2013高三物理精选精练（22）

用心 爱心 专心 1 20132013 高三物理精选精练高三物理精选精练 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 r 2 大小为 A F B F 1 12 3 4 C F D 12F 4 3 解析 选 C 由库仑定律得F k 两小球相互接触后电荷量先中和再平分 各自带电荷量 3Q2 r2 Q Q 故当二者间距为 时 两球间库仑力F k k 故 3Q Q 2 r 2 Q2 r 2 2 4Q2 r2 F F C 正确 4 3 2 2010 高考广东卷 如图 6 1 13 是某一点电荷的电场线分布图 下列表述正确的是 图 6 1 13 A a点的电势高于b点的电势 B 该点电荷带负电 C a点和b点电场强度的方向相同 D a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 6 1 14 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 MOP 60 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 6 1 14 A 1 2 B 2 1 C 2 D 4 33 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E1 2 在N kq r2 kq r2 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 kq r2 因此O点的电场强度大小为E2 所以E1 E2 2 1 即选项 B 正确 kq r2 用心 爱心 专心 2 4 2012 东北师大附中检测 如图 6 1 15 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 6 1 15 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 6 1 16 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 6 1 16 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 mgtan37 qE 故E 3mg 4q 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 mg qE l 1 cos37 1 2 由圆周运动知识 在最低点时 F向 FT mg qE m v2 l 解得FT mg 49 20 答案 1 2 mg 3mg 4q 49 20 用心 爱心 专心 3 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 F q A 若移去检验电荷 则该点的电场强度为 0 B 若检验电荷的电量变为 4q 则该点的场强变为 4E C 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 A F B F 1 5 C F D F 9 10 1 4 解析 选 B 与小球C接触前F k 与小球C接触后A B两小球的电荷量分别变为 Q 10Q2 r2 和 2Q 所以接触后的库仑力F k 为原来的 1 5 故 B 正确 2Q2 r2 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 6 1 17 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 6 1 18 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 6 1 18 A 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 A 2 10 9 C B 4 10 9 C C 6 10 9 C D 8 10 9 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 用心 爱心 专心 4 力和重力大小相等 有mg Eq 而m V 联立两式 代入数据解得 B 正确 4 r3 3 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 6 1 19 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 6 1 19 图 6 1 20 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 6 1 21 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 6 1 21 图 6 1 22 解析 选 BC C D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 6 1 23 所示 在光滑绝缘水平面上放置 3 个电荷量均为q q 0 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 6 1 23 A l B l 5kq2 2k0l2 kq2 k0l2 C l D l 5kq2 4k0l2 5kq2 2k0l2 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 用心 爱心 专心 5 应用库仑定律 胡克定律和平衡条件得 k0 x k k 得x q2 l2 q2 2l 2 5kq2 4k0l2 所以l0 l x l 5kq2 4k0l2 9 2012 南昌调研 如图 6 1 24 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 6 1 24 A 静止时 A B两小球间细线的拉力为 5mg qE B 静止时 A B两小球间细线的拉力为 5mg qE C 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 1 3 D 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 1 6 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F 5mg qE 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 3mg qE 3ma 以A小球为研究对象 有 mg F ma 解得 F qE 故 C 正确 D 错误 1 3 10 如图 6 1 25 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 q 0 将另一个带电荷量也为q q 0 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 6 1 25 A mg B mg 3 C 2 D 3 kq2 l23 kq2 l2 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 FOAsin30 Fqcos30 mg FOAcos30 Fq Fqsin30 联立解得FOA mg 又利用对称 性可知FOA FOB 则 B 正确 用心 爱心 专心 6 二 非选择题 11 2012 厦门模拟 如图 6 1 26 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 6 1 26 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 EA k 4k 方向由A指向B q 1 2d 2 q d2 B点电荷在AB连线中点处产生的场强为 EB k 4k 方向由A指向B q 1 2d 2 q d2 根据电场叠加原理 E1 EA EB 8k 方向由A指向B q d2 根据电荷受力平衡和库仑定律有 E0q k 得E0 k 方向由B指向A q2 d2 q d2 根据电场叠加原理 E E1 E0 7k 方向由A指向B q d2 答案 7k 方向由A指向B q d2 12 如图 6 1 27 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 6 1 27 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 mg E 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 2mg E 小和方向如何 解析 1 如图所示 欲使小球做匀速