高考物理 精讲巧解分类攻克6

备战高考物理精讲巧解分类攻克6一、选择题1．如右图所示为点电荷a、b所形成的电场线分布，以下说法正确的是()A．a、b为异种电荷B．a、b为同种电荷C．A点场强大于B点场强D．A点电势低于B点电势解析：本题考查点电荷的电场线特点．电场线从正电荷或无穷远出发，终止于负电荷或者无穷远，所以a应为正电荷b为负电荷，故A选项正确．电场线越密集，场强越大，故C选项错误．沿电场线方向电势逐渐降低，故D选项错误．答案：A2.(·揭阳模拟)一个负点电荷仅受电场力的作用，从某电场中的a点由静止释放，它沿直线运动到b点的过程中，动能Ek随位移x变化的关系图象如右图所示，则能与图线相对应的电场线分布图是()答案：B3．如右图所示，A、B、C、D、E是半径为r的圆周上等间距的五个点，在这些点上各固定一个点电荷，除A点处的电荷量为－q外，其余各点处的电荷量均为＋q，则圆心O处()A．场强大小为eq\f(kq,r2)，方向沿OA方向B．场强大小为eq\f(kq,r2)，方向沿AO方向C．场强大小为eq\f(2kq,r2)，方向沿OA方向D．场强大小为eq\f(2kq,r2)，方向沿AO方向解析：在A处放一个－q的点电荷与在A处同时放一个＋q和－2q的点电荷的效果相当，因此可以认为O处的场是5个＋q和一个－2q的点电荷产生的场合成的，5个＋q处于对称位置上，在圆心O处产生的合场强为0，所以O点的场强相当于－2q在O处产生的场强．故选C.答案：C4.如右图，A、B两点各放一电荷量均为Q的等量异种电荷，有一竖直放置的光滑绝缘细杆在两电荷连线的垂直平分线上，a、b、c是杆上的三点，且ab＝bc＝l，b、c关于两电荷连线对称．质量为m、带正电荷q的小环套在细杆上，自a点由静止释放，则()A．小环通过b点时速度为eq\r(gl)B．小环通过c点时速度为eq\r(3gl)C．小环从b到c速度可能先减小后增大D．小环做匀加速直线运动解析：中垂线上各点的合场强均为水平向右，与环的运动方向垂直不做功，故小环做自由落体运动．答案：D5.如右图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q＞0)的相同小球，小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接．当3个小球处于静止状态时，每根弹簧长度为l.已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为()A．l＋eq\f(5kq2,2k0l2) B．l－eq\f(kq2,k0l2)C．l－eq\f(5kq2,4k0l2) D．l－eq\f(5kq2,2k0l2)解析：三球均处于平衡状态，左右两球受力对称，对右边小球进行受力分析．右边小球受三个力的作用，设弹簧伸长量为x，则它们的关系是：k0x＝keq\f(q2,l2)＋keq\f(q2,2l2)解得x＝eq\f(5kq2,4k0l2)，则l0＝l－x＝l－eq\f(5kq2,4k0l2).答案：C6．如图甲所示，A、B是一条电场线上的两点，若在某点释放一初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，从A点运动到B点，其速度随时间变化的规律如图乙所示，则()A．电子在A、B两点受的电场力FA<FBB．A、B两点的电场强度EA>EBC．场强方向为由A到BD．电场线的方向一定是从A到B解析：逐项分析如下选项诊断结论A由图象知电荷做加速度增大的加速运动，可知FA<FB.√B由F＝qE及FA<FB知EA<EB，故B不对×C电场力A→B，故场强方向B→A.×D由以上分析知电场线B→A×故选A.答案：A7.如右图所示，质量相等的带电小球用绝缘细绳悬挂，小球间也用绝缘细绳连接，在水平向右的匀强电场中静止，球间作用力不计，现将其中一根悬线剪断，平衡时下图中不可能出现的情况是()解析：本题考查物体的平衡，中档题．由没有剪断的平衡图可知，两球带相同的性质的电荷，把A、B看做一个整体，可知水平方向受电场力，竖直方向受重力，根据平衡的条件则最上面的绳子不可能处于竖直状态，A正确．答案：A8.如右图所示，在光滑绝缘的水平桌面上固定放置一光滑、绝缘的挡板ABCD，AB段为直线形挡板，BCD段是半径为R的圆弧形挡板，挡板处于场强为E的匀强电场中，电场方向与圆直径MN平行．现有一带电荷量为q、质量为m的小球静止从挡板上的A点释放，并且小球能沿挡板内侧运动到D点抛出，则()A．小球运动到N点时，挡板对小球的弹力可能为零B．小球运动到N点时，挡板对小球的弹力可能为EqC．小球运动到M点时，挡板对小球的弹力可能为零D．小球运动到C点时，挡板对小球的弹力一定大于mg解析：小球沿光滑轨道内侧运动到D点抛出，说明小球在N、C、M点的速度均不为零，对N点，FN－Eq＝meq\f(v\o\al(2,N),R)，FN必大于Eq，A、B均错误；在C点：FC＝meq\f(v\o\al(2,C),R)，无法比较FC与mg的大小，D错．答案：C9.如右图所示，将两个摆长均为l的单摆悬于O点，摆球质量均为m，带电荷量均为q(q>0)．将另一个带电荷量也为q(q>0)的小球从O点正下方较远处缓慢移向O点，当三个带电小球分别处在等边三角形abc的三个顶点上时，摆线的夹角恰好为120°，则此时摆线上的拉力大小等于()A．2eq\r(3)mg B．2mgC.eq\f(\r(3)kq2,l2) D.eq\f(\r(3),3)·eq\f(kq2,l2)解析：当夹角为120°时，对a或b进行受力分析，小球受拉力、重力和另外两个小球对它的斥力，两个库仑力大小相等合力方向与水平方向成30°，所以绳子拉力与库仑力的合力成120°，根据力的合成的知识可得绳子拉力大小等于重力为mg或等于库仑力的合力为eq\f(\r(3),3)·eq\f(kq2,l2)，D对．答案：D10.如右图所示，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B.当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上，A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ，若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°.则q2/q1为()A．2 B．3C．2eq\r(3) D．3eq\r(3)解析：由库仑定律得F＝keq\f(qAqB,r2)又r＝lsinθ由以上各式可解得qB＝eq\f(Gl2sin2θtanθ,kqA)，因qA不变，则eq\f(q2,q1)＝eq\f(sin245°tan45°,sin230°tan30°)＝2eq\r(3).答案：C二、非选择题11．(·广州测试二)如下图所示，在绝缘的光滑水平面上有A、B两个点电荷，A带正电，B带负电，电荷量都是q，它们之间的距离为d.为使两电荷在电场力作用下都处于静止状态，必须在水平方向加一个匀强电场．求：两电荷都处于静止状态时，A、B连线的中点处场强大小和方向．(已知静电力常数为k)解析：设点电荷在A、B连线中点处产生的场强为E1，所加的匀强电场的场强为E0，A、B连线中点处的合场强为E.根据点电荷场强的计算公式：A点电荷在A、B连线中点处产生的场强为：EA＝keq\f(q,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)d))2)＝4keq\f(q,d2)，方向由A指向B.B点电荷在A、B连线中点处产生的场强为EB＝keq\f(q,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)d))2)＝4keq\f(q,d2)，方向由A指向B根据电场叠加原理：E1＝EA＋EB＝8keq\f(q,d2)，方向由A指向B根据电荷受力平衡和库仑定律有：E0q＝keq\f(q2,d2)，得E0＝keq\f(q,d2)，方向由B指向A根据电场叠加原理：E＝E1－E0＝7keq\f(q,d2)，方向由A指向B.答案：eq\f(7kq,d2)方向由A→B12.在场强为E的匀强电场中，取O点为圆心，r为半径作一圆周，在O点固定一电荷量为＋Q的点电荷，a、b、c、d为相互垂直的两条直线和圆周的交点．当把一试探电荷＋q放在d点恰好平衡(如右图所示，不计重力)(1)匀强电场场强E的大小、方向如何？(2)试探电荷＋q放在点c时，受力Fc的大小、方向如何？(3)试探电荷＋q放在点b时，受力Fb的大小、方向如何？解析：(1)由题意可知：F1＝keq\f(Qq,r2)①F2＝qE②由F1＝F2，所以qE＝keq\f(Qq,r2)，E＝keq\f(Q,r2)，匀强电场方向沿db方向．(2)试探电荷放在c点：Ec＝eq\r(E\o\al(2,1)＋E2)＝eq\r(2)E＝eq\r(2)keq\f(Q,r2)所以Fc＝qEc＝eq\r(2)keq\f(Qq,r2).方向与ac方向成45°角斜向下(如右图所示)．(3)试探电荷放在b点：Eb＝E2＋E＝2E＝2keq\f(Q,r2)所以Fb＝qEb＝2keq\f(Qq,r2)，方向沿db方向．答案：(1)keq\f(Q,r2)方向沿db方向(2)eq\r(2)keq\f(Qq,r2)方向与ac成45°角斜向下(3)2keq\f(Qq,r2)方向沿db方向13.如右图所示，有一水平向右的匀强电场，场强为E＝1.25×104N/C，一根长L＝1.5m、与水平方向的夹角为θ＝37°的光滑绝缘细直杆MN固定在电场中，杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量Q＝＋4.5×10－6C；另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q＝＋1.0×10－6C，质量m＝1.0×10－2kg.现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动．(静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：(1)小球B开始运动时的加速度为多大？(2)小球B的速度最大时，与M端的距离r为多大？解析：(1)开始运动时小球B受重力、库仑力、杆的弹力和电场