,

根據(jù)牛頓第二定律，液滴在a點(diǎn)的加速度比在b點(diǎn)的大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)題述，帶電液滴從發(fā)射極加速

飛向吸極，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，所以液滴在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的大，選項(xiàng)D正確。

7.（2021年6月浙江選考物理）某書(shū)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(xiàn)和等

勢(shì)面，其中6是同一條實(shí)線(xiàn)上的兩點(diǎn)，c?是另一條實(shí)線(xiàn)上的一點(diǎn)，4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(xiàn)表示電場(chǎng)線(xiàn)

B.離d點(diǎn)最近的導(dǎo)體表面電荷密度最大

C.“v”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

【參考答案】D

【名師解析】

處于靜電平衡的導(dǎo)體，是個(gè)等勢(shì)體，則整個(gè)導(dǎo)體為等勢(shì)體，由于電場(chǎng)線(xiàn)方向總是與等勢(shì)面垂直，所以實(shí)線(xiàn)

不是電場(chǎng)線(xiàn)，是等勢(shì)面，則A錯(cuò)誤；根據(jù)等勢(shì)面的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱，則〃點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)較弱，并且電場(chǎng)強(qiáng)

度越大的地方電荷密度越大，所以B錯(cuò)誤；在形導(dǎo)體右側(cè)表面上下部分附近電場(chǎng)強(qiáng)度方向不相同，所以

C錯(cuò)誤；由于。、〃在同一等勢(shì)面上，則電荷從。點(diǎn)到c點(diǎn)再到點(diǎn)電場(chǎng)力做功一定為零，所以D正確。

【名師點(diǎn)評(píng)】本題以形導(dǎo)體右側(cè)的電場(chǎng)線(xiàn)和等勢(shì)面為情景，考查對(duì)靜電場(chǎng)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握。

8.（2021年1月浙江選考）如圖所示是某一帶電導(dǎo)體周?chē)碾妶?chǎng)線(xiàn)與等勢(shì)面，A、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

第5題圖

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B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A點(diǎn)沿虛線(xiàn)移到B點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小

【參考答案】D

【解題思路】根據(jù)導(dǎo)體靜電平衡狀態(tài)的條件可知，導(dǎo)體是等勢(shì)體，導(dǎo)體表面是等勢(shì)面，導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度

為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)沿電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)逐漸降低可知，AC兩點(diǎn)的電勢(shì)均高于B點(diǎn)的電勢(shì)，選項(xiàng)B錯(cuò)

誤；根據(jù)電場(chǎng)線(xiàn)的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；正電荷

從A點(diǎn)沿虛線(xiàn)移動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，所受電場(chǎng)力的方向與位移方向夾角小于90°,電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能

減小，選項(xiàng)D正確。

9.（2021新高考遼寧卷）等量異號(hào)點(diǎn)電荷固定在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)分布如圖所示，

實(shí)線(xiàn)表示電場(chǎng)線(xiàn)，虛線(xiàn)表示等勢(shì)線(xiàn)。將同一負(fù)電荷先后置于ab兩點(diǎn)，電勢(shì)能分別為&和耳”

電荷所受電場(chǎng)力大小分別為北和兄，則

A.瓦”F>Fb

B.EQEpb,Fa<Fb

C.E'Epb,F>Fb

D.E'Epb,FaVFb

【參考答案】D

【解題思路】根據(jù)電場(chǎng)線(xiàn)電荷疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，可知6點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于a點(diǎn)，由電

場(chǎng)力公式F=qE可知負(fù)電荷在a點(diǎn)所受的電場(chǎng)力小于在b點(diǎn)所受的電場(chǎng)力，即區(qū)〈耳。根據(jù)在

等量異號(hào)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中，越靠近正電荷，電勢(shì)越高，越靠近負(fù)電荷，電勢(shì)越低，可知a點(diǎn)的電

勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)。由電勢(shì)能公式&=q"，而電荷q為負(fù)電荷，所以負(fù)電荷q在a點(diǎn)的電勢(shì)能

小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能，即選項(xiàng)D正確。

【一題多解】也可根據(jù)等勢(shì)面密處電場(chǎng)強(qiáng)度大，判斷出。點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于a點(diǎn)，由電場(chǎng)力公

式F=qE可知負(fù)電荷在a點(diǎn)所受的電場(chǎng)力小于在b點(diǎn)所受的電場(chǎng)力，即Fa<Fb。

10.（2021新高考北京卷）如圖所示的平面內(nèi)，有靜止的等量異號(hào)點(diǎn)電荷，M、N兩點(diǎn)關(guān)于兩電荷連線(xiàn)對(duì)

稱(chēng)，M、P兩點(diǎn)關(guān)于兩電荷連線(xiàn)的中垂線(xiàn)對(duì)稱(chēng)。下列說(shuō)法正確的是

A.M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大；?尸

I

B.M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的電勢(shì)高十_________L________Q

C.N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與尸點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同一

D.電子在〃點(diǎn)的電勢(shì)能比在P點(diǎn)的電勢(shì)能大

【參考答案】C

【解題思路】由對(duì)稱(chēng)性可知，M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，/點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同，選

項(xiàng)A錯(cuò)誤C正確；例點(diǎn)的電勢(shì)與N點(diǎn)的電勢(shì)相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；M點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)高，根據(jù)電勢(shì)

能公式可知電子在M點(diǎn)的電勢(shì)能比在P點(diǎn)的電勢(shì)能小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

11.（2021高考河北物理）如圖，四個(gè)電荷量均為q（q>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）、（-41,0）、（0,%）和（0,-為），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(chēng)移動(dòng)（%*0）。下列說(shuō)法正確的是（）

V八

凡

/\

Z\

Q-----------------------------------AA

-4/,\斗O//4/x

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)先取某值時(shí)，可使得菱形內(nèi)部只存在兩個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)

C.當(dāng)先=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)為=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

【參考答案】ACD

【名師解析】四個(gè)電荷量均為4（4>0）的點(diǎn)電荷分別放置于菱形的四個(gè)頂點(diǎn)，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；因?yàn)樵趚軸上的兩個(gè)點(diǎn)電荷在。點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，在y軸上的兩

個(gè)點(diǎn)電荷，無(wú)論yo取何值，因?yàn)殛P(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)，則在。點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零。在橫軸和縱軸上除了原點(diǎn)外,

根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知，出現(xiàn)合場(chǎng)強(qiáng)為零的點(diǎn)