2018届高考物理大一轮复习题组层级快练30第七单元电场1电场力的性质.docx

题组层级快练(三十)电场力的性质一、选择题1将两个分别带有电荷量2Q和5Q的相同金属小球A、B分别固定在相距为r的两处(均可视为点电荷)，它们之间库仑力的大小为F.现将第三个与A、B两小球完全相同的不带电小球C先后与A、B两小球相互接触后拿走，A、B两小球间距离保持不变，则两小球间库仑力的大小为()AFB.FC.F D.F答案B解析与小球C接触前Fk，与小球C接触后A、B两小球的电荷量分别变为Q和2Q，所以接触后的库仑力Fk，为原来的1/5，则B项正确2.(2016浙江)如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开()A此时A带正电，B带负电B此时A电势低，B电势高C移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合D先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合答案C解析由感应起电可知，近端感应出异种电荷，故A带负电，B带正电，A项错误；处于静电平衡状态下的导体是等势体，故A、B电势相等，B项错误；先移去C，则A、B两端的等量异种电荷又重新中和，而先分开A、B，后移走C，则A、B两端的等量异种电荷就无法重新中和，故C项正确，D项错误3.(2017宜宾一诊)在如图甲所示的电场中，一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，则它运动的vt图像可能是图乙中的()答案B解析负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，所受电场力逐渐增大，加速度逐渐增大，则它运动的vt图像可能是图中的B.4.(2016课标全国)如图，P为固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆带电粒子Q在P的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac，速度大小分别为va、vb、vc，则()Aaaabac，vavcvbBaaabac，vbvcvaCabacaa，vbvcva Dabacaa，vavcvb答案D解析由库仑定律可知，粒子在a、b、c三点受到的电场力的大小关系为FbFcFa，由a可知，abacaa，由运动轨迹可知，粒子Q的电性与P相同，受斥力作用，不论粒子从a到c，还是从c到a，在运动过程中总有排斥力与运动方向的夹角先为钝角后为锐角，即斥力先做负功后做正功，因此vavcvb，故D项正确5.(2017济宁质检)某电场的电场线分布如图所示，下列说法正确的是()Ac点电场强度大于b点电场强度Ba点电势高于b点电势C若将一试探电荷q由a点释放，它将沿电场线运动到b点D若在d点再固定一点电荷Q，将一试探电荷q由a移至b的过程中，电势能减小答案BD解析电场线越密的地方电场强度越大，Ecb，B项正确；将试探电荷q由a点释放，它将沿电场线的切线方向运动而不是沿电场线运动，C项错误；在原电场中，将一试探电荷q由a移至b的过程中，电场力做正功，在d点再固定一点电荷Q，将一试探电荷q由a移到b的过程中，在Q形成的电场中电场力对试探电荷也做正功，所以在合电场中，将一试探电荷q由a移至b的过程中，电场力做正功，电势能将减小，D项正确6.如图所示，两个带等量正电荷的小球A、B(可视为点电荷)，被固定在光滑绝缘水平面上P、N是小球A、B连线的垂直平分线上的点，且POON.现将一个电荷量很小的带负电的小球C(可视为质点)，由P点静止释放，在小球C向N点运动的过程中，关于小球C的速度图像中，可能正确的是()答案AB解析在AB的垂直平分线上，从无穷远处到O点电场强度先变大后变小，到O点变为零，负电荷受力沿垂直平分线，电荷的加速度先变大后变小，速度不断增大，在O点加速度变为零，速度达到最大，vt图线的斜率先变大后变小；由O点到无穷远，速度变化情况与另一侧速度的变化情况具有对称性如果PN足够远，B项正确，如果PN很近，A项正确7在点电荷Q产生的电场中有a、b两点，相距为d，已知a点的场强大小为E，方向与ab连线成30角，b点的场强方向与ab连线成120角，如图所示，则点电荷Q的电性和b点的场强大小为()A正电、E/3B负电、E/3C正电、3E D负电、3E答案D解析分别将经过a点和b点的电场线延长交于一点O，如图所示，则O点即为点电荷Q所在的位置，电场线指向此电荷，则Q为负电荷；由几何关系可知，Obd，则Oad，由点电荷产生的电场强度表达式为E可知，点电荷在b点产生的场强大小为3E，D项正确8.如图所示，在粗糙绝缘的水平面上有一物体A带正电，另一带正电的点电荷B沿着以A为圆心的圆弧由P到Q缓慢地从A的上方经过，若此过程中A始终保持静止，A、B两物体可视为质点且只考虑它们之间的库仑力作用则下列说法正确的是()A物体A受到地面的支持力先增大后减小B物体A受到地面的支持力保持不变C物体A受到地面的摩擦力先减小后增大D库仑力对点电荷B先做正功后做负功答案AC解析分析物体A的受力如图所示，由平衡条件可得：FfFcos，FNFsinmg，随由小于90增大到大于90的过程中，Ff先减小后反向增大，FN先增大后减小，A、C项正确，B项错误；因A对B的库仑力与B运动的速度方向始终垂直，故库仑力不做功，D项错误9如图所示，质量为m1的不带电小环A套在动摩擦因数为的竖直杆上，其最大静摩擦力等于滑动摩擦力，一质量为m2、带电荷量为q的小球B与A用一绝缘细线相连，整个装置处于匀强电场中，恰好保持静止，则当电场强度E存在最小值时，E与水平方向的夹角为()A0 B30C45 D60答案D解析对AB整体研究，受到竖直向下总的重力(m1m2)g、电场力Eq、沿水平方向垂直于杆的弹力FN和竖直向上的摩擦力，则由平衡条件可得EqsinFN(m1m2)g，FNEqcos.解得Eq(sincos)(m1m2)g，因为sincossin()，其中tan，30，所以当60时，E最小，D项正确10如图甲所示，Q1、Q2为两个被固定的点电荷，其中Q1为正点电荷，在它们连线的延长线上有a、b两点现有一检验电荷q(电性未知)以一定的初速度沿直线从b点开始经a点向远处运动(检验电荷只受电场力作用)，q运动的速度图像如图乙所示则()AQ2必定是负电荷BQ2的电荷量必定大于Q1的电荷量C从b点经a点向远处运动的过程中检验电荷q所受的电场力一直减小D可以确定检验电荷的带电性质答案AD解析由图乙可知，检验电荷先减速后加速运动，若Q2是正电荷，则在b点右侧的电场方向必定向右，q受力不可能改变方向，故Q2一定为负电荷，故A项正确；根据点电荷场强公式，设q到Q1、Q2的距离分别为r1、r2，则q所在处的场强为Ekk，q在ba运动过程中，受力向左，在a点右侧运动过程中，受力向右由于r1r2，若Q1Q2，故B项错误；由图乙可知，q受力先向左后向右，且加速度先减小后增大，故C项错误；在b处，若kk，考虑到Q1Q2，r1r2，设q移动的位移为x，由数学知识可以证明，则一定有kk，即E始终朝一个方向，不符合题意，故在b处必定有k BE2CE3 DE4答案AC解析对于图甲，根据点电荷电场强度公式Ek，上、下两部分电量相等，上部分电荷在球心O处产生的场强在竖直方向的分量较大，则E1E2；总场强大小E0，则E1；E2；故A、C项正确12.如图所示：在光滑的水平面上，有两个质量相同的带电小球A和B，在水平向右的匀强电场的作用下，两球以相同的加速度向右做匀加速直线运动，两小球可视为点电荷关于小球带电情况，下面判断正确的是()A两球可能都带负电B两球可能都带正电，且A的电量小于B的电量C可能A带正电B带负电，且A的电量大于B的电量D可能A带负电B带正电，且A的电量小于B的电量答案BC解析若两球都带负电，从整体看加速度向左，A项错误若两球都带正电，从整体看加速度向右，隔离A、B分析：比较得，且A的电量小于B的电量，B项正确若A带正电B带负电，从整体看要使加速度向右，且A的电量大于B的电量，C项正确若A带负电B带正电，且A的电量小于B的电量，从整体看加速度向左，D项错误二、非选择题13.竖直平面xOy内有一半径为R m的圆O与坐标系的原点重合的圆形区域，如图所示，在圆心O有一喷枪可在xOy平面内沿各个方向喷出初速度为v01 m/s，质量为m1106 kg，带电荷量为q1108 C的油滴圆形区域内的匀强电场方向沿y方向，电场强度E8102 N/C.不考虑油滴间的相互作用，g取10 m/s2.求：(1)由坐标原点O沿x轴正方向喷出的油滴，在电场中运动的时间；(2)射出圆形电场区域的油滴的最大动能答案(1)1 s(2)3.3106 J解析(1)油滴沿x轴方向做匀速运动，速度为v0，沿y方向做匀加速运动，加速度为a，mgqEma，yat2沿x轴方向做匀速运动：xv0tx2y2R2解得t1 s.(2)重力和电场力的合力做功最多的油滴射出圆形电场的动能最大，从喷枪喷出的油滴，沿y方向射出的油滴有最大动能Ekm(mgqE)REkmmv02Ekmmv02(mgqE)R代入数据解得Ekm3.3106 J.14.如图所示，均可视为质点的三个物体A、B、C在倾角为30的光滑斜面上，A与B紧靠在一起，C紧靠在固定挡板上，质量分别为mA0.43 kg，mB0.20 kg，mC0.50 kg，其中A不带电，B、C的电量分别为qB2105 C、qC7105 C且保持不变，开始时三个物体均能保持静止现给A施加一平行于斜面向上的力F，使A做加速度a2.0 m/s2的匀加速直线运动，经过时间t，力F变为恒力已知静电力常量k9.0109 Nm2/C2，g取10 m/s2.求：(1)开始时BC间的距离L；(2)F从变力到恒力需要的时间t；(3)在时间t内，力F做功WF2.31 J，求系统电势能的变化量Ep.答案(1)2.0 m(2)1.0 s(3)2.1 J解析(1)ABC静止时，以AB为研究对象有