（新教材）2021-2022學(xué)年高一物理下學(xué)期暑假鞏固練習(xí)6 靜電場(chǎng)及其應(yīng)用

1、 6 靜電場(chǎng)及其應(yīng)用一、選擇題：第15題為單選題，第69題為多選題。1關(guān)于元電荷，下列說法正確的是（）A元電荷是最小的電荷，它帶正電B元電荷就是電子的電量C元電荷的數(shù)值最早是由美國科學(xué)家密立根測(cè)出的D元電荷是最小的電荷，它帶負(fù)電2如圖所示，探究電荷間相互作用力的示意圖，圖中金屬球A帶電，置于絕緣支架上，帶電小球B懸于絕緣絲線的下端，質(zhì)量為m。當(dāng)懸在P1點(diǎn)，B球靜止時(shí)，兩帶電小球剛好在同一高度，此時(shí)絕緣絲線與豎直方向的夾角為，重力加速度為g，則（）AA、B間的庫侖力為BA、B間的庫侖力為C將懸點(diǎn)移到P2，平衡時(shí)B低于AD將懸點(diǎn)移到P2，平衡時(shí)A、B仍在同一高度3如圖所示是電場(chǎng)中某一條電場(chǎng)線，某一

2、電子先后放在A、B點(diǎn)時(shí)，受到的電場(chǎng)力分別為F1、F2，具有的電勢(shì)能分別為Ep1、Ep2，下列說法正確的是（）AF1一定大于F2B電子在A、B兩點(diǎn)受力方向相同CEp1一定小于Ep2DA點(diǎn)電勢(shì)一定大于B點(diǎn)電勢(shì)4兩個(gè)帶等量正電荷的點(diǎn)電荷，固定在圖中P、Q兩點(diǎn)，MN為PQ連線的中垂線且交PQ于點(diǎn)，A點(diǎn)為上的一點(diǎn)，一帶負(fù)電的試探電荷q在靜電力作用下運(yùn)動(dòng)，則（）A若q從A點(diǎn)由靜止釋放，由A點(diǎn)向點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，加速度大小一定先增大再減小B若q從A點(diǎn)由靜止釋放，其將以點(diǎn)為對(duì)稱中心做往復(fù)運(yùn)動(dòng)Cq由A點(diǎn)向點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力逐漸減小，動(dòng)能逐漸增大D若在A點(diǎn)給q一個(gè)合適的初速度，它可以做類平拋運(yùn)動(dòng)5如圖所示，O為正三角

3、形的中心。在A、B兩點(diǎn)各放置一個(gè)點(diǎn)電荷，在C點(diǎn)處產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)方向剛好沿CO方向，則兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)處產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)大小是在C點(diǎn)處產(chǎn)生合場(chǎng)強(qiáng)大小的（）A倍B2倍C3倍D倍6如圖所示，金屬板帶電荷量為Q，質(zhì)量為m的金屬小球帶電荷量為q，當(dāng)小球靜止后，懸掛小球的絕緣細(xì)線與豎直方向間的夾角為，小球與金屬板中心O恰好在同一條水平線上，且距離為L(zhǎng)(重力加速度為g，靜電力常量為k)。下列說法正確的是()AQ在小球處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為E1eq f(kQ,L2)BQ在小球處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為E1eq f(mgtan ,q)Cq在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為E2eq f(kq,L2)Dq在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為E2eq f(mgtan ,Q)7如

4、圖所示，兩個(gè)固定的點(diǎn)電荷A、B，其中A所帶電荷量為，B所帶電荷量為，AB間的距離為l，將一個(gè)試探電荷放在C點(diǎn)時(shí)，試探電荷所受電場(chǎng)力為0，規(guī)定無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為0。則下列說法正確的是（）AB、C兩點(diǎn)之間的距離為lBAB直線上A、B之間必有一個(gè)電勢(shì)為0的點(diǎn)，而B、C之間沒有電勢(shì)為0的點(diǎn)C空間中除無窮遠(yuǎn)的點(diǎn)電勢(shì)為0外，還有一個(gè)以B為球心的球面為零等勢(shì)面DC點(diǎn)的電勢(shì)是直線AB上B點(diǎn)右側(cè)各點(diǎn)中最高的8如圖所示，兩個(gè)完全相同的正點(diǎn)電荷A和B，其連線沿豎直方向，中心為O，一重力不可忽略的帶電小球C（圖中未畫出，可視為點(diǎn)電荷）恰能在點(diǎn)電荷A、B形成的電場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，小球質(zhì)量為m，帶電荷量為q，

5、速度大小為v，下列說法正確的是（）A小球可能帶正電也可能帶負(fù)電B小球做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心可能在之間的某點(diǎn)C若m不變，q減小，v適當(dāng)改變時(shí)，小球仍可在原軌道做圓周運(yùn)動(dòng)D若換一個(gè)質(zhì)量不同但比荷相同的小球，小球仍可在原軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)9如圖所示，為某一電荷所形成的一簇電場(chǎng)線，a、b、c三條虛線為三個(gè)帶電粒子以相同的速度從O點(diǎn)射入電場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)軌跡，其中b虛線為一圓弧，AB的長(zhǎng)度等于BC的長(zhǎng)度，且三個(gè)粒子的電荷量大小相等，不計(jì)粒子重力。則下列說法正確的是（）Aa一定是正粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，b和c一定是負(fù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡BAB的長(zhǎng)度等于BC的長(zhǎng)度，故Ca虛線對(duì)應(yīng)的粒子的加速度越來越小，c虛線對(duì)應(yīng)的粒子的加速度越來越

6、大，b虛線對(duì)應(yīng)的粒子的加速度大小不變Db虛線對(duì)應(yīng)的粒子的質(zhì)量大于c虛線對(duì)應(yīng)的粒子的質(zhì)量二、非選擇題10如圖所示是一款迷你臺(tái)燈扇，它既可以照明又可以吹風(fēng)且互不影響，則燈和電動(dòng)機(jī)應(yīng)是_（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）的。使用一段時(shí)間后。扇葉上會(huì)比其他部位吸附更多的灰塵，這是因?yàn)樯热~轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)和空氣之間發(fā)生了_現(xiàn)象。11“場(chǎng)”是物理學(xué)中重要的概念，除了電場(chǎng)和磁場(chǎng)，還有引力場(chǎng)。物體之間的萬有引力就是通過引力場(chǎng)發(fā)生作用的，地球附近的引力場(chǎng)叫做重力場(chǎng)。類比電場(chǎng)強(qiáng)度的定義方法，定義“重力場(chǎng)強(qiáng)度”為_；并說明兩種場(chǎng)的共同點(diǎn)（至少寫出兩條）_。12在電場(chǎng)中某點(diǎn)放一電量為的負(fù)電荷，受到方向豎直向下、大小為的電場(chǎng)力，則該處的

7、場(chǎng)強(qiáng)大小為_N/C，方向_；如果在該處放上一個(gè)電量為的正電荷，則該處的場(chǎng)強(qiáng)大小為_N/C，方向_。13質(zhì)量均為m的兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A、B，分別被長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線懸掛在同一點(diǎn)O，給A、B分別帶上一定量的正電荷，并用水平向右的外力作用在A球上，平衡以后，懸掛A球的細(xì)線豎直，懸掛B球的細(xì)線向右偏60角，如圖所示。若A球的電荷量為q，重力加速度為g，靜電力常量為k，則：(1)B球的電荷量為多少；(2)水平外力多大。答案與解析1【答案】C【解析】元電荷是最小的基本電荷，沒有正負(fù)之分，AD錯(cuò)誤；元電荷是最小的基本電荷，不是電子也不是質(zhì)子，在數(shù)值上等于電子所帶的電荷量，不是電子的電量，B錯(cuò)誤；元電荷的數(shù)

8、值最早是由美國科學(xué)家密立根測(cè)出的，C正確。2【答案】C【解析】當(dāng)懸在P1點(diǎn)，B球靜止時(shí)，兩帶電小球剛好在同一高度，對(duì)B球受力分析，如下圖所示，兩球帶同種電荷，根據(jù)幾何知識(shí)可得，A、B間的庫侖力為，故AB錯(cuò)誤；將懸點(diǎn)移到P2，由庫侖定律，可知A、B距離越遠(yuǎn)，A、B間的庫侖力越小，則平衡時(shí)B球越低，故C正確，D錯(cuò)誤。3【答案】B【解析】電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱，一條電場(chǎng)線無法看疏密，故無法確定兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小，所以無法比較電子在兩點(diǎn)的電場(chǎng)力大小，故A錯(cuò)誤；電場(chǎng)線上某一點(diǎn)的切線表示電場(chǎng)強(qiáng)度方向，A、B兩點(diǎn)在同一條電場(chǎng)線上，并且是一條直線，所以A、B兩點(diǎn)受力方向相同，故B正確；沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低，

9、則A點(diǎn)電勢(shì)小于B點(diǎn)電勢(shì)，根據(jù)，可知帶負(fù)電荷的電子，在A點(diǎn)電勢(shì)能大，B點(diǎn)的電勢(shì)能小，Ep1一定大于Ep2，故CD錯(cuò)誤。4【答案】B【解析】在射線OM上，O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零，無窮遠(yuǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度也為零，故在射線OM上存在一個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度最大的點(diǎn)。所以q從A點(diǎn)由靜止釋放，由A點(diǎn)向點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，加速度和電場(chǎng)力的大小可能先增大再減小，也可能一直減小，故AC錯(cuò)誤；電場(chǎng)強(qiáng)度在MN上是關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱，等大反向分布的，q從A點(diǎn)由靜止釋放后由于只受到電場(chǎng)力的作用，故電荷在MN上不能保持平衡，結(jié)合電場(chǎng)力做功可知，q將從A點(diǎn)加速到O點(diǎn)，然后從O點(diǎn)減速到點(diǎn)（A點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱），再從點(diǎn)加速到O點(diǎn)，最后再從O點(diǎn)減速回到A點(diǎn)，一

10、直重復(fù)的來回運(yùn)動(dòng)，即以點(diǎn)為對(duì)稱中心做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，故B正確；類平拋運(yùn)動(dòng)要求運(yùn)動(dòng)物體受到的合力恒定，但該電場(chǎng)不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，則q不可能做類平拋運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。5【答案】A【解析】由題意可知，A、B兩點(diǎn)放置的點(diǎn)電荷同為負(fù)點(diǎn)電荷且電荷量大小相等。設(shè)A處點(diǎn)電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為E，則由矢量合成知識(shí)可知C點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為，由幾何關(guān)系可知，兩點(diǎn)間距離為兩點(diǎn)間距離的，由可知A處點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為，由矢量合成知識(shí)可知O處場(chǎng)強(qiáng)大小為，故有，故選A。6【答案】BC【解析】金屬板不能看作點(diǎn)電荷，在小球處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)不能用Eeq f(kQ,r2)計(jì)算，故A錯(cuò)誤；根據(jù)小球處于平衡狀態(tài)得小球受靜電力Fmgtan ，由E

11、eq f(F,q)得E1eq f(mgtan ,q)，B正確；小球可看作點(diǎn)電荷，在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)E2eq f(kq,L2)，C正確；根據(jù)牛頓第三定律知金屬板受到小球的靜電力大小為Fmgtan ，但金屬板不能看作試探電荷，故不能用Eeq f(F,Q)求場(chǎng)強(qiáng)，D錯(cuò)誤。7【答案】AD【解析】由C處試探電荷受力平衡，可得，解得，故A正確：AB直線上A、B之間必有一個(gè)電勢(shì)為0的點(diǎn)，而B、C之間也有電勢(shì)為0的點(diǎn)，B錯(cuò)誤；由不等量異種電荷的電場(chǎng)線分布特點(diǎn)，作出等勢(shì)面，可知以B點(diǎn)為球心的球面電勢(shì)不相等，不是等勢(shì)面，C錯(cuò)誤；C點(diǎn)的電勢(shì)是直線AB上B點(diǎn)右側(cè)各點(diǎn)中最高的，D正確。8【答案】BD【解析】小球在A、B兩

12、點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，小球受重力、兩點(diǎn)電荷的電場(chǎng)力，電場(chǎng)力豎直分量與重力平衡，水平分量充當(dāng)向心力，指向AB連線上的圓心，故小球必定帶負(fù)電，A錯(cuò)誤；圖中a、b、c三處均有可能是小球做圓周運(yùn)動(dòng)路徑上的一點(diǎn)，b處對(duì)應(yīng)的軌道圓的圓心在OB之間，B正確；若m不變，q減小，原軌道上小球所受電場(chǎng)力減小，豎直分量減小，不可能與重力平衡，不可能在原軌道做圓周運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度方向與豎直方向夾角為，則，可得，若換一個(gè)質(zhì)量不同但比荷相同的小球，則電場(chǎng)力在豎直方向的分力仍可以和重力平衡，電場(chǎng)力在水平方向的分力提供向心力，所以小球仍可在原軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，D正確。9【答案】CD【解析】由圖只能確定三

13、個(gè)粒子的受力方向，由于電場(chǎng)線的方向未知，則無法確定粒子的電性，A錯(cuò)誤；根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)的規(guī)律，AB的長(zhǎng)度等于BC的長(zhǎng)度，而電場(chǎng)線的疏密對(duì)應(yīng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，方向上電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸增大，則有，B錯(cuò)誤；電場(chǎng)線的疏密對(duì)應(yīng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，根據(jù)牛頓第二定律可得，a虛線對(duì)應(yīng)的粒子的電場(chǎng)強(qiáng)度越來越弱，加速度越來越小，c虛線對(duì)應(yīng)粒子電場(chǎng)強(qiáng)度越來越強(qiáng)，粒子的加速度越來越大，b虛線對(duì)應(yīng)的粒子做圓周運(yùn)動(dòng)，庫侖力提供向心力，粒子與場(chǎng)源電荷的距離保持不變，對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小保持不變，粒子的加速度大小不變，C正確；設(shè)場(chǎng)源電荷的帶電量大小為，粒子帶電量大小為，場(chǎng)源電荷與點(diǎn)的距離為，粒子在點(diǎn)的速度大小為，b虛線對(duì)應(yīng)的粒子的質(zhì)量為，c虛

14、線對(duì)應(yīng)的粒子的質(zhì)量為，則根據(jù)庫侖定律可得粒子受到的電場(chǎng)力為，b虛線對(duì)應(yīng)的粒子的做圓周運(yùn)動(dòng)，庫侖力提供向心力，則有，c虛線對(duì)應(yīng)的粒子的做近心運(yùn)動(dòng)，庫侖力大于粒子圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，即，由此可知，b虛線對(duì)應(yīng)的粒子的質(zhì)量大于c虛線對(duì)應(yīng)的粒子的質(zhì)量，D正確。10【答案】并聯(lián) 摩擦起電【解析】臺(tái)燈扇既可以照明又可以吹風(fēng)且互不影響，則燈和電動(dòng)機(jī)在電路中并聯(lián)。風(fēng)扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與空氣摩擦，扇葉帶上了靜電，從而能吸引輕小的不帶電的灰塵，這是摩擦起電現(xiàn)象。11【答案】處在重力場(chǎng)中某點(diǎn)的物體所受的重力與物體質(zhì)量的比值，叫做該點(diǎn)的重力場(chǎng)強(qiáng)度，用g表示，定義式 兩種場(chǎng)的共同點(diǎn)：都是一種看不見的特殊物質(zhì)；場(chǎng)強(qiáng)都是矢量，既有大小，又有方向；兩種場(chǎng)力做功都與路徑無關(guān)，可以引入“勢(shì)”的概念；力做功的過程，都伴隨著一種勢(shì)能的變化；都可以借助電場(chǎng)線（重力場(chǎng)線）、等勢(shì)面（等高線）來形象描述場(chǎng)12【答案】 豎直向上 豎直向上【解析】根據(jù)公式，代入數(shù)據(jù)解得該處的場(chǎng)強(qiáng)大小為，根據(jù)正電荷的受力方向與電場(chǎng)方向相同，負(fù)電荷的受力方向與電場(chǎng)方向相反可知，該處的電場(chǎng)方向?yàn)樨Q直向上。某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向與電場(chǎng)本身有關(guān)，與該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷無關(guān)，則該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度