2020高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第七章 靜電場(chǎng) 基礎(chǔ)課1 電場(chǎng)力的性質(zhì)練習(xí)（含解析）新人教版

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1、基礎(chǔ)課 1 電場(chǎng)力的性質(zhì) 一、選擇題 1．如圖所示為靜電力演示儀，兩金屬極板分別固定于絕緣支架上，且正對(duì)平行放置．工作時(shí)兩板分別接高壓直流電源的正負(fù)極，表面鍍鋁的乒乓球用絕緣細(xì)線懸掛在兩金屬極板中間，則(　　) A．乒乓球的左側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷 B．乒乓球受到擾動(dòng)后，會(huì)被吸在左極板上 C．乒乓球共受到電場(chǎng)力、重力和庫(kù)侖力三個(gè)力的作用 D．用絕緣棒將乒乓球撥到與右極板接觸，放開(kāi)后乒乓球會(huì)在兩極板間來(lái)回碰撞 解析：選D　乒乓球在兩極板中間時(shí)，其左側(cè)會(huì)感應(yīng)出正電荷，A錯(cuò)誤；電場(chǎng)力和庫(kù)侖力是同一個(gè)力的不同稱謂，C錯(cuò)誤；乒乓球與右極板接觸則帶正電，在電場(chǎng)力作用下向左運(yùn)動(dòng)與左極板相碰，碰后

2、帶上負(fù)電，又向右運(yùn)動(dòng)與右極板相碰，如此往復(fù)運(yùn)動(dòng)，D正確，B錯(cuò)誤． 2.兩點(diǎn)電荷Q1、Q2產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線如圖所示．根據(jù)電場(chǎng)線的分布情況，下列判斷正確的是(　　) A．Q1的電荷量小于Q2的電荷量 B．Q1的電荷量大于Q2的電荷量 C．Q1、Q2一定均為正電荷 D．Q1、Q2一定均為負(fù)電荷 解析：選A　由電場(chǎng)線的分布情況可知，Q1的電荷量小于Q2的電荷量，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)殡妶?chǎng)線沒(méi)有標(biāo)出方向，不能斷定電荷的正負(fù)，可能均為正電荷或負(fù)電荷，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤． 3.如圖所示，半徑相同的兩個(gè)金屬球A、B帶有相等的電荷量，相隔一定距離，兩球之間相互吸引力的大小是F.今讓第三個(gè)半徑相同

3、的不帶電的金屬小球先后與A、B兩球接觸后移開(kāi)．這時(shí)，A、B兩球之間的相互作用力的大小是(　　) A.　　　　　　　　　 B. C. D. 解析：選A　A、B兩球互相吸引，說(shuō)明它們必帶異種電荷，設(shè)它們帶的電荷量分別為＋q、－q.當(dāng)?shù)谌齻€(gè)不帶電的C球與A球接觸后，A、C兩球帶電荷量平分，每個(gè)球帶電荷量為q1＝＋，當(dāng)再把C球與B球接觸后，兩球的電荷先中和再平分，每球帶電荷量q2＝－.由庫(kù)侖定律F＝k知，當(dāng)移開(kāi)C球后，A、B兩球之間的相互作用力的大小變?yōu)镕′＝，A項(xiàng)正確． 4．下列選項(xiàng)中的各圓環(huán)大小相同，所帶電荷量已在圖中標(biāo)出，且電荷均勻分布，各圓環(huán)間彼此絕緣．坐標(biāo)原點(diǎn)O處電場(chǎng)強(qiáng)度最大的

4、是(　　) 解析：選B　將圓環(huán)分割成微元，根據(jù)對(duì)稱性和矢量疊加，D項(xiàng)O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，C項(xiàng)等效為第二象限內(nèi)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)；大小與A項(xiàng)的相等，B項(xiàng)正、負(fù)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向互相垂直，合場(chǎng)強(qiáng)是其中一個(gè)的 倍，也是A、C項(xiàng)場(chǎng)強(qiáng)的 倍，因此B項(xiàng)正確． 5．(多選)如圖所示為在同一電場(chǎng)中a、b、c、d四點(diǎn)分別引入檢驗(yàn)電荷時(shí)，測(cè)得的檢驗(yàn)電荷所受電場(chǎng)力跟它的電荷量的函數(shù)關(guān)系圖象，那么下列敘述正確的是(　　) A．這個(gè)電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng) B．a(chǎn)、b、c、d四點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系是Ed>Ea>Eb>Ec C．a(chǎn)、b、c、d四點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系是Ea>Ec>Eb>Ed D．a(chǎn)、b、d三

5、點(diǎn)的強(qiáng)場(chǎng)方向相同 解析：選CD　由場(chǎng)強(qiáng)的定義式E＝，并結(jié)合圖象的斜率可知電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，則Ea>Ec>Eb>Ed，此電場(chǎng)不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確；圖象斜率的正負(fù)表示電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，a、b、d三點(diǎn)相應(yīng)圖線的斜率為正，三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相同，選項(xiàng)D正確． 6.將兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球a、b用絕緣細(xì)線相連，豎直懸掛于O點(diǎn)，其中球a帶正電、電荷量為q，球b不帶電，現(xiàn)加一電場(chǎng)強(qiáng)度方向平行紙面的勻強(qiáng)電場(chǎng)(沒(méi)畫出)，使整個(gè)裝置處于平衡狀態(tài)，且繃緊的絕緣細(xì)線Oa與豎直方向的夾角為θ＝30°，如圖所示，則所加勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小可能為(　　) A. B. C. D. 解析：選B

6、　取小球a、b整體作為研究對(duì)象，則受重力2mg、懸線拉力FT和電場(chǎng)力F作用處于平衡，此三力滿足如圖所示的三角形關(guān)系，由圖知F的最小值為2mgsin30°＝mg，由F＝qE知A、C、D錯(cuò)，B對(duì)． 7．(多選)P、Q兩電荷的電場(chǎng)線分布如下圖所示，a、b、c、d為電場(chǎng)中的四點(diǎn)，c、d關(guān)于PQ連線的中垂線對(duì)稱．一個(gè)離子從a運(yùn)動(dòng)到b(不計(jì)重力)，軌跡如圖所示，則下列判斷正確的是(　　) A.P帶正電 B．c、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同 C．離子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到P的吸引力 D．離子從a到b，電場(chǎng)力做正功 解析：選AC　由電場(chǎng)線的方向可知P帶正電，Q帶負(fù)電，A正確；c、d兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相同，但方

7、向不同，B錯(cuò)誤；離子所受電場(chǎng)力的方向應(yīng)該指向曲線的凹側(cè)，故可以判斷出離子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到P電荷的吸引力，C正確；離子從a到b，電場(chǎng)力的方向和離子速度方向的夾角大于90°，電場(chǎng)力做負(fù)功，D錯(cuò)誤． 8．兩點(diǎn)電荷A、B帶電量QA>QB，在真空中相距r，現(xiàn)將檢驗(yàn)電荷C置于某一位置時(shí)，所受靜電力恰好為零，則(　　) A．A和B為異種電荷時(shí)，C在AB之間連線上靠近B一側(cè) B．A和B為異種電荷時(shí)，C在AB之間連線的延長(zhǎng)線上A外側(cè) C．A和B為同種電荷時(shí)，C在AB之間連線上靠近B一側(cè) D．A和B無(wú)論為同種還是異種電荷，C都不在AB連線以及延長(zhǎng)線上 解析：選C　若QA和QB為固定的異種電荷，只要放入

8、的電荷q受到的合力為0即可，則對(duì)C有k＝k，因?yàn)镼A>QB，所以rA>rB，而且保證兩個(gè)力的方向相反，所以應(yīng)將C置于AB連線的延長(zhǎng)線上，且靠近B；若QA和QB均為固定的同種電荷，則對(duì)C有k＝k，因?yàn)镼A>QB，所以rA>rB，而且保證兩個(gè)力的方向相反，所以應(yīng)將C置于AB線段上，且靠近B，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤． 9.(2018年全國(guó)卷Ⅰ)如圖，三個(gè)固定的帶電小球a、b和c，相互間的距離分別為ab＝5 cm，bc＝3 cm，ca＝4 cm.小球c所受庫(kù)侖力的合力的方向平行于a、b的連線．設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的絕對(duì)值為k，則(　　) A．a(chǎn)、b的電荷同號(hào)，k＝ B．a(chǎn)、b的電荷

9、異號(hào)，k＝ C．a(chǎn)、b的電荷同號(hào)，k＝ D．a(chǎn)、b的電荷異號(hào)，k＝ 解析：選D　若a、b的電荷同號(hào)，則c所受庫(kù)侖力的合力指向2或4區(qū)域；若a、b的電荷異號(hào)，則c所受庫(kù)侖力的合力指向1或3區(qū)域；故只有a、b的電荷異號(hào)，合力方向才能與a、b連線平行．設(shè)a帶正電荷，b、c帶負(fù)電荷，c受力如圖，tanβ＝tanα＝，＝tanβ，由庫(kù)侖定律得＝，聯(lián)立得k＝＝.故A、B、C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確． 10.(多選)用細(xì)繩拴一個(gè)質(zhì)量為m帶正電的小球B，另一帶正電小球A固定在絕緣豎直墻上，A、B兩球與地面的高度均為h，小球B在重力、拉力和庫(kù)侖力的作用下靜止不動(dòng)，如圖所示．現(xiàn)將細(xì)繩剪斷后(　　) A．

10、小球B在細(xì)繩剪斷瞬間開(kāi)始做平拋運(yùn)動(dòng) B．小球B在細(xì)繩剪斷瞬間加速度大于g C．小球B落地的時(shí)間小于 D．小球B落地的速度大于 解析：選BCD　將細(xì)繩剪斷瞬間，小球受到重力和庫(kù)侖力的共同作用，合力斜向右下方，因此剪斷瞬間開(kāi)始，小球B的初速度為零，不可能做平拋運(yùn)動(dòng)，小球的加速度大于g，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；小球在落地過(guò)程中，除受到重力外，還受到庫(kù)侖斥力，那么豎直方向的加速大于g，因此球落地的時(shí)間小于，落地的速度大于，故選項(xiàng)C、D正確． 二、非選擇題 11.(2017年北京卷)如圖所示，長(zhǎng)l＝1 m的輕質(zhì)細(xì)繩上端固定，下端連接一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球，小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，繩與

11、豎直方向的夾角θ＝37°.已知小球所帶電荷量q＝1.0×10－6 C，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E＝3.0×103 N/C，取重力加速度g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求： (1)小球所受電場(chǎng)力F的大?。? (2)小球的質(zhì)量m； (3)將電場(chǎng)撤去，小球回到最低點(diǎn)時(shí)速度v的大?。? 解析：(1)F＝qE＝3.0×10－3N. (2)由＝tan37° 解得m＝4.0×10－4kg. (3)由mgl(1－cos37°)＝mv2 解得v＝＝2.0 m/s. 答案：(1)3.0×10－3 N　(2)4.0×10－4 kg　(3)2.0 m/s 12.(2019屆山

12、西晉中名校聯(lián)考)如圖所示，長(zhǎng)L＝0.12 m的絕緣輕桿上端固定在O點(diǎn)，質(zhì)量m＝0.6 kg、電荷量q＝0.5 C的帶正電金屬小球套在絕緣輕桿上，空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.75.當(dāng)桿豎直固定放置時(shí)，小球恰好能勻速下滑，g取10 m/s2. (1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小； (2)改變輕桿與豎直方向的夾角，使球下滑過(guò)程中與桿之間的摩擦力為零，并將小球從O點(diǎn)由靜止釋放，求小球離開(kāi)桿時(shí)的速度大?。? 解析：(1)當(dāng)桿豎直固定放置時(shí)，F(xiàn)N＝Eq，mg＝Ff，F(xiàn)f＝μFN 解得E＝＝16 N/C. (2)小球與桿之間摩擦力為零，說(shuō)明小球與桿之間的彈 力為零，則有 Eqcosθ＝mgsinθ 所以tanθ＝＝，θ＝53° 設(shè)小球的加速度為a，則mgcos53°＋Eqsin53°＝ma 解得a＝ m/s2 由v2＝2aL，解得小球離開(kāi)桿時(shí)的速度大小為v＝2 m/s. 答案：(1)16 N/C　(2)2 m/s 7