【創(chuàng)新導(dǎo)學(xué)案】2021年高考物理總復(fù)習(xí)課時知能訓(xùn)練：6-1-電場力的性質(zhì)的描述

6-1電場力的性質(zhì)的描述(45分鐘100分)一、選擇題(本大題共10小題，每小題7分，共70分。每小題至少一個答案正確，選不全得4分。)1．在真空中有一點電荷形成的電場中，離該點電荷距離為r0的一點，引入一電量為q的檢驗電荷，所受電場力為F，則離該點電荷為r處的場強大小為()A.eq\f(F,q)B.eq\f(Freq\o\al(2,0),qr2)C.eq\f(Fr0,qr)D.eq\f(F,q)eq\r(\f(r0,r))【解析】依據(jù)點電荷場強公式E＝eq\f(kQ,r2)可得：真空中同一點電荷產(chǎn)生的電場強度與場點位置r的平方成反比，則eq\f(E,E0)＝eq\f(req\o\al(2,0),r2)，又E0＝eq\f(F,q)，所以E＝eq\f(Freq\o\al(2,0),qr2)，故答案為B?！敬鸢浮緽2．用金屬箔做成一個不帶電的圓環(huán)，放在干燥的絕緣桌面上。小明同學(xué)用絕緣材料做的筆套與頭發(fā)摩擦后，將筆套自上向下漸漸靠近圓環(huán)，當(dāng)距離約為0.5cm時圓環(huán)被吸引到筆套上，如圖所示，對上述現(xiàn)像的推斷與分析，下列說法正確的是()A．摩擦使筆套帶電B．筆套靠近圓環(huán)時，圓環(huán)上、下部感應(yīng)出異號電荷C．圓環(huán)被吸引到筆套的過程中，圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力D．筆套遇到圓環(huán)后，筆套所帶的電荷馬上被全部中和【解析】筆套與頭發(fā)摩擦后，它們的原子核束縛電子的本事不同，而使筆套帶電，這種起電方式叫摩擦起電，選項A正確；當(dāng)帶電的筆套靠近金屬箔圓環(huán)時，圓環(huán)上部感應(yīng)出與筆套相異的電荷，下部感應(yīng)出與筆套相同的電荷，即上、下部電荷量等量異號，選項B正確；圓環(huán)被吸引上來，由靜止變運動，力是轉(zhuǎn)變物體運動狀態(tài)的緣由，圓環(huán)所受靜電力有筆套的引力和斥力，但靜電力的合力大于圓環(huán)的重力，選項C正確；筆套遇到圓環(huán)后，由于筆套是絕緣體，所以其上電荷不能全部中和，選項D錯誤?！敬鸢浮緼BC3．(2021·虹口區(qū)模擬)如右圖所示，點電荷＋4Q與＋Q分別固定在A、B兩點，C、D兩點將AB連線三等分，現(xiàn)使一個帶負電的粒子從C點開頭以某一初速度向右運動，不計粒子的重力，則該粒子在CD之間運動的速度大小v與時間t的關(guān)系圖像不行能是下圖中的()【解析】粒子在AB連線上的平衡位置即為場強為零的位置，所以eq\f(kQ,x2)＝eq\f(k·4Q,（L－x）2)，得x＝eq\f(L,3)，即在D點，粒子在D點左側(cè)時所受電場力向左，粒子在D點右側(cè)時所受電場力向右。所以粒子的運動狀況有以下三種狀況：在D點左側(cè)時先向右減速至速度為零然后向左加速運動；粒子能越過D點時，先在D點左側(cè)減速，過D點以后加速運動；或在D點左側(cè)減速，則運動到D點速度減為0，以后始終靜止，所以粒子在CD之間的運動可以用A、B、C圖像描述，故不行能的圖像為D?！敬鸢浮緿4．兩帶電荷量分別為q1(q1＞0)和q2的點電荷放在x軸上，相距為l，兩電荷連線上電場強度E與x的關(guān)系如圖所示，則下列說法正確的是()A．q2＞0且q1＝q2B．q2＜0且q1＝|q2|C．q2＞0且q1＞q2D．q2＜0且q1＜|q2|【解析】本題考查電場的疊加問題，意在考查考生對圖像的理解力量。由題圖知，當(dāng)x＝eq\f(l,2)時，E＝0，則q1和q2必為同種電荷，且電荷量相等，故選項A正確?！敬鸢浮緼5．如圖甲所示，在x軸上有一個點電荷Q(圖中未畫出)，O、A、B為軸上三點，放在A、B兩點的摸索電荷受到的電場力跟摸索電荷所帶電荷量的關(guān)系如圖乙所示，則()A．A點的電場強度大小為2×103N/CB．B點的電場強度大小為2×103N/CC．點電荷Q在A、B之間D．點電荷Q在A、O之間【解析】對于電場中任意一點而言，放在該處的摸索電荷的電荷量q不同，其受到的電場力F的大小也不同，但比值eq\f(F,q)是相同的，即該處的電場強度。所以F-q圖像是一條過原點的直線，斜率越大則場強越大。由題圖可知A點的電場強度EA＝2×103N/C，B點的電場強度EB＝0.5×103N/C，A正確，B錯誤。A、B兩點放正、負不同的電荷，受力方向總為正，說明A、B的場強方向相反，點電荷Q只能在A、B之間，C正確?！敬鸢浮緼C6．(2022·大同一中、長安一中模擬)如右圖所示光滑絕緣細桿與水平面成θ角固定，桿上套有一帶正電小球，質(zhì)量為m，帶電量為q，為使小球靜止在桿上，可加一勻強電場，所加電場的場強滿足什么條件時，小球可在桿上保持靜止()A．垂直于桿斜向上，場強大小為eq\f(mgcosθ,q)B．豎直向上，場強大小為eq\f(mg,q)C．垂直于桿斜向上，場強大小為eq\f(mgsinθ,q)D．水平向右，場強大小為eq\f(mgcotθ,q)【解析】若所加電場的場強垂直于桿斜向上，對小球受力分析可知，其受到豎直向下的重力、垂直于桿斜向上的電場力和垂直于桿方向的支持力，在這三個力的作用下，小球沿桿方向上不行能平衡，選項A、C錯誤；若所加電場的場強豎直向上，對小球受力分析可知，當(dāng)E＝eq\f(mg,q)時，電場力與重力等大反向，小球可在桿上保持靜止，選項B正確；若所加電場水平向右當(dāng)電場力Eq＝mgtanθ時小球才能平衡，此時E＝eq\f(mgtanθ,q)，故D錯誤?！敬鸢浮緽7．(2022·濰坊聯(lián)考)如圖所示，把一個帶電小球A固定在光滑水平的絕緣桌面上，在桌面的另一處放置帶電小球B。現(xiàn)給小球B一個垂直AB連線方向的速度v0，使其在水平桌面上運動，則下列說法中正確的是()A．若A、B帶同種電荷，B球肯定做速度增大的曲線運動B．若A、B帶同種電荷，B球肯定做加速度增大的曲線運動C．若A、B帶同種電荷，B球肯定向電勢較低處運動D．若A、B帶異種電荷，B球可能做速度和加速度大小都不變的勻變速曲線運動【解析】若A、B帶同種電荷，B球受到庫侖斥力作用，肯定做速度增大加速度減小的曲線運動，選項A正確，B錯誤；若B球帶負電，則B球向電勢較高處運動，選項C錯誤；若A、B帶異種電荷，B球可能繞A球做勻速圓周運動，即做速度和加速度大小都不變的曲線運動，但不行能是勻變速曲線運動，選項D錯誤。【答案】A8．如右圖所示，兩個帶等量正電荷的小球A、B(可視為點電荷)，被固定在光滑的絕緣水平面上。P、N是小球連線的中垂線上的兩點，且PO＝ON。現(xiàn)將一個電荷量很小的帶負電的小球C(可視為質(zhì)點)，由P點靜止釋放，在小球C向N點運動的過程中，下列關(guān)于小球C的速度、加速度的圖像中，可能正確的是()【解析】小球C由P點向N點運動過程中，受到的電場力是變力，在中點O時受力為零，所以速度—時間圖像不是直線，A錯誤，B可能正確；由牛頓其次定律結(jié)合庫侖定律可知C可能正確，D錯誤。【答案】BC9．(2021·安徽聯(lián)考)如圖所示，六面體真空盒置于水平面上，它的ABCD面與EFGH面為金屬板，其他面為絕緣材料。ABCD面帶正電，EFGH面帶負電。從小孔P沿水平方向以相同速度射入三個質(zhì)量相同的帶正電液滴A、B、C，最終分別落在1、2、3三點。則下列說法正確的是()A．三個液滴在真空盒中都做平拋運動B．三個液滴的運動時間不肯定相同C．三個液滴落到底板時的速率相同D．液滴C所帶電荷量最多【解析】三個液滴具有相同的水平初速度，但除了受重力以外，還受水平方向的電場力作用，不是平拋運動，選項A錯誤；在豎直方向上三個液滴都做自由落體運動，下落高度又相同，運動時間必相同，選項B錯誤；在相同的運動時間內(nèi)，液滴C水平位移最大，說明它在水平方向的加速度最大，它受到的電場力最大，故它所帶電荷量也最多，選項D正確；由于電場力對液滴C做功最多，它落到底板時的速率最大，選項C錯誤?！敬鸢浮緿10．(2022·河北唐山二模)一個帶正電的粒子，在xOy平面內(nèi)以速度v0從O點進入一個勻強電場，重力不計。粒子只在電場力作用下連續(xù)在xOy平面內(nèi)沿圖中虛線軌跡運動到A點，且在A點時的速度方向與y軸平行，則電場強度的方向可能是()A．沿x軸正方向B．沿x軸負方向C．沿y軸正方向D．垂直于xOy平面對里【解析】在O點粒子速度有水平向右的重量，而到A點時水平重量變?yōu)榱?，說明該粒子所受電場力向左或有向左的重量，又由于粒子帶正電，故只有B正確?！敬鸢浮緽二、計算題(本大題共2小題，共30分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)11．(14分)如圖所示，真空中有三個點電荷A、B、C。A和B所帶電荷量為＋Q，C所帶電荷量為－Q，AB連線水平長度為L，C圍繞A、B連線中心O在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動，OC之間的距離為eq\f(L,2)，不計重力，靜電力常量為k。求(1)電荷C做圓周運動的向心力；(2)電荷C運動的角速度?！窘馕觥?1)以C為爭辯對像，受力狀況如圖，A、B對它的作用力為F1、F2，依據(jù)幾何關(guān)系，AC之間的距離r＝eq\r(（\f(L,2)）2＋（\f(L,2)）2)＝eq\f(\r(2),2)L依據(jù)庫侖定律F1＝F2＝keq\f(Q2,（\f(\r(2),2)L）2)，F(xiàn)1、F2的合力F即為圓周運動的向心力，由圖可知，F(xiàn)＝eq\r(2)F1＝2eq\r(2)keq\f(Q2,L2)，向心力方向指向圓心O。(2)依據(jù)圓周運動規(guī)律和牛頓其次定律F＝2eq\r(2)keq\f(Q2,L2)＝mω2eq\f(L,2)，得ω＝eq\f(2Q,L)eq\r(\f(\r(2)k,mL))?！敬鸢浮?1)2eq\r(2)keq\f(Q2,L2)，向心力方向指向圓心O(2)eq\f(2Q,L)eq\r(\f(\r(2)k,mL))12．(16分)如圖所示，勻強電場方向與水平方向的夾角θ＝30°斜向右上方，電場強度為E，質(zhì)量為m的小球帶負電，以初速度v0開頭運動，初速度方向與電場方向全都。(1)若小球的帶電荷量為q＝eq\f(mg,E)，為使小球能做勻速直線運動，應(yīng)對小球施加的恒力F1的大小和方向如何？(2)若小球的帶電荷量為q＝eq\f(2mg,E)，為使小球能做直線運動，應(yīng)對小球施加的最小恒力F2的大小和方向如何？【解析】(1)如圖所示，欲使小球做勻速直線運動，必使其合外力為零，所以F1cosα＝qEcos30°①F1sinα＝mg＋qEsin30°②聯(lián)立①②解得α＝