2023年高考物理真題同步分類解析專題05電場(chǎng)

2023年高考物理試題分類解析5電場(chǎng)1.2023全國(guó)1卷15．如圖，空間存在一方向水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩個(gè)帶電小P和Q用一樣的絕緣細(xì)繩懸掛在水平天花板下，兩細(xì)繩都恰好與天花板垂直，則〔 〕A．P和Q都帶正電荷 B．P和Q都帶負(fù)電荷C．P帶正電荷，Q帶負(fù)電荷D．P帶負(fù)電荷，Q帶正電荷【答案】D【解析】當(dāng)P帶負(fù)電荷，Q帶正電荷，P受Q受P庫(kù)侖力向左，受電場(chǎng)力向右，方向相反；可以平衡。同樣方法推斷，其他不行以平衡。2.全國(guó)2卷20．靜電場(chǎng)中，一帶電粒子僅在電場(chǎng)力的作用下M點(diǎn)由靜止開頭運(yùn)動(dòng)，N為粒子運(yùn)動(dòng)軌跡上的另外一點(diǎn)，則〔 〕A．運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，粒子的速度大小可能先增大后減小B.在M、N兩點(diǎn)間，粒子的軌跡確定與某條電場(chǎng)線重合C.粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能不低于其在N點(diǎn)的電勢(shì)能D.粒子在N點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向確定與粒子軌跡在該點(diǎn)的切線平行【答案】AC【解析】電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能削減，C正確。粒子在N點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向確定與粒子軌跡在該點(diǎn)的切線垂直，D錯(cuò)誤。3.224.〔12分〕P、Qd。兩金屬板正中間有一水平放置的金屬網(wǎng)G，PQG的尺寸一樣。G接地，PQ的電勢(shì)均為〔>0〕。質(zhì)量為m，電荷量為q〔q>0〕的粒子自G的左端上方距離G為h的位置，以速度v0平行于紙面水平射入電場(chǎng)，重力無(wú)視不計(jì)。求粒子第一次穿過(guò)G時(shí)的動(dòng)能，以及她從射入電場(chǎng)至此時(shí)在水平方向上的位移大??；假設(shè)粒子恰好從G的下方距離G也為h的位置離開電場(chǎng)，則金屬板的長(zhǎng)度最短應(yīng)為多少？1〔1〕PG、QG間場(chǎng)強(qiáng)大小相等，均為E，粒子在PGF的方向豎直向下，設(shè)粒子的加速度大小為a，有E2①dF=qE=ma②GEk，由動(dòng)能定理有qEhE

1mv2③k 2 0Gtl，則有h1at2④2l=v0t⑤聯(lián)立①②③④⑤式解得E=1mv22qh⑥k 2 0 dlv0

mdh⑦q〔2〕設(shè)粒子穿過(guò)GL為L(zhǎng)=2l2v0

mdh⑧q4.全32．如圖，電荷量分別>〕的點(diǎn)電荷固定在正方體的兩個(gè)頂點(diǎn)上、是正方體的另外兩個(gè)頂點(diǎn)。則〔 〕原題圖 解題圖1 解題圖2A．a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的電勢(shì)相等B．a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等2C．a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向一樣D．將負(fù)電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電勢(shì)能增加【答案】BC【解析】在原題圖的根底上畫解題圖1，O點(diǎn)是QQ’的中點(diǎn)，A、B分別是a、b向QQ’作垂線的垂足，此圖說(shuō)明a、b是關(guān)于O點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)。解題圖2是兩等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線，從解題圖2可以看出，a點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，a點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向一樣〔電場(chǎng)線的切線〕，所以B、C正確。5.全國(guó)3卷24.〔12分〕0空間存在一方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，O、P是電場(chǎng)中的兩點(diǎn)。從O點(diǎn)沿水平方向以不同速度先后放射兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A、B。A不帶電，B的電荷量為q〔q>0〕。A從O點(diǎn)放射時(shí)的速度大小為v，到達(dá)P點(diǎn)所用0時(shí)間為t；B從O點(diǎn)到達(dá)P點(diǎn)所用時(shí)間為t2

。重力加速度為g，求電場(chǎng)強(qiáng)度的大??；B運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能?！敬鸢浮俊?〕設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E，小球B運(yùn)動(dòng)的加速度為a。依據(jù)牛頓定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和題給條件，有mg+qE=ma①1a(t)21gt2②2 2 2解得E3mg③q1 〔2〕設(shè)B從O點(diǎn)放射時(shí)的速度為v，到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為E，O、P兩點(diǎn)的高度差為h1 E1mv2mghqEh④k 2 1且有vtvt⑤12 0h1gt2⑥2聯(lián)立③④⑤⑥式得E=2m(v2g2t2)⑦k 06.北京卷17．如以下圖，a、b兩點(diǎn)位于以負(fù)點(diǎn)電荷–Q〔Q>0〕為球心的球面上，c點(diǎn)在球面外，則〔 〕3A．a(chǎn)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小比b點(diǎn)大 B．b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小比c點(diǎn)小C．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)高 D．b點(diǎn)電勢(shì)比c點(diǎn)低【答案】DkQ【解析】依據(jù)E=r2

，a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小等于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，A錯(cuò)誤；b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小比c點(diǎn)大，B錯(cuò)誤；。a點(diǎn)電勢(shì)與b點(diǎn)相等，C錯(cuò)誤；b點(diǎn)比c點(diǎn)離-q近，所以b點(diǎn)電勢(shì)比c點(diǎn)低，D正確。7.北京卷23．〔18分〕C的電容器充電，無(wú)論承受何種充電方式，其兩極間的電勢(shì)差u隨電荷量q的變化圖像都一樣。請(qǐng)?jiān)趫D1中畫出上述u–q圖像。類比直線運(yùn)動(dòng)中由v–t圖像求位移的方法，求兩極間電壓為U時(shí)電容器所儲(chǔ)存的電能Ep。在如圖2所示的充電電路中，R表示電阻，E表示電源〔無(wú)視內(nèi)阻〕。通過(guò)轉(zhuǎn)變電路中元件的參數(shù)對(duì)同一電容器進(jìn)展兩次充電，對(duì)應(yīng)的q–t曲線如圖3中①②所示。①②兩條曲線不同是 〔選填E或R〕的轉(zhuǎn)變?cè)斐傻?；b．電容器有時(shí)需要快速充電，有時(shí)需要均勻充電。依據(jù)a中的結(jié)論，說(shuō)明實(shí)現(xiàn)這兩種充電方式的途徑。4設(shè)想使用抱負(fù)的“恒流源”替換〔2〕中電源對(duì)電容器充電，可實(shí)現(xiàn)電容器電荷量隨時(shí)間均勻增加。請(qǐng)思考使用“恒流源”和〔2〕中電源對(duì)電容器的充電過(guò)程，填寫下表〔選填“增大”、“減小”或“不變”〕。“恒流源” 〔2〕中電源電源兩端電壓通過(guò)電源的電流【答案】1〕q；電壓為U時(shí)，電容器帶電Q，圖線和橫軸圍成的面積為所儲(chǔ)存的電能Ep1E QU, 又QCUp 2故E 1CU2p 2〔2〕a．R減小電阻R，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電容器更快速充電；增大電阻R，可以實(shí)現(xiàn)更均勻充電?！?〕電源兩端電壓“恒流源”增大〔2〕中電源不變通過(guò)電源的電流不變減小天津卷3.如以下圖，在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，質(zhì)量為m的帶電小球，以初速度從M點(diǎn)豎直向上運(yùn)動(dòng)，通過(guò)N點(diǎn)時(shí)，速度大小為2，方向與電場(chǎng)方向相反，則小球從M運(yùn)動(dòng)到N的過(guò)程〔 〕12

m23

機(jī)械能增加2m2重力勢(shì)能增加m22

電勢(shì)能增加2m2【答案】B5【解析】動(dòng)能增加E k

m(2v

mv2，A錯(cuò)誤；1)21mv23222機(jī)械能增加E1)21mv23222e1重力勢(shì)能增加E WP G

mv2，C錯(cuò)誤；2電勢(shì)能增加Ep

We

2mv2，即減小，D錯(cuò)誤。12.〔20分〕2023年，人類歷史上第一架由離子引擎推動(dòng)的飛機(jī)誕生，這種引擎不需要燃料，也無(wú)AB之間的勻強(qiáng)電場(chǎng)〔初速度無(wú)視不計(jì)，A、B間電壓為U，使正離子加速形成離子束，在加速過(guò)程中引擎獲得恒定的推力。單位時(shí)間內(nèi)飄入的正離子數(shù)目為定值，離子質(zhì)量為m，電荷量為Ze，期中Z是正整數(shù)，e是元電荷。假設(shè)引擎獲得的推力為F1

ABN為多少；加速正離子束所消耗的功率P不同時(shí)，引擎獲得的推力FF的表達(dá)式；P為提高能量的轉(zhuǎn)換效率，要使

F F盡量大，請(qǐng)?zhí)岢鲈鎏?的三條建議。P P【解析】〔1〕設(shè)正離子經(jīng)過(guò)電極B時(shí)的速度為，依據(jù)動(dòng)能定理，有1ZeU

0 ①2設(shè)正離子束所受的電場(chǎng)力為F，依據(jù)牛頓第三定律，有1FF ②1 1設(shè)引擎在t時(shí)間內(nèi)飄入電極間的正離子個(gè)數(shù)為N，由牛頓其次定律，有FNm0 ③N

1 tNt得6FN 1 ④F2ZemU設(shè)正離子束所受的電場(chǎng)力為F，由正離子束在電場(chǎng)中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有⑤2考慮到牛頓第三定律得到FF，聯(lián)立①⑤式得F為使P

盡量大，分析⑥式得到

F 2m ⑥P ZeU三條建議：用質(zhì)量大的離子；用帶電量少的離子；減小加速電壓。江蘇卷5．一勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向豎直向上，t=0時(shí)刻，一帶電粒子以確定初速度水平射入該電場(chǎng)，電場(chǎng)力對(duì)粒子做功的功率為P，不計(jì)粒子重力，則P-t關(guān)系圖象是〔 〕【答案】A【解析】PFvEqv Eqgt,且P=0，A正確。y 0【易錯(cuò)點(diǎn)】PFvEqvEq 0

(gt)2

,選D21 江蘇卷9．如以下圖，ABC為等邊三角形，電荷量為+q的點(diǎn)電荷固定在A點(diǎn)．先將一電荷量也為+q的點(diǎn)電荷Q從無(wú)窮遠(yuǎn)處〔電勢(shì)為0〕移到C-W．再將Q從C點(diǎn)沿CB移到B點(diǎn)并固定．最終將一電荷量為-2q的點(diǎn)電荷Q從無(wú)窮遠(yuǎn)處移到C點(diǎn)．以下說(shuō)法正確的有〔21 7W1〔A〕Q移入之前，Cq11〔B〕Q從C點(diǎn)移到B點(diǎn)的過(guò)程中，所受電場(chǎng)力做的功為012〔C〕Q從無(wú)窮遠(yuǎn)處移到C點(diǎn)的過(guò)程中，所受電場(chǎng)力做的功為2W22〔D〕Q在移到C點(diǎn)后的電勢(shì)能為-4W2【答案】