江苏省南京市金陵中学河西分校2014_2015学年高二物理下学期期末复习试卷(四)(含解析)

2014-2015学年江苏省南京市金陵中学河西分校高二（下）期末物理复习试卷（四）一、单选题：1．（3分）（2015春•南京校级期末）关于电场，下列说法中正确的是（） A．电场是电荷周围空间实际存在的物质B．电场是为了便于研究电荷的运动而引入的理想模型C．电荷周围分布的电场线是客观存在的D．电荷间的相互作用不需要任何媒介可以产生作用力考点：电场．专题：电场力与电势的性质专题．分析：电场是实际存在的物质，电场线是为了形象地描述电场而假想的线．电场强度的方向与正电荷所受电场力方向相同，与负电荷所受电场力的方向相反．解答：解：A、电场是实际存在的物质，不是理想化模型．故A正确，B错误．C、电荷的周围存在电场，而电场线是假想的，故C错误．D、电荷间的相互作用是通过电场作媒介产生的．故D错误．故选：A．点评：解决本题的关键掌握电场强度的方向规定，以及知道电场强度与电场力和放入电场中的电荷无关．2．（3分）（2013•杨浦区一模）如图所示，两个大小相同的小球带有同种电荷，质量分别为m1，和m2，带电量分别为q1和q2．用细绝缘线悬挂后，因静电力而使两悬线张开，它们与竖直线所成的角度均为α，且两球同处一水平线上，则下述结论中正确的是（）A． q1一定等于q2 B．一定满足=C． m1一定等于m2 D．必须同时满足q1=q2，m1=m2考点：库仑定律；共点力平衡的条件及其应用．专题：电场力与电势的性质专题．分析：分别对两小球进行受力分析，根据受力可知，由共点力平衡条件得到各自的重力与库仑力的关系，抓住相互间的库仑力大小相等，得到质量与角度的关系，分析求解．解答：解：题中电荷电量可能不同，也可能相同，但各自所受的电场力大小却相同，方向相反．由于它们与竖直线所成的角度均为α，且两球同处一水平线上，所以根据共点力平衡条件可确定，它们的质量一定相等．故ABD错误，C正确；故选：C点评：本题中库仑力是两个小球联系的纽带，由平衡条件分别找出两个小球的质量与库仑力关系是解题的关键．3．（3分）（2015春•南京校级期末）对公式E=，理解正确的是（）A．r→0时，E→∞B．当r→∞时，E→0C．某点场强跟点电荷Q无关，只跟该点位置r有关D．以点电荷Q为圆心，r为半径的球面上，各点场强相同考点：点电荷的场强．专题：电场力与电势的性质专题．分析：知道点电荷场强公式E=是根据E=推导产生的，其中Q是场源电荷，F为场源电荷对试探电荷的库仑力．电场强度是矢量，有大小和方向．解答：解：A、点电荷场强公式是根据E=推导产生的，其中F为场源电荷对试探电荷的库仑力．当r趋向0时，就不适用库仑力公式F=中距离的要求，故A错误．B、当r→∞时，也就是距离场源电荷距离很远，所以E→0，故B正确．C、点电荷场强公式E=，其中Q是场源电荷，某点场强跟点电荷Q有关，也跟该点位置r有关，故C错误．D、以点电荷Q为圆心，r为半径的球面上，各点场强大小相等，方向不同，电场强度是矢量，有大小和方向，所以各点场强不相同．故D错误．故选B．点评：解本题关键要正确理解点电荷场强公式E=中各个物理量的含义，以及公式适用的条件．4．（3分）（2008秋•雅安期末）关于点电荷，下列说法中正确的是（） A．只有体积很小的带电体才能看成是点电荷B．体积较大的带电体一定不能看成是点电荷C．当两个带电体的大小形状对它们之间的相互作用的影响可忽略时，这两个带电体均可看成点电荷D．当带电体带电量很少时，可看成点电荷考点：元电荷、点电荷．专题：电场力与电势的性质专题．分析：点电荷是不考虑其尺寸、形状和电荷分布情况的带电体，是实际带电体的理想化模型．在研究带电体间的相互作用时，若带电体的尺寸远小于它们之间的距离时，就可把带电体看成点电荷．点电荷是没有大小的带电体，是一种理想模型，实际的带电体（包括电子、质子等）都有一定大小，都不一定能看成点电荷．当电荷间距离大到可认为电荷大小、形状不起什么作用时，可把电荷看成点电荷．解答：解：A、B、C、电荷的形状、体积和电荷量对分析的问题的影响可以忽略时，就可以看成是点电荷，所以体积很大的带电体也有可能看成是点电荷，故AB错误，C正确；D、点电荷是不考虑其尺寸、形状和电荷分布情况的带电体，是实际带电体的理想化模型．当电荷间距离大到可认为电荷大小、形状不起什么作用时，可把电荷看成点电荷．物体能否简化为点电荷与电荷量的绝对大小无关，要看所研究的问题，故D错误；故选C．点评：本题关键明确点电荷是一直理想模型，知道物体是否可以简化为点电荷，关键是看物体的尺度在所研究的问题中是否可以忽略不计．5．（3分）（2015春•南京校级期末）如图所示为某一点电荷Q产生的电场中的一条电场线，A、B为电场线上的两点，一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．电场线方向由B指向A B．场强大小E A＞E BC． Q为负电荷，则Q在B点右侧 D． Q不可能为正电荷考点：电场线；电势能．专题：电场力与电势的性质专题．分析：一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，电场力对电子做正功，电场力方向与运动方向相同，电势能减小．解答：解：A、一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，电场力对电子做正功，电场力方向与运动方向相同，所以电场强度方向由B指向A，电场线方向由B指向A，故A正确；B、不知电场线的疏密，故无法知道电场的强弱．故B错误．C、Q可以为正电荷，也可以为负电荷，如是正电荷则在B的右侧，故CD错误．故选A．点评：解决本题的关键根据电子动能增加判断出电场的方向．以及知道电场力做功与电势能的变化关系，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增大．二、多选题：6．（3分）（2015春•南京校级期末）两个相同的金属小球（可视为点电荷），所带电量之比为1：7，在真空中相距r，把它们接触后再放回原处，则它们间的静电力可能为原来的（）A． B． C． D．考点：库仑定律．专题：电场力与电势的性质专题．分析：接触带电的原则是先中和后平分，两个球的电性可能相同，可能不同，根据F=得出接触后再放回原处的库仑力大小．解答：解：若两电荷同性，设一个球的带电量为q，则另一个球的带电量为Q=7q，此时F=，接触后再分开，带电量各为4q，则两球的库仑力大小F′== F若两电荷异性，接触后再分开，两球电量的绝对值为3q，此时两球的库仑力F′==F，故CD正确，AB错误；故选CD．点评：解决本题的关键掌握接触带电的原则，先中和后平分，以及掌握库仑定律的公式F=．7．（3分）（2010秋•吉林期末）如图所示，甲图中AB是某电场中的一条电场线，乙图为放在电场线上a、b两点的检验电荷的电荷量与所受电场力大小间的函数关系图象，规定电场力的方向由A指向B为正，由此可判定（）A．场源电荷可能是正的点电荷，在A侧B．场源电荷可能是正的点电荷，在B侧C．场源电荷可能是负的点电荷，在A侧D．场源电荷可能是负的点电荷，在B侧考点：点电荷的场强．专题：电场力与电势的性质专题．分析：由电场强度的定义式E=得到F=qE，F﹣q图象的斜率表示电场强度大小，图线a的斜率小于b的斜率，说明a处场强小于b处的场强．根据场强的大小判断场源电荷的位置．解答：解：由电场强度的定义式E=得知：F﹣q图象的斜率表示电场强度大小，图线a的斜率小于b的斜率，说明a处场强小于b处的场强，电场是由点电荷产生的，说明a距离场源较远，即场源位置在B侧，由于正电荷受电场力向右，故场源电荷是负电荷，在B侧．故ABC错误，D正确．故选：D．点评：本题关键从F﹣q图象斜率的物理意义进行分析判断，是常见的基础题．三、填空题：8．（3分）（2015春•南京校级期末）真空中有一电场，在电场中的P点放一电荷量为4×10﹣9C的检验电荷，它受到的静电力为2×10﹣5N，则P点的场强为5000 N/C．把检验电荷的电荷量减小为2×10﹣9C，则检验电荷所受到的静电力为1×10﹣5N．如果把这个检验电荷取走，则P点的电场强度为5000 N/C．考点：电场强度．分析：已知检验电荷所受的电场力和电荷量，由场强的定义式E=，即可求解P点的场强．由E=变形求解电场力．电场强度由电场本身决定，与检验电荷无关．解答：解：由题意：检验电荷的电荷量q=4×10﹣9C，所受的静电力F=2×10﹣5N，则P点的场强为：E==N/C=5000N/C．把检验电荷的电荷量减小为2×10﹣9C，该点的场强不变，则检验电荷所受到的静电力为：F′=q′E=2×10﹣9×5000N=1×10﹣5N电场强度反映电场本身的强弱和方向，由电场本身决定，与检验电荷无关，所以如果把这个检验电荷取走，则P点的电场强度不变，仍为5000N/C．故答案为：5000；1×10﹣5；5000点评：电场强度的定义式E=，是电场这一章最重要的公式之一，要掌握其定义的方法：比值法定义，知道E与F、q无关，仅由电场本身决定这些特性．9．（3分）（2015春•南京校级期末）如图所示，有一水平方向的匀强电场，场强大小为9000N/C，在电场内一水平面上作半径为10cm的圆，圆上取A、B两点，AO沿E方向，BO⊥OA，另在圆心处放一电量为10﹣8C的正点电荷，则A处场强大小E A= 0 N/C，B处的场强大小E B=9×103N/C．考点：电场强度．专题：电场力与电势的性质专题．分析：根据公式E=k求出点电荷在C点处产生的场强大小，判断出场强方向，C点的场强是由正点电荷和匀强电场场强的合成，根据平行四边形定则求解AB两点处的场强大小及方向．解答：解：点电荷在A点处产生的场强大小为E=k=9×109×N/C=9×103N/C，方向从O→A；而匀强电场方向向右，大小9×103N/C，叠加后，合电场强度为零．同理，点电荷在B点处产生的场强大小也为E=k=9×109×N/C=9×103N/C，方向从O→B；根据平行四边形定则得，则两点的场强是由正点电荷和匀强电场场强的合成，A点的场强大小为 E A=E点﹣E匀=9×103N/C﹣9×103N/C=0；同理，B点的场强大小为 E B=E=9×103N/C；故答案为：0，9×103点评：本题电场的叠加问题，一要掌握点电荷的场强公式E=k；二要能根据据平行四边形定则进行合成．10．（3分）（2015春•南京校级期末）在场强为E，方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为m的带电小球，电量分别为+2q和﹣q，两小球用长为L的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住带正电的小球悬于O点而处于平衡状态．如图所示，重力加速度为g，细线对悬点O的作用力等于2mg+qE ．考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用；电场强度．专题：共点力作用下物体平衡专题．分析：以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力，根据平衡条件可求得细线的拉力．解答：解：以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力如图：重力2mg、电场力（2qE﹣qE）=qE，方向竖直向下，细线的拉力T，由平衡条件得：T=2mg+qE故答案为：2mg+qE点评：本题运用整体法，由于不分析两球之间的相互作用力，比较简便．四、计算题：11．（2015春•南京校级期末）三个电量相同的正电荷Q，放在等边三角形的三个顶点上，问在三角形的中心应放置多大的电荷，才能使作用于每个电荷上的合力为零？考点：库仑定律．分析：根据几何关系解出中心O点到三角形顶点的距离，每一个带电小球都处于静止状态，不妨研究A球，A球受力平衡，BC两球的对A是库仑斥力，O点的电荷2对A是库仑引力，列方程化简即可．解答：解：三个电量相同的正电荷Q，放在等边三角形ABC的三个顶点上，O点为三角形中心，设三角形边长为L，由几何关系知：r=|AO|==L，A球受力平衡，有：F2==F1=2Fcos 30°其中F=，所以q=，由F2的方向知q带负电．答：在三角形的中心应放置的负电荷，才能使作用于每个电荷上的合力为零．点评：本题关键是要能正确的选择研究对象，由于三个小球均处于静止状态，以其中一个球为研究对象根据平衡条件得出中心O点的电荷量，根据受力方向判断电荷的正负．12．（2015春•南京校级期末）在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电荷量分别为+4Q和﹣Q的点电荷．①将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置，可以使它在电场力作用下保持静止？②若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？考点：库仑定律．分析：三个点电荷都处于静止状态，对电荷受力分析，每个电荷都处于受力平衡状态，故根据库仑定律可分别对任意两球进行分析列出平衡方程即可求得结果．解答：解：①A、B两点的电荷是固定的，故将另一个点电荷放在该直线上的合场强为零的位置，可以使它在电场力作用下保持静止．所以合场强为零的位置应该在﹣Q的外侧，设AB间距离为r，合场强为零的点在B的外侧，距离B为x，则：E A=E B所以解得x=r故第三个电荷在﹣Q的外侧，距离﹣Q的距离等于﹣Q距离+4Q的距离．②三个电荷要平衡，必须三个电荷在一条直线上，外侧二个电荷相互排斥，中间电荷吸引外侧两个电荷，所以外侧两个电荷距离大，要平衡中间电荷的拉力，必须外侧电荷电量大，中间电荷电量小，所以有“两大夹一小，两同夹一异”的结论．所以第三个电荷必须为正电，在﹣Q的外侧，且为正电荷．设AB间距离为r，引入点电荷在B的外侧，距离B为x，设引入的电荷的电荷量为q，对B电荷，根据平衡条件有：对引入的电荷，根据平衡条件有：解得：，所以引入的这个点电荷的电荷量与位置有关．答：①第三个电荷在﹣Q的外侧，距﹣Q的距离等于﹣Q距+4Q的距离．②若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷，电荷量的大小，其中AB间距离为r，引入点电荷在B的外侧，距离B为x．点评：我们可以去尝试假设第三个电荷带正电或负电，它应该放在什么地方，能不能使整个系统处于平衡状态．不行再继续判断．13．（2015春•南京校级期末）一个带电量为﹣q的油滴，从O点以速度v射入匀强电场中，v 的方向与电场方向成θ角，已知油滴的质量为m，油滴进入电场后做直线运动．求：（1）电场强度E=？（2）油滴到达最高点处所需时间t=？考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系．专题：电场力与电势的性质专题．分析：（1）油滴做直线运动，油滴所受合外力方向与速度方向在同一直线上，据此求出电场强度．（2）由牛顿第二定律求出油滴的加速度，然后应用匀变速直线运动的速度公式求出运动时间．解答：解：（1）油滴做直线运动，受力如图所示：则：qEsinθ=mgcosθ，解得：E=；（2）由牛顿第二定律得：=ma，运动时间：t==；答：（1）电场强度E为．（2）油滴到达最高点处所需时间t为．点评：本题关键要能由运动情况来确定受力情况，对油滴进行受力分析，应用平衡条件与牛顿第二定律、运动学公式可以解题．14．（2015春•南京校级期末）如图所示，把质量为2g的带负电小球A用绝缘细绳悬起，若将带电量为Q=4.0×10﹣6C的带电小球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距30cm时，则绳与竖直方向成α=45°角，试问：（1）B球受到的库仑力多大？（2）A球带电量是多少？考点：库仑定律；力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．分析：（1）A球受重力、拉力和静电力处于平衡，根据合成法求出A球所受的静电力．（2）根据库仑定律F=k求出A球所带的电量．解答：解：（1）A球受重力、拉力和静电力处于平衡，根据平衡条件得A球受到B球的库仑力为F=mgtan45°=mg=2×10﹣3×10N=2×10﹣2N根据牛顿第三定律可知，B球受到的库仑力大小为2×10﹣2N（2）由F=k得 Q A==C=5.0×10﹣8C答：（1）B球受到的库仑力是2×10﹣2N（2）A球带电量是5.0×10﹣8C．点评：解决本题的关键掌握库仑定律以及会用合成法求解共点力平衡问题．15．（2015春•南京校级期末）如图所示的装置是在竖直平面内放置光滑的绝缘轨道，处于水平向右的匀强电场中，带负电荷的小球从高h的A处静止开始下滑，沿轨道ABC运动后进入圆环内作圆周运动．已知小球所受到电场力是其重力的，圆滑半径为R，斜面倾角θ=45°，s BC=2R．若使小球在圆环内能作完整的圆周运动，h至少为多少？考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系；动能定理．专题：电场力与电势的性质专题．分析：在小球进入圆环后，当圆环对小球恰好没有作用力时，小球的速度达到最大，恰好由小球受到的重力和电场力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出最小速度．再对整个过程运用动能定理列式可求出A点的最小高度h．解答：解：小球所受的重力和电场力都为恒力，故可两力等效为一个力F，如图所示．可知F=1.25mg，方向与竖直方向左偏下37°从图中可知，能否作完整的圆周运动的临界点是能否通过D点，若恰好能通过D点，即达到D 点时球与环的弹力恰好为零．由圆周运动知识得：F=m即：1.25mg=m由动能定理有：mg[h﹣（R+Rcos37°）]﹣qE（hcotθ+2R+Rsin37°）=又 qE=mg联立①、②可求出此时的高度h=R．答：使小球在圆环内能作完整的圆周运动，h 至少为R．点评：此题中P点常常称为物理的最高点，与竖直平面内圆周运动的最高点类似，物体恰好通过物理最高点时轨道对物体没有作用力．- 11 -。