(2023-2023)【重點(diǎn)資料】高中物理-第一章-靜電場(chǎng)-習(xí)題課-電場(chǎng)的性質(zhì)練習(xí)-新人教版選修3-1【必備資料】

1、習(xí)題課:電場(chǎng)的性質(zhì)知識(shí)點(diǎn)一靜電場(chǎng)中的物理量1.以下公式中,F、q、E、U、k、r和d分別表示靜電力、電荷量、場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)差、靜電力常量以及距離.F=k,E=k,E=,U=Ed.以下說(shuō)法正確的是()A.它們都只對(duì)點(diǎn)電荷或點(diǎn)電荷的電場(chǎng)才成立B.只對(duì)點(diǎn)電荷或點(diǎn)電荷的電場(chǎng)成立,只對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)成立C.只對(duì)點(diǎn)電荷成立,對(duì)任何電場(chǎng)都成立,只對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)才成立D.只對(duì)點(diǎn)電荷成立,對(duì)任何電場(chǎng)都成立2.以下各物理量中,與試探電荷有關(guān)的量是()A.電場(chǎng)強(qiáng)度EB.電勢(shì)C.電勢(shì)差UD.電場(chǎng)力做的功W知識(shí)點(diǎn)二電場(chǎng)線的理解與應(yīng)用3.2023浙江湖州期中空間分布一電場(chǎng),如圖LX1-1所示為其中一條電場(chǎng)線,A、B、C為電場(chǎng)線上的三點(diǎn)

2、,箭頭方向?yàn)楦鼽c(diǎn)的切線方向,那么以下說(shuō)法正確的是()A.A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)可能小于C點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)B.A、B、C三點(diǎn)的切線方向?yàn)樵囂诫姾稍谠撐恢玫氖芰Ψ较駽.正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),電勢(shì)能增減無(wú)法判斷D.正點(diǎn)電荷在僅受電場(chǎng)力作用下從A處由靜止釋放后可能沿該電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)圖LX1-14.如圖LX1-2所示,實(shí)線表示電場(chǎng)線,虛線表示帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡.帶電粒子只受靜電力的作用,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電勢(shì)能逐漸減小,那么能正確表示它運(yùn)動(dòng)到b處時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向與受力方向的是()圖LX1-2知識(shí)點(diǎn)三電場(chǎng)中的力電綜合問(wèn)題5.如圖LX1-3所示,甲、乙兩帶電小球的質(zhì)量均為m,所帶電荷量分別為+q和-q,兩球間用絕緣細(xì)線連接,甲球由

3、絕緣細(xì)線懸掛在天花板上,在兩球所在的空間有方向向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E,平衡時(shí)細(xì)線都被拉緊,那么平衡時(shí)的位置可能是()圖LX1-36.(多項(xiàng)選擇)在光滑絕緣的水平桌面上,存在著方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)線如圖LX1-4中實(shí)線所示.一初速度不為零的帶電小球從桌面上的A點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng),到C點(diǎn)時(shí),突然受到一個(gè)外加的水平恒力F作用而繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示,v表示小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度.那么()A.小球帶正電B.恒力F的方向可能水平向左C.恒力F的方向可能與v方向相反D.在A、B兩點(diǎn)小球的速率不可能相等圖LX1-47.如圖LX1-5所示,光滑絕緣的水平面上有帶異種電荷的小球A、B,它們

4、在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中保持相對(duì)靜止并共同向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng).設(shè)A、B的電荷量的絕對(duì)值依次為QA、QB,那么以下判斷正確的是()A.小球A帶正電,小球B帶負(fù)電,且QAQBB.小球A帶正電,小球B帶負(fù)電,且QAQB圖LX1-5D.小球A帶負(fù)電,小球B帶正電,且QAQB8.(多項(xiàng)選擇)如圖LX1-6所示,在光滑絕緣的水平桌面上方固定著電荷量大小相等的兩個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2,一個(gè)帶電小球(可視為點(diǎn)電荷)恰好圍繞O點(diǎn)在桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng).O、q1、q2在同一豎直線上,以下判斷正確的是()A.圓軌道上的電勢(shì)處處相等B.圓軌道上的電場(chǎng)強(qiáng)度處處相等C.點(diǎn)電荷q1對(duì)小球的庫(kù)侖力是吸引力D.q1、q2可能為異種

5、電荷圖LX1-69.(多項(xiàng)選擇)如圖LX1-7所示,虛線框的真空區(qū)域內(nèi)存在著沿紙面方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)(具體方向未畫出),一質(zhì)子從bc邊上的M點(diǎn)以速度v0垂直于bc邊射入電場(chǎng),從cd邊上的Q點(diǎn)飛出電場(chǎng),不計(jì)重力.以下說(shuō)法正確的是()圖LX1-7A.質(zhì)子到Q點(diǎn)時(shí)的速度方向可能與cd邊垂直B.不管電場(chǎng)方向如何,假設(shè)知道a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì),一定能確定d點(diǎn)的電勢(shì)C.靜電力一定對(duì)電荷做了正功D.M點(diǎn)的電勢(shì)一定高于Q點(diǎn)的電勢(shì)10.如圖LX1-8所示,在光滑絕緣水平面上有三個(gè)孤立的點(diǎn)電荷Q1、Q、Q2,Q恰好靜止,Q1、Q2圍繞Q做勻速圓周運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中三個(gè)點(diǎn)電荷始終保持共線.Q1、Q2分別與Q相距r1、r

6、2,不計(jì)點(diǎn)電荷間的萬(wàn)有引力,以下說(shuō)法正確的是()圖LX1-8A.Q1、Q2的電荷量之比為B.Q1、Q2的電荷量之比為C.Q1、Q2的質(zhì)量之比為D.Q1、Q2的質(zhì)量之比為11.2023銅陵一中期中如圖LX1-9所示,一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球用絕緣細(xì)線懸掛在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,靜止時(shí)懸線向左與豎直方向成角,重力加速度為g.(1)判斷小球帶何種電荷;(2)求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小;(3)假設(shè)在某時(shí)刻將細(xì)線突然剪斷,求經(jīng)過(guò)t時(shí)間小球的速度大小v.圖LX1-912.如圖LX1-10所示,高為h的光滑絕緣直桿AD豎直放置,在D處有一固定的正點(diǎn)電荷,電荷量為Q.現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電小球套在桿上,從A點(diǎn)由靜

7、止釋放,運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度到達(dá)最大值,到C點(diǎn)時(shí)速度正好又變?yōu)榱?B、C和D相距分別為h、h,靜電力常量為k,重力加速度為g,求:(1)小球的電荷量q和在C點(diǎn)處的加速度;(2)C、A兩點(diǎn)間的電勢(shì)差.圖LX1-1013.2023湖北松滋一中期中反射式速調(diào)管是常用的微波器件之一,它利用電子團(tuán)在電場(chǎng)中的振蕩來(lái)產(chǎn)生微波,其振蕩原理與下述過(guò)程類似.靜電場(chǎng)的方向平行于x軸,其電勢(shì)隨x的分布如圖LX1-11所示,一質(zhì)量m=1.010-20kg、電荷量q=1.010-9C的帶負(fù)電的粒子從點(diǎn)(-1cm,0)由靜止開始,僅在靜電力作用下在x軸上往返運(yùn)動(dòng).忽略粒子的重力等因素,求:(1)x軸左側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度E1和右側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)

8、度E2的大小之比;(2)該粒子運(yùn)動(dòng)的最大動(dòng)能Ekm;(3)該粒子運(yùn)動(dòng)的周期T.圖LX1-111.C解析F=k和E=k對(duì)點(diǎn)電荷成立,定義式E=對(duì)任何電場(chǎng)都成立,U=Ed對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)才成立,選項(xiàng)C正確.2.D解析電場(chǎng)強(qiáng)度E、電勢(shì)和電勢(shì)差U反映電場(chǎng)的性質(zhì),與試探電荷無(wú)關(guān),而電場(chǎng)力做的功W=qU,與q有關(guān),選項(xiàng)D正確.3.A解析不知電場(chǎng)線分布的疏密程度,無(wú)法比擬場(chǎng)強(qiáng)大小,選項(xiàng)A正確;A、B、C三點(diǎn)的切線方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的方向,與正的試探電荷在該位置的受力方向相同,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;正點(diǎn)電荷在僅受電場(chǎng)力作用下從A處由靜止釋放后不可能沿該電場(chǎng)線

9、運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤.4.D解析根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)力與軌跡的關(guān)系,合力指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;帶電粒子只受靜電力作用,故力與電場(chǎng)線共線,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中粒子的電勢(shì)能逐漸減小,可知靜電力做正功,那么靜電力與速度方向的夾角應(yīng)為銳角,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確.5.A解析以甲、乙為整體,懸線1的拉力豎直向上,與重力平衡;對(duì)小球乙,重力和勻強(qiáng)電場(chǎng)的靜電力的合力指向右下方,那么懸線2的拉力和庫(kù)侖引力的合力指向左上方,選項(xiàng)A正確.6.AB解析由小球從A到C的軌跡可得,小球所受靜電力向右,帶正電,選項(xiàng)A正確;小球從C到B,合力指向軌跡凹側(cè),當(dāng)水平恒力F水平向左時(shí)合力可能向左,符合要求,當(dāng)恒力F的方向與v

10、方向相反時(shí),合力背離凹側(cè),不符合要求,選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;小球從A到B,由動(dòng)能定理,當(dāng)靜電力與恒力F做功代數(shù)和為0時(shí),在A、B兩點(diǎn)小球的速率相等,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.7.D解析A、B小球向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),整體的加速度水平向右,對(duì)B,A對(duì)它的庫(kù)侖力是引力,那么勻強(qiáng)電場(chǎng)的靜電力水平向右,即B帶正電,A帶負(fù)電,由牛頓第二定律,有EQB-k=mBa,k-EQA=mAa,聯(lián)立可得,QAQB,選項(xiàng)D正確.8.ACD解析帶電小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),合力指向O點(diǎn),大小一定,那么小球受重力、q1的庫(kù)侖引力和q2的庫(kù)侖力(可能是引力,也可能是斥力),且q1和q2兩電荷對(duì)小球作用力的合力大小一定,圓軌道上的場(chǎng)強(qiáng)大小一定

11、,方向不同,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,選項(xiàng)C、D正確;小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中靜電力不做功,電勢(shì)能不變,圓軌道上的電勢(shì)處處相等,選項(xiàng)A正確.9.AB解析假設(shè)質(zhì)子沿ba方向減速運(yùn)動(dòng)的同時(shí),沿bc方向加速運(yùn)動(dòng),到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)可能沿ba方向的速度恰好減小為零,那么其速度方向與cd垂直,A正確;根據(jù)電勢(shì)差和場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系式U=Ed,有a-b=d-c,B正確;由于電場(chǎng)方向不確定,故無(wú)法判斷M、Q兩點(diǎn)的電勢(shì)上下,也無(wú)法判斷靜電力做功的正負(fù),C、D錯(cuò)誤.10.C解析由于Q靜止,有=,所以=,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;對(duì)Q1,有-=m12r1,對(duì)Q2,有-=m22r2,得m1r1=m2r2,故=,選項(xiàng)C正確.11.(1)負(fù)電荷(2)(3)解析(1)對(duì)

12、小球受力分析,小球受到重力、靜電力和懸線的拉力,靜電力向左,與場(chǎng)強(qiáng)方向相反,故小球帶負(fù)電荷.(2)根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件,有qE=mgtan故E=.(3)剪斷細(xì)線后,小球受到重力和靜電力,合力恒定,故做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng).根據(jù)牛頓第二定律,有F合=ma其中F合=根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,有v=at聯(lián)立解得v=.12.(1)g,方向豎直向上(2)解析(1)小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)速度又變?yōu)榱?可判斷出小球帶正電.小球在B點(diǎn)時(shí)速度到達(dá)最大值,有mg=解得q=在C點(diǎn),由牛頓第二定律得-mg=ma解得a=g,方向豎直向上.(2)從A到C過(guò)程,由動(dòng)能定理得mg+qUAC=0可得UCA=-UAC=.13.(1)12(2)2.010-8J(3)3.010-8s解析(1)由圖可知,左側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度