2019物理高考题分类（2019高考真题+模拟题）

这是一份2019物理高考题分类（2019高考真题+模拟题），文件包含E单元功和能docx、J单元电路docx、F单元动量docx、A单元质点的直线运动docx、D单元曲线运动docx、C单元牛顿运动定律docx、H单元热学docx、B单元力与物体的平衡docx、I单元电场docx、L单元电磁感应docx、K单元磁场docx、N单元光学电磁波相对论docx、G单元机械振动和机械波docx、O单元近代物理初步docx、M单元交变电流docx等15份试卷配套教学资源，其中试卷共165页， 欢迎下载使用。
I1 电场的力的性质
15.B4　I1 [2019·全国卷Ⅰ] 如图,空间存在一方向水平向右的匀强电场,两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好与天花板垂直,则 (　　)

图-
A.P和Q都带正电荷
B.P和Q都带负电荷
C.P带正电荷,Q带负电荷
D.P带负电荷,Q带正电荷
15.D　[解析] 两细绳都与天花板垂直,表明两小球整体在水平方向上受力平衡,两小球带等量异种电荷,两小球之间的库仑力是引力,由于正电荷受电场力方向与匀强电场方向相同,负电荷受电场力方向与匀强电场方向相反,故Q带正电荷,P带负电荷,D正确.
21.I1,I2((多选)[2019·全国卷Ⅲ] 如图,电荷量分别为q和-q(q>0)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 (　　)


图-
A.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
21.BC　[解析] a点比b点离负点电荷更近,离正点电荷更远,两点电荷的电荷量大小相等,所以a点的电势低于b点的电势,选项A错误.正点电荷在a点产生的场强与负点电荷在b点产生的场强相同,负点电荷在a点产生的场强与正点电荷在b点产生的场强相等,所以a点和b点合场强的大小相等、方向相同,选项B、C正确.因为a点的电势低于b点的电势,所以负电荷在a点时电势能较大,将负电荷从a点移到b点,电势能减小,选项D错误.
17.I1,I2 [2019·北京卷] 如图所示,a、b两点位于以负点电荷-Q(Q>0)为球心的球面上,c点在球面外,则 (　　)

图-
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
17.D　[解析] 由点电荷电场强度表达式E=kQr2可知,选项A、B错误.某点到负点电荷的距离决定着该点电势的高低,a、b到负点电荷的距离相等,电势相等,选项C错误.距离负点电荷越近,电势越低,选项D正确.

I2 电场的能的性质
21.I1,I2 (多选)[2019·全国卷Ⅲ] 如图,电荷量分别为q和-q(q>0)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 (　　)


图-
A.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
21.BC　[解析] a点比b点离负点电荷更近,离正点电荷更远,两点电荷的电荷量大小相等,所以a点的电势低于b点的电势,选项A错误.正点电荷在a点产生的场强与负点电荷在b点产生的场强相同,负点电荷在a点产生的场强与正点电荷在b点产生的场强相等,所以a点和b点合场强的大小相等、方向相同,选项B、C正确.因为a点的电势低于b点的电势,所以负电荷在a点时电势能较大,将负电荷从a点移到b点,电势能减小,选项D错误.
17.I1,I2 [2019·北京卷] 如图所示,a、b两点位于以负点电荷-Q(Q>0)为球心的球面上,c点在球面外,则 (　　)

图-
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
17.D　[解析] 由点电荷电场强度表达式E=kQr2可知,选项A、B错误.某点到负点电荷的距离决定着该点电势的高低,a、b到负点电荷的距离相等,电势相等,选项C错误.距离负点电荷越近,电势越低,选项D正确.
3.I2　E6 [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,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 (　　)

图-
A.动能增加12mv2
B.机械能增加2mv2
C.重力势能增加32mv2
D.电势能增加2mv2
3.B　[解析] 带电小球以初速度v从M运动到N的过程中,受到了重力和电场力的作用,竖直方向上只受重力,水平方向上只受电场力,到达N点时,竖直方向上到了最高点,初动能全部转化成重力势能,所以重力势能增加了12mv2,C错误;电势能减少了12m(2v)2=2mv2,D错误;减少的电势能全部转化为小球的机械能,所以机械能增加了2mv2,B正确;根据动能定理,合外力做的功等于动能的变化量,可知小球动能增加了32mv2,A错误.
9.I2(多选)[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-2q的点电荷Q2从无穷远处移到C点.下列说法正确的有 (　　)

图-
A.Q1移入之前,C点的电势为Wq
B.Q1从C点移到B点的过程中,所受电场力做的功为0
C.Q2从无穷远处移到C点的过程中,所受电场力做的功为2W
D.Q2在移到C点后的电势能为-4W
9.ABD　[解析] Q1从无穷远处移至C点过程中,电场力做功为-W,由W∞C=qU∞C得U∞C=-Wq,而U∞C=φ∞-φC=-φC,所以φC=Wq,选项A正确.Q1移入之前,B和C在同一个等势面上,Q1从C点移到B点的过程中,电场力做的功为0,选项B正确.假设Q1的电荷量为-q,把它从无穷远处移至C点过程中,电场力做功为W,如果首先放在A点的电荷只放在B点,那么把电荷量为-q的电荷从无穷远处移至C点过程中,电场力做功也为W,因此,当A、B两点都放电荷量为+q的电荷时,把电荷量为-q的电荷从无穷远处移至C点过程中,电场力做功为2W,则把电荷量为-2q的电荷从无穷远处移至C点过程中,电场力做功应为4W,选项C错误.Q2在无穷远处的电势能为0,将Q2从无穷远处移到C点,电场力做功为4W,则Q2在C点的电势能为-4W,选项D正确.

I3 电容器 带电粒子在电场中的匀变速运动
24.I3,I7 [2019·全国卷Ⅱ] 如图,两金属板P、Q水平放置,间距为d.两金属板正中间有一水平放置的金属网G,P、Q、G的尺寸相同.G接地,P、Q的电势均为φ(φ>0).质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子自G的左端上方距离G为h的位置,以速度v0平行于纸面水平射入电场,重力忽略不计.
(1)求粒子第一次穿过G时的动能,以及它从射入电场至此时在水平方向上的位移大小:
(2)若粒子恰好从G的下方距离G也为h的位置离开电场,则金属板的长度最短应为多少?

图-
24.(1)12mv02+2φdqh　v0mdhqφ　(2)2v0mdhqφ
[解析] (1)PG、QG间场强大小相等,均为E,粒子在PG间所受电场力F的方向竖直向下,设粒子的加速度大小为a,有
E=2φd ①
F=qE=ma ②
设粒子第一次到达G时动能为Ek,由动能定理有
qEh=Ek-12mv02 ③
设粒子第一次到达G时所用的时间为t,粒子在水平方向的位移大小为l,则有
h=12at2 ④
l=v0t ⑤
联立①②③④⑤式解得
Ek=12mv02+2φdqh ⑥
l=v0mdhqφ ⑦
(2)若粒子穿过G一次就从电场的右侧飞出,则金属板的长度最短.由对称性知,此时金属板的长度L为
L=2l=2v0mdhqφ ⑧
23.I3,J1,J3 [2019·北京卷] 电容器作为储能器件,在生产生活中有广泛的应用,对给定电容值为C的电容器充电,无论采用何种充电方式,其两极间的电势差u随电荷量q的变化图像都相同.


图-
(1)请在图甲中画出上述u-q图像.类比直线运动中由v-t图像求位移的方法,求两极间电压为U时电容器所储存的电能Ep.
(2)在如图乙所示的充电电路中,R表示电阻,E表示电源(忽略内阻).通过改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电,对应的q-t曲线如图丙中①②所示.
a.①②两条曲线不同是　　　　(选填“E”或“R”)的改变造成的; 
b.电容器有时需要快速充电,有时需要均匀充电.依据a中的结论,说明实现这两种充电方式的途径.
(3)设想使用理想的“恒流源”替换(2)中电源对电容器充电,可实现电容器电荷量随时间均匀增加.请思考使用“恒流源”和(2)中电源对电容器的充电过程,填写下表(选填“增大”“减小”或“不变”).


“恒流源”
(2)中电源
电源两端电压


通过电源的电流




23.(1)如图所示　12CU2

(2)a.R
b.减小电阻R,可以实现对电容器更快速充电;增大电阻R,可以实现更均匀充电
(3)

“恒流源”
(2)中电源
电源两端电压
增大
不变
通过电源的电流
不变
减小

[解析] (1)电压为U时,电容器带电荷量为Q,图线和横轴围成的面积表示所储存的电能Ep,则Ep=12QU,
又Q=CU
故Ep=12CU2
(2)从图丙可以看出,开始曲线①对应的过程充电较快,曲线②对应的过程充电较慢,最后电容器的电荷量趋近相同,电流变为0.电容器电容不变,由Q=CU可知,最后电容器两端电压趋近相同,即电源电动势不变,所以改变的是电阻R.若电路电阻较小,则电流较大,充电较快.在电容不变的情况下,电容器的充电快慢取决于电路电阻大小,所以减小电阻R,可以实现对电容器更快速充电;增大电阻R,可以实现更均匀充电,充电时间较长.
(3)使用恒流源,电路中一直有恒定电流,通过电源的电流不变,电容器一直充电,电源两端电压等于路端电压,根据U=QC,路端电压一直增大;使用(2)中电源,电源两端电压一直等于电源电动势,保持不变,图丙中图线斜率表示电流,可以判断出,电流一直减小直到为0.

I4 带电粒子在电场中的非匀变速运动
20.I4,I7 (多选)[2019·全国卷Ⅱ] 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
20.AC　[解析] 如图所示,在两个等量同种正点电荷产生的静电场中,在它们的中垂线上某点M由静止释放一个带负电的粒子,粒子会在中垂线上先向下加速,再向下减速通过N点,故粒子的速度可能先增大后减小,选项A正确;粒子从M点运动到N点,电场力可能一直做正功,也可能先做正功后做负功,且正功一定不小于负功,故粒子在M点的电势能一定不低于其在N点的电势能,选项C正确;若释放点M不在两等量同种正点电荷的中垂线上,而是在中垂线偏左或偏右一点,粒子在N点所受的电场力方向就不一定与运动轨迹在该点的切线方向平行,粒子的运动轨迹也不一定与某条电场线重合,故选项B、D错误.

图-

I5 实验：用描迹法画出电场中平面上的等势线

I6 实验：练习使用示波器

I7 电场综合
20.I4,I7(多选)[2019·全国卷Ⅱ] 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
20.AC　[解析] 如图所示,在两个等量同种正点电荷产生的静电场中,在它们的中垂线上某点M由静止释放一个带负电的粒子,粒子会在中垂线上先向下加速,再向下减速通过N点,故粒子的速度可能先增大后减小,选项A正确;粒子从M点运动到N点,电场力可能一直做正功,也可能先做正功后做负功,且正功一定不小于负功,故粒子在M点的电势能一定不低于其在N点的电势能,选项C正确;若释放点M不在两等量同种正点电荷的中垂线上,而是在中垂线偏左或偏右一点,粒子在N点所受的电场力方向就不一定与运动轨迹在该点的切线方向平行,粒子的运动轨迹也不一定与某条电场线重合,故选项B、D错误.

图-
24.I3,I7 [2019·全国卷Ⅱ] 如图,两金属板P、Q水平放置,间距为d.两金属板正中间有一水平放置的金属网G,P、Q、G的尺寸相同.G接地,P、Q的电势均为φ(φ>0).质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子自G的左端上方距离G为h的位置,以速度v0平行于纸面水平射入电场,重力忽略不计.
(1)求粒子第一次穿过G时的动能,以及它从射入电场至此时在水平方向上的位移大小:
(2)若粒子恰好从G的下方距离G也为h的位置离开电场,则金属板的长度最短应为多少?

图-
24.(1)12mv02+2φdqh　v0mdhqφ　(2)2v0mdhqφ
[解析] (1)PG、QG间场强大小相等,均为E,粒子在PG间所受电场力F的方向竖直向下,设粒子的加速度大小为a,有
E=2φd ①
F=qE=ma ②
设粒子第一次到达G时动能为Ek,由动能定理有
qEh=Ek-12mv02 ③
设粒子第一次到达G时所用的时间为t,粒子在水平方向的位移大小为l,则有
h=12at2 ④
l=v0t ⑤
联立①②③④⑤式解得
Ek=12mv02+2φdqh ⑥
l=v0mdhqφ ⑦
(2)若粒子穿过G一次就从电场的右侧飞出,则金属板的长度最短.由对称性知,此时金属板的长度L为
L=2l=2v0mdhqφ ⑧
24.I7,D2 [2019·全国卷Ⅲ] 空间存在一方向竖直向下的匀强电场,O、P是电场中的两点.从O点沿水平方向以不同速度先后发射两个质量均为m的小球A、B.A不带电,B的电荷量为q(q>0).A从O点发射时的速度大小为v0,到达P点所用时间为t;B从O点到达P点所用时间为t2.重力加速度为g,求
(1)电场强度的大小;
(2)B运动到P点时的动能.
24.(1)3mgq　(2)2m(v02+g2t2)
[解析] (1)设电场强度的大小为E,小球B运动的加速度为a.根据牛顿第二定律、运动学公式和题给条件,有
mg+qE=ma ①
12at22=12gt2 ②
解得E=3mgq ③
(2)设B从O点发射时的速度为v1,到达P点时的动能为Ek,O、P两点的高度差为h,根据动能定理有
Ek-12mv12=mgh+qEh ④
且有
v1t2=v0t ⑤
h=12gt2 ⑥
联立③④⑤⑥式得
Ek=2m(v02+g2t2) ⑦

模拟题
1.[2019·天津南开期末] 如图K46-1所示,E、F、G、H为矩形ABCD各边的中点,O为EG与HF的交点,AB边的长度为d.E、G两点各固定一等量正点电荷,另一电荷量为Q的负点电荷置于H点时,F点处的电场强度恰好为零.若将H点的负点电荷移到O点,则F点处场强为(静电力常量为k) (　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　

图K46-1
A.4kQd2,方向向右 B.4kQd2,方向向左
C.3kQd2,方向向右 D.3kQd2,方向向左
1.D　[解析] 当负点电荷在H点时,F点的电场强度恰好为零,故两个正点电荷在F点产生的电场强度与负点电荷在F点产生的电场强度等大反向,根据公式E=kQr2可得负点电荷在F点产生的电场强度大小为E=kQd2,方向水平向左,故两个正点电荷在F点产生的电场强度大小也为E=kQd2,方向水平向右;负点电荷移到O点时,在F点产生的电场强度大小为E1=k4Qd2,方向向左,所以F点的合场强为k4Qd2-kQd2=k3Qd2,方向水平向左,故D正确,A、B、C错误.
1.(多选)[2018·全国卷Ⅱ] 如图K48-1所示,同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中,电场方向与此平面平行,M为a、c连线的中点,N为b、d连线的中点.一电荷量为q(q>0)的粒子从a点移动到b点,其电势能减小W1;若该粒子从c点移动到d点,其电势能减小W2.下列说法正确的是 (　　)

图K48-1
A.此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行
B.若该粒子从M点移动到N点,则电场力做功一定为W1+W22
C.若c、d之间的距离为L,则该电场的场强大小一定为W2qL
D.若W1=W2,则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差
1.BD　[解析] 由题给条件无法确定场强方向,故选项A错误.W1=qUab,W2=qUcd,匀强电场中,M、N为中点,则有φM=φa+φc2,φN=φb+φd2,所以WMN=qUMN=W1+W22,故选项B正确.由于无法确定场强是否沿cd方向,故选项C错误.若W1=W2,即Uab=Ucd,则φa-φb=φc-φd,即φa-φc=φb-φd,由UaM=φa-φc2,UbN=φb-φd2,所以有UaM=UbN,故选项D正确.
6.[2019·西安名校联考] 如图K52-6所示,空间中存在场强大小为E=2.50×104 N/C、方向水平向右的匀强电场,匀强电场中有一半径为r=0.1 m的光滑绝缘圆轨道,圆心为O,轨道平面竖直且与电场方向平行.a、b为轨道直径的两端,该直径与电场方向平行,cd为竖直直径的两端.一电荷量为q=+4.0×10-5 C、质量m=0.1 kg的小球(可视为质点)沿轨道内侧从a点以某一初速度va向下运动,恰好能通过最高点c.重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)小球从a运动到b过程中电势能的变化量;
(2)小球在a点时对轨道的压力N;
(3)小球在轨道上运动过程中速度最大的位置.

图K52-6
6.(1)-0.2 J　(2)0　(3)见解析
[解析] (1)从a到b电势能变化量ΔEp=-Eq×2r=-0.2 J
(2)小球从a运动到c过程中,根据动能定理有Eqr-mgr=12mvc2-12mva2
小球恰好过c点,有mg=mvc2r
解得vc=va=1 m/s
在a点,有N+Eq=mva2r
解得N=0
(3)设重力与电场力的合力与水平方向的夹角为α,则tan α=mgEq=1
故速度最大的位置在d点右侧,该点和圆心连线与水平方向成45°角