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五年(2021-2025)高考真題分類匯編PAGEPAGE1專題05靜電場(chǎng)考點(diǎn)五年考情(2021-2025)命題趨勢(shì)考點(diǎn)1電荷和靜電現(xiàn)象2024命題逐漸強(qiáng)化電場(chǎng)線、等勢(shì)面與運(yùn)動(dòng)軌跡的綜合分析,如通過(guò)電場(chǎng)線分布判斷帶電粒子的受力方向,結(jié)合動(dòng)能定理求解電勢(shì)能變化,要求考生從圖像中提取關(guān)鍵信息并建立物理方程。此外,靜電場(chǎng)常與電磁感應(yīng)結(jié)合,如導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中切割磁感線時(shí)的電荷分布與電勢(shì)差計(jì)算,體現(xiàn)跨模塊綜合。能力要求上,突出數(shù)學(xué)工具的深度應(yīng)用與邏輯推理的嚴(yán)謹(jǐn)性??忌枋炀氝\(yùn)用矢量疊加原理處理非對(duì)稱電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)合成,或利用幾何關(guān)系分析帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角度;部分試題引入微積分思想,如通過(guò)積分計(jì)算非線性電場(chǎng)中的電勢(shì)能變化,或利用導(dǎo)數(shù)求解電勢(shì)極值問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)探究能力的考查力度加大,例如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證庫(kù)侖定律時(shí),需結(jié)合傳感器數(shù)據(jù)處理與誤差分析,將控制變量法拓展至多變量關(guān)系的研究。部分試題還引入跨學(xué)科思維,如通過(guò)“電偶極子”等物理模型分析分子極化現(xiàn)象,或利用矩陣運(yùn)算處理多電荷系統(tǒng)的電場(chǎng)疊加,全面檢驗(yàn)考生對(duì)物理規(guī)律的遷移能力與創(chuàng)新應(yīng)用水平??键c(diǎn)2庫(kù)侖定律2021考點(diǎn)3電場(chǎng)力和電場(chǎng)能的性質(zhì)2021、2023、2025考點(diǎn)4帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)2022、2023考點(diǎn)01電荷和靜電現(xiàn)象1.(2024·湖北·高考)關(guān)于電荷和靜電場(chǎng),下列說(shuō)法正確的是()A.一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和保持不變B.電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直,且由電勢(shì)低的等勢(shì)面指向電勢(shì)高的等勢(shì)面C.點(diǎn)電荷僅在電場(chǎng)力作用下從靜止釋放,該點(diǎn)電荷的電勢(shì)能將減小D.點(diǎn)電荷僅在電場(chǎng)力作用下從靜止釋放,將從高電勢(shì)的地方向低電勢(shì)的地方運(yùn)動(dòng)【答案】AC【詳析】A.根據(jù)電荷守恒定律可知一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng),這個(gè)系統(tǒng)的電荷總量是不變的,故A正確;B.根據(jù)電場(chǎng)線和等勢(shì)面的關(guān)系可知電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直,且由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面,故B錯(cuò)誤;CD.點(diǎn)電荷僅在電場(chǎng)力作用下從靜止釋放,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,根據(jù)φ=EPq可知正電荷將從電勢(shì)高的地方向電勢(shì)低的地方運(yùn)動(dòng),負(fù)電荷將從電勢(shì)低的地方向電勢(shì)高的地方運(yùn)動(dòng),故故選AC??键c(diǎn)02庫(kù)侖定律2.(2021·湖北·高考)如圖所示,一勻強(qiáng)電場(chǎng)E大小未知、方向水平向右。兩根長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的絕緣輕繩分別將小球M和N懸掛在電場(chǎng)中,懸點(diǎn)均為O。兩小球質(zhì)量均為m、帶等量異號(hào)電荷,電荷量大小均為q(q>0)。平衡時(shí)兩輕繩與豎直方向的夾角均為θ=45°。若僅將兩小球的電荷量同時(shí)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,兩小球仍在原位置平衡。已知靜電力常量為k,重力加速度大小為g,下列說(shuō)法正確的是()A.M帶正電荷 B.N帶正電荷C.q=Lmg【答案】BC〖祥解〗本題考查庫(kù)侖定律、受力分析以及共點(diǎn)力的平衡。【詳析】AB.由題圖可知,對(duì)小球M受力分析如圖(a)所示,對(duì)小球N受力分析如圖(b)所示,由受力分析圖可知小球M帶負(fù)電,小球N帶正電,故B正確,A錯(cuò)誤;CD.由幾何關(guān)系可知,兩小球之間的距離為r=2L當(dāng)兩小球的電荷量為q時(shí),由力的平衡條件得mgtan45得q=Lmgk故故選BC。考點(diǎn)03電場(chǎng)力和電場(chǎng)能的性質(zhì)3.(2025·湖北·高考真題)如圖所示,在xOy平面內(nèi)有一以O(shè)點(diǎn)為中心的正五邊形,頂點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為R。在正五邊形的頂點(diǎn)上順時(shí)針?lè)较蛞来喂潭姾闪繛閝、2q、3q、4q、5q的正點(diǎn)電荷,且電荷量為3q的電荷在y軸正半軸上。靜電力常量為k,則O點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度(
)A.方向沿x軸負(fù)方向B.方向與x軸負(fù)方向成18°夾角斜向下C.大小為2D.大小為2【答案】AD【詳析】由題意可知,如圖將五個(gè)點(diǎn)電荷等效成五個(gè)點(diǎn)電荷與O點(diǎn)距離為R,設(shè)E則O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為E=2×2E0cos54°+2E0cos18°故選AD。4.(2023·湖北·高考)在正點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中有M、N兩點(diǎn),其電勢(shì)分別為φM、φN,電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為EMA.若φM>φN,則M點(diǎn)到電荷B.若EM<EN,則M點(diǎn)到電荷C.若把帶負(fù)電的試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn),電場(chǎng)力做正功,則φD.若把帶正電的試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,則E【答案】C【詳析】A.沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低,根據(jù)正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)特點(diǎn)可知若φM>φN則M點(diǎn)到電荷Q的距離比B.電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,根據(jù)正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)特點(diǎn)可知若EM<EN則M點(diǎn)到電荷Q的距離比C.若把帶負(fù)電的試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn),電場(chǎng)力做正功,則是逆著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng),電勢(shì)增加,故有φM<φD.若把帶正電的試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,則是逆著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng);根據(jù)正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)特點(diǎn)可知EM<E故選C。5.(2021·湖北·高考)關(guān)于電場(chǎng),下列說(shuō)法正確的是()A.電場(chǎng)是物質(zhì)存在的一種形式B.電場(chǎng)力一定對(duì)正電荷做正功C.電場(chǎng)線是實(shí)際存在的線,反映電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向D.靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線總是與等勢(shì)面垂直,且從電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面【答案】AD【詳析】A.電場(chǎng)是存在于電荷周圍的一種特殊媒介物質(zhì),A正確;B.如果正電荷的速度方向與電場(chǎng)力的夾角大于90°,則電場(chǎng)力做負(fù)功,等于90°電場(chǎng)力不做功,小于90°電場(chǎng)力做正功,B錯(cuò)誤;C.電場(chǎng)線是為了形象地描繪電場(chǎng)而人為引入的一簇曲線,該曲線的疏密程度反映場(chǎng)強(qiáng)的大小,C錯(cuò)誤;D.靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線在空間上與等勢(shì)面垂直,且沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低,即由高等勢(shì)面指向低等勢(shì)面,D正確。故選AD。考點(diǎn)04帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)6.(2023·湖北·高考)一帶正電微粒從靜止開(kāi)始經(jīng)電壓U1加速后,射入水平放置的平行板電容器,極板間電壓為U2。微粒射入時(shí)緊靠下極板邊緣,速度方向與極板夾角為45°,微粒運(yùn)動(dòng)軌跡的最高點(diǎn)到極板左右兩端的水平距離分別為2L和L,到兩極板距離均為d
A.LB.UC.微粒穿過(guò)電容器區(qū)域的偏轉(zhuǎn)角度的正切值為2D.僅改變微粒的質(zhì)量或者電荷數(shù)量,微粒在電容器中的運(yùn)動(dòng)軌跡不變【答案】BD【詳析】B.粒子在電容器中水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向做勻變速直線直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差的關(guān)系及場(chǎng)強(qiáng)和電場(chǎng)力的關(guān)系可得E=U22d,F(xiàn)=qE=ma粒子射入電容器后的速度為v0,水平方向和豎直方向的分速度vA.粒子從射入到運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)由運(yùn)動(dòng)學(xué)可得2L=vxt,C.粒子穿過(guò)電容器時(shí)從最高點(diǎn)到穿出時(shí)由運(yùn)動(dòng)學(xué)可得L=vxt1,設(shè)粒子穿過(guò)電容器與水平的夾角為α,則tanα=vyD.粒子射入到最高點(diǎn)的過(guò)程水平方向的位移為x,豎直方向的位移為y=12a't2聯(lián)立x=v'xt',qU1=12mv27.(2022·湖北·高考)密立根油滴實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,兩塊水平放置的金屬板分別與電源的正負(fù)極相接,板間產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)。用一個(gè)噴霧器把密度相同的許多油滴從上板中間的小孔噴入電場(chǎng),油滴從噴口噴出時(shí)由于摩擦而帶電。金屬板間電勢(shì)差為U時(shí),電荷量為q、半徑為r的球狀油滴在板間保持靜止。若僅將金屬板間電勢(shì)差調(diào)整為2U,則在板間能保持靜止的球狀油滴所帶電荷量和半徑可以為()A.q,r B.2q,r C.2q,2r D.4q,2r【答案】D【詳析】初始狀態(tài)下,液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),滿足Eq=mgAB.當(dāng)電勢(shì)差調(diào)整為2U時(shí),若液滴的半徑不變,則滿足2Udq'CD.當(dāng)電勢(shì)差調(diào)整為2U時(shí),若液滴的半徑變?yōu)?r時(shí),則滿足2Udq'=4故選D。8.(2022·湖北·高考)如圖所示,一帶電粒子以初速度v0沿x軸正方向從坐標(biāo)原點(diǎn)О射入,并經(jīng)過(guò)點(diǎn)P(a>0,b>0)。若上述過(guò)程僅由方向平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn),粒子從О到Р運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1,到達(dá)Р點(diǎn)的動(dòng)能為Ek1。若上述過(guò)程僅由方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn),粒子從O到Р運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2,到達(dá)Р點(diǎn)的動(dòng)能為Ek2。下列關(guān)系式正確的是·()A.t1<t2 B.t1>t2C.Ek1<Ek2 D.Ek1>Ek2【答案】AD【詳析】AB.該過(guò)程中由方向平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn),此時(shí)粒子做類平拋運(yùn)動(dòng),沿x軸正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)該過(guò)程僅由方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)時(shí),此時(shí)粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),沿x軸正方向分速度在減小,根據(jù)t可知t1<t2故A正確,B錯(cuò)誤。CD.該過(guò)程中由方向平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn),此時(shí)粒子做類平拋運(yùn)動(dòng),到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度大于v0;當(dāng)該過(guò)程僅由方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)時(shí),此時(shí)粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度等于v0,而根據(jù)E可知Ek1>Ek2故C錯(cuò)誤,D正確。故選AD。1.(2025·湖北襄陽(yáng)五中·三模)如圖所示,豎直平面內(nèi)14光滑圓弧軌道半徑為R,等邊三角形ABC的邊長(zhǎng)為L(zhǎng),頂點(diǎn)C恰好位于圓周最低點(diǎn),CD是AB邊的中垂線。在A、B兩頂點(diǎn)上放置一對(duì)等量異種電荷?,F(xiàn)把質(zhì)量為m帶電荷量為+Q的小球由圓弧的最高點(diǎn)M處?kù)o止釋放,到最低點(diǎn)C時(shí)速度為v0。不計(jì)+A.CM間的電勢(shì)差等于M點(diǎn)的電勢(shì)B.C點(diǎn)電勢(shì)與D點(diǎn)電勢(shì)不相同C.小球?qū)壍雷畹忘c(diǎn)C處的壓力大小為mD.M點(diǎn)電勢(shì)為1【答案】C【詳析】AB.等量異種電荷連線的中垂線垂直于電場(chǎng)線方向,所以是一條等勢(shì)線,中垂線通向無(wú)限遠(yuǎn)處,電勢(shì)為零,所以中垂線上的電勢(shì)為零,CD處于AB兩電荷的等勢(shì)能面上,所以兩點(diǎn)的電勢(shì)都為零。設(shè)M點(diǎn)的電勢(shì)為φM,由于C點(diǎn)的電勢(shì)為零,所以有UCM=C.因?yàn)槿切蜛BC為等邊三角形,小球在軌道最低點(diǎn)C處,所受兩個(gè)正負(fù)電荷的電場(chǎng)力的水平分量相互抵消,因此所受電場(chǎng)力合力方向向下,電場(chǎng)力的合力為F合=2kQqL2sin30°=kD.對(duì)小球從M到C的過(guò)程,根據(jù)動(dòng)能定理有mgR+QφM=故選C。2.(2025·湖北襄陽(yáng)五中·三模)下列敘述中符合物理學(xué)史的有()A.湯姆孫通過(guò)研究陰極射線實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子B.盧瑟福通過(guò)對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析,得出了原子的核式結(jié)構(gòu)理論C.玻爾提出的原子模型,徹底否定了盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型D.法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵鰷y(cè)出元電荷e的電荷量【答案】B【詳析】A.湯姆孫通過(guò)陰極射線實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電子,而非質(zhì)子,故A錯(cuò)誤;B.盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)分析,提出原子核式結(jié)構(gòu)理論,故B正確;C.玻爾模型基于盧瑟福的核式結(jié)構(gòu),引入量子化軌道,并未徹底否定核式結(jié)構(gòu),故C錯(cuò)誤;D.密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)定了元電荷e的電荷量,庫(kù)侖研究的是電荷間作用力,故D錯(cuò)誤。故選B。3.(2025·湖北襄陽(yáng)五中·適應(yīng)考)某次實(shí)驗(yàn)時(shí)因操作失誤,將氕11H、氘12H、氚13H三種核子混到了一起,工作人員設(shè)計(jì)了如圖所示的分離裝置。混合核子在平行于軸線的勻強(qiáng)電場(chǎng)1作用下從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始加速,然后沿軸線進(jìn)入垂直于軸線向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)A.B=B0時(shí),沿軸線打在收集器上的是氚核子B.B=0時(shí),氚核子在場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短C.B=0時(shí),3種核子從不同位置離開(kāi)電場(chǎng)2D.B=0時(shí),3種核子從電場(chǎng)2離開(kāi)時(shí)的動(dòng)能相同【答案】D【詳析】A.3種核子的電荷量相同,設(shè)為q,均從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始加速,然后通過(guò)電場(chǎng)1,則有qU1=12mv2,t1=2d1v整理得v=2qU1m,t1B.B=0時(shí),核子進(jìn)入電場(chǎng)2后,水平速度不變,則氕核子在場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短,故B錯(cuò)誤;C.核子從電場(chǎng)2右側(cè)離開(kāi),水平方向有x=vt豎直方向有y=12at2,qD.由動(dòng)能定理可知,電場(chǎng)2對(duì)核子做的功為qE2y=qE22x故選D。4.(24-25高三·湖北黃岡中學(xué)·四模)如圖所示,長(zhǎng)為2a的均勻帶電細(xì)桿AB水平放置,O為桿的中點(diǎn),C、D兩點(diǎn)位于桿的左、右端點(diǎn)正上方,C、D與桿的距離均為a。將桿的左半部分AO繞O點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°至圖中虛線位置,右半部分OB不動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中桿上電荷分布不變。則轉(zhuǎn)動(dòng)前、后()A.C點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不變B.D點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不變C.C點(diǎn)電勢(shì)不變D.D點(diǎn)電勢(shì)不變【答案】C【詳析】OA部分轉(zhuǎn)動(dòng)90°前后,OB部分在C、D兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向、電勢(shì)大小均不變。OA部分在C點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小不變、方向變化,電勢(shì)大小不變,則C處合場(chǎng)強(qiáng)大小改變,電勢(shì)不變。OA部分在D點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向均變化,電勢(shì)大小變化,則D處合場(chǎng)強(qiáng)大小改變,電勢(shì)改變。故選C。5.(2025·湖北武漢二中·5月模考)如圖所示,AB、BC、AC是等長(zhǎng)的絕緣細(xì)棒,構(gòu)成彼此絕緣的等邊三角形,AB、BC棒上均勻分布著負(fù)電荷,AC棒上均勻分布著正電荷。已知AB、BC兩細(xì)棒單位長(zhǎng)度分布電荷量的絕對(duì)值相等且是AC的兩倍,AB棒在三角形中心O產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,取無(wú)限遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn),AB棒在O點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)為?φ。關(guān)于三根細(xì)棒在O點(diǎn)所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì),下列說(shuō)法正確的是()A.O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零,電勢(shì)為零B.O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為1.5E,方向沿OB指向B;電勢(shì)為?1.5φC.O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為1.5E,方向沿OB指向O;電勢(shì)為?φD.O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為3+1E,方向沿OB指向B【答案】B【詳析】A.由場(chǎng)強(qiáng)疊加和對(duì)稱性可知AB棒在三角形中心O點(diǎn)形成的電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直且指向AB棒,大小為E;BC棒在O點(diǎn)形成的電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直且指向BC棒,大小也為E。根據(jù)幾何關(guān)系可知,兩電場(chǎng)強(qiáng)度方向的夾角為120°,合場(chǎng)強(qiáng)方向沿OB指向B,大小為E;ABCD.已知AB、BC兩細(xì)棒單位長(zhǎng)度分布電荷量的絕對(duì)值相等且是AC的兩倍,所以AC棒在O點(diǎn)形成電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為0.5E,方向也沿OB指向B,所以合成結(jié)果為O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為1.5E,方向沿OB指向B。同理可知,因?yàn)锳B棒在O點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)為?φ,BC棒在O點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)也為?φ,AC棒在O點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)為+0.5φ,但電勢(shì)是標(biāo)量,無(wú)方向,所以O(shè)點(diǎn)電勢(shì)為φO=-φ-故選B。6.(2025·湖北原創(chuàng)壓軸·二模)如圖所示,空間有A、B、C三個(gè)點(diǎn),任何兩點(diǎn)間的距離均為L(zhǎng),O為AB邊的中點(diǎn)。在A、B處分別固定有等量正電荷Q。一帶電量為q的粒子從C點(diǎn)由靜止釋放由C點(diǎn)向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng),已知靜電力常量為k,不計(jì)粒子重力。取無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,已知點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)在距離r處的電勢(shì)為φ=A.該粒子帶正電B.粒子將做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)C.粒子從C運(yùn)動(dòng)至O的過(guò)程中,加速度大小先增大后減小D.粒子在O點(diǎn)的動(dòng)能為3【答案】C【詳析】A.粒子在C受靜電力指向O,故粒子帶負(fù)電,故A錯(cuò)誤;B.粒子僅受靜電力,以O(shè)點(diǎn)為中心點(diǎn)做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng),粒子受靜電力提供合外力,但靜電力大小與粒子到O點(diǎn)的距離不是成正比,故粒子的運(yùn)動(dòng)不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;C.由場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理可知,C運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)中某點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為E=2kqL2sin2θcosθ根據(jù)均值不等式可知當(dāng)D.點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)在距離r處的電勢(shì)為φ=kQr,故粒子運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的動(dòng)能為故選C。7.(25屆·湖北部分學(xué)校聯(lián)考·三模)如圖所示,空間中存在與水平成45°斜向右上方、大小為1×10?N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng),在距地面10m高處同一位置均以10m/s的速率同時(shí)拋出A、B兩個(gè)帶正電小球,A球豎直向上,B球水平向右,兩小球質(zhì)量均為1kg,帶電量均為22×10-5C。忽略兩小球之間的相互作用力和空氣阻力,小球均可視為質(zhì)點(diǎn),gA.10m B.102m C.20m D【答案】D【詳析】以拋出點(diǎn)為原點(diǎn)建坐標(biāo)系,以水平方向?yàn)閤軸,以豎直方向?yàn)閥軸。小球A、B拋出后水平方向上只受電場(chǎng)力水平分力作用,水平方向上分加速度均為ax=5m/s2,方向水平向右豎直方向上受自身重力和電場(chǎng)力的豎直分力作用,豎直方向上分加速度均為ay=5m/s2且B球落地時(shí)兩球相距最遠(yuǎn),設(shè)B球落地時(shí)間為t,則有豎直方向上y=12ay8.(24-25高三·湖北·5月模擬)在真空中有一平行板電容器,兩極板正對(duì)面積為S,兩極板間距為d,電容器充電結(jié)束后帶電荷量為Q,斷開(kāi)與電源的連接,忽略電容器極板邊緣效應(yīng),設(shè)兩極板之間是勻強(qiáng)電場(chǎng),則下列說(shuō)法正確的是()A.兩極板間引力大小為2B.兩極板間引力大小為4πC.若將兩極板間距增大Δd,則外力克服電場(chǎng)力做功D.若將兩極板間距增大Δd,則外力克服電場(chǎng)力做功【答案】C【詳析】AB.平行板電容器的電容C=S4π這里電場(chǎng)強(qiáng)度E為正極板和負(fù)極板分別產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和,因?yàn)檎?、?fù)極板在電容器內(nèi)部產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相同,所以正負(fù)極板產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E+=E故AB錯(cuò)誤;CD.電容器充電結(jié)束后極板間電場(chǎng)強(qiáng)度與間距無(wú)關(guān),所以將兩極板間距增大Δd,則外力克服電場(chǎng)力做功W=FΔd故選C。9.(24-25高三·湖北十堰·5月適應(yīng)性)如圖所示,矩形ABCD的AB邊長(zhǎng)是BC邊長(zhǎng)的2倍,O為AC連線的中點(diǎn)。兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷分別固定于A點(diǎn)和C點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是()A.O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0B.B點(diǎn)和D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同C.B點(diǎn)和D點(diǎn)的電勢(shì)相等D.若將電子從AB邊中點(diǎn)沿直線移動(dòng)至DC邊中點(diǎn),電子的電勢(shì)能將保持不變【答案】B【詳析】AB.等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布如圖所示可知等量異種點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零;根據(jù)對(duì)稱性可知B、D兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同,故A錯(cuò)誤,B正確;C.B、D兩點(diǎn)分居零勢(shì)面(等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂面)兩側(cè),電勢(shì)并不相等,故C錯(cuò)誤;D.AB邊的中點(diǎn)、CD邊的中點(diǎn)分居零勢(shì)面兩側(cè),電子在這兩點(diǎn)的電勢(shì)能不相等,故D錯(cuò)誤。故選B。10.(2025·湖北黃岡中學(xué)·二模)雷雨天帶電的烏云飄過(guò)一棟建筑物上空時(shí),在避雷針周圍形成電場(chǎng),a、b、c、d為等差等勢(shì)面,一個(gè)電子只在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示,A、B是軌跡上的兩點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是()A.云層帶負(fù)電B.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小比B點(diǎn)的小C.電子在A點(diǎn)動(dòng)能比在B點(diǎn)動(dòng)能小D.電子在A點(diǎn)電勢(shì)能比在B點(diǎn)電勢(shì)能大【答案】A【詳析】A.由于電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)線,根據(jù)電子所受電場(chǎng)力的方向斜向左下方,電子帶負(fù)電,可知,電場(chǎng)方向斜向右上方法,沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,故A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)電勢(shì)高,由此可知云層帶負(fù)電,故A正確;B.等差等勢(shì)面分布的疏密程度表示電場(chǎng)強(qiáng)弱,可知,A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)比B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大,故B錯(cuò)誤;C.結(jié)合上述,若電子從A運(yùn)動(dòng)到B,電場(chǎng)力方向與運(yùn)動(dòng)方向的夾角為鈍角,則電場(chǎng)力做負(fù)功,電子在A點(diǎn)動(dòng)能比在B點(diǎn)動(dòng)能大,故C錯(cuò)誤;D.結(jié)合上述,電子從A運(yùn)動(dòng)到B,電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增大,可知,電子在A點(diǎn)電勢(shì)能比在B點(diǎn)電勢(shì)能小,故D錯(cuò)誤。故選A。11.(2025·湖北鄂東南聯(lián)盟·模擬聯(lián)考)某帶電體產(chǎn)生電場(chǎng)的等差等勢(shì)面分布如圖中實(shí)線所示,虛線是一帶電粒子僅在此電場(chǎng)作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡,M、N分別是運(yùn)動(dòng)軌跡與等勢(shì)面b、a的交點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是()A.粒子帶負(fù)電荷B.M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比N點(diǎn)的小C.M點(diǎn)電勢(shì)一定小于N點(diǎn)電勢(shì)D.粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能一定小于在N點(diǎn)的電勢(shì)能【答案】B【詳析】A.根據(jù)帶電粒子做曲線運(yùn)動(dòng)的條件,電場(chǎng)力的方向垂直于等勢(shì)線指向軌跡凹側(cè),以M點(diǎn)為例,電場(chǎng)力指向左下方向,則場(chǎng)源電荷與粒子的電性為異性,因場(chǎng)源電荷的電性未知,則無(wú)法確定粒子的電性,故A錯(cuò)誤;B.等勢(shì)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越大,根據(jù)圖像N點(diǎn)的等勢(shì)線比M點(diǎn)的密,故M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比N點(diǎn)的小,故B正確;C.因場(chǎng)源電荷的電性未知,則M點(diǎn)電勢(shì)與N點(diǎn)電勢(shì)無(wú)法比較大小,故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)圖像可知粒子從M點(diǎn)到N點(diǎn)的電場(chǎng)力做正功,則電勢(shì)能減小,即粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能,故D錯(cuò)誤。故選B。12.(2025·湖北襄陽(yáng)五中·三模)空間中存在平行于紙面的勻強(qiáng)電場(chǎng),在紙面內(nèi)取O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立x軸,如圖甲所示?,F(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m、電量為+q的帶電微粒,在t=0時(shí)刻以一定初速度從x軸上的a點(diǎn)開(kāi)始沿逆時(shí)針做勻速圓周運(yùn)動(dòng),圓心為O、半徑為R。已知圖中圓為其軌跡,ab為圓軌跡的一條直徑;除電場(chǎng)力外微粒還受到一個(gè)變力F,不計(jì)其它力的作用;測(cè)得試探電荷所處位置的電勢(shì)φ隨時(shí)間t的變化圖像如圖乙所示,t1電勢(shì)為φ1,A.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為φ1+φ2B.該微粒在7t1時(shí)刻所受的變力C.10tD.b點(diǎn)與a點(diǎn)的電勢(shì)差U【答案】BCD【詳析】A.根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系可知E=Ud=φ1-(-φ2)2R=B.勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)線如圖所示當(dāng)變力F方向與電場(chǎng)方向相反時(shí),變力F達(dá)到最大值,由圖可知該微粒在7t1時(shí)刻所受的變力F達(dá)到最大值,故C.由乙圖可知,10t1時(shí)刻該微粒位移電勢(shì)為0的位置,其電勢(shì)能恰好為零,故D.b點(diǎn)與a點(diǎn)的電勢(shì)差為Uba=-2ER故選BCD。13.(2025·湖北襄陽(yáng)五中·三模)下列物理表述正確的是:()A.做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物體,在上升過(guò)程中,速度的變化量的方向是豎直向下的B.作用力與反作用力做功的代數(shù)和一定為零C.帶電粒子在電場(chǎng)中,只受電場(chǎng)力時(shí),也可以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D.帶電粒子僅在靜電力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí),動(dòng)能一定增加【答案】AC【詳析】A.豎直上拋運(yùn)動(dòng)加速度為重力加速度g,方向豎直向下,由Δv=gB.作用力與反作用力作用在不同物體上,兩物體位移不一定相同,做功代數(shù)和不一定為零,比如兩個(gè)相互吸引的磁鐵,外力拉開(kāi)它們時(shí),作用力與反作用力做功代數(shù)和不為零,故B錯(cuò)誤;C.帶電粒子在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中,若電場(chǎng)力提供向心力,可做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(如電子繞原子核運(yùn)動(dòng)),故C正確;D.帶電粒子僅在靜電力作用下,若靜電力做負(fù)功,動(dòng)能減?。ㄈ鐜щ娏W涌拷N電荷時(shí)),故D錯(cuò)誤。故選AC。14.(2025·湖北武漢武昌區(qū)·5月質(zhì)檢)已知均勻帶電的無(wú)窮大平面在真空中激發(fā)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為σ2ε0,其中σ為平面上單位面積所帶的電荷量,ε0為常量。如圖所示,置于真空中的兩平行金屬板間距為d,正對(duì)面積為S,電勢(shì)差為A.兩平行金屬板的電容為εB.兩平行金屬板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小為σC.金屬板單位面積所帶的電荷量為2D.常量ε0與靜電力常數(shù)為k的關(guān)系為【答案】BD【詳析】B.已知均勻帶電的無(wú)窮大平面在真空中激發(fā)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E=σ2ε0C.兩平行金屬板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小E'=Ud聯(lián)立可得金屬板單位面積所帶的電荷量為A.金屬板的所帶的電荷量為Q=σS=ε0D.根據(jù)平行板電容器的決定式C=S4πkd結(jié)合C=ε0故選BD。15.(2025·湖北省新八校協(xié)作體·三模)如圖所示,兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷分別位于M、N兩點(diǎn),O為MN的中點(diǎn),A、B、C、D是MN連線及中垂線上的點(diǎn),且OA=A.A點(diǎn)電勢(shì)比C點(diǎn)電勢(shì)低B.B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度比D點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大C.若兩點(diǎn)電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,B、C兩點(diǎn)間電勢(shì)差不變D.若兩點(diǎn)電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍【答案】BD【詳析】AB.由等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布特點(diǎn)知,A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相等,C、D兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,電勢(shì)均相等,根據(jù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式E=kQr2,電勢(shì)公式φ=kQCD.若僅兩點(diǎn)電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,則UBC變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,EC也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,C錯(cuò)誤,故選BD。16.(25屆·湖北·高三下·名校聯(lián)盟四測(cè))如圖所示,平面直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi),空間存在沿x軸負(fù)方向、電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=2×103N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)(未畫出)。將一可伸縮的光滑絕緣細(xì)桿置于xOy平面內(nèi),細(xì)桿的兩端分別置于原點(diǎn)O和點(diǎn)A(4m,2m),桿上套有質(zhì)量m=3kg、電荷量q=+0.02C的小球,將其從點(diǎn)A由靜止釋放,經(jīng)時(shí)間t0后小球到達(dá)點(diǎn)O?,F(xiàn)保持細(xì)桿的一端仍位于點(diǎn)O,另一端移動(dòng)到xOy平面內(nèi)的點(diǎn)B,仍然由靜止釋放小球,經(jīng)時(shí)間tA.(9m,3m) B.(8m,8m)C.(3m,6m) D.(7m,-1m)【答案】AD【詳析】小球受到的電場(chǎng)力與重力的合力如圖所示則有tanθ=mgqE=34設(shè)圓心為O1(x1,y1),則有x12+y12=r2,(x1-4)2+(y1+2)2=r2,tanθ=y1x1聯(lián)立解得x1=4,y1=3,r故選AD。17.(2025·湖北武漢武昌區(qū)·5月質(zhì)檢)如圖所示,在真空中以豎直向上為y軸正方向建立三維直角坐標(biāo)系Oxyz,整個(gè)空間內(nèi)存在沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)(圖中未畫出)。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電微粒在點(diǎn)M0,l,0.5l被靜止釋放,恰能通過(guò)點(diǎn)(1)M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是多少;(2)若該微粒從M點(diǎn)以初速度v0=gl沿z(3)若電場(chǎng)方向變?yōu)樨Q直向上,并在空間添加一沿z軸正方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),該微粒從M點(diǎn)以初速度v0=gl沿x軸正方向出發(fā),仍能運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn),則粒子從M【答案】(1)U(2)0.5(3)t【詳析】(1)帶電微粒從M到N點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)
由M、N兩點(diǎn)的位置關(guān)系得mg=Eq聯(lián)立解得U(2)經(jīng)時(shí)間t,沿x軸方向,有Δx=12gt2=0.5l沿y軸方向(3)電場(chǎng)力和重力平衡,故微粒在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),半徑R=l周期T=2πR18.(2025·湖北襄陽(yáng)五中·三模)如圖所示,有一個(gè)帶負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn),電荷量為-q,質(zhì)量為m,從y軸上的P點(diǎn),以速度v0沿著x軸正方向拋出,經(jīng)過(guò)x軸上的A點(diǎn)時(shí),速度方向與x軸成θ=30°進(jìn)入三、四象限的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=mgq,方向豎直向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小未知,方向垂直紙面向里,之后經(jīng)過(guò)原點(diǎn)O進(jìn)入第一象限,然后又經(jīng)過(guò)x(1)O點(diǎn)到D點(diǎn)的距離、粒子進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí)的速度大?。?2)粒子從P到第二次從A點(diǎn)射出經(jīng)過(guò)的總時(shí)間t;(3)粒子第n次經(jīng)過(guò)x軸時(shí)的x坐標(biāo)值?!敬鸢浮?1)xOD=(2)t(3)x=n【詳析】(1)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示質(zhì)點(diǎn)從P點(diǎn)到A點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng),則xOA=v0t1,tanθ=gt1v0聯(lián)立解得xOA=3v023(2)設(shè)質(zhì)點(diǎn)從P點(diǎn)拋出到第二次經(jīng)過(guò)A點(diǎn),在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2,則有由幾何關(guān)系可知Rsinθ=xOA2所以質(zhì)點(diǎn)從P到第二次從A(3)由題意可知,當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),質(zhì)點(diǎn)從第一象限經(jīng)過(guò)x軸,此時(shí)x=n+12xOAn=1,3,19.(2025·湖北襄陽(yáng)五中·高考適應(yīng)性(一))內(nèi)部長(zhǎng)度為l、質(zhì)量為m的“]”形木板扣在水平面上,木板與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5,木板右側(cè)有一可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電物塊,質(zhì)量為m,電荷量為+q,物塊表面絕緣且光滑,整個(gè)空間有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),木板不影響電場(chǎng)的分布,木板恰好能處于靜止?fàn)顟B(tài),給木板一個(gè)水平向右的初速度,重力加速度大小為(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小E。(2)欲使木板與物塊的第一次碰撞發(fā)生在木板左端,給木板水平向右的速度v0需要滿足什么條件?(3)給木板一水平向右大小為v0=2【答案】(1)E(2)v(3)mgl【詳析】(1)對(duì)木板和物塊整體分析可知qE=μmg(2)設(shè)木板的初速度為v0,設(shè)物塊的加速度為a1,木板的加速度為a2,則由qE=ma1,μmg=m設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t1木板與物塊左端發(fā)生第一次碰撞,則v0t1-1(3)由(2)可知物塊和木板恰好在左側(cè)不碰撞,設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t在右側(cè)碰撞,則v0t木板做勻變速運(yùn)動(dòng),則x=v專題05靜電場(chǎng)考點(diǎn)五年考情(2021-2025)命題趨勢(shì)考點(diǎn)1電荷和靜電現(xiàn)象2024命題逐漸強(qiáng)化電場(chǎng)線、等勢(shì)面與運(yùn)動(dòng)軌跡的綜合分析,如通過(guò)電場(chǎng)線分布判斷帶電粒子的受力方向,結(jié)合動(dòng)能定理求解電勢(shì)能變化,要求考生從圖像中提取關(guān)鍵信息并建立物理方程。此外,靜電場(chǎng)常與電磁感應(yīng)結(jié)合,如導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中切割磁感線時(shí)的電荷分布與電勢(shì)差計(jì)算,體現(xiàn)跨模塊綜合。能力要求上,突出數(shù)學(xué)工具的深度應(yīng)用與邏輯推理的嚴(yán)謹(jǐn)性??忌枋炀氝\(yùn)用矢量疊加原理處理非對(duì)稱電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)合成,或利用幾何關(guān)系分析帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角度;部分試題引入微積分思想,如通過(guò)積分計(jì)算非線性電場(chǎng)中的電勢(shì)能變化,或利用導(dǎo)數(shù)求解電勢(shì)極值問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)探究能力的考查力度加大,例如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證庫(kù)侖定律時(shí),需結(jié)合傳感器數(shù)據(jù)處理與誤差分析,將控制變量法拓展至多變量關(guān)系的研究。部分試題還引入跨學(xué)科思維,如通過(guò)“電偶極子”等物理模型分析分子極化現(xiàn)象,或利用矩陣運(yùn)算處理多電荷系統(tǒng)的電場(chǎng)疊加,全面檢驗(yàn)考生對(duì)物理規(guī)律的遷移能力與創(chuàng)新應(yīng)用水平??键c(diǎn)2庫(kù)侖定律2021考點(diǎn)3電場(chǎng)力和電場(chǎng)能的性質(zhì)2021、2023、2025考點(diǎn)4帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)2022、2023考點(diǎn)01電荷和靜電現(xiàn)象1.(2024·湖北·高考)關(guān)于電荷和靜電場(chǎng),下列說(shuō)法正確的是()A.一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和保持不變B.電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直,且由電勢(shì)低的等勢(shì)面指向電勢(shì)高的等勢(shì)面C.點(diǎn)電荷僅在電場(chǎng)力作用下從靜止釋放,該點(diǎn)電荷的電勢(shì)能將減小D.點(diǎn)電荷僅在電場(chǎng)力作用下從靜止釋放,將從高電勢(shì)的地方向低電勢(shì)的地方運(yùn)動(dòng)【答案】AC【詳析】A.根據(jù)電荷守恒定律可知一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng),這個(gè)系統(tǒng)的電荷總量是不變的,故A正確;B.根據(jù)電場(chǎng)線和等勢(shì)面的關(guān)系可知電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直,且由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面,故B錯(cuò)誤;CD.點(diǎn)電荷僅在電場(chǎng)力作用下從靜止釋放,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,根據(jù)φ=EPq可知正電荷將從電勢(shì)高的地方向電勢(shì)低的地方運(yùn)動(dòng),負(fù)電荷將從電勢(shì)低的地方向電勢(shì)高的地方運(yùn)動(dòng),故故選AC。考點(diǎn)02庫(kù)侖定律2.(2021·湖北·高考)如圖所示,一勻強(qiáng)電場(chǎng)E大小未知、方向水平向右。兩根長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的絕緣輕繩分別將小球M和N懸掛在電場(chǎng)中,懸點(diǎn)均為O。兩小球質(zhì)量均為m、帶等量異號(hào)電荷,電荷量大小均為q(q>0)。平衡時(shí)兩輕繩與豎直方向的夾角均為θ=45°。若僅將兩小球的電荷量同時(shí)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,兩小球仍在原位置平衡。已知靜電力常量為k,重力加速度大小為g,下列說(shuō)法正確的是()A.M帶正電荷 B.N帶正電荷C.q=Lmg【答案】BC〖祥解〗本題考查庫(kù)侖定律、受力分析以及共點(diǎn)力的平衡。【詳析】AB.由題圖可知,對(duì)小球M受力分析如圖(a)所示,對(duì)小球N受力分析如圖(b)所示,由受力分析圖可知小球M帶負(fù)電,小球N帶正電,故B正確,A錯(cuò)誤;CD.由幾何關(guān)系可知,兩小球之間的距離為r=2L當(dāng)兩小球的電荷量為q時(shí),由力的平衡條件得mgtan45得q=Lmgk故故選BC。考點(diǎn)03電場(chǎng)力和電場(chǎng)能的性質(zhì)3.(2025·湖北·高考真題)如圖所示,在xOy平面內(nèi)有一以O(shè)點(diǎn)為中心的正五邊形,頂點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為R。在正五邊形的頂點(diǎn)上順時(shí)針?lè)较蛞来喂潭姾闪繛閝、2q、3q、4q、5q的正點(diǎn)電荷,且電荷量為3q的電荷在y軸正半軸上。靜電力常量為k,則O點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度(
)A.方向沿x軸負(fù)方向B.方向與x軸負(fù)方向成18°夾角斜向下C.大小為2D.大小為2【答案】AD【詳析】由題意可知,如圖將五個(gè)點(diǎn)電荷等效成五個(gè)點(diǎn)電荷與O點(diǎn)距離為R,設(shè)E則O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為E=2×2E0cos54°+2E0cos18°故選AD。4.(2023·湖北·高考)在正點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中有M、N兩點(diǎn),其電勢(shì)分別為φM、φN,電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為EMA.若φM>φN,則M點(diǎn)到電荷B.若EM<EN,則M點(diǎn)到電荷C.若把帶負(fù)電的試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn),電場(chǎng)力做正功,則φD.若把帶正電的試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,則E【答案】C【詳析】A.沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低,根據(jù)正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)特點(diǎn)可知若φM>φN則M點(diǎn)到電荷Q的距離比B.電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,根據(jù)正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)特點(diǎn)可知若EM<EN則M點(diǎn)到電荷Q的距離比C.若把帶負(fù)電的試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn),電場(chǎng)力做正功,則是逆著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng),電勢(shì)增加,故有φM<φD.若把帶正電的試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,則是逆著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng);根據(jù)正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)特點(diǎn)可知EM<E故選C。5.(2021·湖北·高考)關(guān)于電場(chǎng),下列說(shuō)法正確的是()A.電場(chǎng)是物質(zhì)存在的一種形式B.電場(chǎng)力一定對(duì)正電荷做正功C.電場(chǎng)線是實(shí)際存在的線,反映電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向D.靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線總是與等勢(shì)面垂直,且從電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面【答案】AD【詳析】A.電場(chǎng)是存在于電荷周圍的一種特殊媒介物質(zhì),A正確;B.如果正電荷的速度方向與電場(chǎng)力的夾角大于90°,則電場(chǎng)力做負(fù)功,等于90°電場(chǎng)力不做功,小于90°電場(chǎng)力做正功,B錯(cuò)誤;C.電場(chǎng)線是為了形象地描繪電場(chǎng)而人為引入的一簇曲線,該曲線的疏密程度反映場(chǎng)強(qiáng)的大小,C錯(cuò)誤;D.靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線在空間上與等勢(shì)面垂直,且沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低,即由高等勢(shì)面指向低等勢(shì)面,D正確。故選AD??键c(diǎn)04帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)6.(2023·湖北·高考)一帶正電微粒從靜止開(kāi)始經(jīng)電壓U1加速后,射入水平放置的平行板電容器,極板間電壓為U2。微粒射入時(shí)緊靠下極板邊緣,速度方向與極板夾角為45°,微粒運(yùn)動(dòng)軌跡的最高點(diǎn)到極板左右兩端的水平距離分別為2L和L,到兩極板距離均為d
A.LB.UC.微粒穿過(guò)電容器區(qū)域的偏轉(zhuǎn)角度的正切值為2D.僅改變微粒的質(zhì)量或者電荷數(shù)量,微粒在電容器中的運(yùn)動(dòng)軌跡不變【答案】BD【詳析】B.粒子在電容器中水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向做勻變速直線直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差的關(guān)系及場(chǎng)強(qiáng)和電場(chǎng)力的關(guān)系可得E=U22d,F(xiàn)=qE=ma粒子射入電容器后的速度為v0,水平方向和豎直方向的分速度vA.粒子從射入到運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)由運(yùn)動(dòng)學(xué)可得2L=vxt,C.粒子穿過(guò)電容器時(shí)從最高點(diǎn)到穿出時(shí)由運(yùn)動(dòng)學(xué)可得L=vxt1,設(shè)粒子穿過(guò)電容器與水平的夾角為α,則tanα=vyD.粒子射入到最高點(diǎn)的過(guò)程水平方向的位移為x,豎直方向的位移為y=12a't2聯(lián)立x=v'xt',qU1=12mv27.(2022·湖北·高考)密立根油滴實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,兩塊水平放置的金屬板分別與電源的正負(fù)極相接,板間產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)。用一個(gè)噴霧器把密度相同的許多油滴從上板中間的小孔噴入電場(chǎng),油滴從噴口噴出時(shí)由于摩擦而帶電。金屬板間電勢(shì)差為U時(shí),電荷量為q、半徑為r的球狀油滴在板間保持靜止。若僅將金屬板間電勢(shì)差調(diào)整為2U,則在板間能保持靜止的球狀油滴所帶電荷量和半徑可以為()A.q,r B.2q,r C.2q,2r D.4q,2r【答案】D【詳析】初始狀態(tài)下,液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),滿足Eq=mgAB.當(dāng)電勢(shì)差調(diào)整為2U時(shí),若液滴的半徑不變,則滿足2Udq'CD.當(dāng)電勢(shì)差調(diào)整為2U時(shí),若液滴的半徑變?yōu)?r時(shí),則滿足2Udq'=4故選D。8.(2022·湖北·高考)如圖所示,一帶電粒子以初速度v0沿x軸正方向從坐標(biāo)原點(diǎn)О射入,并經(jīng)過(guò)點(diǎn)P(a>0,b>0)。若上述過(guò)程僅由方向平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn),粒子從О到Р運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1,到達(dá)Р點(diǎn)的動(dòng)能為Ek1。若上述過(guò)程僅由方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn),粒子從O到Р運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2,到達(dá)Р點(diǎn)的動(dòng)能為Ek2。下列關(guān)系式正確的是·()A.t1<t2 B.t1>t2C.Ek1<Ek2 D.Ek1>Ek2【答案】AD【詳析】AB.該過(guò)程中由方向平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn),此時(shí)粒子做類平拋運(yùn)動(dòng),沿x軸正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)該過(guò)程僅由方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)時(shí),此時(shí)粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),沿x軸正方向分速度在減小,根據(jù)t可知t1<t2故A正確,B錯(cuò)誤。CD.該過(guò)程中由方向平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn),此時(shí)粒子做類平拋運(yùn)動(dòng),到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度大于v0;當(dāng)該過(guò)程僅由方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)時(shí),此時(shí)粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度等于v0,而根據(jù)E可知Ek1>Ek2故C錯(cuò)誤,D正確。故選AD。1.(2025·湖北襄陽(yáng)五中·三模)如圖所示,豎直平面內(nèi)14光滑圓弧軌道半徑為R,等邊三角形ABC的邊長(zhǎng)為L(zhǎng),頂點(diǎn)C恰好位于圓周最低點(diǎn),CD是AB邊的中垂線。在A、B兩頂點(diǎn)上放置一對(duì)等量異種電荷?,F(xiàn)把質(zhì)量為m帶電荷量為+Q的小球由圓弧的最高點(diǎn)M處?kù)o止釋放,到最低點(diǎn)C時(shí)速度為v0。不計(jì)+A.CM間的電勢(shì)差等于M點(diǎn)的電勢(shì)B.C點(diǎn)電勢(shì)與D點(diǎn)電勢(shì)不相同C.小球?qū)壍雷畹忘c(diǎn)C處的壓力大小為mD.M點(diǎn)電勢(shì)為1【答案】C【詳析】AB.等量異種電荷連線的中垂線垂直于電場(chǎng)線方向,所以是一條等勢(shì)線,中垂線通向無(wú)限遠(yuǎn)處,電勢(shì)為零,所以中垂線上的電勢(shì)為零,CD處于AB兩電荷的等勢(shì)能面上,所以兩點(diǎn)的電勢(shì)都為零。設(shè)M點(diǎn)的電勢(shì)為φM,由于C點(diǎn)的電勢(shì)為零,所以有UCM=C.因?yàn)槿切蜛BC為等邊三角形,小球在軌道最低點(diǎn)C處,所受兩個(gè)正負(fù)電荷的電場(chǎng)力的水平分量相互抵消,因此所受電場(chǎng)力合力方向向下,電場(chǎng)力的合力為F合=2kQqL2sin30°=kD.對(duì)小球從M到C的過(guò)程,根據(jù)動(dòng)能定理有mgR+QφM=故選C。2.(2025·湖北襄陽(yáng)五中·三模)下列敘述中符合物理學(xué)史的有()A.湯姆孫通過(guò)研究陰極射線實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子B.盧瑟福通過(guò)對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析,得出了原子的核式結(jié)構(gòu)理論C.玻爾提出的原子模型,徹底否定了盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型D.法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵鰷y(cè)出元電荷e的電荷量【答案】B【詳析】A.湯姆孫通過(guò)陰極射線實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電子,而非質(zhì)子,故A錯(cuò)誤;B.盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)分析,提出原子核式結(jié)構(gòu)理論,故B正確;C.玻爾模型基于盧瑟福的核式結(jié)構(gòu),引入量子化軌道,并未徹底否定核式結(jié)構(gòu),故C錯(cuò)誤;D.密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)定了元電荷e的電荷量,庫(kù)侖研究的是電荷間作用力,故D錯(cuò)誤。故選B。3.(2025·湖北襄陽(yáng)五中·適應(yīng)考)某次實(shí)驗(yàn)時(shí)因操作失誤,將氕11H、氘12H、氚13H三種核子混到了一起,工作人員設(shè)計(jì)了如圖所示的分離裝置?;旌虾俗釉谄叫杏谳S線的勻強(qiáng)電場(chǎng)1作用下從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始加速,然后沿軸線進(jìn)入垂直于軸線向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)A.B=B0時(shí),沿軸線打在收集器上的是氚核子B.B=0時(shí),氚核子在場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短C.B=0時(shí),3種核子從不同位置離開(kāi)電場(chǎng)2D.B=0時(shí),3種核子從電場(chǎng)2離開(kāi)時(shí)的動(dòng)能相同【答案】D【詳析】A.3種核子的電荷量相同,設(shè)為q,均從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始加速,然后通過(guò)電場(chǎng)1,則有qU1=12mv2,t1=2d1v整理得v=2qU1m,t1B.B=0時(shí),核子進(jìn)入電場(chǎng)2后,水平速度不變,則氕核子在場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短,故B錯(cuò)誤;C.核子從電場(chǎng)2右側(cè)離開(kāi),水平方向有x=vt豎直方向有y=12at2,qD.由動(dòng)能定理可知,電場(chǎng)2對(duì)核子做的功為qE2y=qE22x故選D。4.(24-25高三·湖北黃岡中學(xué)·四模)如圖所示,長(zhǎng)為2a的均勻帶電細(xì)桿AB水平放置,O為桿的中點(diǎn),C、D兩點(diǎn)位于桿的左、右端點(diǎn)正上方,C、D與桿的距離均為a。將桿的左半部分AO繞O點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°至圖中虛線位置,右半部分OB不動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中桿上電荷分布不變。則轉(zhuǎn)動(dòng)前、后()A.C點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不變B.D點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不變C.C點(diǎn)電勢(shì)不變D.D點(diǎn)電勢(shì)不變【答案】C【詳析】OA部分轉(zhuǎn)動(dòng)90°前后,OB部分在C、D兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向、電勢(shì)大小均不變。OA部分在C點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小不變、方向變化,電勢(shì)大小不變,則C處合場(chǎng)強(qiáng)大小改變,電勢(shì)不變。OA部分在D點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向均變化,電勢(shì)大小變化,則D處合場(chǎng)強(qiáng)大小改變,電勢(shì)改變。故選C。5.(2025·湖北武漢二中·5月??迹┤鐖D所示,AB、BC、AC是等長(zhǎng)的絕緣細(xì)棒,構(gòu)成彼此絕緣的等邊三角形,AB、BC棒上均勻分布著負(fù)電荷,AC棒上均勻分布著正電荷。已知AB、BC兩細(xì)棒單位長(zhǎng)度分布電荷量的絕對(duì)值相等且是AC的兩倍,AB棒在三角形中心O產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,取無(wú)限遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn),AB棒在O點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)為?φ。關(guān)于三根細(xì)棒在O點(diǎn)所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì),下列說(shuō)法正確的是()A.O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零,電勢(shì)為零B.O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為1.5E,方向沿OB指向B;電勢(shì)為?1.5φC.O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為1.5E,方向沿OB指向O;電勢(shì)為?φD.O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為3+1E,方向沿OB指向B【答案】B【詳析】A.由場(chǎng)強(qiáng)疊加和對(duì)稱性可知AB棒在三角形中心O點(diǎn)形成的電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直且指向AB棒,大小為E;BC棒在O點(diǎn)形成的電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直且指向BC棒,大小也為E。根據(jù)幾何關(guān)系可知,兩電場(chǎng)強(qiáng)度方向的夾角為120°,合場(chǎng)強(qiáng)方向沿OB指向B,大小為E;ABCD.已知AB、BC兩細(xì)棒單位長(zhǎng)度分布電荷量的絕對(duì)值相等且是AC的兩倍,所以AC棒在O點(diǎn)形成電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為0.5E,方向也沿OB指向B,所以合成結(jié)果為O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為1.5E,方向沿OB指向B。同理可知,因?yàn)锳B棒在O點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)為?φ,BC棒在O點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)也為?φ,AC棒在O點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)為+0.5φ,但電勢(shì)是標(biāo)量,無(wú)方向,所以O(shè)點(diǎn)電勢(shì)為φO=-φ-故選B。6.(2025·湖北原創(chuàng)壓軸·二模)如圖所示,空間有A、B、C三個(gè)點(diǎn),任何兩點(diǎn)間的距離均為L(zhǎng),O為AB邊的中點(diǎn)。在A、B處分別固定有等量正電荷Q。一帶電量為q的粒子從C點(diǎn)由靜止釋放由C點(diǎn)向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng),已知靜電力常量為k,不計(jì)粒子重力。取無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,已知點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)在距離r處的電勢(shì)為φ=A.該粒子帶正電B.粒子將做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)C.粒子從C運(yùn)動(dòng)至O的過(guò)程中,加速度大小先增大后減小D.粒子在O點(diǎn)的動(dòng)能為3【答案】C【詳析】A.粒子在C受靜電力指向O,故粒子帶負(fù)電,故A錯(cuò)誤;B.粒子僅受靜電力,以O(shè)點(diǎn)為中心點(diǎn)做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng),粒子受靜電力提供合外力,但靜電力大小與粒子到O點(diǎn)的距離不是成正比,故粒子的運(yùn)動(dòng)不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;C.由場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理可知,C運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)中某點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為E=2kqL2sin2θcosθ根據(jù)均值不等式可知當(dāng)D.點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)在距離r處的電勢(shì)為φ=kQr,故粒子運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的動(dòng)能為故選C。7.(25屆·湖北部分學(xué)校聯(lián)考·三模)如圖所示,空間中存在與水平成45°斜向右上方、大小為1×10?N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng),在距地面10m高處同一位置均以10m/s的速率同時(shí)拋出A、B兩個(gè)帶正電小球,A球豎直向上,B球水平向右,兩小球質(zhì)量均為1kg,帶電量均為22×10-5C。忽略兩小球之間的相互作用力和空氣阻力,小球均可視為質(zhì)點(diǎn),gA.10m B.102m C.20m D【答案】D【詳析】以拋出點(diǎn)為原點(diǎn)建坐標(biāo)系,以水平方向?yàn)閤軸,以豎直方向?yàn)閥軸。小球A、B拋出后水平方向上只受電場(chǎng)力水平分力作用,水平方向上分加速度均為ax=5m/s2,方向水平向右豎直方向上受自身重力和電場(chǎng)力的豎直分力作用,豎直方向上分加速度均為ay=5m/s2且B球落地時(shí)兩球相距最遠(yuǎn),設(shè)B球落地時(shí)間為t,則有豎直方向上y=12ay8.(24-25高三·湖北·5月模擬)在真空中有一平行板電容器,兩極板正對(duì)面積為S,兩極板間距為d,電容器充電結(jié)束后帶電荷量為Q,斷開(kāi)與電源的連接,忽略電容器極板邊緣效應(yīng),設(shè)兩極板之間是勻強(qiáng)電場(chǎng),則下列說(shuō)法正確的是()A.兩極板間引力大小為2B.兩極板間引力大小為4πC.若將兩極板間距增大Δd,則外力克服電場(chǎng)力做功D.若將兩極板間距增大Δd,則外力克服電場(chǎng)力做功【答案】C【詳析】AB.平行板電容器的電容C=S4π這里電場(chǎng)強(qiáng)度E為正極板和負(fù)極板分別產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和,因?yàn)檎?、?fù)極板在電容器內(nèi)部產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相同,所以正負(fù)極板產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E+=E故AB錯(cuò)誤;CD.電容器充電結(jié)束后極板間電場(chǎng)強(qiáng)度與間距無(wú)關(guān),所以將兩極板間距增大Δd,則外力克服電場(chǎng)力做功W=FΔd故選C。9.(24-25高三·湖北十堰·5月適應(yīng)性)如圖所示,矩形ABCD的AB邊長(zhǎng)是BC邊長(zhǎng)的2倍,O為AC連線的中點(diǎn)。兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷分別固定于A點(diǎn)和C點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是()A.O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0B.B點(diǎn)和D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同C.B點(diǎn)和D點(diǎn)的電勢(shì)相等D.若將電子從AB邊中點(diǎn)沿直線移動(dòng)至DC邊中點(diǎn),電子的電勢(shì)能將保持不變【答案】B【詳析】AB.等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布如圖所示可知等量異種點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零;根據(jù)對(duì)稱性可知B、D兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同,故A錯(cuò)誤,B正確;C.B、D兩點(diǎn)分居零勢(shì)面(等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂面)兩側(cè),電勢(shì)并不相等,故C錯(cuò)誤;D.AB邊的中點(diǎn)、CD邊的中點(diǎn)分居零勢(shì)面兩側(cè),電子在這兩點(diǎn)的電勢(shì)能不相等,故D錯(cuò)誤。故選B。10.(2025·湖北黃岡中學(xué)·二模)雷雨天帶電的烏云飄過(guò)一棟建筑物上空時(shí),在避雷針周圍形成電場(chǎng),a、b、c、d為等差等勢(shì)面,一個(gè)電子只在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示,A、B是軌跡上的兩點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是()A.云層帶負(fù)電B.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小比B點(diǎn)的小C.電子在A點(diǎn)動(dòng)能比在B點(diǎn)動(dòng)能小D.電子在A點(diǎn)電勢(shì)能比在B點(diǎn)電勢(shì)能大【答案】A【詳析】A.由于電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)線,根據(jù)電子所受電場(chǎng)力的方向斜向左下方,電子帶負(fù)電,可知,電場(chǎng)方向斜向右上方法,沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,故A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)電勢(shì)高,由此可知云層帶負(fù)電,故A正確;B.等差等勢(shì)面分布的疏密程度表示電場(chǎng)強(qiáng)弱,可知,A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)比B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大,故B錯(cuò)誤;C.結(jié)合上述,若電子從A運(yùn)動(dòng)到B,電場(chǎng)力方向與運(yùn)動(dòng)方向的夾角為鈍角,則電場(chǎng)力做負(fù)功,電子在A點(diǎn)動(dòng)能比在B點(diǎn)動(dòng)能大,故C錯(cuò)誤;D.結(jié)合上述,電子從A運(yùn)動(dòng)到B,電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增大,可知,電子在A點(diǎn)電勢(shì)能比在B點(diǎn)電勢(shì)能小,故D錯(cuò)誤。故選A。11.(2025·湖北鄂東南聯(lián)盟·模擬聯(lián)考)某帶電體產(chǎn)生電場(chǎng)的等差等勢(shì)面分布如圖中實(shí)線所示,虛線是一帶電粒子僅在此電場(chǎng)作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡,M、N分別是運(yùn)動(dòng)軌跡與等勢(shì)面b、a的交點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是()A.粒子帶負(fù)電荷B.M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比N點(diǎn)的小C.M點(diǎn)電勢(shì)一定小于N點(diǎn)電勢(shì)D.粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能一定小于在N點(diǎn)的電勢(shì)能【答案】B【詳析】A.根據(jù)帶電粒子做曲線運(yùn)動(dòng)的條件,電場(chǎng)力的方向垂直于等勢(shì)線指向軌跡凹側(cè),以M點(diǎn)為例,電場(chǎng)力指向左下方向,則場(chǎng)源電荷與粒子的電性為異性,因場(chǎng)源電荷的電性未知,則無(wú)法確定粒子的電性,故A錯(cuò)誤;B.等勢(shì)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越大,根據(jù)圖像N點(diǎn)的等勢(shì)線比M點(diǎn)的密,故M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比N點(diǎn)的小,故B正確;C.因場(chǎng)源電荷的電性未知,則M點(diǎn)電勢(shì)與N點(diǎn)電勢(shì)無(wú)法比較大小,故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)圖像可知粒子從M點(diǎn)到N點(diǎn)的電場(chǎng)力做正功,則電勢(shì)能減小,即粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能,故D錯(cuò)誤。故選B。12.(2025·湖北襄陽(yáng)五中·三模)空間中存在平行于紙面的勻強(qiáng)電場(chǎng),在紙面內(nèi)取O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立x軸,如圖甲所示?,F(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m、電量為+q的帶電微粒,在t=0時(shí)刻以一定初速度從x軸上的a點(diǎn)開(kāi)始沿逆時(shí)針做勻速圓周運(yùn)動(dòng),圓心為O、半徑為R。已知圖中圓為其軌跡,ab為圓軌跡的一條直徑;除電場(chǎng)力外微粒還受到一個(gè)變力F,不計(jì)其它力的作用;測(cè)得試探電荷所處位置的電勢(shì)φ隨時(shí)間t的變化圖像如圖乙所示,t1電勢(shì)為φ1,A.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為φ1+φ2B.該微粒在7t1時(shí)刻所受的變力C.10tD.b點(diǎn)與a點(diǎn)的電勢(shì)差U【答案】BCD【詳析】A.根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系可知E=Ud=φ1-(-φ2)2R=B.勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)線如圖所示當(dāng)變力F方向與電場(chǎng)方向相反時(shí),變力F達(dá)到最大值,由圖可知該微粒在7t1時(shí)刻所受的變力F達(dá)到最大值,故C.由乙圖可知,10t1時(shí)刻該微粒位移電勢(shì)為0的位置,其電勢(shì)能恰好為零,故D.b點(diǎn)與a點(diǎn)的電勢(shì)差為Uba=-2ER故選BCD。13.(2025·湖北襄陽(yáng)五中·三模)下列物理表述正確的是:()A.做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物體,在上升過(guò)程中,速度的變化量的方向是豎直向下的B.作用力與反作用力做功的代數(shù)和一定為零C.帶電粒子在電場(chǎng)中,只受電場(chǎng)力時(shí),也可以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D.帶電粒子僅在靜電力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí),動(dòng)能一定增加【答案】AC【詳析】A.豎直上拋運(yùn)動(dòng)加速度為重力加速度g,方向豎直向下,由Δv=gB.作用力與反作用力作用在不同物體上,兩物體位移不一定相同,做功代數(shù)和不一定為零,比如兩個(gè)相互吸引的磁鐵,外力拉開(kāi)它們時(shí),作用力與反作用力做功代數(shù)和不為零,故B錯(cuò)誤;C.帶電粒子在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中,若電場(chǎng)力提供向心力,可做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(如電子繞原子核運(yùn)動(dòng)),故C正確;D.帶電粒子僅在靜電力作用下,若靜電力做負(fù)功,動(dòng)能減小(如帶電粒子靠近同種電荷時(shí)),故D錯(cuò)誤。故選AC。14.(2025·湖北武漢武昌區(qū)·5月質(zhì)檢)已知均勻帶電的無(wú)窮大平面在真空中激發(fā)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為σ2ε0,其中σ為平面上單位面積所帶的電荷量,ε0為
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