专题13 电场力-2017年高考物理冲刺专题卷

专题13 电场力-2017年高考物理冲刺专题卷

www.ks5u.com 第I卷 一、选择题（本题共8小题，在每小题给出的四个选项中，至少有一项符合题目要求）‎ ‎1．带正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运动：①在电场线上运动；②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．两个带等量负电的点电荷形成 D．两个带不等量负电的点电荷形成 ‎【答案】BCD ‎【题型】多选题 ‎【难度】较易 ‎2. 在光滑绝缘的水平地面上放置四个相同的可看作质点的金属小球，小球A、B、C位于等边三角形的三个顶点上，小球D位于三角形的中心，如图所示．现让小球A、B、C都带电荷量为Q的正电荷，让小球D带电荷量为q的负电荷，若四个小球均处于静止状态，则Q与q的比值为(　　)‎ A. B. C．3 D.‎ ‎【答案】D ‎【解析】设等边三角形的边长为a，由几何知识可知，BD＝a·cos 30°·＝a，以B为研究对象，由平衡条件可知，cos 30°×2＝，解得＝，D项正确．‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】较易 ‎3．如图所示，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（不考虑小球间的静电感应），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，以下说法正确的是（ ）‎ A.静止时，A、B两小球间细线的拉力为 B.静止时，A、B两小球间细线的拉力为 C.剪断O点与A小球间细线的瞬间，A、B两小球间细线的拉力为 D.剪断O点与A小球间细线的瞬间，A、B两小球间细线的拉力为 ‎【答案】AC ‎【题型】多选题 ‎【难度】一般 ‎4．如图所示，均匀带正电圆环带电荷量为Q，半径为R，圆心为O，A、B、C 为垂直于圆环平面的中心轴上的三个点，且BC＝2AO＝2OB＝2R，当在C处放置一点电荷时(不影响圆环的电荷分布情况，整个装置位于真空中)，B点的电场强度恰好为零，则由此可得A点的电场强度大小为(　　)‎ A. B.‎ C. D.‎ ‎【答案】B ‎【题型】选择题 ‎【难度】一般 ‎5. 如图所示，直角坐标系的y轴上的两点A(0，r)，B(0，－r)各放置着电量均为＋Q的点电荷，则其在x轴上的四个点O(0,0)，a(r,0)，b(2r,0)，c(3r,0)中所激发的电场场强最大的是(　　)‎ A.O点 B.a点 C.b点 D.c点 ‎【答案】B ‎【解析】由平行四边形定则E合＝·，将x＝0，x＝r，x＝2r，x＝3r代入知，a点电场强度最大.‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】较易 ‎6．如图所示，等量异种点电荷A、B固定在同一水平线上，竖直固定的光滑绝缘杆与AB的中垂线重合，C、D是绝缘杆上的两点，ACBD构成一个正方形．一带负电的小球(可视为点电荷)，套在绝缘杆上自C点无初速度释放，由C运动到D的过程中，下列说法正确的是(　　)‎ A．小球的速度先减小后增大 B．小球的速度先增大后减小 C．杆对小球的作用力先减小后增大 D．杆对小球的作用力先增大后减小 ‎【答案】D ‎【题型】选择题 ‎【难度】一般 ‎7. 如图所示，P是固定的点电荷，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(　　)‎ A．aa>ab>ac，va>vc>vb B．aa>ab>ac，vb>vc>va C．ab>ac>aa，vb>vc>va D．ab>ac>aa，va>vc>vb ‎【答案】D ‎【解析】a、b、c三点到固定的点电荷P的距离rbEc>Ea，故带 ‎【题型】选择题 ‎【难度】一般 ‎8．在地面附近，存在着两个有边界的理想电场，边界AB将该空间分成上、下两个区域Ⅰ、Ⅱ，区域Ⅰ中有竖直向上的匀强电场，区域Ⅱ中有竖直向下的匀强电场，两区域电场强度大小相等，在区域Ⅰ中的P点由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带电小球，小球穿过边界AB时的速度为v0，进入区域Ⅱ到达M点时速度刚好为零，如图所示．已知此过程中小球在区域Ⅱ中运动的时间是在区域Ⅰ中运动时间的2倍，已知重力加速度为g，不计空气阻力，以下说法正确的是(　　)‎ A．小球带正电 B．电场强度大小为 C．P点距边界AB的距离为 D．若边界AB处电势为零，则M点电势为－‎ ‎【答案】BCD ‎【解析】带电小球在区域Ⅱ 中做减速运动，受力分析知，其受到的向上的电场力大于重力，故小球带负电，A错误；小球在区域Ⅰ中做匀加速直线运动，其加速度a1＝，小球在区域Ⅱ中的加速度a2＝，由运动学知识得，a1t1＝a2t2，又知t2＝2t1，解得E＝，a1＝4g，a2＝2g，P点距边界AB的距离为x1＝＝，M点距边界AB的距离为x2＝＝，M点与AB边界的电势差U＝Ex2＝·＝，若边界AB处电势为零，则M点的电势φM＝－，选项B、C、D正确．‎ ‎【题型】多选题 ‎【难度】较难 第Ⅱ卷 二、非选择题（本题共4个小题。写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎9．如图，真空中xOy平面直角坐标系上的ABC三点构成等边三角形，边长L＝2.0 m．若将电荷量均为q＝＋2.0×10－6 C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，求：‎ ‎(1)两点电荷间的库仑力大小；‎ ‎(2)C点的电场强度的大小和方向．‎ ‎【答案】(1)9.0×10－3 N　(2)7.8×103 N/C　方向：沿y轴正方向 ‎ ‎ ‎(2)A、B点电荷在C点产生的场强大小相等，均为 E1＝③‎ A、B两点电荷形成的电场在C点的合场强大小为 E＝2E1cos 30°④‎ 由③④式并代入数据得 E＝7.8×103 N/C⑤‎ 场强E的方向沿y轴正向 ‎【题型】计算题 ‎【难度】一般 ‎10．如图，空间有一竖直向下沿x轴方向的静电场，电场的场强大小按E＝kx分布(x是轴上某点到O点的距离)，k＝。x轴上，有一长为L的绝缘细线连接A、B两个小球，两球质量均为m，B球带负电，带电荷量为q，A球距O点的距离为L。两球现处于静止状态，不计两球之间的静电力作用。‎ ‎(1)求A球的带电荷量qA；‎ ‎(2)剪断细线后，求B球的最大速度vm。‎ ‎【答案】(1)－4q　(2) ‎ ‎ ‎ ‎(2)当B球下落速度达到最大时，B球距O点距离为x0‎ mg＝qE＝qx0　解得：x0＝3L 运动过程中，电场力大小线性变化，所以由动能定理得：‎ mgL－qL＝－0‎ q＝＝mg 解得：vm＝‎ ‎【题型】计算题 ‎【难度】一般 ‎11．如图所示，在倾角为α的足够长光滑斜面上放置两个质量分别为2m和m的带电小球A和B(均可视为质点)，它们相距为L，两球同时由静止开始释放时，B球的初始加速度恰好等于零．经过一段时间后，当两球距离为L′时，A、B的加速度大小之比为a1∶a2＝11∶5(静电力常量为k)．‎ ‎(1)若B球带正电荷且电荷量为q，求A球所带电荷量Q及电性；‎ ‎(2)求L′与L之比．‎ ‎【答案】(1)　带正电　(2)3∶2‎ ‎【解析】(1)对B球分析可知，其受沿斜面向上的库仑力作用，因B球带正电荷，所以A 球也带正电荷．‎ 初始时B球沿斜面方向所受合力为零，则有 F－mgsin α＝0，‎ 又F＝，‎ 解得Q＝‎ ‎【题型】计算题 ‎【难度】一般 ‎12．在如图甲所示的平面坐标系内，有三个不同的静电场：第一象限内有固定在O点处的点电荷产生的电场E1（未知），该点电荷的电荷量为，且只考虑该点电荷在第一象限内产生电场；第二象限内有水平向右的匀强电场E2（未知）；第四象限内有大小为，方向按图乙周期性变化的电场E3，以水平向右为正方向，变化周期 。一质量为m，电荷量为+q的离子从（-x0，x0）点由静止释放，进入第一象限后恰能绕O点做匀速圆周运动。以离子到达x轴时为计时起点，已知静电力常量为k，不计离子重力。求：‎ x0‎ ‎-x0‎ O y x E3‎ E1‎ E2‎ O E3‎ t T 甲 乙 ‎（-x0，x0）‎ ‎(1)离子在第一象限运动时速度大小和第二象限电场E2的大小；‎ ‎(2)当t=时，离子的速度；‎ ‎(3)当t=nT时，离子的坐标。（）‎ ‎【答案】(1), (2) (3)‎ ‎ (2)离子进入第四象限后，在水平方向上，有： ‎ 所以此时离子的合速度：‎ 方向：与水平方向成角斜向下，‎ ‎（3）离子在第四象限中运动时，y方向上做匀速直线运动，x方向上前半个周期向右匀加速运动，后半个周期向右匀减速运动直到速度为0； 每个周期向右运动的平均速度，则nT时离子离O点水平方向的位移为： 纵坐标y=-v0•nT＝‎ 所以nT时刻离子的坐标为（n=1、2、3…）‎ ‎【题型】计算题 ‎【难度】较难 ‎ ‎