2020--2022年三年全国高考物理真题汇编：电场

更新时间：2022-07-08 浏览次数：122 类型：二轮复习

一、单选题

1. (2022·河北) 如图，真空中电荷量为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的两个点电荷分别位于 $\text{[math]}$ 点与 $\text{[math]}$ 点，形成一个以 $\text{[math]}$ 延长线上 $\text{[math]}$ 点为球心，电势为零的等势面（取无穷处电势为零）， $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ 连线上的一点，S为等势面与直线 $\text{[math]}$ 的交点， $\text{[math]}$ 为等势面上的一点，下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 点电势低于 $\text{[math]}$ 点电势 B . $\text{[math]}$ 点电场强度方向指向O点 C . 除无穷远处外，MN直线上还存在两个电场强度为零的点 D . 将正试探电荷 $\text{[math]}$ 从T点移到P点，静电力做正功

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2. (2022·湖北) 密立根油滴实验装置如图所示，两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接，板间产生匀强电场。用一个喷雾器把密度相同的许多油滴从上板中间的小孔喷入电场，油滴从喷口喷出时由于摩擦而带电。金属板间电势差为U时，电荷量为q、半径为r的球状油滴在板间保持静止。若仅将金属板间电势差调整为2U，则在板间能保持静止的球状油滴所带电荷量和半径可以为（）

A . q，r B . 2q，r C . 2q，2r D . 4q，2r

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3. (2022·山东) 半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分，取走A、B处两段弧长均为 $\text{[math]}$ 的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于 $\text{[math]}$ 延长线上距O点为 $\text{[math]}$ 的D点，O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变，q为（）

A . 正电荷， $\text{[math]}$ B . 正电荷， $\text{[math]}$ C . 负电荷， $\text{[math]}$ D . 负电荷， $\text{[math]}$

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4. (2022·湖南) 如图，四根完全相同的均匀带正电绝缘长棒对称放置在长方体的四条长边a、b、c、d上。移去a处的绝缘棒，假定另外三根绝缘棒电荷分布不变。关于长方体几何中心O点处电场强度方向和电势的变化，下列说法正确的是（）

A . 电场强度方向垂直指向a，电势减小 B . 电场强度方向垂直指向c，电势减小 C . 电场强度方向垂直指向a，电势增大 D . 电场强度方向垂直指向c，电势增大

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5. (2021·辽宁) 等量异号点电荷固定在水平向右的匀强电场中，电场分布如图所示，实线表示电场线，虚线表示等势线。将同一负电荷先后置于a、b两点，电势能分别为E_pa和E_pb ，电荷所受电场力大小分别为F_a和F_b ，则（）

A . $\text{[math]}$ ，F_a>F_b B . $\text{[math]}$ ，F_a<F_b C . $\text{[math]}$ ，F_a>F_b D . $\text{[math]}$ ，F_a<F_b

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6. (2021·湖南) 如图，在 $\text{[math]}$ 位置放置电荷量为 $\text{[math]}$ 的正点电荷，在 $\text{[math]}$ 位置放置电荷量为 $\text{[math]}$ 的负点电荷，在距 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ 的某点处放置正点电荷Q，使得 $\text{[math]}$ 点的电场强度为零。则Q的位置及电荷量分别为（）

A . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$

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7. (2021·广东) 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

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8. (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 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，相应的电势能分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，则（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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9. (2021·海南) 如图，V型对接的绝缘斜面M、N固定在水平面上，两斜面与水平面夹角均为 $\text{[math]}$ ，其中斜面N光滑。两个质量相同的带电小滑块P、Q分别静止在M、N上，P、Q连线垂直于斜面M，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则P与M间的动摩擦因数至少为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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10. (2021·山东) 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 $\text{[math]}$ 的点电荷；在 $\text{[math]}$ 区间，x轴上电势 $\text{[math]}$ 的变化曲线如图乙所示。现将一电荷量为 $\text{[math]}$ 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 . $\text{[math]}$ ，释放后P将向右运动 B . $\text{[math]}$ ，释放后P将向左运动 C . $\text{[math]}$ ，释放后P将向右运动 D . $\text{[math]}$ ，释放后P将向左运动

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11. (2021·浙江) 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

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12. (2021·浙江) 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

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13. (2021·浙江) 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

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14. (2020·新课标Ⅰ) 图（a）所示的电路中，K与L间接一智能电源，用以控制电容器C两端的电压U_C。如果U_C随时间t的变化如图（b）所示，则下列描述电阻R两端电压U_R随时间t变化的图像中，正确的是（）

A . B . C . D .

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15. (2020·浙江选考) 空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中Q点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示，a、b、c、d、e为电场中的5个点，设无穷远处电势为0，则（）

A . e点的电势大于0 B . a点和b点的电场强度相同 C . b点的电势低于d点的电势 D . 负电荷从a点移动到c点时电势能增加

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16. (2020·北京) 真空中某点电荷的等势面示意如图，图中相邻等势面间电势差相等。下列说法正确的是（）

A . 该点电荷一定为正电荷 B . P点的场强一定比Q点的场强大 C . P点电势一定比Q点电势低 D . 正检验电荷在P点比在Q点的电势能大

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二、多选题

17. (2022·辽宁) 如图所示，带电荷量为 $\text{[math]}$ 的球1固定在倾角为 $\text{[math]}$ 光滑绝缘斜面上的a点，其正上方L处固定一电荷量为 $\text{[math]}$ 的球2，斜面上距a点L处的b点有质量为m的带电球3，球3与一端固定的绝缘轻质弹簧相连并在b点处于静止状态。此时弹簧的压缩量为 $\text{[math]}$ ，球2、3间的静电力大小为 $\text{[math]}$ 。迅速移走球1后，球3沿斜面向下运动。 $\text{[math]}$ 为重力加速度，球的大小可忽略，下列关于球3的说法正确的是（）

A . 带负电 B . 运动至a点的速度大小为 $\text{[math]}$ C . 运动至a点的加速度大小为 $\text{[math]}$ D . 运动至ab中点时对斜面的压力大小为 $\text{[math]}$

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18. (2022·全国乙卷) 如图，两对等量异号点电荷 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 固定于正方形的4个顶点上。L、N是该正方形两条对角线与其内切圆的交点，O为内切圆的圆心，M为切点。则（）

A . L和N两点处的电场方向相互垂直 B . M点的电场方向平行于该点处的切线，方向向左 C . 将一带正电的点电荷从M点移动到O点，电场力做正功 D . 将一带正电的点电荷从L点移动到N点，电场力做功为零

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19. (2021·天津) 两个位于纸面内的点电荷产生电场的等势面如图中实线所示，相邻等势面间的电势差相等。虚线 $\text{[math]}$ 是一个电子在该电场中的运动轨迹，轨迹与某等势面相切于P点。下列说法正确的是（）

A . 两点电荷可能是异种点电荷 B . A点的电场强度比B点的大 C . A点的电势高于B点的电势 D . 电子运动到P点时动能最小

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20. (2021·湖北) 关于电场，下列说法正确的是（）

A . 电场是物质存在的一种形式 B . 电场力一定对正电荷做正功 C . 电场线是实际存在的线，反映电场强度的大小和方向 D . 静电场的电场线总是与等势面垂直，且从电势高的等势面指向电势低的等势面

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21. (2021·湖南) 如图，圆心为 $\text{[math]}$ 的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 为该圆直径。将电荷量为 $\text{[math]}$ 的粒子从 $\text{[math]}$ 点移动到 $\text{[math]}$ 点，电场力做功为 $\text{[math]}$ ；若将该粒子从 $\text{[math]}$ 点移动到 $\text{[math]}$ 点，电场力做功为 $\text{[math]}$ 。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b点，电场力做功为 $\text{[math]}$ 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

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22. (2021·全国甲卷) 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

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23. (2021·海南) 如图，在匀强电场中有一虚线圆， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 是圆的两条直径，其中 $\text{[math]}$ 与电场方向的夹角为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 与电场方向平行，a、b两点的电势差 $\text{[math]}$ 。则（）

A . 电场强度的大小 $\text{[math]}$ B . b点的电势比d点的低 $\text{[math]}$ C . 将电子从c点移到d点，电场力做正功 D . 电子在a点的电势能大于在c点的电势能

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24. (2021·河北) 如图，四个电荷量均为 $\text{[math]}$ 的点电荷分别放置于菱形的四个顶点，其坐标分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，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（ $\text{[math]}$ ），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 $\text{[math]}$ 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 $\text{[math]}$ 时，将一带负电的试探电荷由点 $\text{[math]}$ 移至点 $\text{[math]}$ ，静电力做正功 D . 当 $\text{[math]}$ 时，将一带负电的试探电荷放置在点 $\text{[math]}$ 处，其所受到的静电力方向与x轴正方向成 $\text{[math]}$ 倾斜向上

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25. (2020·新课标Ⅲ) 如图，∠M是锐角三角形PMN最大的内角，电荷量为q（q>0）的点电荷固定在P点。下列说法正确的是（）

A . 沿MN边，从M点到N点，电场强度的大小逐渐增大 B . 沿MN边，从M点到N点，电势先增大后减小 C . 正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大 D . 将正电荷从M点移动到N点，电场力所做的总功为负

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26. (2020·新课标Ⅱ) 如图，竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷。a、b为圆环水平直径上的两个点，c、d为竖直直径上的两个点，它们与圆心的距离均相等。则（）

A . a、b两点的场强相等 B . a、b两点的电势相等 C . c、d两点的场强相等 D . c、d两点的电势相等

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27. (2020·新高考Ⅰ) 真空中有两个固定的带正电的点电荷，电荷量不相等。一个带负电的试探电荷置于二者连线上的O点时，仅在电场力的作用下恰好保持静止状态。过O点作两正电荷连线的垂线，以O点为圆心的圆与连线和垂线分别交于a、c和b、d，如图所示。以下说法正确的是（）

A . a点电势低于O点 B . b点电势低于c点 C . 该试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能 D . 该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能

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28. (2020·江苏) 如图所示，绝缘轻杆的两端固定带有等量异号电荷的小球（不计重力）。开始时，两小球分别静止在A、B位置。现外加一匀强电场E，在静电力作用下，小球绕轻杆中点O转到水平位置。取O点的电势为0。下列说法正确的有（）

A . 电场E中A点电势低于B点 B . 转动中两小球的电势能始终相等 C . 该过程静电力对两小球均做负功 D . 该过程两小球的总电势能增加

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三、综合题

29. (2022·广东) 密立根通过观测油滴的运动规律证明了电荷的量子性，因此获得了1923年的诺贝尔奖。图13是密立根油滴实验的原理示意图，两个水平放置、相距为d的足够大金属极板，上极板中央有一小孔。通过小孔喷入一些小油滴，由于碰撞或摩擦，部分油滴带上了电荷。有两个质量均为 $\text{[math]}$ 、位于同一竖直线上的球形小油滴A和B，在时间t内都匀速下落了距离 $\text{[math]}$ 。此时给两极板加上电压U（上极板接正极），A继续以原速度下落，B经过一段时间后向上匀速运动。B在匀速运动时间t内上升了距离 $\text{[math]}$ ，随后与A合并，形成一个球形新油滴，继续在两极板间运动直至匀速。已知球形油滴受到的空气阻力大小为 $\text{[math]}$ ，其中k为比例系数，m为油滴质量，v为油滴运动速率。不计空气浮力，重力加速度为g。求：
1. （1）比例系数k；
2. （2）油滴A、B的带电量和电性；B上升距离 $\text{[math]}$ 电势能的变化量；
3. （3）新油滴匀速运动速度的大小和方向。
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30. (2021·天津) 霍尔元件是一种重要的磁传感器，可用在多种自动控制系统中。长方体半导体材料厚为a、宽为b、长为c，以长方体三边为坐标轴建立坐标系 $\text{[math]}$ ，如图所示。半导体中有电荷量均为e的自由电子与空穴两种载流子，空穴可看作带正电荷的自由移动粒子，单位体积内自由电子和空穴的数目分别为n和p。当半导体材料通有沿 $\text{[math]}$ 方向的恒定电流后，某时刻在半导体所在空间加一匀强磁场，磁感应强度的大小为B，沿 $\text{[math]}$ 方向，于是在z方向上很快建立稳定电场，称其为霍尔电场，已知电场强度大小为E，沿 $\text{[math]}$ 方向。
1. （1）判断刚加磁场瞬间自由电子受到的洛伦兹力方向；
2. （2）若自由电子定向移动在沿 $\text{[math]}$ 方向上形成的电流为 $\text{[math]}$ ，求单个自由电子由于定向移动在z方向上受到洛伦兹力和霍尔电场力的合力大小 $\text{[math]}$ ；
3. （3）霍尔电场建立后，自由电子与空穴在z方向定向移动的速率介别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，求 $\text{[math]}$ 时间内运动到半导体z方向的上表面的自由电子数与空穴数，并说明两种载流子在z方向上形成的电流应满足的条件。
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31. (2020·新课标Ⅰ) 在一柱形区域内有匀强电场，柱的横截面积是以O为圆心，半径为R的圆，AB为圆的直径，如图所示。质量为m，电荷量为q（q>0）的带电粒子在纸面内自A点先后以不同的速度进入电场，速度方向与电场的方向垂直。已知刚进入电场时速度为零的粒子，自圆周上的C点以速率v₀穿出电场，AC与AB的夹角θ=60°。运动中粒子仅受电场力作用。
1. （1）求电场强度的大小；
2. （2）为使粒子穿过电场后的动能增量最大，该粒子进入电场时的速度应为多大？
3. （3）为使粒子穿过电场前后动量变化量的大小为mv₀ ，该粒子进入电场时的速度应为多大？
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