高考物理(16)電場(chǎng)的力的性質(zhì)(含答案)

第頁(yè)選修3－1考點(diǎn)16電場(chǎng)的力的性質(zhì)兩年高考真題演練1．(·江蘇單科，2)靜電現(xiàn)象在自然界中普遍存在，我國(guó)早在西漢末年已有對(duì)靜電現(xiàn)象的記載，《春秋緯·考異郵》中有“玳瑁吸衣若”之說(shuō)，但下列不屬于靜電現(xiàn)象的是()A．梳過(guò)頭發(fā)的塑料梳子吸起紙屑B．帶電小球移至不帶電金屬球附近，兩者相互吸引C．小線圈接近通電線圈過(guò)程中，小線圈中產(chǎn)生電流D．從干燥的地毯上走過(guò)，手碰到金屬把手時(shí)有被電擊的感覺(jué)2．(·廣東理綜，21)(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()A．M的帶電量比N的大B．M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3．(·安徽理綜，20)已知均勻帶電的無(wú)窮大平面在真空中激發(fā)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為eq\f(σ,2ε0)，其中σ為平面上單位面積所帶的電荷量，ε0為常量。如圖所示的平行板電容器，極板正對(duì)面積為S，其間為真空，帶電量為Q。不計(jì)邊緣效應(yīng)時(shí)，極板可看作無(wú)窮大導(dǎo)體板，則極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和兩極板間相互的靜電引力大小分別為()A.eq\f(Q,ε0S)和eq\f(Q2,ε0S)B.eq\f(Q,2ε0S)和eq\f(Q2,ε0S)C.eq\f(Q,2ε0S)和eq\f(Q2,2ε0S)D.eq\f(Q,ε0S)和eq\f(Q2,2ε0S)4．(·山東理綜，18)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.eq\f(3kQ,4a2)，沿y軸正向B.eq\f(3kQ,4a2)，沿y軸負(fù)向C.eq\f(5kQ,4a2)，沿y軸正向D.eq\f(5kQ,4a2)，沿y軸負(fù)向5．(·浙江理綜，20)(多選)如圖所示，用兩根長(zhǎng)度相同的絕緣細(xì)線把一個(gè)質(zhì)量為0.1kg的小球A懸掛到水平板的M、N兩點(diǎn)，A上帶有Q＝3.0×10－6C的正電荷。兩線夾角為120°，兩線上的拉力大小分別為F1和F2。A的正下方0.3m處放有一帶等量異種電荷的小球B，B與絕緣支架的總質(zhì)量為0.2kg(重力加速度取g＝10m/s2；靜電力常量k＝9.0×109N·m2/C2，AA．支架對(duì)地面的壓力大小為2.0NB．兩線上的拉力大小F1＝F2＝1.9NC．將B水平右移，使M、A、B在同一直線上，此時(shí)兩線上的拉力大小F1＝1.225N，F(xiàn)2＝1.0ND．將B移到無(wú)窮遠(yuǎn)處，兩線上的拉力大小F1＝F2＝0.866N6．(·廣東理綜，20)(多選)如圖所示，光滑絕緣的水平桌面上，固定著一個(gè)帶電荷量為＋Q的小球P，帶電荷量分別為－q和＋2q的小球M和N，由絕緣細(xì)桿相連，靜止在桌面上，P與M相距L，P、M和N視為點(diǎn)電荷，下列說(shuō)法正確的是()A．M與N的距離大于LB．P、M和N在同一直線上C．在P產(chǎn)生的電場(chǎng)中，M、N處的電勢(shì)相同D．M、N及細(xì)桿組成的系統(tǒng)所受合外力為零7．(·浙江理綜，19)(多選)如圖所示，水平地面上固定一個(gè)光滑絕緣斜面，斜面與水平面的夾角為θ。一根輕質(zhì)絕緣細(xì)線的一端固定在斜面頂端，另一端系有一個(gè)帶電小球A，細(xì)線與斜面平行。小球A的質(zhì)量為m、電荷量為q。小球A的右側(cè)固定放置帶等量同種電荷的小球B，兩球心的高度相同、間距為d。靜電力常量為k，重力加速度為g，兩帶電小球可視為點(diǎn)電荷。小球A靜止在斜面上，則()A．小球A與B之間庫(kù)侖力的大小為eq\f(kq2,d2)B．當(dāng)eq\f(q,d)＝eq\r(\f(mgsinθ,k))時(shí)，細(xì)線上的拉力為0C．當(dāng)eq\f(q,d)＝eq\r(\f(mgtanθ,k))時(shí)，細(xì)線上的拉力為0D．當(dāng)eq\f(q,d)＝eq\r(\f(mg,ktanθ))時(shí)，斜面對(duì)小球A的支持力為0

考點(diǎn)16電場(chǎng)的力的性質(zhì)一年模擬試題精練1．(·山西省大同一中、同煤一中高三聯(lián)合考試)如圖所示，足夠大的光滑絕緣水平面上有三個(gè)帶電質(zhì)點(diǎn)，A和C圍繞B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，B恰能保持靜止，其中A、C和B的距離分別是L1和L2。不計(jì)三質(zhì)點(diǎn)間的萬(wàn)有引力，則A和C的比荷(電量與質(zhì)量之比)之比應(yīng)是()A．(eq\f(L1,L2))2B．(eq\f(L1,L2))3C．(eq\f(L2,L1))2D．(eq\f(L2,L1))32．(·吉林省吉林市質(zhì)量檢測(cè))如圖甲所示，Q1、Q2為兩個(gè)被固定的點(diǎn)電荷，其中Q1帶負(fù)電荷，a、b兩點(diǎn)在它們連線的延長(zhǎng)線上?，F(xiàn)有一帶負(fù)電荷的粒子以一定的初速度沿直線從a點(diǎn)開(kāi)始經(jīng)b點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)(粒子只受電場(chǎng)力作用)，粒子經(jīng)過(guò)a、b兩點(diǎn)時(shí)的速度分別為va、vb，其速度圖象如圖乙所示。以下說(shuō)法中正確的是()A．Q2一定帶負(fù)電B．Q2的電荷量一定大于Q1的電荷量C．b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定為零D．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，粒子的電勢(shì)能先減小后增大3．(·河南周口市調(diào)研)如圖所示，圖甲中MN為足夠大的不帶電接地薄金屬板，在金屬板的右側(cè)，距離為d的位置上放入一個(gè)電荷量為＋q的點(diǎn)電荷O，由于靜電感應(yīng)產(chǎn)生了如圖甲所示的電場(chǎng)分布。P是金屬板上的一點(diǎn)，P點(diǎn)與點(diǎn)電荷O之間的距離為r，幾位同學(xué)想求出P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小，但發(fā)現(xiàn)問(wèn)題很難。幾位同學(xué)經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究，從圖乙所示的電場(chǎng)得到了一些啟示，經(jīng)過(guò)查閱資料他們知道：圖甲所示的電場(chǎng)分布與圖乙中虛線右側(cè)的電場(chǎng)分布是一樣的。圖乙中兩異種點(diǎn)電荷所帶電荷量的大小均為q，它們之間的距離為2d，虛線是兩點(diǎn)電荷連線的中垂線。由此他們分別對(duì)P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向和大小作出以下判斷，其中正確的是()A．方向垂直于金屬板向左，大小為eq\f(2kqd,r3)B．方向沿P點(diǎn)和點(diǎn)電荷O的連線向左，大小為eq\f(2kq\r(r2－d2),r3)C．方向垂直于金屬板向左，大小為eq\f(2kq\r(r2－d2),r3)D．方向沿P點(diǎn)和點(diǎn)電荷O的連線向左，大小為eq\f(2kqd,r3)4．(·魯南六校聯(lián)考)(多選)如圖所示，無(wú)限大均勻帶正電薄板豎直放置，其周圍空間的電場(chǎng)可認(rèn)為是勻強(qiáng)電場(chǎng)。光滑絕緣細(xì)管垂直于板穿過(guò)中間小孔，一個(gè)視為質(zhì)點(diǎn)的帶負(fù)電小球在細(xì)管內(nèi)運(yùn)動(dòng)(細(xì)管絕緣且光滑)。以小孔為原點(diǎn)建立x軸，規(guī)定x軸正方向?yàn)榧铀俣萢、速度v的正方向，如圖分別表示x軸上各點(diǎn)的電勢(shì)φ，小球的加速度a、速度v和動(dòng)能Ek隨x的變化圖象，其中正確的是()5．(·日照三校聯(lián)考)如圖所示，一帶電荷量為＋q、質(zhì)量為m的小物塊處于一傾角為37°的光滑斜面上，當(dāng)整個(gè)裝置置于一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中時(shí)，小物塊恰好靜止。已知重力加速度為g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。(1)求水平向右勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大?。?2)若將電場(chǎng)強(qiáng)度減小為原來(lái)的eq\f(1,2)，求電場(chǎng)強(qiáng)度變化后物塊沿斜面下滑距離L時(shí)的動(dòng)能。

參考答案考點(diǎn)16電場(chǎng)的力的性質(zhì)兩年高考真題演練1．C[通電線圈周圍存在著磁場(chǎng)，當(dāng)小線圈接近通電線圈過(guò)程中，穿過(guò)小線圈的磁通量發(fā)生變化，小線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，不是靜電現(xiàn)象，故選項(xiàng)C正確。]2．BD[帶電球M、N在不計(jì)重力條件下平衡，說(shuō)明M、N兩球所受電場(chǎng)力的合力為零，即M、N所在點(diǎn)合場(chǎng)強(qiáng)為零，所以M球在N球處所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向向左，大小為E，故M球帶負(fù)電；同理，N球在M球處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向向右，大小為E，故N球帶正電，且兩球所帶電荷量相等。所以B、D正確。]3．D[由題意知，正極板所帶電荷激發(fā)的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E＝eq\f(σ,2ε0)＝eq\f(\f(Q,S),2ε0)＝eq\f(Q,2ε0S)，同理負(fù)極板所帶電荷激發(fā)的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E2＝eq\f(Q,2ε0S)，兩板間的場(chǎng)強(qiáng)E＝E1＋E2＝eq\f(Q,ε0S)，兩極板間的靜電引力大小F＝QE1＝eq\f(Q2,2ε0S)，故D正確。]4．B[因正電荷Q在O點(diǎn)時(shí)，G點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，則可知兩負(fù)電荷在G點(diǎn)形成的電場(chǎng)的合場(chǎng)強(qiáng)與正電荷Q在G點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)等大反向大小為E合＝keq\f(Q,a2)；若將正電荷移到G點(diǎn)，則正電荷在H點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為E1＝keq\f(Q,（2a）2)＝eq\f(kQ,4a2)，因兩負(fù)電荷在G點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與在H點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等大反向，則H點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為E＝E合－E1＝eq\f(3kQ,4a2)，方向沿y軸負(fù)向，故選B。]5．BC[小球A、B間的庫(kù)侖力為F庫(kù)＝keq\f(Q·Q,r2)＝9.0×109×eq\f(3.0×10－6×3.0×10－6,0.32)N＝0.9N，以B和絕緣支架整體為研究對(duì)象受力分析圖如圖甲所示，地面對(duì)支架支持力為FN＝mg－F庫(kù)＝1.1N，A錯(cuò)誤；以A球?yàn)檠芯繉?duì)象，受力分析圖如圖乙所示，F(xiàn)1＝F2＝mAg＋F庫(kù)＝1.9N，B正確；B水平向右移，當(dāng)M、A、B在同一直線上時(shí)，A、B間距為r′＝0.6m，F(xiàn)庫(kù)′＝keq\f(Q·Q,r′2)＝0.225N，以A球?yàn)檠芯繉?duì)象受力分析圖如圖丙所示，可知F2′＝1.0N，F(xiàn)1′－F庫(kù)′＝1.0N，F(xiàn)1′＝1.225N，所以C正確；將B移到無(wú)窮遠(yuǎn)，則F庫(kù)″＝0，可求得F1″＝F2″＝1N，D錯(cuò)誤。]6．BD[對(duì)小球M、N和桿組成的整體，由題意可知keq\f(Qq,L2)＝keq\f(Q·2q,（L＋x）2)，得x＜L，則A錯(cuò)；若P、M和N不在同一直線上則不能平衡，所以B正確；在＋Q的電場(chǎng)中φM＞φN，則C錯(cuò)誤；M、N及細(xì)桿靜止于光滑絕緣桌面上，所以系統(tǒng)所受合外力為零，D正確。]7．AC[根據(jù)庫(kù)侖定律得A、B間的庫(kù)侖力F庫(kù)＝keq\f(q2,d2)，則A項(xiàng)正確；當(dāng)細(xì)線上的拉力為0時(shí)滿足keq\f(q2,d2)＝mgtanθ，得到eq\f(q,d)＝eq\r(\f(mgtanθ,k))，則B錯(cuò)誤，C正確；斜面對(duì)小球A的支持力始終不為零，則D錯(cuò)誤。]一年模擬試題精練1．B[根據(jù)B恰能保持靜止可得：keq\f(qAqB,Leq\o\al(2,1))＝keq\f(qCqB,Leq\o\al(2,2))A做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)A受到的合力提供向心力得：keq\f(qAqB,Leq\o\al(2,1))－keq\f(qAqC,（L1＋L2）2)＝mAω2L1C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)有，有keq\f(qCqB,Leq\o\al(2,2))－keq\f(qAqC,（L1＋L2）2)＝mCω2L2聯(lián)立三式解得A和C的比荷應(yīng)是(eq\f(L1,L2))3]2．C3．A[查閱資料知道：圖所示的電場(chǎng)分布與等量異種電荷電場(chǎng)分布的一半是一樣的。根據(jù)P點(diǎn)的電場(chǎng)線方向可以得P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向是垂直于金屬板向左，P點(diǎn)與點(diǎn)電荷O之間的距離為r，根據(jù)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式E＝eq\f(kQ,r2)得，一個(gè)電荷＋q在P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為E1＝eq\f(kq,r2)，電場(chǎng)是由兩異號(hào)點(diǎn)電荷分別產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)疊加產(chǎn)生的，如圖所示，據(jù)幾何關(guān)系知cosθ＝eq\f(d,r)，所以P點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為E＝2E1cosθ＝eq\f(2kqd,r3)，故B、C、D錯(cuò)誤，A正確。]4．AB[在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)均勻降低，A項(xiàng)正確；帶負(fù)電小球受電場(chǎng)力與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中受電場(chǎng)力不變，故加速度不變，所以在x<0區(qū)域內(nèi)加速度方向?yàn)檎较?，在x>0區(qū)域內(nèi)加速度為負(fù)方向，B項(xiàng)正確；小球在原點(diǎn)的初速度為v0，經(jīng)過(guò)任意一段位移x后的速度為v，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，v2－veq\o\al(2,0)＝2ax，所以vx圖象不是直線，C項(xiàng)錯(cuò)；由動(dòng)能定理有：Eqx＝Ek－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,