1、1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4.810 6 N,则它在1 s时间内喷射的气体质量约为A1.610 2 kg B1.610 3 kgC1.610 5 kg D1.610 6 kg【答案】B【解析】设该发动机在 s 时间内,喷射出的气体质量为 ,根据动量定理, ,可知,在 1st mFtmv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
2、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
3、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)的点电荷固定在正方体的两个顶点上,a、 b是正方体的另外两个顶点。则2A 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( Q0)为
4、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【解析】由点电荷场强公式 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2QEkr3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 可知, a、 b 两2QEkr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
5、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 的带电小球,以初速度 v 从 点竖mM直向上运动,通过 点时,速度大小为 2v,方向与电场方向相反,则小球从 运动到 的过程N NA动能增加21mvB机械能增加 2C重力势能增加23vD电势能增加 2m【答案】B【解析】由动能的表达式 可知带电小球在 M 点的动能为 ,在 N 点的动能为2k1Ev,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
6、得 ,竖直方向的位移 ,水平方向的位移2qEmg2vht,因此有 ,对小球由动能定理有 ,联立上式可解得2xh, ,因此电场力做正功,机械能增加,故机械能增加 ,电势能减少2qExmv 2mv4,故 B 正确 D 错误,重力做负功重力势能增加量为 ,故 C 错误。2mv21mv6(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 ,经qEm过时间 ,电场力方向速度为 ,功率为 ,所以 P 与 t
7、成正比,故 A 正确。tqEtm7(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-2 q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WqB Q1从 C点移到 B点的过程中,所受电场力做的功为0C Q2从无穷远处移到 C点的过程中,所受电场力做的功为2 WD Q2在移到 C点后的电势能为-4 W【答案】ABD【解析】由题意可知, C 点的电势为 ,故 A 正确;由于 B
8、、 C 两点到 A 点( )的距离相q5等,所以 B、 C 两点的电势相等,所以 从 C 点移到 B 点的过程中,电场力做功为 0,故 B 正确;由于1QB、 C 两点的电势相等,所以当在 B 点固定 后, C 点的电势为 ,所以 从无穷远移到 C 点过程12Wq2Q中,电场力做功为: 故 C 错误;由于 C 点的电势为 ,所以电势q能为 ,故 D 正确。p4EW8 (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
9、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510 6 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
10、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 B6C 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 ,且 F 与竖直方向夹角为 60, ,故小球 B 受到的库仑力,重力以及细线2BGNBFG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 (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
11、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 VC1 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7误,故
12、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 轴上,从 到 电场强度方向向左x12xB在 轴上,从 到 电场强度先增大后减小C把一负电荷沿 轴正向从 移到 ,电场力先减小后增大x12xD把一负电荷从 移到 ,电场力做负功12【答案】C【解析】在 轴上,从 到 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x12x图像的斜率等于电场强度,可知从 到 电场强度先减小后增大,B 项错误;由 知把1x2 FqE一负电荷沿 轴正向从 移到 ,电场力先减小后增大,C 项正确;由 知 ,把一x12 pEq
13、12p负电荷从 移到 电势能减小,电场力做正功,D 项错误。1212 (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 BC D【答案】D8【解析】A电荷做曲线运动,电场力与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
14、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 是一个三角形的三个顶点, , ,已知电场线平行于 所在的平面,一个电荷量23BCmVC 的点电荷由 A 移到 B 的过程中,电势能增加了 J,由 B 移到 C 的过程中电场51.20力做功 J,为方便计算,设 B 点电势为 0,下列说法正确的是610A B、 C
15、 两点的电势差 V3BCUB A 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 /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
16、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。914 (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B Q3的电荷量为qC若不改变 Q 的电性,
17、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2kqL【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,根据几何关系知, Q3与点电荷 Q 的距离为: ,根据平衡条件得: ,解得3rL,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3q改变其电荷量, Q 将仍然受力平衡,C 错误。若将 Q1
18、的电荷量改为 -q, Q 受到 Q1、 Q2的合力21qFkL,方向水平向右, Q3对 Q 的库仑力大小为 ,方向竖直向上,根据平行四边形法则知, Q 受到的23kqL合力大小 ,D 正确。1015 (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A A 球带正电, B 球带负电B A 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
19、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= at2, 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1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。 11