【优化方案】高考物理总复习 第六章第一节知能演练强化闯关 新人教版选修31.doc

知能优化演练1两个分别带有电荷量q和3q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为f，两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为()a.fb.fc.f d12f解析：选c.由库仑定律得fk，两小球相互接触后电荷量先中和再平分，各自带电荷量qq，故当二者间距为时，两球间库仑力fkk，故ff，c正确2. (2010高考广东卷)如图6113是某一点电荷的电场线分布图，下列表述正确的是()图6113aa点的电势高于b点的电势b该点电荷带负电ca点和b点电场强度的方向相同da点的电场强度大于b点的电场强度解析：选bd.沿着电场线电势降低，a点电势比b点电势低，a错误；由电场线方向知该点电荷带负电，b正确；a点和b点不在同一条电场线上，电场强度方向不同，c错误；a点靠近场源电荷，a点场强大于b点场强，d正确3(2010高考海南卷)如图6114所示，m、n和p是以mn为直径的半圆弧上的三点，o点为半圆弧的圆心，mop60.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于m、n两点，这时o点电场强度的大小为e1；若将n点处的点电荷移至p点，则o点的场强大小变为e2，e1与e2之比为()图6114a12b21c2 d4解析：选b.m、n处的两点电荷符号相反，设电荷量的数值为q，半圆弧半径为r，两点电荷在o点形成的电场强度的方向相同，大小均为，因此o点的电场强度大小为e12.在n点的电荷移至p点时，两点电荷在o点形成的电场强度大小均为，二者方向夹角为120，因此o点的电场强度大小为e2，所以e1e221，即选项b正确4(2012东北师大附中检测)如图6115所示的真空空间中，仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大小相等的点电荷，则图中a、b两点电场强度相同的是()图6115解析：选c.选项a、d中a、b两点电场强度的大小相同而方向不同；选项b中a、b两点电场强度的大小、方向都不同；选项c中a、b两点位于两个等量异种电荷连线的中垂线上且关于连线对称，所以它们的场强大小和方向都相同，选项c正确5. (2012广东深圳调研)一根长为l的丝线吊着一质量为m，带电荷量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中，如图6116所示，丝线与竖直方向成37角，现突然将该电场方向变为向下且大小不变，不考虑因电场的改变而带来的其他影响(重力加速度为g)，求：图6116(1)匀强电场的电场强度的大小；(2)小球经过最低点时受到的拉力大小解析：(1)小球静止在电场中受力如图所示，显然小球带正电，由平衡条件得：mgtan37qe故e.(2)电场方向变成向下后(如图所示)，小球开始摆动做圆周运动，重力、电场力对小球做正功由动能定理得：mv2(mgqe)l(1cos37)由圆周运动知识，在最低点时，f向ft(mgqe)m解得ftmg.答案：(1)(2)mg一、选择题1在电场中的某点放一个检验电荷，其电量为q，受到的电场力为f，则该点的电场强度为e，下列说法正确的是()a若移去检验电荷，则该点的电场强度为0b若检验电荷的电量变为4q，则该点的场强变为4ec若放置到该点的检验电荷变为2q，则场中该点的场强大小不变，但方向相反d若放置到该点的检验电荷变为2q，则场中该点的场强大小方向均不变解析：选d.电场中某点的场强与检验电荷无关，故d对2(2012苏锡常镇四市调研)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()af b.fc.f d.f解析：选b.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，故b正确3(2011高考新课标全国卷)一带负电荷的质点，仅在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的关于b点电场强度e的方向，下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)()图6117解析：选d.质点所带电荷是负电荷，电场方向应与负电荷受到的电场力方向相反，又因为质点的速度是递减的，因此力的方向与速度方向夹角应大于90，故d正确4(2012广东六校联考)如图6118所示是某个点电荷电场中的一根电场线，在电场线上o点由静止释放一个自由的负电荷，它将沿电场线向b点运动下列判断中正确的是()图6118a电场线由b指向a，该电荷做加速运动，加速度越来越小b电场线由b指向a，该电荷做加速运动，其加速度大小的变化不能确定c电场线由a指向b，该电荷做匀速运动d电场线由b指向a，该电荷做加速运动，加速度越来越大解析：选b.在电场线上o点由静止释放一个自由的负电荷，它将沿电场线向b点运动，受电场力方向由a指向b，则电场线方向由b指向a，该负电荷做加速运动，其加速度大小的变化不能确定，b正确5(2010高考大纲全国卷)在雷雨云下沿竖直方向的电场强度约为104 v/m.已知一半径为1 mm的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为10 m/s2，水的密度为103 kg/m3.这雨滴携带的电荷量的最小值约为()a2109 cb4109 cc6109 c d8109 c解析：选b.本题考查物体的受力平衡条件、电场力的计算等知识点雨滴受力平衡，则电场力和重力大小相等，有mgeq，而mv，联立两式，代入数据解得b正确6(2010高考课标全国卷)静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器，某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线ab为该收尘板的横截面工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图6119所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上若用粗黑曲线表示原来静止于p点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，下列四幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)()图6119图6120解析：选a.根据力和运动的关系知，当粒子运动至电场中某一点时，运动速度方向与受力方向如图所示，又据曲线运动知识知粒子运动轨迹夹在合外力与速度之间，可判定粉尘颗粒的运动轨迹如a选项中图所示7如图6121所示，点电荷4q与q分别固定在a、b两点，c、d两点将ab连线三等分，现使一个带负电的粒子从c点开始以某一初速度向右运动，不计粒子的重力，则该粒子在cd之间运动的速度大小v与时间t的关系图象可能是()图6121图6122解析：选bc.cd合场强方向向右，大小逐渐减小到0，所以负电粒子向右做变减速运动，可能出现到d点时速度仍未减为零，也可能粒子未到d点速度减为零而后反向加速，故b、c正确8如图6123所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q0)的相同小球，小球之间用劲度系数均为k0的轻质绝缘弹簧连接当3个小球处于静止状态时，每根弹簧长度为l，已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为()图6123al blcl dl解析：选c.根据对称性，任选两边小球中的一个为研究对象，该小球在水平方向受三个力的作用，如图所示应用库仑定律、胡克定律和平衡条件得：k0xkk，得x；所以l0lxl.9(2012南昌调研)如图6124所示，a、b、c三个小球(可视为质点)的质量分别为m、2m、3m，b小球带负电，电荷量为q，a、c两小球不带电，(不考虑小球间的电荷感应)，不可伸长的绝缘细线将三个小球连接起来悬挂在o点，三个小球均处于竖直向上的匀强电场中，电场强度大小为e，则以下说法正确的是()图6124a静止时，a、b两小球间细线的拉力为5mgqeb静止时，a、b两小球间细线的拉力为5mgqec剪断o点与a小球间细线瞬间，a、b两小球间细线的拉力为qed剪断o点与a小球间细线瞬间，a、b两小球间细线的拉力为qe解析：选ac.本题考查力的瞬时作用效果和电场力的问题静止时由受力分析可知a、b两小球间细线的拉力为f5mgqe，故a正确，b错误；o点与a小球间细线剪断的瞬间，由于b小球受到向下的电场力，故a、b两小球的加速度大于c小球的加速度，b、c两小球间细线将处于松弛状态，故以a、b两小球为研究对象有：3mgqe3ma，以a小球为研究对象有：mgfma，解得：fqe，故c正确、d错误10如图6125所示，将两个摆长均为l的单摆悬于o点，摆球质量均为m，带电荷量均为q(q0)将另一个带电荷量也为q(q0)的小球从o点正下方较远处缓慢移向o点，当三个带电小球分别处在等边三角形abc的三个顶点上时，摆线的夹角恰好为120，则此时摆线上的拉力大小等于()图6125a.mg bmgc2 d.解析：选b.对a处带电小球进行隔离分析，如图所示，带电小球处于平衡状态，则foasin30fqcos30mg，foacos30fqfqsin30，联立解得foamg，又利用对称性可知foafob，则b正确二、非选择题11(2012厦门模拟)如图6126所示，将点电荷a、b放在绝缘的光滑水平面上a带正电，b带负电，带电量都是q，它们之间的距离为d，为使两电荷在电场力作用下都处于静止状态，必须在水平方向加一个匀强电场求：两电荷都处于静止状态时，ab连线中点处的场强大小和方向(已知静电力常量为k)图6126解析：设点电荷在ab连线中点处产生的场强为e1，所加的匀强电场的场强为e0，ab连线中点处的合场强为e.根据点电荷场强的计算公式：a点电荷在ab连线中点处产生的场强为：eak4k，方向由a指向bb点电荷在ab连线中点处产生的场强为：ebk4k，方向由a指向b根据电场叠加原理：e1eaeb8k，方向由a指向b根据电荷受力平衡和库仑定律有：e0qk，得e0k，方向由b指向a根据电场叠加原理：ee1e07k，方向由a指向b.答案：7k方向由a指向b12如图6127所示，匀强电场方向与水平方向的夹角30斜向右上方，电场强度为e，质量为m的小球带负电，以初速度v0开始运动，初速度方向与电场方向一致图6127(1)若小球的带电荷量为q，为使小球能做匀速直线运动，应对小球施加的恒力f1的大小和方向如何？(2)若小球的带电荷量为q，为使小球能做直线运动，应对小球施加的最小恒力f2的大小和方向如何？解析：(1)如图所示，欲使小