（浙江选考）2020版高考物理一轮复习第15讲电场的力的性质夯基提能作业本.docx

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1、1第 15 讲 电场的力的性质A 组 基础题组1.(2018 浙江 11 月选考,3,3 分)用国际单位制的基本单位表示电场强度的单位,下列正确的是( )A.N/C B.V/mC.kgm/(Cs2) D.kgm/(As3)答案 D 根据公式 E=F/q,q=It 可知,电场强度单位是 = = 。NCkgm/s2AskgmAs32.(2017 浙江 11 月选考,6,3 分)电场线的形状可以用实验来模拟,把头发屑悬浮在蓖麻油里,加上电场,头发屑就按照电场的方向排列起来,如图所示。关于此实验,下列说法正确的是( )A.a 图是模拟两等量同种电荷的电场线B.b 图一定是模拟两等量正电荷的电场线C.a

2、 图中的 A、B 应接高压起电装置的两极D.b 图中的 A、B 应接高压起电装置的两极答案 C 由题图可知,a 图是模拟两等量异种电荷的电场线;b 图是模拟两等量同种电荷的电场线,但无法辨别两电荷是正电荷还是负电荷。因此答案为 C。3.在如图所示的四种电场中,分别标记有 a、b 两点。其中 a、b 两点电场强度大小相等、方向相反的是( )A.甲图中与点电荷等距的 a、b 两点B.乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的 a、b 两点2C.丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的 a、b 两点D.丁图中非匀强电场中的 a、b 两点答案 C 甲图中与点电荷等距的 a、b 两点,电场

3、强度大小相同,方向不相反,选项 A 错误;对乙图,根据电场线的疏密及对称性可判断,a、b 两点的电场强度大小相等、方向相同,选项 B 错误;丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的 a、b 两点,电场强度大小相同,方向相反,选项 C 正确;对丁图,根据电场线的疏密可判断,b 点的电场强度大于 a 点的电场强度,选项 D 错误。4.如图,真空中一条直线上有四点 A、B、C、D,AB=BC=CD,只在 A 点放一电荷量为+Q 的点电荷时,B 点电场强度为 E,若又将等量异号的点电荷放在 D 点,则( )A.B 点电场强度为 E,方向水平向右34B.B 点电场强度为 E,方向水平向左54C.

4、BC 线段的中点电场强度为零D.B、C 两点的电场强度相同答案 D 只在 A 点放正电荷时,B 点的场强 E=k ;又将等量异号的点电荷放在 D 点后,B 点场强 EB=k +Qr2 Qr2= = E,方向水平向右,故 A、B 错误;两电荷在 BC 线段的中点产生的场强方向均向右,则合场强不为kQ(2r)25kQ4r254零,故 C 错误;C 点场强 EC= + = = E,方向水平向右,与 B 点的电场强度相同,故 D 正确。kQ(2r)2kQr25kQ4r2545.绝缘细线的一端与一带正电的小球 M 相连接,另一端固定在天花板上,在小球 M 下面的一绝缘水平面上固定了另一个带电小球 N,在

5、下列情况下,小球 M 能处于静止状态的是( )答案 B 四种情况中,小球 M 均受到三个力的作用,竖直向下的重力、沿细线方向的弹力和电场力,其中竖直向下的重力和沿细线方向的弹力的合力方向向左,所以若要小球 M 处于静止状态,电场力必须具有向右的分量,显然只有选项 B 符合这种要求。6.如图所示,虚线 a、b、c 是电场中的三个等势面,相邻等势面间的电势差相等,实线为一个带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹,P、Q 是轨迹上的两点。下列说法中错误的是( )3A.三个等势面中,等势面 c 的电势最低B.带电质点一定是从 Q 点向 P 点运动C.带电质点通过 P 点时的加速度比通过 Q

6、点时大D.带电质点通过 P 点时的动能比通过 Q 点时小答案 B 作出电场线,根据轨迹弯曲的方向和负电荷可知,电场线向上,故等势面 c 电势最低,故 A 正确;根据已知条件无法判断粒子的运动方向,故 B 错误;等差等势面 P 处密,P 处电场强度大,电场力大,加速度大,C 正确;负电荷在电势高处电势能小,故 D 正确。7.某静电场中的电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受电场力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由 M运动到 N,以下说法错误的是( )A.粒子必定带正电荷B.粒子在 M 点的加速度大于它在 N 点的加速度C.粒子在 M 点的加速度小于它在 N 点的加速度D.粒子在 M 点的动能小于它

7、在 N 点的动能答案 B 根据粒子运动轨迹弯曲的情况,可以确定粒子受电场力的方向沿电场线切线方向,故此粒子带正电荷,选项 A 正确;由于电场线越密,场强越大,粒子受电场力就越大,根据牛顿第二定律可知其加速度也越大,故此粒子在 N 点加速度大,选项 B 错误,C 正确;粒子从 M 点到 N 点,电场力做正功,根据动能定理得此粒子在 N 点动能大,故选项 D 正确。8.如图所示,A、B 是一条电场线上的两点,若在某点释放一初速度为零的电子,电子仅受电场力作用下,从 A 点运动到 B 点,其速度随时间变化的规律如图所示。则( )A.电子在 A、B 两点受的电场力 FAFBB.A、B 两点的电场强度

8、EAEBC.场强方向为从 B 到 AD.电场线的方向为从 A 到 B4答案 C v-t 图像的斜率表示加速度,由图可知:电子做初速度为零的加速度增大的加速直线运动。加速度增大,说明电子所受电场力增大,即 FAEd D.EcEOEd答案 A 根据电场线越密场强越大,则由两个等量异号的点电荷电场线的分布情况(如图所示)可知,中垂线上中点 O 的场强最大,而且根据对称性可知,a、b 两处电场线疏密相同,场强大小相等,E a=EbEO。所以有 Ea=EbEc,EaEd,故选 A。76.真空中有两点电荷 q1、q 2分别位于直角三角形的顶点 C 和顶点 B 上,ABC=30,如图所示,已知 A 点电场强

9、度的方向垂直 AB 向下,则下列说法正确的是( )A.q1带正电,q 2带正电B.q1带负电,q 2带正电C.q1电荷量的绝对值等于 q2电荷量的绝对值的二倍D.q1电荷量的绝对值等于 q2电荷量的绝对值的一半答案 D A 点电场强度的方向垂直 AB 向下,E A为 A 点的合场强,将 EA分解到 AC 和 AB 方向如图所示,可知点电荷 q1的电场强度方向由 C 指向 A,则 q1带正电,点电荷 q2的电场强度方向由 A 指向 B,则 q2带负电,A、B 错误;设 AB=2L,则 AC=AB sin 30=L,从场强分解的图中可知 = sin 30,即 E1=2E2,又根据点电荷场强公式,E

10、2E1E1=k ,E2=k ,结合 E1=2E2,解得 q2=2q1,故 C 错误,D 正确q1L2 q2(2L)27.(多选)如图所示,ABCD 竖直放置的光滑绝缘细管道,其中 AB 部分是半径为 R 的 圆弧形管道,BCD 部分14是固定的水平管道,两部分管道恰好相切于 B。水平面内的 M、N、B 三点连线构成边长为 L 等边三角形,MN 连线过 C 点且垂直于 BCD。两个带等量异种电荷的点电荷分别固定在 M、N 两点,电荷量分别为+Q 和-Q。现把质量为 m、电荷量为+q 的小球(小球直径略小于管道内径,小球可视为点电荷),由管道的 A 处静止释放,已知静电力常量为 k,重力加速度为

11、g。则:( )A.小球运动到 B 处的电场力小于到 C 处时受到的电场力B.小球在 A 处的电势能小于在 C 处时的电势能8C.小球运动到圆弧最低点 B 处时对管道的压力大小为 3mgD.小球运动到圆弧最低点 B 处时对管道的压力大小为 9m2g2+(kqQL2)2答案 AD 设小球在圆弧形管道最低点 B 处分别受到+Q 和-Q 的库仑力分别为 F1和 F2。由库仑定律得:F1=F2=k ,小球在 B 处受到的电场力为合力 FB:FB=2F1 cos 30= k ,小球在 C 处时:F C=2k =8k ,所qQL2 3qQL2 qQ(L2)2 qQL2以小球在 B 处的电场力小于到 C 处时

12、受到的电场力,故 A 正确;因为 A、C 处于同一等势面,且电势为零,即小球在 A 处的电势能等于在 C 处时的电势能,故 B 错误;管道所在的竖直平面是+Q 和-Q 形成的合电场的一个等势面,小球在管道中运动时,小球受到的电场力和管道对它的弹力都不做功,只有重力对小球做功,小球的机械能守恒,由 mgR= m -0 解得 vC= ,设在 B 点管道对小球沿竖直方向的压力的分力为12v2C 2gRNBy,在竖直方向对小球应用牛顿第二定律得:N By-mg= ,vB=vC,以上联立解得:N By=3mg,设在 B 点管道对小mv2BR球在水平方向的压力的分力为 NBx,则 NBx=F=k ,圆弧形

13、管道最低点 B 处对小球的压力大小为 NB=qQL2= ,由牛顿第三定律可得小球对圆弧管道最低点 B 的压力大小为:N B=NB=N2Bx+N2By 9m2g2+(kqQL2)2,故 D 正确,C 错误。9m2g2+(kqQL2)28.如图所示,光滑绝缘的正方形水平桌面边长为 d=0.48 m,离地高度 h=1.25 m。桌面上存在一水平向左的匀强电场(除此之外其余位置均无电场),电场强度 E=1104 N/C。在水平桌面上某一位置 P 处有一质量 m=0.01 kg,电荷量 q=110-6 C 的带正电小球以初速度 v0=1 m/s 向右运动。空气阻力忽略不计,重力加速度 g=10 m/s2

14、。求:(1)小球在桌面上运动时加速度的大小和方向;(2)P 处距右端桌面多远时,小球从开始运动到最终落地的水平距离最大?并求出该最大水平距离。答案 (1)1.0 m/s 2 方向水平向左 (2) m m38 58解析 (1)对小球受力分析,受到重力、支持力和电场力,重力和支持力平衡,根据牛顿第二定律,有:a= =Fm= m/s2=1.0 m/s2,方向水平向左。qEm10-61040.01(2)设球到桌面右边的距离为 x1,球离开桌面后做平抛运动的水平距离为 x2,则:x 总 =x1+x2由:v 2- =2ax1;解得:v=v20 1-2x19设平抛运动的时间为 t,根据平抛运动的分位移公式,有:h= gt2,解得:t=0.5 s。12水平方向,有 x2=vt=0.5 ,故1-2x1x 总 =x1+0.5 1-2x1令:y= ;则:x 总 =1-2x11-y2+y2故 y= m,即:x 1= m 时,水平距离最大,最大值为12 38xmax= m。58