(2017-2019)高考物理真题分类汇编专题09静电场(教师版)

1．（2019·新课标全国Ⅰ卷）最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 m/s，产生的106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为 推力约为4.8×A．1.6×102 g B．1.6×103 g C．1.6×105 g D．1.6×106 g

【答案】B

【解析】设该发动机在ts时间内，喷射出的气体质量为m，根据动量定理，Ftmv，可知，

mF4.8106在1s内喷射出的气体质量m0kg1.6103kg，故本题选B。

tv30002．（2019·新课标全国Ⅱ卷）静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动，N为粒子运动轨迹上的另外一点，则

A．运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小 B．在M、N两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合 C．粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能

D．粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行

【答案】AC

【解析】A．若电场中由同种电荷形成即由A点释放负电荷，则先加速后减速，故A正确；

B．若电场线为曲线，粒子轨迹不与电场线重合，故B错误。C．由于N点速度大于等于零，故N点动能大于等于M点动能，由能量守恒可知，N点电势能小于等于M点电势能，故C正确D．粒子可能做曲线运动，故D错误；

3．（2019·新课标全国Ⅲ卷）如图，电荷量分别为q和–q（q>0）的点电荷固定在正方体的两个顶点上，a、b是正方体的另外两个顶点。则

A．a点和b点的电势相等 B．a点和b点的电场强度大小相等 C．a点和b点的电场强度方向相同 D．将负电荷从a点移到b点，电势能增加 【答案】BC

【解析】由几何关系，

可知b的电势大于a的电势，故A错误，把负电荷从a移到b，电势能减少，故D错误;由对称性和电场的叠加原理，可得出a、b的合电场强度大小、方向都相同，故B、C正确。

4．（2019·北京卷）如图所示，a、b两点位于以负点电荷–Q（Q>0）为球心的球面上，c点在球面外，则

A．a点场强的大小比b点大 B．b点场强的大小比c点小 C．a点电势比b点高 D．b点电势比c点低 【答案】D

Q确定各点的场强大小，由点电荷的等势线是以点电荷为球心的球面2rQ和沿电场线方向电势逐渐降低确定各点的电势的高低。由点电荷的场强公式Ek2可知，a、b两点

r【解析】由点电荷场强公式Ek到场电荷的距离相等，所以a、b两点的电场强度大小相等，故A错误；由于c点到场电荷的距离比b点的大，所以b点的场强大小比c点的大，故B错误；由于点电荷的等势线是以点电荷为球心的球面，所以a点与b点电势相等，负电荷的电场线是从无穷远处指向负点电荷，根据沿电场线方向电势逐渐降低，所以b点电势比c点低，故D正确。

5．（2019·天津卷）如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m的带电小球，以初速度v从M点竖直向上运动，通过N点时，速度大小为2v，方向与电场方向相反，则小球从M运动到N的过程

A．动能增加

12mv 2B．机械能增加2mv2 C．重力势能增加

32mv 2D．电势能增加2mv2 【答案】B

【解析】由动能的表达式EkEkN112mv可知带电小球在M点的动能为EkMmv2，在N点的动能为2213m2v2mv2，所以动能的增量为Ekmv2，故A错误；带电小球在电场中做类平抛运22动，竖直方向受重力做匀减速运动，水平方向受电场力做匀加速运动，由运动学公式有

qEvt，可得qE2mg，竖直方向的位移ht，水平方向的位移

2m2v3xtvt，因此有x2h，对小球由动能定理有qExmghEkmv2，联立上式可解得

221qEx2mv2，mghmv2，因此电场力做正功，机械能增加，故机械能增加2mv2，电势能减少2mv2，

212

故B正确D错误，重力做负功重力势能增加量为mv，故C错误。

2vyvgt,vx2vat江苏卷）一匀强电场的方向竖直向上，t=0时刻，一带电粒子以一定初速度水平射入6．（2019·

该电场，电场力对粒子做功的功率为P，不计粒子重力，则P-t关系图象是

【答案】A

【解析】由于带电粒子在电场中类平抛运动，在电场力方向上做匀加速直线运动，加速度为过时间t ，电场力方向速度为

qE ，经mqEqEt，功率为PFvqEt ，所以P与t成正比，故A正确。 mm江苏卷）如图所示，ABC为等边三角形，电荷量为+q的点电荷固定在A点．先将一电7．（2019·

荷量也为+q的点电荷Q1从无穷远处（电势为0）移到C点，此过程中，电场力做功为-W．再将Q1从C点沿CB移到B点并固定．最后将一电荷量为-2q的点电荷Q2从无穷远处移到C点．下列说法正确的有

A．Q1移入之前，C点的电势为q

B．Q1从C点移到B点的过程中，所受电场力做的功为0 C．Q2从无穷远处移到C点的过程中，所受电场力做的功为2W D．Q2在移到C点后的电势能为-4W 【答案】ABD

【解析】由题意可知，C点的电势为CWEpqW，故A正确；由于B、C两点到A点(q)的距离相q等，所以B、C两点的电势相等，所以Q1从C点移到B点的过程中，电场力做功为0，故B正确；由于B、C两点的电势相等，所以当在B点固定Q1后，C点的电势为

2W，所以Q2从无穷远移到C点过程q中，电场力做功为：WqU2q02W2W4WCC故错误；由于点的电势为，所以电势qq能为Ep4W，故D正确。

8．（2019·浙江选考）等量异种电荷的电场线如图所示，下列表述正确的是

A．a点的电势低于 b点的电势

B．a点的场强大于b点的场强，方向相同 C．将一负电荷从a点移到b点电场力做负功 D．负电荷在a点的电势能大于在b点的电势能 【答案】C

【解析】沿电场线方向电势降低，故a点电势高于b点电势，A错误；电场线的疏密程度表示电场强度大小，电场线越密，电场强度越大，故a点的场强大于b点的场强，电场线的切线方向为场强方向，故ab两点的电场强度方向不同，B错误；负电荷在低电势处电势能大，所以从a点（高电势）移动到b点（低电势），电势能增大，电场力做负功，C正确D错误．

10－6 C的小球绝缘固定在A点，质量为0.2 g、电荷量为－5×10－6 C的小9．（2019·浙江选考）电荷量为4×球用绝缘细线悬挂，静止于B点。A、B间距离为30 cm，AB连线与竖直方向夹角为60°。静电力常量为9.0×109 N·m2/C2，小球可视为点电荷。下列图示正确的是

A． B．

C． D．

【答案】B

qAqB410651069【解析】两球之间的库仑力为Fk29.010N2N，小球B受到的2r0.3重力大小为GB2N，且F与竖直方向夹角为60°，FGB，故小球B受到的库仑力，重力以 及细线的拉力，组成的矢量三角形为等边三角形，所以细线与竖直方向的夹角为60°，B正确．【点睛】当三力平衡时，能组成一个封闭的矢量三角形，再结合一个角为60°的等腰三角形为等边三角形即可求解。

10．（2018·江苏卷）如图所示，水平金属板A、B分别与电两极相连，带电油滴处于静止状态．现将B板

右端向下移动一小段距离，两金属板表面仍均为等势面，则该油滴

A．仍然保持静止 B．竖直向下运动 C．向左下方运动 D．向右下方运动 【答案】D

【解析】本题考查平行板电容器的电场及电荷受力运动的问题，意在考查考生分析问题的能力。两极板平行时带电粒子处于平衡状态，则重力等于电场力，当下极板旋转时，板间距离增大场强减小，电场力小于重力；由于电场线垂直于金属板表面，所以电荷处的电场线如图所示，所以重力与电场力的合力偏向右下方，故粒子向右下方运动，选项D正确。

11．（2018·北京卷）研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列说法正确的是

A．实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电 B．实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小 C．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大 D．实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大 【答案】A

【解析】当用带电玻璃棒与电容器a板接触，由于静电感应，从而在b板感应出等量的异种电荷，从而使电容器带电，故选项A正确；根据电容器的决定式：C对面积S减小，则电容C减小，根据CS4πkd，将电容器b板向上平移，即正

Q可知，电量Q不变，则电压U增大，则静电计指针的张U角变大，故选项B错误；根据电容器的决定式：C数增大，则电容C增大，根据C故选项C错误；根据

S4πkd，只在极板间插入有机玻璃板，则介电系

Q可知，电量Q不变，则电压U减小，则静电计指针的张角减小，U可知，电量Q增大，则电压U也会增大，则电容C不变，故选项D错误。

12．（2018·天津卷）如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带负电的粒子只在电

场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为M、N，粒子在M和N时加速度大小分别为

aM、aN，速度大小分别为vM、vN，电势能分别为EPM、EPN。下列判断正确的是

A．vMvN，aMaN B．vMvN，MN C．MN，EPMEPN

D．aMaN，EPMEPN 【答案】D

【解析】将粒子的运动分情况讨论：从M运动到N；从N运动到M，根据电场的性质依次判断；电场线越密，电场强度越大，同一个粒子受到的电场力越大，根据牛顿第二定律可知其加速度越大，故有

aMaN；若粒子从M运动到N点，则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，可知在某点的

电场力方向和速度方向如图所示，故电场力做负功，电势能增大，动能减小，即vMvN，EpMEpN，负电荷在低电势处电势能大，故MN；

若粒子从N运动到M，则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，可知在某点的电场力方向和速度方向如图所示，故电场力做正功，电势能减小，动能增大，即vMvN，EpMEpN，负电荷在低电势处电势能大，故MN；综上所述，D正确。

【点睛】考查了带电粒子在非匀强电场中的运动；本题的突破口是根据粒子做曲线运动时受到的合力指向轨迹的内侧，从而判断出电场力方向与速度方向的夹角关系，进而判断出电场力做功情况． 13．（2018·新课标I卷）如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab=5 cm，bc=3 cm，

ca=4 cm。小球c所受库仑力的合力的方向平衡于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为，则

A．a、b的电荷同号，kB．a、b的电荷异号，kC．a、b的电荷同号，kD．a、b的电荷异号，k【答案】D

16 916 9 27 27【解析】对小球c所受库仑力分析，画出a对c的库仑力和b对c的库仑力，若a对c的库仑力为排斥力，ac的电荷同号，则b对c的库仑力为吸引力，bc电荷为异号，ab的电荷为异号；若a对c的库仑力为引力，ac的电荷异号，则b对c的库仑力为斥力，bc电荷为同号，ab的电荷为异号，所以ab的电荷为异号。设ac与bc的夹角为θ，利用平行四边形定则和几何关系、库仑定律可得，Fac=’

qaqc，42Fbc=’

qaqcqbtanθ=3/4tanθ=F/Fab=，，，电荷量的比值，联立解得：=/27，选项D正确。 bcac2q3b【点睛】此题将库仑定律、受力分析、平行四边形定则有机融合，难度不大。

14．（2018·全国II卷）如图，同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M

为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点。一电荷量为q（q>0）的粒子从a点移动到b点，其电势能减小W1；若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小W2，下列说法正确的是

A．此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行 B．若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为

W1W2 2W2 qLC．若c、d之间的距离为L，则该电场的场强大小一定为

D．若W1=W2，则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差 【答案】BD

【解析】利用电场力做功WqU，可以找到两点之间电势差的关系，要知道中点电势和两端点电势

之间的关系。选项根据题意无法判断，故A项错误。由于电场为匀强磁场，M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点，所以Mc点

移

动

到

N

点

ca2，

c+a2则

，Nd场

db2做

d+b2功

，若该粒子从M一

定

为

电力

WqUMNqMNqc+a2qd+b2qUcdqUabW1W2，故B正确；因为不知道

22匀强电场方向，所以场强大小不一定是

W2，故C错误；若W1=W2，说明UcdUab，qL由

因

为

UaMUbNaMbN，

Mcca2c+a2；

Nddb2d+b2，

解得：UaMUbN0，故D正确。

15．（2018·全国III卷）如图，一平行板电容器连接在直流电上，电容器的极板水平，两微粒a、b所带电

荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、下极板附近，与极板距离相等。现同时释放a、b，它们由静止开始运动，在随后的某时刻t，a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面，a、b间的相互作用和重力可忽略。下列说法正确的是

A．a的质量比b的大

B．在t时刻，a的动能比b的大 C．在t时刻，a和b的电势能相等 D．在t时刻，a和b的动量大小相等 【答案】BD

【解析】根据题述可知，微粒a向下加速运动，微粒b向上加速运动，根据a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面，可知a的加速度大小大于b的加速度大小，即aa>ab。对微粒a，由牛顿第二

qEqE>定律，qE=maaa，对微粒b，由牛顿第二定律，qE=mbab，联立解得：，由此式可以得出a的mamb质量比b小，选项A错误；在a、b两微粒运动过程中，a微粒所受合外力大于b微粒，a微粒的位移大于b微粒，根据动能定理，在t时刻，a的动能比b大，选项B正确；由于在t时刻两微粒经过同一水平面，电势相等，电荷量大小相等，符号相反，所以在t时刻，a和b的电势能不等，选项C错误；由于a微粒受到的电场力（合外力）等于b微粒受到的电场力（合外力），根据动量定理，在t时刻，

a微粒的动量等于b微粒，选项D正确。

16．（2018·新课标I卷）图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上

的电势为2 V。一电子经过a时的动能为10 eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 eV。下列说法正确的是

A．平面c上的电势为零 B．该电子可能到达不了平面f

C．该电子经过平面d时，其电势能为4 eV D．该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍 【答案】AB

【解析】根据题述，匀强电场中等势面间距相等，相邻等势面之间的电势差相等。设相邻等势面之间的电势差为U，根据电子从a到d的过程中克服电场力所做功为Wab=6 eV，电场方向水平向右。由W

ab=3

eV，联立解得：U=2 V。已知b的电势为2 V，则平面c上的电势为零，选项A正确；由于af

之间的电势差为4U=8 V，一电子经过a时的动能为10 eV，由于题述没有指出电子速度方向，若该电子速度方向指向左或指向上或下，则该电子就到达不了平面f，选项B正确；由于题述没有指出电子速度方向，选项CD错误。

17．（2017·江苏卷）如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C各有一小孔，小孔分别位于

O、M、P点．由O点静止释放的电子恰好能运动到P点．现将C板向右平移到P'点，则由O点静

止释放的电子

（A）运动到P点返回

（B）运动到P和P'点之间返回 （C）运动到P'点返回 （D）穿过P'点 【答案】A

【解析】设A、B板间的电势差为U1，B、C板间的电势差为U2，板间距为d，电场强度为E，第一次由O点静止释放的电子恰好能运动到P点，根据动能定理得：qU1=qU2=qEd，将C板向右移动，B、C板间的电场强度E确；BCD错误．

【名师点睛】本题是带电粒子在电场中的运动，主要考察匀变速直线运动的规律及动能定理，重点是电容器的动态分析，在电荷量Q不变的时候，板间的电场强度与板间距无关．

18．（2017·天津卷）如图所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线A

B是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹。设电子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB，电势能分别为EpA、EpB。下列说法正确的是

U4πkQ，E不变，所以电子还是运动到P点速度减小为零，然后返回，故A正dS

A．电子一定从A向B运动

B．若aA>aB，则Q靠近M端且为正电荷 C．无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpA【解析】电子在电场中做曲线运动，虚线AB是电子只在静电力作用下的运动轨迹，电场力沿电场线直线曲线的凹侧，电场的方向与电场力的方向相反，如图所示，由所知条件无法判断电子的运动方向，故A错误；若aA>aB，说明电子在M点受到的电场力较大，M点的电场强度较大，根据点电荷的电场分布可知，

靠近M端为场电荷的位置，应带正电，故B正确；无论Q为正电荷还是负电荷，一定有电势AB，电子电势能Epe，电势能是标量，所以一定有EpA【名师点睛】本题考查的知识点较多，应从曲线运动的特点和规律出发判断出电子的受力方向，再利用相关电场和带电粒子在电场中的运动规律解决问题。

19．（2017·江苏卷）在轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势φ在轴上分布如图所示．下列说法正确

FE有

（A）q1和q2带有异种电荷 （B）1处的电场强度为零

（C）负电荷从1移到2，电势能减小 （D）负电荷从1移到2，受到的电场力增大 【答案】AC

【解析】由图知1处的电势等于零，所以q1和q2带有异种电荷，A正确，图象的斜率描述该处的电场强度，故1处场强不为零，B错误；负电荷从1移到2，由低电势向高电势移动，电场力做正功，电势能减小，故C正确；由图知，负电荷从1移到2，电场强度越越小，故电荷受到的电场力减小，所以D错误．

【名师点睛】本题的核心是对φ–图象的认识，要能利用图象大致分析出电场的方向及电场线的疏密变化情况，依据沿电场线的方向电势降低，还有就是图象的斜率描述电场的强弱——电场强度． 20．（2017·新课标Ⅰ卷卷）在一静止点电荷的电场中，任一点的电势与该点到点电荷的距离r的关系如

图所示。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别Ea、Eb、Ec和Ed。点a到点电荷的距离ra与点a的电势a已在图中用坐标（ra，a）标出，其余类推。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd。下列选项正确的是

A．Ea：Eb=41 B．Ec：Ed=21 C．WabWbc=31

D．WbcWcd=13 【答案】AC

【解析】由题图可知，a、b、c、d到点电荷的距离分别为1 m、2 m、3 m、6 m，根据点电荷的场强

Earb24Ecrd24Q2，2，故A正确，B错误；电场力做功WqU，a公式Ek2可知，

Ebra1Edrc1r与b、b与c、c与d之间的电势差分别为3 V、1 V、1 V，所以错误。

【名师点睛】本题主要考查学生的识图能力，点电荷场强及电场力做功的计算。

21．（2017·新课标Ⅲ卷）一匀强电场的方向平行于Oy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点

的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法正确的是

Wab3Wbc1，，故C正确，DWbc1Wcd1

A．电场强度的大小为2.5 V/cm B．坐标原点处的电势为1 V

C．电子在a点的电势能比在b点的低7 eV D．电子从b点运动到c点，电场力做功为9 eV 【答案】ABD

【解析】如图所示，设a、c之间的d点电势与b点相同，则

ad10177，d点坐标为(3.5 cm，dc172696 cm)，过c点作cf⊥bd于f，由几何关系可得cf=3.6 cm，则电场强度

EU2617 V/cm2.5 V/cm，A正确；因为四边形Oacb是矩形，所以有UacUOb，解得坐d3.6标原点O处的电势为1 V，B正确；a点电势比b点电势低7 V，电子带负电，所以电子在a点的电势能比在b点的高7 eV，C错误；b点电势比c点电势低9 V，电子从b点运动到c点，电场力做功为9 eV，D正确。

【名师点睛】在匀强电场中沿同一方向线段的长度与线段两端的电势差成正比；在匀强电场中电场线平行且均匀分布，故等势面平行且均匀分布。以上两点是解决此类题目的关键。电势与电势能之间的关系，也是常考的问题，要知道负电荷在电势高处电势能低。

22．（2017·北京卷）如图所示，长l=1 m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小

10–6 C，匀球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球所带电荷量q=1.0×103 N/C，取重力加速度g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8。求： 强电场的场强E=3.0×

（1）小球所受电场力F的大小。 （2）小球的质量m。

（3）将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小。 10–3 N （2）4.0×10–4 g （3）2.0 m/s 【答案】（1）3.0×

【解析】（1）根据电场强度定义式可知，小球所受电场力大小为 F=qE=1.0×10–6×3.0×103 N=3.0×10–3 N

（2）小球受mg、绳的拉力T和电场力F作用处于平衡状态，如图所示

根据几何关系有

Ftan37，得m=4.0×10–4 g mg（3）撤去电场后，小球将绕悬点摆动，根据动能定理有mgl(1cos37)得v2gl(1cos37)2.0 m/s

12mv 2【名师点睛】本题力电综合问题，但电场力与对小球施加水平向右的恒力F作用效果相同，因此可以用相关的力学知识解答。