2023年全国乙卷物理试题T19-带电物体(计重力)在非与强电场中的一般运动-选择题

【原题-19】 1．在O点处固定一个正点电荷，P点在O点右上方。从P点由静止释放一个带负电的小球，小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动，其一段轨迹如图所示。M、N是轨迹上的两点，OP > OM，OM = ON，则小球（   ）    A．在运动过程中，电势能先增加后减少 B．在P点的电势能大于在N点的电势能 C．在M点的机械能等于在N点的机械能 D．从M点运动到N点的过程中，电场力始终不做功 【变式题-基础1】 2．在一点电荷形成的空间电场内，有电势相等的a、b两点，c为ab连线的中点，对c点的电势和场强描述正确的是（　　） A．电势可能比a点的高 B．电势可能比a点的低 C．场强可能比a点弱 D．场强可能和a点相等 【变式题-基础2】 3．如图所示，∠M是钝角三角形PMN最大的锐角，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．电子在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正 【变式题-基础3】 4．在真空中某点电荷的电场中，将等量异种的检验电荷分别置于M、N两点，两检验电荷所受电场力方向如图所示，且F1>F2(不计检验电荷间相互作用)，已知M点处检验电荷带负电，下列说法正确的有(　　) A．场源点电荷带负电 B．M点电场强度大于N点电场强度 C．M点电势高于N点电势 D．若将M点处检验电荷沿MN连线从M点移到N点，其电势能一定先增大后减小 【变式题-巩固1】 5．医用口罩的熔喷布经过驻极处理，在保证常规滤材的物理碰撞阻隔作用的基础上，增加了静电吸附作用，吸附可简化为如下过程：某根经过驻极处理后的滤材纤维，其两侧分别带有正负电荷，可吸附带不同电荷的污染物颗粒。某带负电的颗粒物在图中A点时的速度方向如图所示，其在较短时间内被吸附到纤维附近的B点，忽略空气的作用力，在此过程中（　　） A．颗粒从A点向左偏做匀变速曲线运动 B．颗粒到B点的加速度方向垂直纤维右表面向左 C．颗粒在A点时的电势能一定大于在B点时的电势能 D．颗粒在A点时的机械能一定小于在B点时的机械能 【变式题-巩固2】 6．如图所示，一带正电的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称，忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．Q点的电势比P点低 B．油滴在Q点的动能比它在P点的大 C．油滴在Q点的电势能比它在P点的大 D．油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小 【变式题-巩固3】 7．一个正点电荷Q静止在正方形的一个顶点上，另一个带电质点射入该区域时，恰好能经过正方形的另外三个顶点a、b、c，如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．a、b、c三点电势高低及场强大小的关系是φa=φc>φb，Ea=Ec=2Eb B．质点在a、b、c三处的加速度大小之比是1∶2∶1 C．质点由a到b电势能增加，由b到c电场力做正功，在b点动能最小 D．若改变带电质点在a处的速度大小和方向，有可能使其做匀速圆周运动 【变式题-提升1】 8．如图，是锐角三角形PMN最大的内角，电荷量为q（）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 【变式题-提升2】 9．空间某区域电场线分布如图所示，带正电小球（质量为m，电荷量为q），在A点速度为v1，方向水平向右，至B点速度为v2，v2与水平方向间夹角为，A、B间高度差为H，以下判断不正确的是（　　） A．A、B两点间电势差 B．小球由A至B，电势能的减少量为 C．小球由A运动到B的过程中，机械能一定增加 D．小球重力在B点的瞬时功率为mgv2cos 【变式题-提升3】 10．如图所示，竖直平面内相距的A、B两点（AB水平）均固定有电荷量为Q的正点电荷，半径为a的光滑绝缘细圆管（圆管的大小不计）固定在A、B两点间，其圆心O位于AB的中点，细管与AB以及AB中垂线的交点分别为C、E、D、F。一电荷量为q的带负电小球（视为质点）在圆管内沿顺时针方向运动，以大小为（g为重力加速度大小）的速度通过D点时，小球恰好对细管无压力。静电力常量为k，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）。 A．小球通过C、E两点时的合力相同 B．小球通过F点时的速率为 C．小球的质量为 D．小球在C点的电势能等于其在E点的电势能 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．BC 【详解】ABC．由题知，OP > OM，OM = ON，则根据点电荷的电势分布情况可知 φM = φN > φP 则带负电的小球在运动过程中，电势能先减小后增大，且 EpP > EpM = EpN 则小球的电势能与机械能之和守恒，则带负电的小球在M点的机械能等于在N点的机械能，A错误、BC正确； D．从M点运动到N点的过程中，电场力先做正功后做负功，D错误。 故选BC。 2．AB 【详解】AB．根据点电荷周围电势分布规律可知，a、b两点一定位于以点电荷为中心的同一个球面上，根据几何关系可推知，c点一定比a点和b点更靠近点电荷，若点电荷带正电，则c点的电势比a点和b点的电势高，若点电荷带负电，则c点的电势比a点和b点的电势低，故AB正确； CD．根据点电荷周围电场强度分布规律可知，无论点电荷电性如何，越靠近点电荷，场强越大，所以c点的场强一定比a和b点的场强大，故CD错误。 故选AB。 3．BD 【详解】A．沿MN边，从M点到N点，距离点电荷的距离先减小后变大，可知电场强度的大小先增大后减小，选项A错误； B．距离正电荷越近电势越高，则沿MN边，从M点到N点，电势先增大后减小，选项B正确； C．因M点电势高于N点，则电子在M点的电势能比其在N点的电势能小，选项C错误； D．正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能，则将正电荷从M点移动到N点，总的电势能减小，则电场力所做的总功为正，选项D正确。 故选BD。 4．ACD 【详解】A．由下图可知，场源电荷在O点处 因M点处检验电荷带负电，则场源点电荷带负电，故A正确； B．由图可知M点离场源电荷较远，则M点电场强度小于N点电场强度，故B错误； C．因场源电荷带负电，可知M点电势高于N点电势，故C正确； D．若将M点处检验电荷沿MN连线从M点移到N点，因MN连线上的电势先降低后升高，则带负电的检验电荷的电势能一定先增大后减小，故D正确。 故选ACD。 5．CD 【详解】A．由图可知，颗粒受电场力和重力作用，合力方向与速度方向不在一直线上，做曲线运动，由于电荷间的距离发生变化，故所受电场力发生变化，加速度发生变化，不可能做匀变速运动，A项错误； B．颗粒到B点，合力指向左下方，由牛顿第二定律，加速度指向左下方，B项错误； CD．颗粒被吸附到B点，故颗粒带负电，从A点到B点过程中，电场力做正功，电势能减小，机械能增大，CD两项正确。 故选CD。 6．AB 【详解】A．轨迹向上弯曲且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称，合力竖直向上，电场力竖直向上，因为油滴带正电，所以电场强度方向竖直向上，Q点的电势比P点低，故A正确； B．油滴向上运动时合力做正功，动能增大，所以油滴在Q点的动能比它在P点的大，故B正确； C．油滴向上运动时电场力做正功，电势能减小，所以油滴在Q点的电势能比它在P点的小，故C错误； D．由于油滴受重力、电场力都为恒力，加速度恒定且不为零，故D错误。 故选AB。 7．ACD 【详解】A．根据点电荷的电场线的特点，Q与a、c距离相等，都小于Q与b点的距离，故B点的电势低于a、c两点的电势；由点电荷周围的场强公式得 故A正确； B．质点在a、b、c三点时的加速度大小要根据库仑定律求出库仑力。由图可知 代入库仑定律公式 可得 而a与c点的电场力相等；由 可知，加速度之比应为：2：1：2；故B错误； C．电荷受到的合力指向轨迹的内侧，根据轨迹弯曲方向判断出粒子与固定在O点的电荷是异种电荷，它们之间存在引力，所以质点由a到b电场力做负功，电势能增加，动能减小；由b到c电场力做正功，动能增大，在b点动能最小，故C正确； D．若改变带电质点在a处的速度大小和方向，电场力可能恰好提供向心力，故可以做匀速圆周运动，故D正确； 故选ACD。 8．BC 【详解】 【解析】 如图所示，找出Q点，使Q点与P点的距离等于M点与P点的距离，L点为MN上到P点距离最短的点，根据三角形边角关系、点电荷的电场强度公式E＝k和正点电荷形成电场中的电势特点可知，沿着MN边，从M点到N点，到P点的距离r先减小后增大，电场强度先增大后减小，电势也先增大后减小，选项A错误，B正确 根据电势能与电势的关系Ep＝qφ可知，正电荷在M点的电势能比在N点的电势能大，故将正电荷从M点移动到N点，电场力所做的总功为正，选项C正确，D错误。 9．AD 【详解】AB．小球由A点运动至B点过程中，重力和电场力做功，由动能定理得 得电场力做功 所以电势能减小量为 由电场力做功 得A、B两点间的电势差 故A错误，B正确； C．电场力做正功，机械能增大。故C正确； D．小球运动到B点时所受重力与速度方向不同，则其重力的瞬时功率 故D错误。 本题选错的，故选AD。 10．BCD 【详解】AD．C、E两点高度相同，重力势能相同，并且C、E两点关于O点对称，故小球电势能相同，由能量守恒可知，小球在C、E两点速度相同，故需要的向心力大小相同，故小球通过C、E两点时的合力大小相同，但方向不同，A错误，D正确； B．D和F两点关于O点对称，故小球电势能相同，小球从D到F过程中只有重力做功，故 解达 故B正确； C．由几何关系可知 ， 由平行四边形定则，可知小球在D点时得电场力（q为带负电小球） 方向向下，在D点，合力提供向心力 故 故C正确； 故选BCD。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$