2020届高三高考物理复习专题突破电场力学性质

2020届高三高考物理复习专题打破：电场的力学性质2020届高三高考物理复习专题打破：电场的力学性质2020届高三高考物理复习专题打破：电场的力学性质2020届高三高考物理复习专题打破：电场的力学性质电场的力学性质1.(2019黑·龙江哈尔滨段考)以下列图，三个完好相同的绝缘金属小球a、b、c位于等边三角形的三个极点上，c球在xOy坐标系的原点O上，a和c带正电，b带负电，a所带电荷量比b所带电荷量少．关于c碰到a和b的静电力的合力方向，以下判断正确的选项是()A．从原点指向第Ⅰ象限C．从原点指向第Ⅲ象限

B．从原点指向第Ⅱ象限D．从原点指向第Ⅳ象限2.(2019

陕·西渭南授课质量检测

)以下列图，在

x轴上放置两正点电荷

Q1、Q2，当空间存在沿

y轴负向的匀强电场时，

y轴上A点的场强等于零，已知匀强电场的电场强度大小为

E，两点电荷到

A的距离分别为

r1、r2，则在

y轴上与A点对称的

B点的电场强度大小为

(

)A．E

1

C．2E

D．4E3.(2019

泉·州质检

)以下列图，圆滑绝缘水平面上两个相同的带电小圆环

A、B，电荷量均为

q，质量均为

m，用一根圆滑绝缘轻绳穿过两个圆环，并系于结点长为l的等边三角形，则()

O.在

O处施加一水平恒力

F使

A、B一起加速运动，轻绳恰好构成一个边A．小环A的加速度大小为3kq2B．小环A的加速度大小为3kq2ml23ml2C．恒力F的大小为3kq2D．恒力F的大小为3kq23l2l21/102020届高三高考物理复习专题打破：电场的力学性质4.两个分别带有电荷量－Q和＋5Q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r，则两球间库仑力的大小为()25FFA．16B．54F16FC．5D．55.(2019南·京模拟)以下列图，在点电荷－q的电场中，放着一块带有必然电荷量、电荷均匀分布的绝缘矩形薄板，MN为其对称轴，O点为几何中心．点电荷－q与a、O、b之间的距离分别为d、2d、3d.已知图中a点的电场强度为零，则带电薄板在图中b点产生的电场强度的大小和方向分别为()A.kqB.kqd2，水平向右d2，水平向左kqkqkqC.d2＋9d2，水平向右D.9d2，水平向右6.(2019浙·江名校协作体)以下列图，质量为m、电荷量为Q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，另一个带电量也为Q的带电小球B固定于O点的正下方，已知绳长OA为2l，O到B点的距离为l，平衡时A、B带电小球处于同一高度，已知重力加速度为g，静电力常量为k.则()kQ2B．A、B间库仑力大小为2mgA．A、B间库仑力大小为l222C．细线拉力大小为3mg3kQD．细线拉力大小为9l27.(2019赣·中南五校联考)以下列图为某一点电荷Q产生的电场中的一条电场线，A、B为电场线上的两点，当电子以某一速度沿电场线由A运动到B的过程中，动能增加，则可以判断()2/102020届高三高考物理复习专题打破：电场的力学性质A．场富强小EA>EBB．电势φA>φBC．电场线方向由B指向AD．若Q为负电荷，则Q在B点右侧8.(2019湖·北荆州模拟)三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径．球1的带电荷量为q，球2的带电荷量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F.现使球3先与球2接触，再与球1接触，尔后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变，由此可知()A．n＝3B．n＝4C．n＝5D．n＝69.(2019北·京四中模拟)以下列图，在一足够大的空间内存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小E＝3.0×104N/C.有一个质量－3静止时细线偏离竖直方向的夹角θ＝37°.取g＝10m＝4.0×10kg的带电小球，用绝缘稍微线悬挂起来，m/s2，sin37°＝，cos37°＝，不计空气阻力的作用．求小球所带的电荷量及电性；若是将细线轻轻剪断，求细线剪断后，小球运动的加速度大小；从剪断细线开始经过时间t＝0.20s，求这一段时间内小球电势能的变化量．10.(2019泉·州检测)以下列图，一半径为r的圆环上均匀分布着电荷量为＋Q的电荷，在垂直于圆环面且过圆心O的轴线上有A、B、C三个点，C和O、O和A间的距离均为d，AB间距离为2d.在B点处有一电荷量为＋q的固定点电荷．已知A点处的场强为零，k为静电力常量，求：3/102020届高三高考物理复习专题打破：电场的力学性质带电圆环在O点处的场富强小；C点处场强．4/102020届高三高考物理复习专题打破：电场的力学性质参照答案1.(2019黑·龙江哈尔滨段考)以下列图，三个完好相同的绝缘金属小球a、b、c位于等边三角形的三个极点上，c球在xOy坐标系的原点O上，a和c带正电，b带负电，a所带电荷量比b所带电荷量少．关于c碰到a和b的静电力的合力方向，以下判断正确的选项是()A．从原点指向第Ⅰ象限B．从原点指向第Ⅱ象限C．从原点指向第Ⅲ象限D．从原点指向第Ⅳ象限【答案】D【解析】以下列图，a对c的静电力为F1，为斥力，沿ac方向；b对c的静电力为F2，为引力，沿cb方向，若F1＝F2，则合力指向x轴正方向．由于F1<F2，依照力的合成可知，c所受合力的方向为从原点指向第Ⅳ象限，D正确．2.(2019陕·西渭南授课质量检测)以下列图，在x轴上放置两正点电荷Q1、Q2，当空间存在沿y轴负向的匀强电场时，y轴上A点的场强等于零，已知匀强电场的电场强度大小为E，两点电荷到A的距离分别为r1、r2，则在y轴上与A点对称的B点的电场强度大小为()5/102020届高三高考物理复习专题打破：电场的力学性质1A．EB.2EC．2ED．4E【答案】C【解析】A点场强为零，说明两点电荷在A点的合场强与匀强电场的场强等大反向，即竖直向上，大小为E，依照对称性，两点电荷在B处产生的合场强竖直向下，大小为E，所以B点的场富强小为2E，方向竖直向下，C正确．3.(2019泉·州质检)以下列图，圆滑绝缘水平面上两个相同的带电小圆环A、B，电荷量均为q，质量均为m，用一根圆滑绝缘轻绳穿过两个圆环，并系于结点O.在O处施加一水平恒力F使A、B一起加速运动，轻绳恰好构成一个边长为l的等边三角形，则()A．小环A的加速度大小为3kq2B．小环A的加速度大小为3kq222ml3mlC．恒力F的大小为3kq2D．恒力F的大小为3kq23l2l2【答案】Bq23kq2【解析】.设轻绳的拉力为T，则对A：T＋Tcos60°＝kl2；Tcos30＝°maA，联立解得：aA＝3ml2，选项B正确，A22kq错误；恒力F的大小为F＝2Tcos30°＝3T＝2，选项C、D错误．4.两个分别带有电荷量－Q和＋5Q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r，则两球间库仑力的大小为()25FFA．16B．54F16FC．5D．5【答案】D【解析】.两球相距r时，依照库仑定律F＝kQ·5Q，两球接触后，带电荷量均为2Q·2Q，由以上两式22Q，则F′＝k2rr216F可解得F′＝，D正确．6/102020届高三高考物理复习专题打破：电场的力学性质5.(2019南·京模拟)以下列图，在点电荷－q的电场中，放着一块带有必然电荷量、电荷均匀分布的绝缘矩形薄板，MN为其对称轴，O点为几何中心．点电荷－q与a、O、b之间的距离分别为d、2d、3d.已知图中a点的电场强度为零，则带电薄板在图中b点产生的电场强度的大小和方向分别为()kqkqA.2，水平向右B.2，水平向左ddkqkqkqC.d2＋9d2，水平向右D.9d2，水平向右【答案】A【解析】薄板在a点的场强与点电荷－q在a点的场强等大反向，故大小为Ea＝E点＝kq2，水平向左，由对称性可知，dkq薄板在b点的场富强小Eb＝Ea＝d2，方向水平向右，选项A正确．6.(2019浙·江名校协作体)以下列图，质量为m、电荷量为Q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，另一个带电量也为Q的带电小球B固定于O点的正下方，已知绳长OA为2l，O到B点的距离为l，平衡时A、B带电小球处于同一高度，已知重力加速度为g，静电力常量为k.则()A．A、B间库仑力大小为kQ2B．A、B间库仑力大小为2mg2lC．细线拉力大小为3mgD．细线拉力大小为23kQ29l2【答案】D【解析】依照题述和图中几何关系，A、B间的距离为r＝3l，依照库仑定律，可得库仑力大小为Q2＝kQ2F＝k22，r3l7/102020届高三高考物理复习专题打破：电场的力学性质选项A错误；对小球A受力解析，碰到竖直向下的重力mg，水平向右的库仑力F，细线的拉力T，由mg∶F＝1∶3，可得A、B间库仑力大小为F＝3mg，选项B错误；由mg∶T＝1∶2，可得细线拉力大小为T＝2mg，选项C错误；由T∶F＝2∶3，F＝kQ223kQ23l2可得细线拉力大小为T＝9l2，选项D正确．7.(2019赣·中南五校联考)以下列图为某一点电荷Q产生的电场中的一条电场线，A、B为电场线上的两点，当电子以某一速度沿电场线由A运动到B的过程中，动能增加，则可以判断()A．场富强小EA>EBB．电势φA>φBC．电场线方向由B指向AD．若Q为负电荷，则Q在B点右侧【答案】C【解析】由于电子以某一速度沿电场线由A运动到B的过程中，动能增加，故电子所受的电场力方向与速度方向一致，由A指向B(即水平向右)，电子带负电所受电场力与场强方向相反，故场强方向由B指向A即电场线方向由B指向A.依照沿着电场线方向电势逐渐降低可知，φ<φ，选项B错误，C正确；结合点电荷周围电场线的分布特点AB可知该点电荷可以是正电荷且处在B的右侧，也可以是负电荷且处在A点的左侧．若点电荷为负电荷则有EA>EB，若点电荷为正电荷则有EA<EB，选项A、D均错误．8.(2019湖·北荆州模拟)三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径．球1的带电荷量为q，球2的带电荷量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F.现使球3先与球2接触，再与球1接触，尔后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变，由此可知()A．n＝3B．n＝4C．n＝5D．n＝6【答案】D8/102020届高三高考物理复习专题打破：电场的力学性质【解析】设球nq2nq，再将球3与球1接触后，它1、2距离为r，则F＝k2，球3与球2接触后，它们的电荷量均为2r们的电荷量均为(n2)q，最后F＝kn(n2)q2，由以上两式得n＝6，选项D正确．48r29.(2019北·京四中模拟)以下列图，在一足够大的空间内存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小4E＝3.0×10N/C.有一个质量m＝4.0×10－3kg的带电小球，用绝缘稍微线悬挂起来，静止时细线偏离竖直方向的夹角θ＝37°.取g＝10m/s2，sin37°＝，cos37°＝，不计空气阻力的作用．求小球所带的电荷量及电性；若是将细线轻轻剪断，求细线剪断后，小球运动的加速度大小；从剪断细线开始经过时间t＝0.20s，求这一段时间内小球电势能的变化量．【答案】(1)1.0×10－6C正电荷(2)12.5m/s2(3)减少了4.5×10－3J【解析】(1)小球碰到重力mg、电场力F和绳的拉力T的作用，由共点力平衡条件F＝qE＝mgtanθ解得q＝mgtanθ×10－6＝CE电场力的方向与电场强度的方向相同，故小球所带电荷为正电荷．(2)剪断细线后，小球做匀加速直线运动，设其加速度为a，mg由牛顿第二定律＝mag2解得a＝＝12.5m/s.在t＝0.20s的时间内，小球的位移为12l＝2at＝0.25m小球运动过程中，电场力做的功9/102020届高三高考物理复习专题打破：电场的力学性质W＝qElsinθ＝mglsinθtanθ＝4.5×10－3J所以小球电势能的变化量(减少量)Ep＝4.5×10－3J.10.(2019泉·州检测)以下列图，一半径为r的圆环上均匀分布着电荷量为＋Q的电荷，在垂直于圆环面且过圆心O的轴线上有A、B、C三个点，C和O、O和A间的距离均为d，AB间距离为2d.在B点处有一电荷量为＋q的固定点电荷．已知A点处的场强为零，k为静电力常量，求：带电圆环在O点处的场富强小；C点处场强．5kq【答案】(1