03电场-2021年高考6套物理真题分类解析(解析版)

—2021年高考物理真题（6套）分类解析

1.全国甲卷第6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

【答案】BD

【解析】A．由图象可知φb = φe

则正电荷从b点运动到e点，电场力不做功，A错误；

B．由图象可知

φa = 3V，φd = 7V

根据电场力做功与电势能的变化关系有

Wad = Epa - Epd = (φa - φd)⋅( - e) = 4eV

B正确；

C．沿电场线方向电势逐渐降低，则b点处的场强方向向左，C错误；

D．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，b点电场线最密集，则b点处的场强最大，D正确。

故选BD。

2.全国乙卷第2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和，相应的电势能分别为和，则（　　）

A.     B. 

C.     D. 

【答案】A

【解析】由图中等势面的疏密程度可知

根据

可知

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M点移到N点，可知电场力做正功，电势能减小，即

故选A。

3.全国乙卷第7题. 四个带电粒子的电荷量和质量分别、、、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. 

【答案】AD

【解析】

带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，加速度

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

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，前面三个带电粒子带正电，一个带电粒子带负电，所以一个粒子与另外三个粒子的偏转方向不同；粒子与粒子的比荷相同，所以偏转角相同，轨迹相同，且与粒子的比荷也相同，所以、、三个粒子偏转角相同，但粒子与前两个粒子的偏转方向相反；粒子的比荷与、粒子的比荷小，所以粒子比、粒子的偏转角小，但都带正电，偏转方向相同。

故选AD。

4.湖南卷第4题. 如图，在位置放置电荷量为的正点电荷，在位置放置电荷量为的负点电荷，在距为的某点处放置正点电荷Q，使得点的电场强度为零。则Q的位置及电荷量分别为（　　）

A. ，    B. ，

C. ，    D. ，

【答案】B

【解析】

根据点电荷场强公式

两点量异种点电荷在P点的场强大小为

 ，方向如图所示

两点量异种点电荷在P点的合场强为

 ，方向与+q点电荷与-q点电荷的连线平行如图所示

Q点电荷在p点的场强大小为

 三点电荷的合场强为0，则方向如图所示，大小有

解得

由几何关系可知Q的坐标为（0，2a）

故选B。

5.湖南卷第9题. 如图，圆心为的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，和为该圆直径。将电荷量为的粒子从点移动到点，电场力做功为；若将该粒子从点移动到点，电场力做功为。下列说法正确的是（　　）

A. 该匀强电场的场强方向与平行

B. 将该粒子从点移动到点，电场力做功为

C. 点电势低于点电势

D. 若只受电场力，从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】

A．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 = Exq2R

在y方向有

2W = EyqR + ExqR

经过计算有

Ex = ，Ey = ，E = ，tanθ = 

由于电场方向与水平方向成60°，则电场与ab平行，且沿a指向b，A正确；

B．该粒从d点运动到b点，电场力做的功为

W′ = Eq = 0.5W

B正确；

C．沿电场线方向电势逐渐降低，则a点的电势高于c点的电势，C错误；

D．若粒子的初速度方向与ab平行则粒子做匀变速直线运动，D错误。

故选AB。

6.广东卷第6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

【答案】D

【解析】

A．高压电源左为正极，则所加强电场的场强向右，而沿着电场线电势逐渐降低，可知

故A错误；

B．等差等势线的疏密反映场强的大小，由图可知a处的等势线较密，则

故B错误；

C．液滴的重力不计，根据牛顿第二定律可知，液滴的加速度为

因，可得

故C错误；

D．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

故D正确；

故选D。

7.河北卷第10题. 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、、和，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轴正方向成倾斜向上

【答案】ACD

【解析】

A．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；

B．因为在x轴上的两个点电荷在O点的合场强为零，在y轴上的两电荷，无论y0取什么值，因为关于原点对称，则在O点的合场强也为零，在横轴和纵轴上除原点外，出现合场强为零的点，根据对称性可知，一定是成对出现的，关于原点对称，所以算上原点，合场强为零的点是奇数个，不会是2个，选项B错误；

C．由几何关系可知，坐标为（4l，5l）的A点在第一象限内所在的虚像（线）的垂直平分线的上方；坐标为（0，-3l）的B点在第三象限内所在的虚像（线）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，B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；

【C的另外解法】根据点电荷的电势公式φ=kQ/r得4个电荷在A（4L,5L）点的 电势分别为：

φA1= kQ/L*(1/√32+42)=kQ/L*(1/5)

φA2=kQ/L*(1/√82+52)= kQ/L*(1/√)

φA3= kQ/L*(1/√32+42)=kQ/L*(1/5)

φA4=kQ/L*(1/√122+42)= kQ/L*(1/√160)

A（4L,5L）点的 电势为φA=φA1+φA2+φA3+φA4= kQ/L*(1/5+1/√+1/5+1/√160)= kQ/L*0.385

φB1= kQ/L*(1/√82+42)=kQ/L*(1/√80)

φB2=kQ/L*(1/√82+52)= kQ/L*(1/√)

φB3= kQ/L*(1/(8+3))=kQ/L*(1/11)

φB4=kQ/L*(1/(8-3))= kQ/L*(1/5)

B（0,-3L）点的 电势为φB=φB1+φB2+φB3+φB4= kQ/L*(1/√80+1/√+1/11+1/5)= kQ/L*0.5087

比较可知，B点的电势φB高于A点的电势φA，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；

D．若y0=4l，则四个点构成正方形，由对称可知在点（l，l）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（l，l）处的合场强

在y轴负向和x负向上的点电荷在（l，l）处的合场强

可知（l，l）点的场强沿着MN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轴正方向成倾斜向上，选项D正确。

故选ACD。

【D的解法2】设其坐标分别为、、和的电荷序数分别为1、2、3、4，其在点（l，l）处的场强分别为

E1=Kq/(32+12)L2= Kq/L2*(1/10)

E2=Kq/(52+12)L2= Kq/L2*(1/26)

E3=Kq/(32+12)L2= Kq/L2*(1/10)

E4=Kq/(32+12)L2= Kq/L2*(1/26)

他们在x方向的分量分别为

E1x=E1*(3/√10)= kQ /L2*(3/10√10)

E2x= E2*(5/√26) = kQ /L2*(5/26√26)

E3x= E3*(1/√10) = kQ /L2*(1/10√10)

E4x= E4*(1/√26)= kQ /L2*(1/26√26)

在x方向的分量之和为Ex=Kq*(6/26√26-2/10√10)为﹣。

他们在y方向的分量分别为

E1y=E1*(3/√10)= kQ /L2*(1/10√10)

E2y= E2*(5/√26) = kQ /L2*(1/26√26)

E3y= E3*(1/√10) = -kQ /L2*(3/10√10)

E4y= E4*(1/√26)= kQ /L2*(5/26√26)

在y方向的分量之和为Ey=Kq*(6/26√26-2/10√10)为﹣.

由于Ex=Ey，且都为负，所以4个电荷在点（l，l）处的合场强方向与与x轴负方向成倾斜向下，在点（l，l）处的负电荷所受到的静电力方向与x轴正方向成倾斜向上。D正确。

8.浙江卷第1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射线，能量值为，即（　　）

A.     B.     C.     D. 

【答案】D

【解析】

故选D。

9.浙江卷第3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

【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。

10.浙江卷第6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

【答案】D

【解析】

A．处于静电平衡的导体，是个等势体，则整个导体为等势体，由于电场线方向总是与等势面垂直，所以实线不是电场线，是等势面，则A错误；

B．根据等势面的疏密表示场强的强弱，则d点的场强较弱，并且电场强度越大的地方电荷密度越大，所以B错误；

C．在“<”形导体右侧表面上下部分附近电场强度方向不相同，所以C错误；

D．由于a、b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。