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1、2014年高考一輪復(fù)習(xí)章節(jié)訓(xùn)練之電場力的性質(zhì)
時間:45分鐘 滿分:100分
一、選擇題(8×8′=64′)
1.(2013·廣東東莞市調(diào)研)如下圖所示為兩個點電荷在真空中所產(chǎn)生電場的電場線(方向未標(biāo)出).圖中C點為兩點電荷連線的中點,MN為兩點電荷連線的中垂線,D為中垂線上的一點,電場線的分布關(guān)于MN左右對稱.則下列說法中正確的是( )
A.這兩點電荷一定是等量異種電荷
B.這兩點電荷一定是等量同種電荷
C. D、C兩點的電場強度一定相等
D. C點的電場強度比D點的電場強度小
解析:由電場線分布的特點可知,產(chǎn)生電場的電荷一定是等量異種電荷,A正確,B不正確;D、C兩
2、點電場線的疏密程度不同,D、C兩點的電場強度不同,C不正確;C點電場線較密,電場強度大,D不正確.
答案:A
2.M和N是兩個不帶電的物體,它們互相摩擦后M帶正電1.6×10-10C,下列判斷正確的有( )
A.在摩擦前M和N的內(nèi)部沒有任何電荷
B.摩擦的過程中電子從M轉(zhuǎn)移到N
C.N在摩擦后一定帶負(fù)電1.6×10-10 C
D.M在摩擦過程中失去1.6×10-10個電子
解析:M和N都不帶電,是指這兩個物體都呈電中性,沒有“凈電荷”(沒有中和完的電荷),也就是沒有得失電子.但內(nèi)部仍有相等數(shù)量的正電荷(質(zhì)子數(shù))和負(fù)電荷(電子數(shù)),所以選項A錯誤.M和N摩擦后M帶正電荷,說明M失
3、去電子,電子從M轉(zhuǎn)移到N,選項B正確.根據(jù)電荷守恒定律,M和N這個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)原來電荷的代數(shù)和為0,摩擦后電荷量仍應(yīng)為0,選項C正確.電子帶電荷量為1.6×10-19C,摩擦后M帶正電荷1.6×10-10C,由于M帶電荷量應(yīng)是電子電荷量的整數(shù)倍.所以M失去109個電子,選項D錯誤.
答案:BC
3.當(dāng)在電場中某點放入電荷量為q的正試探電荷時,測得該點的場強為E,若在同一點放入電荷量為q′=2q的負(fù)試探電荷時,測得該點的場強( )
A.大小為2E,方向與E相同
B.大小為2E,方向與E相反
C.大小為E,方向與E相同
D.大小為E,方向與E相反
解析:該點的場強是由電
4、場本身決定的,與是否有試探電荷、試探電荷量的大小及試探電荷的正負(fù)都沒有關(guān)系.
答案:C
4.如圖所示,三個點電荷q1、q2、q3固定在同一直線上,q2與q3的距離為q1與q2距離的2倍,每個電荷所受靜電力的合力均為零,由此可以判定,三個電荷的電荷量之比q1q2q3等于( )
A.(-9):4:(-36) B.9:4:36
C.(-3) :2:6 D.3:2:6
解析:由于三個點電荷所受靜電力合力為零,顯然三個點電荷均為同種電荷是不可能的,故B和D錯誤.若q1為負(fù)電荷,q2、q3為正電荷,則q1所受合力方向向右而不為零,故C錯誤 .因此,只有A符合要求,又由庫侖定律,
5、對q1有:k=k,所以q3=9q2,同理可得q3=4q1,q1=q2.
答案:A
5.如下圖所示,在真空中一條豎直向下的電場線上有a、b兩點.一帶電質(zhì)點在a處由靜止釋放后沿電場線向上運動,到達(dá)b點時速度恰好為零.則下面說法正確的是( )
A.該帶電質(zhì)點一定帶正電荷
B.該帶電質(zhì)點一定帶負(fù)電荷
C.a(chǎn)點的電場強度大于b點的電場強度
D.質(zhì)點在b點所受的合力一定為零
解析:帶電質(zhì)點由a點釋放后向上運動,可知合力方向向上,而質(zhì)點所受重力豎直向下,故電場力一定豎直向上,與電場線方向相反,可知該質(zhì)點一定帶負(fù)電,B項正確,A項錯;帶電質(zhì)點到b點時速度又減為零,可知向上運動過程中,合力先
6、向上再向下,即重力不變,電場力減小,可知a處電場強度大于b處電場強度,C項正確,D項錯.
答案:BC
6.用兩根等長的細(xì)線各懸一個小球,并掛于同一點,已知兩球質(zhì)量相等.當(dāng)它們帶上同種電荷時,相距L而平衡,如右圖所示.若使它們所帶電荷量都減少一半,待它們重新平衡后,兩球間距離( )
A.大于 B.等于
C.小于 D.等于L
解析:
設(shè)兩小球質(zhì)量為m,所帶電荷量為Q,根據(jù)庫侖定律可知,兩小球受到的庫侖力F=k,兩小球在重力mg、細(xì)線拉力FT和庫侖力F的作用下而平衡,如上圖所示.根據(jù)平衡關(guān)系,沿豎直方向有FTcosθ=mg;沿水平方向有F=FTsinθ;解得F=mgta
7、nθ.當(dāng)電荷量減小一半時,F(xiàn)′=k=mgtanθ′,比較可知兩球之間的距離L′大于,故選項A正確.
答案:A
7.如圖所示,在勻強電場中,一個帶正電的物體沿水平方向的絕緣天棚平面做勻速直線運動.從某時刻(設(shè)為t=0)起,電場強度從E0均勻增大.若物體與天棚平面間的動摩擦因數(shù)為μ,電場線與水平方向的夾角為θ,物體所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,且電場空間和天棚平面均足夠大,下列判斷正確的是( )
A.在t=0之前,物體可能向左勻速直線運動,也可能向右勻速直線運動
B.在t=0之前,物體受到的摩擦力大小可能為零
C.在t=0之后,物體做減速運動,最后要掉下來
D.在t=0之后,
8、物體做減速運動,且加速度越來越大,直到停止
解析:在t=0時刻之前,物體做勻速直線運動,所受合力一定為0,物體所受的滑動摩擦力只能向左且不為0,因此物體只能向右勻速直線運動,A、B錯;在t=0時刻之后,根據(jù)牛頓第二定律Eqcosθ-μ(Eqsinθ-mg)=ma,知電場強度增大,滑動摩擦力增大,合力向左,加速度增大,物體做減速運動,最后靜止,C錯D對.本題中等難度.
答案:D
8.(2013·四川眉山市高三月考)如下圖所示,電荷均勻分布在半球面上,在這半球的中心O處電場強度等于E0.兩個平面通過同一條直徑,夾角為α(α<),從半球中分出這一部分球面,則剩余部分球面上(在“大瓣”上)的電荷
9、(電荷分布不變)在O處的電場強度( )
A.E=E0sincos B.E=E0sinαcosα
C.E=E0sin D.E=E0cos
解析:設(shè)半球帶正電,由電場的對稱性知,半球上全部電荷在O點的場強E0的方向應(yīng)豎直向下.小瓣上電荷在O點場強E1與水平方向的夾角應(yīng)為,斜向右下,則大瓣上電荷在O點的場強為E,應(yīng)與E1垂直,斜向左下,如上圖所示且E1與E的合矢量為E0,所以E=E0cos,選項D正確.
答案:D
二、計算題(3×12′=36′)
9.如圖1所示,勻強電場場強為E,與豎直方向成α角.一個帶負(fù)電荷的小球,電荷量為q,質(zhì)量為m,用細(xì)線系在豎直墻面上,恰好靜止
10、在水平位置,求場強的大小.
解析:小球受力情況如圖2所示,設(shè)場強大小為E,根據(jù)共點力平衡條件得qEcosα=mg,所以E=.
答案:E=
10.如下圖所示,正電荷Q放在一勻強電場中,在以Q為圓心,半徑為r的圓周上有a、b、c三點,將檢驗電荷q放在a點,它受到的電場力正好為零,則勻強電場的大小和方向如何?b、c兩點的場強大小和方向如何?
解析:勻強電場E=,方向向右;在b點兩個電場方向相同,合成Eb=2;在c點兩個電場方向互為90°夾角,合成Ec=.方向與E的方向成45°角.
答案:見解析
11.豎直放置的兩塊足夠長的平行金屬板間有
11、勻強電場,其電場強度為E,在該勻強電場中,用絲線懸掛質(zhì)量為m的帶電小球,絲線跟豎直方向成θ角時,小球恰好平衡,如下圖所示.求:
(1)小球帶電量是多少?
(2)若剪斷絲線,小球碰到金屬板需多長時間?
解析:(1)由于小球處于平衡狀態(tài),對小球受力分析如圖所示,F(xiàn)sinθ=qE ①,F(xiàn)cosθ=mg②.由①/②得tanθ=qE/mg,q=mgtanθ/E.
(2)由第(1)問中的方程②知F=mg/cosθ,而剪斷絲線后小球所受的電場力和重力的合力與未剪斷絲線時絲線的拉力大小相等,故剪斷絲線后小球所受重力、電場力的合力等于mg/cosθ,小球的加速度a=g/cosθ,小球由靜止開始沿著絲線拉力的反方向做勻加速直線運動,當(dāng)碰到金屬板時,它經(jīng)過的位移為x=b/sinθ,
又由x=at2得t===.
答案:(1)q= (2)t=