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2013届高考物理新思路考场特训一
一、不定项选择题
1.三个相同的金属小球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的带电量为q,球2的带电量为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,然后将球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=3 B.n=4 C.n=5 D.n=6
2.如图所示,a、b、c是一条电场线上的三个点,电场线的方向由a到c,a、b间的距离等于b、c间的距离,a、b、c和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度,可以断定( )
A. a>b>c B.Ea>Eb>Ec
C. a-b=b-c D.Ea=Eb=Ec
3.真空中相距为3a的两个点电荷M、N,分别固定于x轴上x1=0和x2=3a的两点上,在它们连线上各点场强随x变化关系如图所示,以下判断中正确的是( )
A.点电荷M、N一定为同种电荷
B.点电荷M、N一定为异种电荷
C.点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为4∶1
D.x=2a处的电势一定为零
4.在负点电荷Q形成的电场中,以Q为中心由近及远画出若干个球面,将带正电的检验电荷q分别置于各个球面上,则下列结论正确的是( )
A.同一球面上各点的场强相同
B.离Q越远的球面上的各点的场强越大
C.q在离Q越远的球面上所具有的电势能越大
D.离Q越远的球面上的各点的电势越低
5.如图所示,光滑曲面上方有一固定的
带电量为+Q的点电荷,现有一带电量为
+q的金属小球(可视为质点),在A点以
初速度v0沿曲面射入,小球与曲面相互绝缘,则( )
A.小球从A点到B点过程中,速度逐渐减小
B.小球从A点到C点过程中,重力势能的增加量等于其动能的减少量
C.小球在C点时受到+Q的库仑力最大,所以对曲面的压力最大
D.小球在曲面上运动过程中,机械能始终守恒
6.通常一次闪电过程历时约0.2~0.3 s,它由若干个相继发生的闪击构成.每个闪击持续时间仅40~80 μs,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中.在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109 V,云地间距离约为1 km;第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C,闪击持续时间约为60 μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的.根据以上数据,下列判断正确的是( )
A.闪电电流的瞬时值可达到1×105 A
B.整个闪电过程的平均功率约为1×1014 W
C.闪电前云地间的电场强度约为1×106 V/m
D.整个闪电过程向外释放的能量约为6×106 J
二、计算题
7.如图所示,水平放置的两金属极板长度为L,相距为d,极板间的电压为U,两极板间的电场可视为匀强电场.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从极板中央水平射入电场中,射入时的速度为v0,并从电场的右端射出.若不计粒子的重力,求该粒子射出时沿垂直于板面方向偏移的距离y.
8.如图所示,质量为m、电荷量为+q的小球从距地面一定高度的O点,以初速度v0沿着水平方向抛出,已知在小球运动的区域里,存在着一个与小球的初速度方向相反的匀强电场,如果测得小
球落地时的速度方向恰好是竖直向下的,且已知小球飞行的水平距离为L,求:
(1)电场强度E为多大?
(2)小球落地点A与抛出点O之间的电势差为多大?
(3)小球落地时的动能为多大?
2013届高考物理新思路考场特训一
答案解析
1. 【解析】选D.设小球1、2之间的距离为r.球3接触前,球3分别与球1、2接触后,则联立以上两式解得:n=6,故D正确.
2. 【解析】选A.沿电场线方向,电势逐渐降低,即a>b>c,故A选项正确.只有一条电场线,不能比较电场线的疏密程度,故不能确定a、b、c三点处的场强Ea、Eb、Ec的相对大小,即B、D选项无法确定.相应地a-b与b-c的相对大小也就不能确定,C项错误.
3. 【解析】选A、C.在两点电荷连线之间2a处合场强为零,说明两点电荷一定是同种电荷,A选项对,B选项错;在2a处合场强为零,即得QM∶QN=4∶1,C选项对;零电势点可任意规定,D选项错.
4. 【解析】选C.场强是矢量,同一球面上各点场强方向不同,A错误;离点电荷越近场强越大,B错误;正电荷离负点电荷越远具有的电势能越大,C正确;电场线方向沿半径指向Q,电场线指向电势降低的方向,故D错误.
5. 【解析】选A.小球从A点到B点的过程中,小球受到Q的库仑力做负功,速度逐渐减小,A正确;从A点到C点小球库仑力和重力做负功,由动能定理知,B不正确;由于小球在曲面上运动,且受到的库仑力方向在不断变化,因此不能确定小球在C点对曲面的压力最大,C不正确;库仑力做功,则机械能不守恒,D不正确.
6. 【解析】选A、C.在 60 μs的短暂时间内的平均电流就可以当作瞬时电流,所以A正确;第一个闪击过程中的平均功率 ,因为题目中告诉整个闪电过程的时间是0.2~0.3 s而不是60 μs,故整个闪电过程的平均功率不等于第一个闪击过程中的平均功率,所以B错误;闪电前电场强度C正确;由于电荷转移主要发生在第一个闪击过程中,整个闪电过程向外释放的能量大约是W=qU=6×109 J,所以D错误.
7. 【解析】粒子在电场中做类平抛运动,在垂直于板面方向的分运动为匀加速运动.带电粒子受到的电场力为
F=qE ①
由牛顿第二定律得带电粒子的加速度为
②
由于极板间为匀强电场,故U=Ed ③
带电粒子在平行于板面的方向不受力,所以在这个方向做匀速运动,由L=v0t
可求得 ④
带电粒子射出电场时,在垂直于板面方向偏移的距离为 ⑤
由①②③④⑤可得
答案:
8. 【解析】(1)分析水平方向的分运动有:所以
(2)A与O之间的电势差
(3)设小球竖直向下落地时的动能为EkA,空中飞行的时间为t,分析水平方向和竖直方向的分运动有:
解得:
答案:
5
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