七年高考(2011-2017)高考物理試題分項(xiàng)精析 專題21 庫侖定律、電荷守恒、靜電現(xiàn)象
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七年高考(2011-2017)高考物理試題分項(xiàng)精析 專題21 庫侖定律、電荷守恒、靜電現(xiàn)象
專題21 庫侖定律、電荷守恒、靜電現(xiàn)象一、單項(xiàng)選擇題1【2015·江蘇·2】靜電現(xiàn)象在自然界中普遍存在,我國早在西漢末年已有對靜電現(xiàn)象的記載春秋緯 考異郵中有玳瑁吸衣若之說,但下列不屬于靜電現(xiàn)象的是( )A梳過頭發(fā)的塑料梳子吸起紙屑B帶電小球移至不帶電金屬球附近,兩者相互吸引C小線圈接近通電線圈過程中,小線圈中產(chǎn)生電流D從干燥的地毯走過,手碰到金屬把手時(shí)有被電擊的感覺【答案】C【考點(diǎn)定位】靜電現(xiàn)象2【2016·浙江卷】如圖所示,兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體A和B,用一對絕緣柱支持使它們彼此接觸。把一帶正電荷的物體C置于A附近,貼在A、B下部的金屬箔都張開,A此時(shí)A帶正電,B帶負(fù)電B此時(shí)A電勢低,B電勢高C移去C,貼在A、B下部的金屬箔都閉合D先把A和B分開,然后移去C,貼在A、B下部的金屬箔都閉合【答案】C【解析】由靜電感應(yīng)可知,A的左端帶負(fù)電,B的右端帶正電,AB的電勢相等,選項(xiàng)AB錯(cuò)誤;若移去C,則兩端的感應(yīng)電荷消失,貼在A、B下部的金屬箔都閉合,選項(xiàng)C正確;先把A和B分開,然后移去C,則A、B帶的電荷仍然存在,故貼在A、B下部的金屬箔仍張開,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;故選C?!究键c(diǎn)定位】靜電感應(yīng)【名師點(diǎn)睛】此題是來自課本上的一個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn),考查靜電感應(yīng)問題,只要課本上的實(shí)驗(yàn)弄清楚,此題是沒難度的。解決類似試題的關(guān)鍵是,知道靜電感應(yīng)的實(shí)質(zhì)是同性電荷相互排斥,異性電荷相互吸引;帶電體達(dá)到靜電平衡時(shí),帶電體是一個(gè)等勢體。3【2016·江蘇卷】一金屬容器置于絕緣板上,帶電小球用絕緣細(xì)線懸掛于容器中,容器內(nèi)的電場線分布如圖所示容器內(nèi)表面為等勢面,A、B為容器內(nèi)表面上的兩點(diǎn),下列說法正確的是AA點(diǎn)的電場強(qiáng)度比B點(diǎn)的大B小球表面的電勢比容器內(nèi)表面的低CB點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向與該處內(nèi)表面垂直D將檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)沿不同路徑移到B點(diǎn),電場力所做的功不同【答案】C【考點(diǎn)定位】考查靜電平衡、帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)【方法技巧】掌握根據(jù)電場線的疏密判斷電場強(qiáng)弱的方法以及由電場線的方向比較電勢的高低,電場線與等勢面垂直的關(guān)系,在等勢面上移動(dòng)電荷電場力不做功的特點(diǎn),本題重點(diǎn)考查電場的基本性質(zhì),考試的熱點(diǎn),每年必考。4【2015·安徽·14】圖示是粒子(氦原子核)被重金屬原子核散射的運(yùn)動(dòng)軌跡,M、N、P、Q是軌跡上的四點(diǎn),在散射過程中可以認(rèn)為重金屬原子核靜止不動(dòng)。圖中所標(biāo)出的粒子在各點(diǎn)處的加速度方向正確的是AM點(diǎn) BN點(diǎn) CP點(diǎn) DQ點(diǎn)【答案】C【解析】由庫侖定律,可得兩點(diǎn)電荷間的庫侖力的方向在兩者的兩線上,同種電荷相互排斥,由牛頓第二定律,加速度的方向就是合外力的方向,故C正確,ABD錯(cuò)誤?!究键c(diǎn)定位】考查庫侖定律和牛頓第二定律。5【2015·浙江·16】如圖所示為靜電力演示儀,兩金屬極板分別固定于絕緣支架上,且正對平行放置。工作時(shí)兩板分別接高壓直流電源的正負(fù)極,表面鍍鋁的乒乓球用絕緣細(xì)線懸掛在金屬極板中間,則A乒乓球的左側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷B乒乓球受到擾動(dòng)后,會(huì)被吸在左極板上C乒乓球共受到電場力,重力和庫侖力三個(gè)力的作用D用絕緣棒將乒乓球撥到與右極板接觸,放開后乒乓球會(huì)在兩極板間來回碰撞【答案】D【考點(diǎn)定位】考查了庫侖力,靜電感應(yīng)6【2011·海南卷】三個(gè)相同的金屬小球1.2.3.分別置于絕緣支架上,各球之間的距離遠(yuǎn)大于小球的直徑。球1的帶電量為q,球2的帶電量為nq,球3不帶電且離球1和球2很遠(yuǎn),此時(shí)球1、2之間作用力的大小為F?,F(xiàn)使球3先與球2接觸,再與球1接觸,然后將球3移至遠(yuǎn)處,此時(shí)1、2之間作用力的大小仍為F,方向不變。由此可知An=3 Bn=4 Cn=5 D n=6【答案】D【考點(diǎn)定位】庫侖定律7【2015·安徽·15】由庫侖定律可知,真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷,帶電荷量分別為q1和q2。其間距離為r時(shí),它們之間相互作用力的大小為,式中k為靜電力常量。若用國際單位制的基本單位表示,k的單位應(yīng)為Akg·A2·m3 Bkg·A-2·m3·s-4 Ckg·m2·C-2 DN·m2·A-2【答案】B【解析】由可得單位為,故選B?!究键c(diǎn)定位】考查庫侖定律和單位制二、多項(xiàng)選擇題8【2016·浙江卷】如圖所示,把A、B兩個(gè)相同的導(dǎo)電小球分別用長為0.10 m的絕緣細(xì)線懸掛于OA和OB兩點(diǎn)。用絲綢摩擦過的玻璃棒與A球接觸,棒移開后將懸點(diǎn)OB移到OA點(diǎn)固定。兩球接觸后分開,平衡時(shí)距離為0.12 m。已測得每個(gè)小球質(zhì)量是,帶電小球可視為點(diǎn)電荷,重力加速度,靜電力常量,則A兩球所帶電荷量相等BA球所受的靜電力為1.0×10-2 NCB球所帶的電荷量為 DA、B兩球連線中點(diǎn)處的電場強(qiáng)度為0 【答案】ACD【考點(diǎn)定位】物體的平衡;庫侖定律;電場強(qiáng)度【名師點(diǎn)睛】此題是關(guān)于共點(diǎn)力的平衡及庫侖定律的應(yīng)用問題,是我們平時(shí)經(jīng)常接觸到的題目略作改編而成的新試題,只要平時(shí)對基礎(chǔ)題目理解到位,有一定的基礎(chǔ)知識就能解答;所以建議我們的同學(xué)平時(shí)學(xué)習(xí)要扎扎實(shí)實(shí)的做好常規(guī)題。9【2011·廣東卷】圖為靜電除塵器除塵機(jī)理的示意圖。塵埃在電場中通過某種機(jī)制帶電,在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積,以達(dá)到除塵目的。下列表述正確的是A到達(dá)集塵極的塵埃帶正電荷B電場方向由集塵極指向放電極C帶電塵埃所受電場力的方向與電場方向相同D同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場力越大【答案】BD【解析】由于集塵極與電池的正極連接,電場方向有集塵板指向放電極,B正確而塵埃在電場力作用下向集塵極遷移并沉積,說明塵埃帶負(fù)電,A錯(cuò)誤負(fù)電荷在電場中受電場力的方向與電場力方向相反,C錯(cuò)誤根據(jù)F=Eq可得,D正確【考點(diǎn)定位】靜電現(xiàn)象10【2012·浙江卷】用金屬箔做成一個(gè)不帶電的圓環(huán),放在干燥的絕緣桌面上。小明同學(xué)用絕緣材料做的筆套與頭發(fā)摩擦后,將筆套自上而下慢慢靠近圓環(huán),當(dāng)距離約為0.5cm時(shí)圓環(huán)被吸引到筆套上,如圖所示。對上述現(xiàn)象的判斷與分析,下列說法正確的是A摩擦使筆套帶電B筆套靠近圓環(huán)時(shí),圓環(huán)上、下部感應(yīng)出異號電荷C圓環(huán)被吸引到筆套的過程中,圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力D筆套碰到圓環(huán)后,筆套所帶的電荷立刻被全部中和【答案】ABC【解析】摩擦使筆套帶電,帶電的筆套靠近圓環(huán)的時(shí)候,圓環(huán)反生靜電感應(yīng),上下部分感應(yīng)出等量的異號電荷,吸引過程中,圓環(huán)加速度向上,靜電合力大于圓環(huán)重力;絕緣材料做出的筆套,自由電子無法移動(dòng),電荷無法立刻被綜合,故ABC正確【考點(diǎn)定位】本題考查靜電感應(yīng),牛頓定律及其相關(guān)知識11【2014·廣東卷】如圖所示,光滑絕緣的水平桌面上,固定著一個(gè)帶電荷量為+Q的小球P。帶電荷量分別為-q和+2q的小球M和N。由絕緣細(xì)桿相連,靜止在桌面上。P與M相距L,P、M和N視為點(diǎn)電荷。下列說法正確的是AM與N的距離大于LBP、M和N在同一直線上C在P產(chǎn)生的電場中,M、N處的電勢相同DM、N及細(xì)桿組成的系統(tǒng)所受合外力為零【答案】BD【考點(diǎn)定位】本題考查庫侖定律、電場的性質(zhì)和物體平衡條件12【2014·浙江卷】如圖所示,水平地面上固定一個(gè)光滑絕緣斜面,斜面與水平面的夾角為。一根輕質(zhì)絕緣細(xì)線的一端固定在斜面頂端,另一端系有一個(gè)帶電小球A,細(xì)線與斜面平行。小球A的質(zhì)量為m、電量為q。小球A的右側(cè)固定放置帶等量同種電荷的小球B,兩球心的高度相同、間距為d。靜電力常量為k,重力加速度為g,兩帶電小球可視為點(diǎn)電荷。小球A靜止在斜面上,則( )A小球A與B之間庫侖力的大小為B當(dāng)時(shí),細(xì)線上的拉力為0C當(dāng)時(shí),細(xì)線上的拉力為0D當(dāng)時(shí),斜面對小球A的支持力為0【答案】AC【解析】由題意知,根據(jù)庫倫定律可求小球A與B之間庫侖力的大小為,故A正確;以小球A為研究對象受力分析如圖:mgFcFNFT【考點(diǎn)定位】庫倫定律、物體的平衡13【2015·四川·6】如圖所示,半圓槽光滑、絕緣、固定,圓心是O,最低點(diǎn)是P,直徑MN水平,a、b是兩個(gè)完全相同的帶正電小球(視為點(diǎn)電荷),b固定在M點(diǎn),a從N點(diǎn)靜止釋放,沿半圓槽運(yùn)動(dòng)經(jīng)過P點(diǎn)到達(dá)某點(diǎn)Q(圖中未畫出)時(shí)速度為零。則小球aA從N到Q的過程中,重力與庫侖力的合力先增大后減小B從N到P的過程中,速率先增大后減小C從N到Q的過程中,電勢能一直增加D從P到Q的過程中,動(dòng)能減少量小于電勢能增加量【答案】BC【考點(diǎn)定位】孤立點(diǎn)電荷等勢面特征、庫侖定律、平行四邊形定則、功能關(guān)系、能量守恒定律的應(yīng)用。14【2015·浙江·20】如圖所示,用兩根長度相同的絕緣細(xì)線把一個(gè)質(zhì)量為0.1kg的小球A懸掛到水平板的MN兩點(diǎn),A上帶有的正電荷。兩線夾角為120°,兩線上的拉力大小分別為和。A的正下方0.3m處放有一帶等量異種電荷的小球B,B與絕緣支架的總質(zhì)量為0.2kg(重力加速度??;靜電力常量,AB球可視為點(diǎn)電荷)則A支架對地面的壓力大小為2.0NB兩線上的拉力大小C將B水平右移,使M、A、B在同一直線上,此時(shí)兩線上的拉力大小D將B移到無窮遠(yuǎn)處,兩線上的拉力大小【答案】BC【考點(diǎn)定位】庫倫定律,共點(diǎn)力平衡條件15【2014·浙江卷】如圖所示,水平地面上固定一個(gè)光滑絕緣斜面,斜面與水平面的夾角為。一根輕質(zhì)絕緣細(xì)線的一端固定在斜面頂端,另一端系有一個(gè)帶電小球A,細(xì)線與斜面平行。小球A的質(zhì)量為m、電量為q。小球A的右側(cè)固定放置帶等量同種電荷的小球B,兩球心的高度相同、間距為d。靜電力常量為k,重力加速度為g,兩帶電小球可視為點(diǎn)電荷。小球A靜止在斜面上,則( )A小球A與B之間庫侖力的大小為 B當(dāng)時(shí),細(xì)線上的拉力為0C當(dāng)時(shí),細(xì)線上的拉力為0 D當(dāng)時(shí),斜面對小球A的支持力為0【答案】AC【解析】由題意知,根據(jù)庫倫定律可求小球A與B之間庫侖力的大小為,故A正確;以小球A為研究對象受力分析如圖:mgFcFNFT根據(jù)物體的平衡條件可求當(dāng)mg、Fc、FN三力的合力等于零時(shí),即時(shí),細(xì)線上的拉力為0,所以B錯(cuò)誤;C正確;由平衡條件知,小球A受彈力不可能為零,所以D錯(cuò)誤?!究键c(diǎn)定位】庫倫定律、物體的平衡三、非選擇題16【2016·上海卷】如圖,質(zhì)量為m的帶電小球A用絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn),處于靜止?fàn)顟B(tài)。施加一水平向右的勻強(qiáng)電場后A向右擺動(dòng),擺動(dòng)的最大角度為60°,則A受到的電場力大小為 。 在改變電場強(qiáng)度的大小和方向后,小球A的平衡位置在=60°處,然后再將A的質(zhì)量改變?yōu)? m,其新的平衡位置在=30°處,A受到的電場力大小為 ?!敬鸢浮?;mg【考點(diǎn)定位】動(dòng)能定理、物體平衡條件、正弦定理【方法技巧】先通過動(dòng)能定理計(jì)算帶電小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)過程中受到的電場力,再通過平衡條件和正弦定理計(jì)算小球在=60°處和=30°處時(shí)的電場力。17【2014·上海卷】如圖,豎直絕緣墻上固定一帶電小球A,將帶電小球B用輕質(zhì)絕緣絲線懸掛在A的正上方C處,圖中AC=h。當(dāng)B靜止在與豎直方向夾角方向時(shí),A對B的靜電力為B所受重力的倍,則絲線BC長度為 。若A對B的靜電力為B所受重力的0.5倍,改變絲線長度,使B仍能在處平衡。以后由于A漏電,B在豎直平面內(nèi)緩慢運(yùn)動(dòng),到處A的電荷尚未漏完,在整個(gè)漏電過程中,絲線上拉力大小的變化情況是 。【答案】或者;拉力先不變后變大【考點(diǎn)定位】庫侖力 動(dòng)態(tài)平衡18【2014·福建卷】如圖,真空中xOy平面直角坐標(biāo)系上的ABC三點(diǎn)構(gòu)成等邊三角形,邊長L=2.0m。若將電荷量均為q=+2.0×10-6C的兩點(diǎn)電荷分別固定在A、B點(diǎn),已知靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2。求:(1)兩點(diǎn)電荷間的庫侖力大小;(2)C點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小和方向?!敬鸢浮浚?)F=9.0×10-3N (2) 方向沿y軸正方向【考點(diǎn)定位】本題考查庫侖定律、電場強(qiáng)度12