2012高考物理单元卷 电场力的性质

用心 爱心 专心1 第三模块第三模块 第第 6 6 章章 第第 1 1 单元单元 一 选择题 1 下面是对点电荷的电场强度公式E 的几种不同理解 正确的是 kQ r2 A 当r 0 时 E B 当r 时 E 0 C 某点的场强大小与距离r成反比 D 以点电荷Q为中心 r为半径的球面上各处的场强相同 解析 当r 0 时 E 不再适用 A 错 B 对 某点场强的大小应与距离r的平方 kQ r2 成反比 C 错误 以点电荷Q为中心 r为半径的球面上各处的场强大小相等 方向不同 故场强不同 D 错 答案 B 图 19 2 如图 19 所示实线是一簇未标明的由点电荷产生的电场线 虚线是某一带电粒子通 过该电场区域时的运动轨迹 a b是轨迹上的两点 若带电粒子在运动中只受电场力作用 根据此图可作出正确判断的是 A 带电粒子所带电荷的性质 B 带电粒子在a b两点的受力方向 C 带电粒子在a b两点的速度何处较大 D 带电粒子在a b两点的加速度何处较大 解析 由轨迹的弯曲情况 可知电场力应沿电场线向左 但因不知电场线的方向 故 带电粒子所带电荷符号不能确定 设粒子从a运动到b 也可分析从b到a的情形 两种分 析不影响结论 速度方向与电场力夹角大于 90 故速度减小 由电场线的疏密程度知 a点场强大于b点场强 带电粒子在a点受电场力较大 从而加速度较大 综上所述 B C D 正确 答案 BCD 3 有一负电荷自电场中的A点自由释放 只受电场力作用 沿电场线运动到B 它运 用心 爱心 专心2 动的速度图象如图 20 所示 则A B所在电场区域的电场线分布可能是图中的 图 20 解析 由v t图象可知 电荷的a和v均增加 故E增加 且电场力与v同向 所以 E与v反向 应选 B 答案 B 图 21 4 如图 21 所示 实线为不知方向的三条电场线 从电场中M点以相同速度垂直于电 场线方向飞出a b两个带电粒子 运动轨迹如图 21 中虚线所示 则 A a一定带正电 b一定带负电 B a的速度将减小 b的速度将增加 C a的加速度将减小 b的加速度将增加 D 两个粒子的动能 一个增加一个减小 解析 设电场线为正点电荷的电场线 则由轨迹可判定a带正电 b带负电 若电场 线为负点电荷的电场线 则a为负电荷 b为正电荷 A 错 由粒子的偏转轨迹可知电场力 对a b均做正功 动能增加 B D 错 但由电场线的疏密可判定 a受电场力逐渐减小 加速度减小 b正好相反 选 C 答案 C 5 2008 年天津卷 带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用 能分别完成以下两种 用心 爱心 专心3 运动 在电场线上运动 在等势面上做匀速圆周运动 该电场可能由 A 一个带正电的点电荷形成 B 一个带负电的点电荷形成 C 两个分立的带等量负电的点电荷形成 D 一带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成 解析 在仅受电场力的作用下在电场线上运动 只要电场线是直线的就可能实现 但 是在等势面上做匀速圆周运动 就需要带负电的粒子在电场中所受的电场力提供向心力 根据题目中给出的 4 个电场 同时符合两个条件的是 A 答案 答案 A 6 两个固定的异种点电荷 电荷量给定但大小不等 用E1和E2分别表示两个点电荷 产生的电场强度的大小 则在通过两点电荷的直线上 E1 E2的点 A 有三个 其中两处合场强为零 B 有三个 其中一处合场强为零 C 有两个 其中一处合场强为零 D 只有一个 该处合场强为零 解析 本题主要考查场强的矢量性 同一直线上两点电荷产生场强的叠加则变成了代 数的加或减 由于两个点电荷带异种电荷且电荷量不等 则E1 E2的点必有两个 其中一 处合场强为零 另一处合场强为 2E1 应选 C 答案 C 图 22 7 如图 22 所示 一电子沿等量异种电荷的中垂线由A O B匀速飞过 电子重力不 计 则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是 A 先变大后变小 方向水平向左 B 先变大后变小 方向水平向右 C 先变小后变大 方向水平向左 D 先变小后变大 方向水平向右 解析 先画出等量异种电荷的电场线分布 再判断中垂线上各点的电场强度的变化情 况及电子受电场力的情况 最后 确定另一个力的大小和方向 用心 爱心 专心4 图 23 等量异种电荷电场分布如图 23 所示 由图 a 中电场线的分布可以看出 从A到O 电场线由疏到密 从O到B 电场线由密到疏 所以从A O B 电场强度应由小变大 再 由大变小 而电场强度方向沿电场线切线方向 为水平向右 如图 b 所示 由于电子处 于平衡状态 所受合外力必为零 故另一个力应与电子所受电场力大小相等方向相反 电 子受的电场力与场强方向相反 即水平向左 电子从A O B过程中 电场力由小变大 再由大变小 故另一个力方向应水平向右 其大小应先变大后变小 所以选项 B 正确 答案 B 图 24 8 如图 24 所示 在真空中上 下两个区域均有竖直向下的匀强电场 下面区域的场 强是上面区域场强的 2 倍 有一带负电的粒子 从上面区域沿电场线方向以速率v0匀速下 落 并进入下面区域 该区域的电场足够大 在下图所示的速度 时间图象中 符合粒子 在电场内的运动情况的是 解析 粒子在E中匀速下落 则qE mg 粒子在 2E中 a g 方向向上 2qE mg m 则粒子先向下减速 后向上加速进入E中又以v0匀速上升 故 C 正确 答案 C 图 25 9 如图 25 所示 质量分别为m1和m2的两小球 分别带电荷量q1和q2 用同等长度 的绝缘线悬于同一点 由于静电斥力使两悬线与竖直方向张开相同的角度则 用心 爱心 专心5 A q1必等于q2 B m1必等于m2 C q1 m1必等于q2 m2 D q1 q2和m1 m2必须同时满足 图 26 解析 依据题意对两个带电小球受力分析如图 26 据平衡条件得 F m1gtan F m2gtan 所以有m1 m2 故 B 正确 答案 B 图 27 10 如图 27 所示 质量为m的带负电的小物块处于倾角为 37 的光滑斜面上 当整 个装置处于竖直向下的匀强电场中时 小物块恰处于静止 现将电场方向突然改为水平向 右 而场强大小不变 则 A 小物块仍静止 B 小物块沿斜面加速上滑 C 小物块沿斜面加速下滑 D 小物块将脱离斜面运动 图 28 解析 当场强向下时 物块m受重力和电场力两个力作用下处于静止状态 可知F电 mg 当电场方向改为向右时 受力分析如图 28 在垂直于斜面方向上 有 mgcos37 FN F电sin37 FN 0 2 mg 所以物块不可能离开斜面 沿斜面方向上 F电cos37 mgsin37 用心 爱心 专心6 ma 得a 1 4 g 故物块沿斜面向下做匀加速直线运动 所以 C 正确 答案 C 二 计算题 11 2010 年济宁模拟 电荷量为q 1 10 4C 的带正电小物块置于绝缘水平面上 所 在空间存在方向沿水平向右的电场 如图 29 图甲所示 电场强度E的大小与时间t的关系 物块运动速度v与时间t的关系分别如图 29 乙 丙所示 取重力加速度g 10 m s2 求 图 29 1 物块质量m 2 物块与水平面之间的动摩擦因数 解析 0 2 s 由题图丙可知 物块做匀加速运动 加速度a 1 m s2 由牛顿第二定律有 E1q mg ma 2 4 s 由题图丙可知 物块做匀速直线运动 由平衡条件有 E2q mg 结合以上几式代入数据 解得 m 1 kg 0 2 答案 1 1 kg 2 0 2 图 30 12 如图 30 所示 两根长均为L的绝缘细线下端各悬挂质量均为m的带电小球A和 B 带电荷量分别为 q和 q 若加上水平向左的场强为E的匀强电场后 使连接AB的长 也为L的绝缘细线绷紧 且两球均处于平衡状态 则匀强电场的场强大小E应满足什么条 件 图 31