貴州省2022屆高三物理復(fù)習(xí)測(cè)試31電場(chǎng)力的性質(zhì)的描述

2022版高三物理一輪復(fù)習(xí)電場(chǎng)力的性質(zhì)的描述1.如圖所示帶正電的金屬圓環(huán)豎直放置,其中心處有一電子,若電子某一時(shí)刻以初速度v0從圓環(huán)中心處水平向右運(yùn)動(dòng),則此后電子將()A.做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.做勻減速直線運(yùn)動(dòng)C.以圓心為平衡位置振動(dòng)D.以上選項(xiàng)均不對(duì)解析:將圓環(huán)分成無數(shù)個(gè)正點(diǎn)電荷,再用點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式和場(chǎng)強(qiáng)疊加原理求出v0方向所在直線上的場(chǎng)強(qiáng)分布即可.由場(chǎng)強(qiáng)疊加原理易知,把帶電圓環(huán)視作由無數(shù)個(gè)點(diǎn)電荷組成,則圓環(huán)中心處的場(chǎng)強(qiáng)為0,v0所在直線的無窮遠(yuǎn)處場(chǎng)強(qiáng)也為0,故沿v0方向從圓心到無窮遠(yuǎn)處的直線上必有一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大.從O點(diǎn)沿v0方向向右的直線上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向處處向右.再由對(duì)稱性知,沿v0方向所在直線上的O點(diǎn)左方也必有一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大,無窮遠(yuǎn)處場(chǎng)強(qiáng)為零,方向處處向左.故電子在帶電圓環(huán)所施加的電場(chǎng)力作用下將向右減速至零,再向左運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)處時(shí),速度大小仍為v0,并向左繼續(xù)運(yùn)動(dòng)至速度也為零(這點(diǎn)與O點(diǎn)右方的速度為零處關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱),然后往復(fù)運(yùn)動(dòng).在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,F電是個(gè)變力,故加速度也是變化的.答案:C2.如圖所示,兩個(gè)完全相同的絕緣金屬殼a?b的半徑為R,質(zhì)量為m,兩球心之間的距離為l=3R.若使它們帶上等量的異種電荷,電荷量為q,那么兩球之間的萬有引力F引,庫侖力F庫分別為()解析:萬有引力定律適用于兩個(gè)可看成質(zhì)點(diǎn)的物體,而均勻的球體可將其質(zhì)量集中在球心考慮;庫侖定律適用于點(diǎn)電荷,兩球殼帶等量異種電荷,但由于電荷間的相互作用力使其電荷集中在兩球殼的內(nèi)側(cè),它們之間距離小于l,故此時(shí)的庫侖力大于電荷集中在球心時(shí)的庫侖力.答案:D3.帶負(fù)電的粒子在某電場(chǎng)中僅受電場(chǎng)力作用,能分別完成以下兩種運(yùn)動(dòng):①在電場(chǎng)線上運(yùn)動(dòng),②在等勢(shì)面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng).該電場(chǎng)可能由()A.一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷形成B.一個(gè)帶負(fù)電的點(diǎn)電荷形成C.兩個(gè)分立的帶等量負(fù)電的點(diǎn)電荷形成D.一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷與帶正電的無限大平板形成解析:負(fù)電荷在電場(chǎng)線上運(yùn)動(dòng),說明電場(chǎng)線是直線;負(fù)電荷在等勢(shì)面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),說明等勢(shì)線是圓形曲線,能滿足以上兩種情況的場(chǎng)源電荷可以是一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷,不可能是帶負(fù)電的點(diǎn)電荷,所以A正確?B錯(cuò)誤.兩個(gè)分立的帶等量正電的點(diǎn)電荷可以滿足以上條件,而兩個(gè)分立的帶等量負(fù)電的點(diǎn)電荷不能使負(fù)電荷完成題中運(yùn)動(dòng),所以C錯(cuò)誤.D中情況的等勢(shì)線不能使負(fù)電荷做勻速圓周運(yùn)動(dòng),D錯(cuò)誤.答案:A4.圖中的實(shí)線表示電場(chǎng)線,虛線表示只受電場(chǎng)力作用的帶正電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,粒子先經(jīng)過M點(diǎn),再經(jīng)過N點(diǎn),可以判定()點(diǎn)的電勢(shì)大于N點(diǎn)的電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)小于N點(diǎn)的電勢(shì)C.粒子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大于在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力D.粒子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力小于在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力解析:順著電場(chǎng)線,電勢(shì)降低,所以φM>φN,即A正確,B錯(cuò)誤.N點(diǎn)電場(chǎng)線密,電場(chǎng)強(qiáng),電場(chǎng)力大,M點(diǎn)電場(chǎng)線疏,電場(chǎng)弱,電場(chǎng)力小,所以C錯(cuò)誤,D正確.答案:AD5.一負(fù)電荷從電場(chǎng)中A點(diǎn)由靜止釋放,只受電場(chǎng)力作用,沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),它運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示,則A?B兩點(diǎn)所在區(qū)域的電場(chǎng)線分布情況可能是()解析:由v-t圖象可知,粒子做加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng),再由電場(chǎng)線分布特點(diǎn)可知C選項(xiàng)正確.答案:C6.如圖所示,把一個(gè)帶電小球A固定在光滑的水平絕緣桌面上,在桌面的另一處放置帶電小球B.現(xiàn)給小球B一個(gè)垂直AB連線方向的速度v0,使其在水平桌面上運(yùn)動(dòng),則()A.若A?B為同種電荷,B球一定做速度變大的曲線運(yùn)動(dòng)B.若A?B為同種電荷,B球一定做加速度變大的曲線運(yùn)動(dòng)C.若A?B為異種電荷,B球可能做加速度?速度都變小的曲線運(yùn)動(dòng)D.若A?B為異種電荷,B球速度的大小和加速度的大小可能都不變解析:若A?B為同種電荷,則A?B間為斥力,B球?qū)⒆鲱惼綊佭\(yùn)動(dòng),A?B間距離變大,斥力變小,則B球一定做加速度變小?速度變大的曲線運(yùn)動(dòng),A正確,B錯(cuò)誤.若A?B為異種電荷,如果A?B間的引力恰好提供向心力,則B球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),所以B球速度的大小和加速度的大小可能都不變,D正確;如果A?B間的引力小于向心力,則B球可能做加速度?速度都變小的離心運(yùn)動(dòng),C正確.答案:ACD7.豎直平面內(nèi),一帶正電的小球,系于長為L的不可伸長的輕線一端,線的另一端固定為O點(diǎn),它們處在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)的方向水平向右,場(chǎng)強(qiáng)的大小為E.已知電場(chǎng)對(duì)小球的作用力的大小等于小球的重力.現(xiàn)先把小球拉到圖中的P1處,使輕線伸直,并與場(chǎng)強(qiáng)方向平行,然后由靜止釋放小球.已知小球在經(jīng)過最低點(diǎn)的瞬間,因受線的拉力作用,其豎直方向上的速度突變?yōu)榱?水平方向分量沒有變化,則小球到達(dá)與P1點(diǎn)等高的P2時(shí)線上張力T為()解析:小球由靜止釋放后,先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)線被拉直,在這個(gè)過程中,根據(jù)動(dòng)能定理:mgL+EqL=.線拉直瞬間,小球的速度發(fā)生改變,V2=V1cos45°,線拉緊后小球做圓周運(yùn)動(dòng),從最低點(diǎn)到P2的過程中,由動(dòng)能定理得:-mgL+EqL=,因Eq=mg,設(shè)P2點(diǎn)線的拉力為F,由牛頓第二定律得:F-Eq=m,則可知C選項(xiàng)正確.答案:C]8.如圖,M?N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點(diǎn),O點(diǎn)為半圓弧的圓心,∠MOP=60°,電荷量相等?符號(hào)相反的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別置于M?N兩點(diǎn),這時(shí)O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E1;若將N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn),則O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小變?yōu)榕cE2之比為()21解析:本題考查電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加問題.設(shè)圓的半徑為R,電荷的電量為Q,則E1=2,當(dāng)將N點(diǎn)處的電荷移至P點(diǎn),則兩電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的方向成120°的夾角,利用平行四邊形法則合成有:E2=,所以E1E2=21.所以答案為B.答案:B9.如圖所示,質(zhì)量均為m的兩個(gè)帶電小球A和B放置在光滑的絕緣水平面上,彼此相距為l,A球帶電荷量+Q,B球帶電荷量-Q,若用一水平力拉動(dòng)其中一個(gè)球,且要使另一個(gè)球與前面的球始終保持l的間距運(yùn)動(dòng),則拉力F的大小為.解析:如拉力F作用于B上水平向右,使系統(tǒng)做勻加速運(yùn)動(dòng),對(duì)A有=ma,對(duì)系統(tǒng)F=2ma,則F=2m·答案:10.一粒子質(zhì)量為m,帶電荷量為+q,以初速度v與水平方向成45°角射向勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域,粒子恰做直線運(yùn)動(dòng).求勻強(qiáng)電場(chǎng)的最小場(chǎng)強(qiáng)的大小,并說明方向.解析:粒子受力如圖所示,設(shè)電場(chǎng)力qE與垂直于速度方向之間的夾角為α,由粒子做直線運(yùn)動(dòng),沿垂直于速度方向合外力為零得qEcosα=mgcos45°E=當(dāng)α=0時(shí),E有最小值,Emin=方向?yàn)榇怪庇谒俣确较蛐毕蛏?答案:Emin=,方向垂直于速度方向斜向上.11.如圖所示,有兩個(gè)帶有等量同種電荷的小球A和B,質(zhì)量都是m,分別懸于長度為l的懸線一端.現(xiàn)使B球固定不動(dòng),并使OB在豎直方向上,A可以在豎直平面里自由擺動(dòng),由于靜電斥力的作用,A球偏離B球的距離為x.如果其他條件不變,A球的質(zhì)量要增大到原來質(zhì)量的幾倍,才會(huì)使A,B兩球的距離縮短為?解析:A球受三個(gè)力作用mg?T?F電,且三力平衡.,答案:8倍12.如圖所示,一根長L=1.5m的光滑絕緣細(xì)直桿MN,堅(jiān)直固定的場(chǎng)強(qiáng)為E=×105N/C?與水平方向成θ=30°角的傾斜向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中.桿的下端M固定一個(gè)帶電小球A,電荷量Q=+×10-6C;另一帶電小球B穿在桿上可自由滑動(dòng),電荷量q=+×10-6C,質(zhì)量m=×10-2kg.現(xiàn)將小球B從桿的上端N靜止釋放,小球B開始運(yùn)動(dòng).(靜電力常量k=×109N·m2/C2,取g=10m(1)小球B開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為