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新人教版物理届高三单元测试18
《电场力的性质的描述》
(时间:90分钟总分值:100分)
一、选择题
,其电量为q,受到的电场力为F,那么该点的电场强度
F
为E=,以下说法正确的选项是( )
q
,那么该点的电场强度为0
,那么该点的场强变为4E
-2q,那么场中该点的场强大小不变,但方向相反
-2q,那么场中该点的场强大小方向均不变
【答案】选D.
【详解】电场中某点的场强与检验电荷无关,故D对.
(均可视为点电荷)分别带上-3Q和+5Q的电荷后,将它们固
定在相距为a的两点,,再
将它们固定在相距为2a的两点,( )
∶1 ∶1
∶∶1
【答案】选D.
【详解】两个完全相同的金属小球相互接触后,带电荷量为+Q,距离变为原来的两倍,根
据库仑定律可知选项D正确.
,带电荷量之比为1∶7,相距为r,两者相互接触后再放回原
来的位置上,那么相互作用力可能为原来的( )
43
.
77
916
.
77
【答案】CD
q·7q
【详解】设两小球的电荷量分别为q和7q,那么原来相距r时的相互作用力F=k=k
r2
7q2
r2
由于两球的电性未知,接触后相互作用力的计算可分为两种情况:
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7q+q
(1)两球电性相同:相互接触时两球电荷量平均分配,每球带电量为=4q.
2
放回原处后的相互作用力为:
4q·4q16q2F116
F=k=k,故=
1r2r2F7
7q-q
(2)两球电性不同:相互接触时电荷先中和再平分,每球带电量为=3q.
2
放回原处后的相互作用力为:
3q·3q9q2F29
F=k=k,故=.
2r2r2F7
,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,( )
,b一定带负电
,b的速度将增加
,b的加速度将增加
,一个增加一个减小
【答案】C
【详解】设电场线为正点电荷的电场线,那么由轨迹可判定a带正电,
线为负点电荷的电场线,那么a为负电荷,b为正电荷,
力对a、b均做正功,动能增加,B、,a受电场力逐渐减
小,,选C.
,可视为点电荷的小球A、B分别带负电和正电,B球固定,其正下方的A球静止
在绝缘斜面上,那么A球受力个数可能为()
【答案】选A、C.
【详解】以A为研究对象,根据其受力平衡可得,如果没有摩擦,那么A对斜面一定无弹
力,只受重力和库仑引力作用而平衡;如果受摩擦力,那么一定受弹力,所以A受4个力作
、C.
,不计重力,那么以下说法正确的选项是
()
,做抛物线运动
【答案】选C.
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【详解】带电粒子在电场中运动时,其运动轨迹与电场线重合的条件是:(1)电场线为直
线;(2)电荷初速度为零,或速度方向与电场线平行;(3)电荷仅受电场力或所受其他力合力
.
、B带电量QA>QB,在真空中相距r,现将检验电荷q置于某一位置C时,所
受的库仑力恰好为零,那么()
,C在AB之间连线上靠近B一侧
,C在AB连线的延长线上A外侧
,C在AB之间连线上靠近B一侧
,C都不在AB连线以及延长线上
【答案】选C.
【详解】根据检验电荷q置于某一位置C时,所受的库仑力恰好为零可得,C点的合场强为
零,并且此位置一定在AB直线上,由场强的叠加可得场强为零的点,假设是同种电荷一定
在A、B连线之间靠近电荷量小的B端,假设是异种电荷一定在A、B连线的延长线上靠近电
荷量小的B端(即B的外侧),所以答案为C.
、B是一条电场线上的两个点,一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定的初速度从A
点沿电场线运动到B点,
布可能是图乙中的( )
【答案】选A.
【详解】从图象可以直接看出,粒子的速度随时间逐渐减小;图线的斜率逐渐增大,说明粒
子的加速度逐渐变大,电场强度逐渐变大,,负电荷
是顺着电场线运动,由电场线疏处到达密处,正确选项是A.
,在场强大小为E的匀强电场中,一根不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为
m、电荷量为q的带负电小球,,然后将
小球由静止释放,小球沿弧线运动到细线与水平成θ=60°
正确的选项是( )
=3Eq
=3mg
,细线拉力为FT=3mg
,细线拉力为FT=2Eq
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【答案】选BC.
【详解】根据对称性可知,小球处在AB中点位置时切线方向合力为零,此时细线与水平方
向夹角恰为30°,根据三角函数关系可得:qEsin30°=mgcos30°,化简可知选项A错误,
B正确;小球到达B点时速度为零,那么沿细线方向合力为零,此时对小球受力分析可知:
FT=qEsin30°+mgcos30°,化简可知FT=3mg,选项C正确,D错误.
,真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q,坐标轴上A、B两点的坐标分别
,在B点放一个带负电的试探电荷,A、
B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同,电场力的大小F跟试探电荷电荷
量q的关系分别如图中直线a、( )
【答案】选D.
【详解】由两试探电荷受力情况可知,点电荷Q为负电荷,且放置于A、B两点之间某位
置,选项B、C均错;设Q与A点之间的距离为l,那么点电荷在A点产生的场强为EA=
252
kQ/l=Fa/qa=N/C=4×10N/C,同理,点电荷在B点产生的场强为EB=kQ/(-l)=
5
Fb/qb=N/C=×10l=,所以点电荷Q的位置坐标为xQ=xA+l=+=
(m),所以选项A错误,选项D正确.
二、非选择题
3
,BCDG是光滑绝缘的圆形轨道,位于竖直平面内,轨道半径为R,下端与水
4
平绝缘轨道在B点平滑连接,、带正
3
电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,滑块受到的电场力大小为mg,滑块与水平轨道
4
,重力加速度为g.
(1)假设滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放,滑块到达与圆心O等高的C
点时速度为多大?
(2)在(1)的情况下,求滑块到达C点时受到轨道的作用力大小;
(3)改变s的大小,使滑块恰好始终沿轨道滑行,且从G点飞出轨道,求滑块在圆轨道上滑
行过程中的最小速度大小.
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【答案】见解析
【详解】,
求轨道与物块之间作用力时要找准向心力的来源.
(1)设滑块到达C点时的速度为v,由动能定理得
1
qE(s+R)-μmgs-mgR=mv2-0,
2
3mg
而qE=,
4
解得v=.gR
(2)设滑块到达C点时受到轨道的作用力大小为F,那么
v2
F-qE=m,
R
7
解得F=mg.
4
(3)要使滑块恰好始终沿轨道滑行,那么滑至圆轨道DG间某点,由电场力和重力的合力提供
向心力,此时的速
度最小(设为vn),那么有
v2n
qE2+mg2=m,
R
5gR
解得v=.
n2
,一根光滑绝缘细杆与水平面成α=30°
强方向水平向右的匀强电场中,场强E=2×104q=-×10-5C、质量为m=3×10-2kg
,并从B点进入电场,小球在电场中
2
=,g=10m/:
(1)小球在B点的速度vB;
(2)小球进入电场后滑行的最大距离x2;
(3)小球从A点滑至C点的时间是多少?
【答案】(1)2m/s (2) (3)
【详解】(1)小球在AB段滑动过程中,由机械能守恒
1
mgxsinα=mv2B
12
可得vB=2m/s.
(2)小球进入匀强电场后,在电场力和重力的作用下,由牛顿第二定律可得加速度
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mgsinα-qEcosα
a==-5m/s2
2m
小球进入电场后还能滑行到最远处C点,BC的距离为
-v2B
x==.
22a2
(3)小球从A到B和从B到C的两段位移中的平均速度分别为
0+vBvB+0
v=v=
AB2BC2
vB
小球从A到C的平均速度为
2
vB
x+x=vt=t
122
可得t=.
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