专题09静电场-2019年高考真题和模拟题分项汇编物理Word版含解析13010.pdf

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1、专题 09 静电场 1（2019新课标全国卷）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 km/s，产生的推力约为4.8106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为 A1.6102 kg B1.6103 kg C1.6105 kg D1.6106 kg【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，Ftmv，可知，在 1s 内喷射出的气体质量，故本题选 B。2（2019新课标全国卷）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

2、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新课标全国卷）如图，电荷量分别为q和q（q0）的点电荷固定在正

3、方体的两个顶点上，a、b是正方体的另外两个顶点。则 Aa点和b点的电势相等 Ba点和b点的电场强度大小相等 Ca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（Q0）为球心的球面上，c点在球面外，则 Aa点场强的大小比b点大 Bb点场强的大小比c点小 Ca点电势比b点高 Db点电势比c点低【答案】D【解析】由点

4、电荷场强公式2QEkr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2QEkr可知，a、b 两点到场源电荷的距离相等，所以 a、b 两点的电场强度大小相等，故 A 错误；由于 c 点到场源电荷的距离比 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

5、，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212mv B机械能增加22mv C重力势能增加232mv D电势能增加22mv【答案】B【解析】由动能的表达式2k12Emv可知带电小球在 M 点的动能为，在 N 点的动能为，所以动能的增量为，故 A 错误；带电小球在电场中做类平抛运动，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，可得2qEmg，竖直方向的位移2vht，水平方向的位移，因此有2xh，对小球由动能定理有，联立上式可解得22qExmv，因此电场力做正功，机械能增加，故机械能增加2

6、2mv，电势能减少22mv，故 B 正确 D错误，重力做负功重力势能增加量为212mv，故 C 错误。6（2019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qEm，经过时间t，电场力方向速度为qEtm，功率为，所以 P 与 t 成正比，故 A 正确。7（2019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

7、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 AQ1移入之前，C点的电势为Wq BQ1从C点移到B点的过程中，所受电场力做的功为0 CQ2从无穷远处移到C点的过程中，所受电场力做的功为2W DQ2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，故 A正确；由于 B、C 两点到 A点(q)的距离相等，所以 B、C 两点的电势相等，所以1Q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1Q后，C 点的电势为2Wq，所以2Q从无穷远移到

8、 C 点过程中，电场力做功为：故 C 错误；由于 C 点的电势为2Wq，所以电势能为p4EW，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 Aa 点的电势低于 b点的电势 Ba 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

9、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 9（2019浙江选考）电荷量为 4106 C 的小球绝缘固定在 A 点，质量为 0.2 kg、电荷量为5106 C的小球用绝缘细线悬挂，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9.0109 Nm2/C2，小球可视为点电荷。下列图示正确的是 A B C D【答案】B【解析】两球之间的库仑力为，小球 B 受到的重力大小为2BGN，且 F 与竖直方向夹角为 60，BFG，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

10、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（2019山西省太原市第五中学高三（5 月）模拟）如图所示，匀强电场中的六个点 A、B、C、D、E、F为正八面体的六个顶点，已知 BE 中点 O 的电势为零，A、B、C三点的电势分别为 7 V、-1 V、3 V，则 E、F 两点的电势分别为 A2 V、-2 V B1 V、-3 V C1 V、-5 V D2 V、-4 V【答案】B【解析】如图所示。设 AB 的中点为 M，MO 平行于 AE，且 AE=2MO，根据 U=Ed 可知沿着 AE 方向电势变

11、化量是沿 MO方向的 2 倍，而 M 点电势为 3 V，即 UMO=3 V，故有 UAE=6 V，由此可知 E 点电势为 1 V；根据正八面体的特点可知，AE 平行于 CF，故沿 CF 方向电势降低为 UCF=6 V，由此可得 F 点电势为-3 V，故 B正确；ACD 错误，故选 B。11（2019 湖南省怀化市年高三统一模拟）某空间存在一电场，电场中的电势在 x 轴上的分布如图所示，下列说法正确的是 A在x轴上，从1x到2x电场强度方向向左 B在x轴上，从1x到2x电场强度先增大后减小 C把一负电荷沿x轴正向从1x移到2x，电场力先减小后增大 D把一负电荷从1x移到2x，电场力做负功【答案】

12、C【解析】在x轴上，从1x到2x电势先降低后升高，可知电场强度方向先向右后向左，A项错误；因x图像的斜率等于电场强度，可知从1x到2x电场强度先减小后增大，B项错误；由FqE知把一负电荷沿x轴正向从1x移到2x，电场力先减小后增大，C项正确；由pEq知12ppEE，把一负电荷从1x移到2x电势能减小，电场力做正功，D项错误。12（2019北京市 101 中学三模）一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线 abc 从 a 运动到 c，已知质点的速率是递减的。关于 b点电场强度 E 的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在 b 点的切线）A B C D【答案】D【解析】A电荷做曲线运动，电场力与

13、速度方向不在同一直线上，应指向轨迹弯曲的内侧，不可能沿轨迹的切线方向，则场强也不可能沿轨迹的切线方向。故 A 错误；B负电荷所受的电场力方向与场强方向相反，图中电场力方向与速度方向的夹角为锐角，电场力做正功，电荷的速率增大，与题不符。故 B 错误；C图中场强方向指向轨迹的内侧，则电场力指向轨迹的外侧，电荷的轨迹应向上弯曲，不可能沿如图的轨迹运动。故 C 错误；D图中场强方向指向轨迹的外侧，则电场力指向轨迹的内侧，而且电场力方向与电荷的速度方向成钝角，电场力做负功，电荷的速率减小，符合题意。故 D 正确。13（2019安徽省阜阳市第三中学第二次调研）如图所示，匀强电场中三点 A、B、C是一个三角

14、形的三个顶点，2 3BCm，已知电场线平行于VABC所在的平面，一个电荷量C的点电荷由 A 移到 B 的过程中，电势能增加了51.2 10 J，由 B移到 C的过程中电场力做功66 10 J，为方便计算，设 B 点电势为 0，下列说法正确的是 AB、C两点的电势差3BCU V BA点的电势低于 B点的电势 C负电荷由 C点移到 A点的过程中，电势能减少 D该电场的场强为 1 V/m【答案】CD【解析】A 项：由 B移到 C 的过程中电场力做功 WBC=610-6 J，则 B、C 两点的电势差为：，故 A 错误；B 项：点电荷由 A 移到 B 的过程中，电势能增加 1.210-5 J，知电场力做

15、功-1.210-5 J，A、B 两点的电势差：，所以 A 点的电势高于 B 点的电势，故 B 错误；C 项：UCA=-UBC-UAB=-3 V，根据 W=Uq 得：负电荷由 C 移到 A 的过程中，电场力做正功，所以电势能减小。故 C 正确；D 项：三角形 ABC 为等腰三角形，所以电场强度方向沿着 AB 方向，由 A 指向 B。因为，所以，所以该电场的场强为 1 V/m。故 D正确。14（2019广东省高三下学期第一次模拟考试）如图所示，点电荷 Q1，Q2固定于边长为 L的正三角形的两顶点上，将点电荷 Q3（电荷量未知）固定于正三角形的中心，Ql，Q2的电荷量均为q。在正三角形第三个顶点上放

16、入另一点电荷 Q，且 Q 的电荷量-q，点电荷 Q 恰好处于平衡状态。已知静电力常量为 k，不计各电荷受到的重力，下列说法正确的是 A若撤去 Q3，则 Q 将做匀加速直线运动 BQ3的电荷量为33q C若不改变 Q的电性，仅改变其电荷量，Q将不再受力平衡 D若将 Q1的电荷量改为-q，则 Q受到的合力大小为222kqL【答案】BD【解析】若撤去 Q3，点电荷 Q 所受的合力为 Q1、Q2对点电荷 Q 库仑力的合力，方向竖直向下，向下加速运动的过程中，由于距离两电荷的距离变化，导致库仑力的变化，则加速度变化，做变加速直线运动，A 错误。Q1、Q2对点电荷 Q 库仑力的合力为：，方向竖直向下，根据

17、几何关系知，Q3与点电荷 Q 的距离为：33rL，根据平衡条件得：，解得333Qq，带负电，B 正确。根据知，Q 的电量可以约去，若不改变 Q 的电性，仅改变其电荷量，Q 将仍然受力平衡，C 错误。若将 Q1的电荷量改为-q，Q 受到 Q1、Q2的合力212qFkL，方向水平向右，Q3对 Q 的库仑力大小为223kqL，方向竖直向上，根据平行四边形法则知，Q 受到的合力大小，D 正确。15（2019山东省临沂市 2019 届高三 5 月第三次模拟考试）在竖直向上的匀强电场中，有两个质量相等、带异种电荷的小球 A、B（均可视为质点）处在同一水平面上。现将两球以相同的水平速度 v0向右抛出，最后落

18、到水平地面上，运动轨迹如图所示，两球之间的静电力和空气阻力均不考虑，则 AA球带正电，B 球带负电 BA球比 B球先落地 C在下落过程中，A 球的电势能减少，B 球的电势能增加 D两球从抛出到各自落地的过程中，A 球的动能变化量比 B球的小【答案】AD【解析】两球在水平方向都做匀速直线运动，由 x=v0t知，v0相同，则 A运动的时间比 B的长，竖直方向上，由 h=12at2，h 相等，可知，A的合力比 B 的小，所以 A 的电场力向上，带正电，B 的电场力向下，带负电，故 A正确。A 运动的时间比 B的长，则 B 球比 A 球先落地，故 B错误。A 的电场力向上，电场力对 A球做负功，A球的电势能增加。B的电场力向下，电场力对 B 球做正功，B球的电势能减小，故 C 错误。A的合力比 B的小，则 A的合力做功较少，由动能定理知 A球的动能变化小，故 D 正确。