《高考调研》高考物理大一轮复习题组层级快练第七单元 电场 作业30 含答案.docx

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《高考调研》高考物理大一轮复习题组层级快练第七单元电场作业30含答案

——教学资料参考参考范本——

《高考调研》高考物理大一轮复习题组层级快练：

第七单元电场作业30含答案

______年______月______日

____________________部门

一、选择题

1．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

C.FD.F

答案　B

解析　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和2Q，所以接触后的库仑力F′＝k，为原来的1/5，则B项正确．

2.（20xx·浙江）如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触．把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开（　　）

A．此时A带正电，B带负电

B．此时A电势低，B电势高

C．移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合

D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合

答案　C

解析　由感应起电可知，近端感应出异种电荷，故A带负电，B带正电，A项错误；处于静电平衡状态下的导体是等势体，故A、B电势相等，B项错误；先移去C，则A、B两端的等量异种电荷又重新中和，而先分开A、B，后移走C，则A、B两端的等量异种电荷就无法重新中和，故C项正确，D项错误．

3.（20xx·宜宾一诊）在如图甲所示的电场中，一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，则它运动的v－t图像可能是图乙中的（　　）

答案　B

解析　负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，所受电场力逐渐增大，加速度逐渐增大，则它运动的v－t图像可能是图中的B.

4.（20xx·课标全国Ⅱ）如图，P为固定的点电荷，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>vaD．ab>ac>aa，va>vc>vb

答案　D

解析　由库仑定律可知，粒子在a、b、c三点受到的电场力的大小关系为Fb>Fc>Fa，由a＝可知，ab>ac>aa，由运动轨迹可知，粒子Q的电性与P相同，受斥力作用，不论粒子从a到c，还是从c到a，在运动过程中总有排斥力与运动方向的夹角先为钝角后为锐角，即斥力先做负功后做正功，因此va>vc>vb，故D项正确．

5.（20xx·济宁质检）某电场的电场线分布如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．c点电场强度大于b点电场强度

B．a点电势高于b点电势

C．若将一试探电荷＋q由a点释放，它将沿电场线运动到b点

D．若在d点再固定一点电荷－Q，将一试探电荷＋q由a移至b的过程中，电势能减小

答案　BD

解析　电场线越密的地方电场强度越大，Ecφb，B项正确；将试探电荷＋q由a点释放，它将沿电场线的切线方向运动而不是沿电场线运动，C项错误；在原电场中，将一试探电荷＋q由a移至b的过程中，电场力做正功，在d点再固定一点电荷－Q，将一试探电荷＋q由a移到b的过程中，在－Q形成的电场中电场力对试探电荷也做正功，所以在合电场中，将一试探电荷＋q由a移至b的过程中，电场力做正功，电势能将减小，D项正确．

6.如图所示，两个带等量正电荷的小球A、B（可视为点电荷），被固定在光滑绝缘水平面上．P、N是小球A、B连线的垂直平分线上的点，且PO＝ON.现将一个电荷量很小的带负电的小球C（可视为质点），由P点静止释放，在小球C向N点运动的过程中，关于小球C的速度图像中，可能正确的是（　　）

答案　AB

解析　在AB的垂直平分线上，从无穷远处到O点电场强度先变大后变小，到O点变为零，负电荷受力沿垂直平分线，电荷的加速度先变大后变小，速度不断增大，在O点加速度变为零，速度达到最大，v－t图线的斜率先变大后变小；由O点到无穷远，速度变化情况与另一侧速度的变化情况具有对称性．如果PN足够远，B项正确，如果PN很近，A项正确．

7．在点电荷Q产生的电场中有a、b两点，相距为d，已知a点的场强大小为E，方向与ab连线成30°角，b点的场强方向与ab连线成120°角，如图所示，则点电荷Q的电性和b点的场强大小为（　　）

A．正电、E/3　　　　　　　B．负电、E/3

C．正电、3ED．负电、3E

答案　D

解析　分别将经过a点和b点的电场线延长交于一点O，如图所示，则O点即为点电荷Q所在的位置，电场线指向此电荷，则Q为负电荷；由几何关系可知，Ob＝d，则Oa＝d，由点电荷产生的电场强度表达式为E＝可知，点电荷在b点产生的场强大小为3E，D项正确．

8.如图所示，在粗糙绝缘的水平面上有一物体A带正电，另一带正电的点电荷B沿着以A为圆心的圆弧由P到Q缓慢地从A的上方经过，若此过程中A始终保持静止，A、B两物体可视为质点且只考虑它们之间的库仑力作用．则下列说法正确的是（　　）

A．物体A受到地面的支持力先增大后减小

B．物体A受到地面的支持力保持不变

C．物体A受到地面的摩擦力先减小后增大

D．库仑力对点电荷B先做正功后做负功

答案　AC

解析　分析物体A的受力如图所示，由平衡条件可得：

Ff＝Fcosθ，FN＝Fsinθ＋mg，随θ由小于90°增大到大于90°的过程中，Ff先减小后反向增大，FN先增大后减小，A、C项正确，B项错误；因A对B的库仑力与B运动的速度方向始终垂直，故库仑力不做功，D项错误．

9．如图所示，质量为m1的不带电小环A套在动摩擦因数为μ＝的竖直杆上，其最大静摩擦力等于滑动摩擦力，一质量为m2、带电荷量为＋q的小球B与A用一绝缘细线相连，整个装置处于匀强电场中，恰好保持静止，则当电场强度E存在最小值时，E与水平方向的夹角θ为（　　）

A．0°B．30°

C．45°D．60°

答案　D

解析　对AB整体研究，受到竖直向下总的重力（m1＋m2）g、电场力Eq、沿水平方向垂直于杆的弹力FN和竖直向上的摩擦力，则由平衡条件可得Eqsinθ＋μFN＝（m1＋m2）g，FN＝Eqcosθ.解得Eq（sinθ＋μcosθ）＝（m1＋m2）g，因为sinθ＋μcosθ＝sin（θ＋φ），其中tanφ＝μ，φ＝30°，所以当θ＝60°时，E最小，D项正确．

10．如图甲所示，Q1、Q2为两个被固定的点电荷，其中Q1为正点电荷，在它们连线的延长线上有a、b两点．现有一检验电荷q（电性未知）以一定的初速度沿直线从b点开始经a点向远处运动（检验电荷只受电场力作用），q运动的速度图像如图乙所示．则（　　）

A．Q2必定是负电荷

B．Q2的电荷量必定大于Q1的电荷量

C．从b点经a点向远处运动的过程中检验电荷q所受的电场力一直减小

D．可以确定检验电荷的带电性质

答案　AD

解析　由图乙可知，检验电荷先减速后加速运动，若Q2是正电荷，则在b点右侧的电场方向必定向右，q受力不可能改变方向，故Q2一定为负电荷，故A项正确；根据点电荷场强公式，设q到Q1、Q2的距离分别为r1、r2，则q所在处的场强为E＝k－k，q在b→a运动过程中，受力向左，在a点右侧运动过程中，受力向右．由于r1>r2，若Q1Q2，故B项错误；由图乙可知，q受力先向左后向右，且加速度先减小后增大，故C项错误；在b处，若k>k，考虑到Q1>Q2，r1>r2，设q移动的位移为Δx，由数学知识可以证明，则一定有k>k，即E始终朝一个方向，不符合题意，故在b处必定有k

11．一半径为R的半球面均匀带有正电荷Q，电荷Q在球心O处产生的场强大小E0＝，方向如图所示．把半球面分为表面积相等的上、下两部分，如图甲所示，上、下两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小分别为E1、E2；把半球面分为表面积相等的左、右两部分，如图乙所示，左、右两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小分别为E3、E4.则（　　）

A．E1>B．E2＝

C．E3>D．E4＝

答案　AC

解析　对于图甲，根据点电荷电场强度公式E＝k，上、下两部分电量相等，上部分电荷在球心O处产生的场强在竖直方向的分量较大，则E1>E2；总场强大小E0＝，则E1>；E2<.对于图乙，左右两个半球壳在O点产生的场强大小相等，E3＝E4由于方向不共线，由合成法则可知，E3＝E4>；故A、C项正确．

12.如图所示：

在光滑的水平面上，有两个质量相同的带电小球A和B，在水平向右的匀强电场的作用下，两球以相同的加速度向右做匀加速直线运动，两小球可视为点电荷．关于小球带电情况，下面判断正确的是（　　）

A．两球可能都带负电

B．两球可能都带正电，且A的电量小于B的电量

C．可能A带正电B带负电，且A的电量大于B的电量

D．可能A带负电B带正电，且A的电量小于B的电量

答案　BC

解析　若两球都带负电，从整体看加速度向左，A项错误．若两球都带正电，从整体看加速度向右，隔离A、B分析：

比较得，且A的电量小于B的电量，B项正确．若A带正电B带负电，从整体看要使加速度向右，且A的电量大于B的电量，C项正确．若A带负电B带正电，且A的电量小于B的电量，从整体看加速度向左，D项错误．

二、非选择题

13.竖直平面xOy内有一半径为R＝m的圆O与坐标系的原点重合的圆形区域，如图所示，在圆心O有一喷枪可在xOy平面内沿各个方向喷出初速度为v0＝1m/s，质量为m＝1×10－6kg，带电荷量为q＝－1×10－8C的油滴．圆形区域内的匀强电场方向沿－y方向，电场强度E＝8×102N/C.不考虑油滴间的相互作用，g取10m/s2.求：

（1）由坐标原点O沿x轴正方向喷出的油滴，在电场中运动的时间；

（2）射出圆形电场区域的油滴的最大动能．

答案　

（1）1s　

（2）3.3×10－6J

解析　

（1）油滴沿x轴方向做匀速运动，速度为v0，沿－y方向做匀加速运动，加速度为a，

mg＋qE＝ma，y＝at2

沿x轴方向做匀速运动：

x＝v0t

x2＋y2＝R2

解得t＝1s.

（2）重力和电场力的合力做功最多的油滴射出圆形电场的动能最大，从喷枪喷出的油滴，沿－y方向射出的油滴有最大动能Ekm

（mg＋qE）R＝Ekm－mv02

Ekm＝mv02＋（mg＋qE）R

代入数据解得Ekm＝3.3×10－6J.

14.如图所示，均可视为质点的三个物体A、B、C在倾角为30°的光滑斜面上，A与B紧靠在一起，C紧靠在固定挡板上，质量分别为mA＝0.43kg，mB＝0.20kg，mC＝0.50kg，其中A不带电，B、C的电量分别为qB＝＋2×10－5C、qC＝＋7×10－5C且保持不变，开始时三个物体均能保持静止．现给A施加一平行于斜面向上的力F，使A做加速度a＝2.0m/s2的匀加速直线运动，经过时间t，力F变为恒力．已知静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，g取10m/s2.求：

（1）开始时BC间的距离L；

（2）F从变力到恒力需要的时间t；

（3）在时间t内，力F做功WF＝2.31J，求系统电势能的变化量ΔEp.

答案　

（1）2.0m　

（2）1.0s　（3）－2.1J

解析　

（1）ABC静止时，以AB为研究对象有：

（mA＋mB）gsin30°＝

解得：

L＝2.0m.

（2）给A施加力F后，AB沿斜面向上做匀加速运动，AB分离时两者之间弹力恰好为零，对B用牛顿第二定律得：

－mBgsin30°＝mBa

解得：

l＝3.0m

由匀加速运动规律得：

l－L＝at2

解得：

t＝1.0s.

（3）AB分离时两者仍有相同的速度，在时间t内对AB用动能定理得：

WF－（mA＋mB）g（l－L）sin30°＋WC＝（mA＋mB）v2

及：

v＝at

得：

WC＝2.1J

所以系统电势能的变化量ΔEp＝－2.1J.