第2~3節(jié)綜合拔高練

第2~3節(jié)綜合拔高練五年選考練考點(diǎn)1庫(kù)侖定律的應(yīng)用1.(2015安徽理綜,15,6分,)由庫(kù)侖定律可知,真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷,帶電量分別為q1和q2,其間距離為r時(shí),它們之間相互作用力的大小為F=kq1q2r2,式中k為靜電力常量。若用國(guó)際單位制的基本單位表示,k·A2·m3 ·A-2·m3·s-4·m2·C-2 ·m2·A-2考點(diǎn)2靜電感應(yīng)2.(2015浙江理綜,16,6分,)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.乒乓球共受到靜電力、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)回碰撞考點(diǎn)3電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加3.(2018課標(biāo)Ⅰ,16,6分,)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=5cm,bc=3cm,ca=4cm。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(深度解析)、b的電荷同號(hào),k=16、b的電荷異號(hào),k=16、b的電荷同號(hào),k=64、b的電荷異號(hào),k=64考點(diǎn)4靜電力作用下的平衡問(wèn)題4.(2019課標(biāo)Ⅰ,15,6分,)如圖,空間存在一方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),兩個(gè)帶電小球P和Q用相同的絕緣細(xì)繩懸掛在水平天花板下,兩細(xì)繩都恰好與天花板垂直,則()和Q都帶正電荷和Q都帶負(fù)電荷帶正電荷,Q帶負(fù)電荷帶負(fù)電荷,Q帶正電荷5.(2017北京理綜,22,16分,)如圖所示,長(zhǎng)l=1m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,繩與豎直方向的夾角θ=37°。已知小球所帶電荷量q=1.0×10-6C,勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E=3.0×103N/C,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos。求:(1)小球所受靜電力F的大小。(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的大小?？键c(diǎn)5勻強(qiáng)電場(chǎng)中粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡6.(2015廣東理綜,21,6分,)(多選)如圖所示的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中,將兩個(gè)帶電小球M和N分別沿圖示路徑移動(dòng)到同一水平線上的不同位置,釋放后,M、N保持靜止,不計(jì)重力,則()的帶電量比N的大帶負(fù)電荷,N帶正電荷C.靜止時(shí)M受到的合力比N的大D.移動(dòng)過(guò)程中勻強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)M做負(fù)功三年模擬練應(yīng)用實(shí)踐1.(2020四川綿陽(yáng)南山中學(xué)高二上月考,)如圖,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的小球A懸掛在絕緣細(xì)線上,當(dāng)小球靜止時(shí),細(xì)線與豎直方向成30°角。則該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值為()A.mg2q B.3mg3q 2.(2020吉林白城一中高二上期中,)直角坐標(biāo)系xOy中,M、N兩點(diǎn)位于x軸上,G、H兩點(diǎn)坐標(biāo)如圖。M、N兩點(diǎn)各固定一負(fù)點(diǎn)電荷,一電荷量為Q的正點(diǎn)電荷置于O點(diǎn)時(shí),G點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度恰好為零。靜電力常量用k表示。若將該正點(diǎn)電荷移到G點(diǎn),則H點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向分別為()A.3kQ4a2B.3kQ4a2C.5kQ4a2D.5kQ4a23.(2020浙江嘉興高三上選考模擬,)用一條絕緣輕繩懸掛一個(gè)帶正電的小球,小球質(zhì)量為1.0×10-2kg,所帶電荷量為7.5×10-8C,現(xiàn)加一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),平衡時(shí)絕緣輕繩與豎直方向成37°角,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2,則()A.輕繩受到的拉力大小為NB.電場(chǎng)強(qiáng)度大小為1.0×107N/CC.改變場(chǎng)強(qiáng)方向,仍使小球靜止在原位置,則電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值為8.0×105N/CD.剪斷輕繩,帶電小球?qū)⒆鲱惼綊佭\(yùn)動(dòng)遷移創(chuàng)新4.(2020福建六校聯(lián)考改編,)如圖所示,在空間中的A、B兩點(diǎn)固定著一對(duì)等量正點(diǎn)電荷,有一帶電粒子在它們產(chǎn)生的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),設(shè)帶電粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受到靜電力的作用,帶電粒子在電場(chǎng)中所做的運(yùn)動(dòng)可能是()A.勻變速直線運(yùn)動(dòng) B.勻速圓周運(yùn)動(dòng)C.類平拋運(yùn)動(dòng) D.往復(fù)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)有某同學(xué)分析如下:帶電粒子在該電場(chǎng)中不可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)與類平拋運(yùn)動(dòng),因?yàn)閹щ娏Ｗ釉谠撾妶?chǎng)中不可能受到恒定的外力作用,所以A、C是錯(cuò)誤的,也不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng),因?yàn)樽鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力始終指向圓心充當(dāng)向心力,圖示中兩點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的電場(chǎng)不可能提供這樣的向心力,所以B也是錯(cuò)誤的。唯有D正確,理由是帶電粒子可以在A、B連線中點(diǎn)O兩側(cè)對(duì)稱位置之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。你認(rèn)為該同學(xué)的全部分析過(guò)程是否有錯(cuò)?若沒(méi)有錯(cuò),請(qǐng)說(shuō)明正確答案“D”成立的條件;若有錯(cuò),請(qǐng)指出錯(cuò)誤并說(shuō)明理由。

答案全解全析第2~3節(jié)綜合拔高練五年選考練1.B由庫(kù)侖定律知k=Fr2q1q2,式中都取國(guó)際單位時(shí)k的單位為N·m2C2,由I=qt知,1C2=1A2·s2,又因1N=1kg·ms2,整理可得k的單位應(yīng)為kg·m2.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;靜電力和庫(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,在靜電力作用下向左運(yùn)動(dòng)與左極板相碰,碰后帶上負(fù)電,又向右運(yùn)動(dòng)與右極板相碰,如此往復(fù)運(yùn)動(dòng),所以D正確,B錯(cuò)誤。3.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=34,FbFa=tanβ,由庫(kù)侖定律得FbFa=rac2·|Qb|r一題多解電場(chǎng)強(qiáng)度疊加法球c所受的庫(kù)侖力的合力方向平行于a、b連線,表明球c處的合電場(chǎng)強(qiáng)度方向平行于a、b連線。若a、b的電荷同號(hào),球c處的合電場(chǎng)強(qiáng)度指向2或4區(qū)域;若a、b的電荷異號(hào),球c處的合電場(chǎng)強(qiáng)度指向1或3區(qū)域;故a、b的電荷必須異號(hào)。設(shè)a、c帶正電荷,b帶負(fù)電荷,球c處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向如圖,tanβ=tanα=34,由電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理得,tanβ=EbEa,結(jié)合點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式得EaEb=rbc2·|Qa|r4.D兩細(xì)繩都恰好與天花板垂直說(shuō)明兩小球水平方向都處于平衡狀態(tài)。設(shè)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為E,P所帶電荷量大小為q,Q所帶電荷量大小為q'。若P帶負(fù)電,對(duì)P分析如圖甲所示,此時(shí)Q應(yīng)帶正電,對(duì)Q分析如圖乙所示,兩細(xì)繩可與天花板垂直,符合題意;同理分析若P帶正電,不符合題意。故選D。甲乙5.答案(1)3.0×10-3N(2)4.0×10-4kgm/s解析(1)F=qE=3.0×10-3N(2)由qEmg=tan37°,得m=4.0×10-4(3)由mgl(1-cos37°)=12mv2,v=2gl(6.BD不考慮重力,取整體為研究對(duì)象,外力只有勻強(qiáng)電場(chǎng)的靜電力,由平衡條件可知M、N所受靜電力必等大反向,故M、N必帶有等量異種電荷,A錯(cuò)誤;隔離出M,因N對(duì)其靜電引力向右,則電場(chǎng)對(duì)其靜電力必向左,即與場(chǎng)強(qiáng)方向相反,故M帶負(fù)電,則N帶正電,B正確;靜止時(shí),M、N所受合力都為0,C錯(cuò)誤;因勻強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)M的靜電力方向與M移動(dòng)方向成鈍角,故D正確。三年模擬練1.A小球受到三個(gè)力的作用:重力mg、靜電力F和細(xì)線的拉力T,根據(jù)平衡條件得知:F和T的合力與重力mg大小相等、方向相反,作出靜電力在三種不同方向下力的合成圖如圖,可以看出,當(dāng)靜電力F與細(xì)線的拉力T垂直時(shí),靜電力最小,此時(shí)靜電力的方向與豎直方向的夾角為60°,則電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與豎直方向的夾角為60°。由圖求出靜電力的最小值為Fmin=mgsin30°,又Fmin=qE,得E=mg2q,選項(xiàng)A正確,B、C、2.BM、N兩處的負(fù)點(diǎn)電荷在G處產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)E1與O點(diǎn)處正點(diǎn)電荷在G處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)等大反向,所以E1=kQa2,方向沿y軸正向;因?yàn)镠與G關(guān)于x軸對(duì)稱,所以M、N兩處的負(fù)點(diǎn)電荷在H處產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)E2=E1=kQa2,方向沿y軸負(fù)向。當(dāng)正點(diǎn)電荷放在G點(diǎn)時(shí),它在H點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)E3=kQ(2a)2,方向沿y軸正向,則H處的合場(chǎng)強(qiáng)為EH=kQa3.C以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,進(jìn)行受力分析,小球受重力、繩子拉力和靜電力,如圖所示,根據(jù)平衡條件,輕繩受到的拉力為T=mgcos37°=1.0×10-2×100.8N=1.25×10-1N,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)平衡條件有mgtan37°=qE,得:E=mgtan37°q=1.0×106N/C,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向斜向上垂直于輕繩時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度最小,此時(shí)有mgsin3