内容正文:
2022-2024北京高中合格考物理汇编
电场 电场强度(第一次)
一、单选题
(2024北京高中合格考)请阅读下述文字,完成下列2小题。
2022年6月5日,神舟十四号载人飞船与天和核心舱成功对接,陈冬、蔡旭哲、刘洋三名航天员顺利进入天和核心舱。如图所示,对接后的组合体绕地球的运动可视为匀速圆周运动。已知组合体的质量为,绕地球运动的轨道半径为,地球质量为,地球半径为,引力常量为。地球可视为质量分布均匀的球体。
1.组合体受到地球的万有引力大小为( )
A. B. C. D.
2.场是一种客观存在的物质,组合体与地球之间的万有引力是通过引力场产生的。类比用电场线描述静电场,可以用引力场线描述引力场。不考虑其它天体的影响,地球周围的引力场线分布与下列电场的电场线分布相似的是( )
A.匀强电场 B.孤立点电荷的电场
C.两个等量同种电荷的电场 D.两个等量异种电荷的电场
(2023北京高中合格考)请阅读下述文字,完成下列3小题。
2022年6月5日,神舟十四号载人飞船与天和核心舱成功对接,陈冬、蔡旭哲、刘洋三名航天员顺利进入天和核心舱。如图所示,对接后的组合体绕地球的运动可视为匀速圆周运动。已知组合体的质量为,绕地球运动的轨道半径为,地球质量为,地球半径为,引力常量为。地球可视为质量分布均匀的球体。
3.组合体受到地球的万有引力大小为( )
A. B. C. D.
4.组合体绕地球做匀速圆周运动的角速度大小为( )
A. B. C. D.
5.场是一种客观存在的物质,组合体与地球之间的万有引力是通过引力场产生的。类比用电场线描述静电场,可以用引力场线描述引力场。不考虑其它天体的影响,地球周围的引力场线分布与下列电场的电场线分布相似的是( )
A.匀强电场 B.孤立点电荷的电场
C.两个等量同种电荷的电场 D.两个等量异种电荷的电场
(2023北京高中合格考)请阅读下述文字,完成下列各小题。
2020年10月12日,我国在西昌卫星发射中心成功将“高分十三号”卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道。“高分十三号”卫星是一颗光学遥感卫星,这颗卫星绕地球的运动可看作匀速圆周运动,其轨道与地球赤道在同一平面内,从地面上看,卫星在一定高度处静止不动。
6.若地球自转的角速度为,“高分十三号”卫星运动的角速度为,则( )
A. B. C. D.
7.若将地球与“高分十三号”卫星看成质点,他们之间万有引力的大小为F,如果将这两个质点之间的距离变为原来的2倍,那么它们之间万有引力的大小变为( )
A. B. C. D.
8.卫星受到地球的引力,是因为它们处在地球周围的引力场中。就像用电场强度来描述电场的强弱那样,也可以用引力场强度来描述引力场的强弱。仿照电场强度的定义式,可以得到引力场强度的表达式。则由地球赤道表面某点到正上方“高分十三号”卫星所在位置的引力场强度大小( )
A.保持不变 B.逐渐变大
C.逐渐减小 D.先增大再减小
(2023北京高中合格考)请阅读下述文字,完成下列各小题。
如图所示,a、b是正电荷Q产生的电场中一条电场线上的两点。 用、分别表示两处的电场强度大小
9.关于此电场线的方向及a、b两点电势高低的比较,下列判断正确的是( )
A.电场线方向由 a 指向 b,a 点电势较高
B.电场线方向由 a 指向 b,b 点电势较高
C.电场线方向由 b 指向 a,a 点电势较高
D.电场线方向由 b 指向 a,b 点电势较高
10.关于、两点的电场强度的大小,下列描述正确的是( )
A. B. C. D.无法确定
11.把一个带正电,电荷量为的点电荷从点移动到点的过程中,该点电荷受到的电场力的大小( )
A.先变大后变小 B.越来越大
C.保持不变 D.越来越小
12.(2023北京房山高中合格考)如图甲所示,A、B是某电场中一条电场线上的两点,一个负电荷从A点由静上释放,仅在静电力的作用下从A点运动到B点,其运动的图像如图乙所示。负电荷从A运动到B的过程中,其所在电场分布可能是( )
A. B.
C. D.
13.(2022北京房山高中合格考)2022年6月5日,神舟十四号载人飞船采用自主快速交会对接模式,经过6次自主变轨,成功对接于天和核心舱径向端口。对接后的组合体绕地球做匀速圆周运动,如图所示。已知对接后的组合体质量为m,轨道半径为r,地球质量为M,半径为R,引力常量为G。场是一种客观存在的物质,物体与地球之间的万有引力是通过引力场发生的。与电场中的电场强度类似,可以引入引力场强度来描述引力场的强弱。则对接后的组合体所在处的引力场强度( )
A.与M、m都有关 B.与M无关,与m有关
C.与M、m都无关 D.与M有关,与m无关
14.(2022北京房山高中合格考)图为带电体空间分布的电场线。a、b、c是同一条电场线上的三个点,其电场强度大小分别为、、,电势分别为、、。把带负电的试探电荷沿电场线从a点移到c点的过程中,试探电荷所受的静电力( )
A.逐渐增大 B.先增大后减小
C.保持不变 D.逐渐减小
二、解答题
15.(2024北京高中合格考)如图所示,将电荷量的试探电荷放在电场中的A点,该试探电荷受到静电力。
(1)求A点的电场强度大小E。
(2)若把该试探电荷取走,A点的电场强度是否发生变化?请说明理由。
16.(2024北京高中合格考)如图所示,O点处固定一个电荷量为Q的点电荷,在其产生的电场中的一条电场线上取A、B两点,,在A处放一电荷量q=1.5×10-8C的带正电的试探电荷它受到的静电力为F=3×10-6N。
(1)求A处的电场强度的大小方向。若将试探电荷从A点移走,则A点的电场强度如何变化?
(2)如果在B处放一个电子,它受到的静电力多大?方向怎样?已知e=1.6×10-19C。
17.(2023北京高中合格考)真空有一电场,在电场中的P点放置一电荷量为+2.0 ×10-9C的检验电荷,它受到的电场力为4.0 ×10-5N,方向向左。求:
(1)P点电场强度的大小并判断电场强度的方向;
(2)若将检验电荷变为+4.0 ×10-9C,再求电场强度大小和方向。
参考答案
1.D 2.B
【解析】1.组合体的质量为,绕地球运动的轨道半径为地球质量为,则组合体受到地球的万有引力大小为
故选D。
2.组合体与地球之间的万有引力是通过引力场产生的,即
带电体与孤立点电荷的引力即库仑力为
二者类似,则地球周围的引力场线分布与孤立点电荷的电场线分布相似。
故选B。
3.D 4.A 5.B
【解析】3.根据万有引力定律可知,组合体受到地球的万有引力大小为
故选D。
4.组合体绕地球做匀速圆周运动,则万有引力提供向心力,即
解得
故选A。
5.组合体与地球之间的万有引力是通过引力场产生的,即
带电体与孤立点电荷的引力即库仑力为
二者类似,则地球周围的引力场线分布与孤立点电荷的电场线分布相似。
故选B。
6.C 7.A 8.C
【解析】6.由题“高分十三号”卫星是一颗光学遥感卫星,这颗卫星绕地球的运动可看作匀速圆周运动,其轨道与地球赤道在同一平面内,从地面上看,卫星在一定高度处静止不动,可知“高分十三号”为地球同步卫星,则“高分十三号”卫星运动的角速度与地球自转的角速度相同。
故选C。
7.根据万有引力定律公式
可知,将这两个质点之间的距离变为原来的2倍,则万有引力的大小变为
故选A
8.引力场强度可以写成
由于
所以
距离逐渐变大,所以引力场强度逐渐减小。
故选C
9.A 10.A 11.D
【解析】9.正电荷形成的电场向外发散,如图所示
故电场线方向由a指向b,沿电场线方向电势降低,可知a点电势较高。
故选A。
10.根据正点电荷的电场线的分布,电场线越密集的地方,场强越大,则a点电场线密集,则a点场强大。
故选A。
11.点到点电场强度越来越小,根据
可知电场力越来越小。
故选D。
12.C
【详解】负电荷从A向B做加速运动,结合负电荷受电场力与电场方向相反,可知电场的方向为从B到A;由v-t图象可知,负电荷做加速度逐渐减小的加速运动,因此该电荷所受电场力越来越小,电场强度越来越小,电场线密的地方电场强度大,则A处的电场线密,故ABD错误,C正确。
故选C。
13.D
【详解】电场强度的定义式为
其中F为试探电荷q受到的电场力,同理可得,引力场强度可表示为
其中为对接后的组合体受到的万有引力,为
联立解得
故对接后的组合体所在处的引力场强度与M有关,与m无关。
故选D。
14.A
【详解】电场线的疏密反映场强大小,可知从a点移到c点的过程中,场强变大,则试探电荷所受的静电力变大。
故选A。
15.(1);(2)不变,见解析
【详解】(1)根据电场强度的比值定义式
(2)若把试探电荷取走,电场强度不变。电场强度由电场本身性质决定,与试探电荷无关。
16.(1)200 N/C,方向由A指向B;不变;(2);方向由B指向A。
【详解】(1) 由
E=
得
方向由A指向B。
电场强度反映的是电场的性质,与检验电荷无关,若将试探电荷从A点移走,则A点的电场强度不变 ;
(2)由
可得
方向由B指向A。
17.(1),方向向左;(2),方向向左
【详解】(1)P点电场强度的大小为
P点电场强度的方向为正检验电荷所受电场力的方向,即向左。
(2)电场强度由电场本身决定,与检验电荷无关,所以若将检验电荷变为+4.0 ×10-9C,电场强度与(1)问中相同。
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