2020年物理高考大一輪復(fù)習(xí) 第7章 靜電場(chǎng) 第20講 電場(chǎng)力的性質(zhì)練習(xí)（含解析）

《2020年物理高考大一輪復(fù)習(xí) 第7章 靜電場(chǎng) 第20講 電場(chǎng)力的性質(zhì)練習(xí)（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020年物理高考大一輪復(fù)習(xí) 第7章 靜電場(chǎng) 第20講 電場(chǎng)力的性質(zhì)練習(xí)（含解析）（8頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第20講 電場(chǎng)力的性質(zhì) [解密考綱]主要考查庫(kù)侖定律、電場(chǎng)強(qiáng)度的理解和電場(chǎng)疊加的計(jì)算、電場(chǎng)線的理解和應(yīng)用． 1．(2019·上海嘉定區(qū)高三教學(xué)質(zhì)量調(diào)研)真空中放置著兩個(gè)相隔一定距離的靜止點(diǎn)電荷，則關(guān)于兩點(diǎn)電荷間的相互作用力說(shuō)法正確的是(　　) A．間距不變時(shí)，兩點(diǎn)電荷的電荷量越大，相互作用力越大 B．電荷量不變時(shí)，兩點(diǎn)電荷的間距越大，相互作用力越大 C．間距趨近零時(shí)，相互作用力趨近無(wú)窮大 D．電荷量都加倍時(shí)，相互作用力也加倍 A　解析 根據(jù)庫(kù)侖定律F＝可知，兩點(diǎn)電荷的電荷量越大，它們的乘積越大，相互作用力越大，故選項(xiàng)A正確；根據(jù)庫(kù)侖定律F＝可知，兩點(diǎn)電荷的間距越大，相互作用力越小

2、，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；庫(kù)侖定律的適用條件為“真空中的點(diǎn)電荷”，當(dāng)間距趨近于零時(shí)，電荷不能看成點(diǎn)電荷，公式不適用，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)庫(kù)侖定律F＝可知，電荷量都加倍時(shí)，相互作用力變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 2．下列選項(xiàng)中的各圓環(huán)大小相同，所帶電荷量已在圖中標(biāo)出，且電荷均勻分布，各圓環(huán)間彼此絕緣．坐標(biāo)原點(diǎn)O處電場(chǎng)強(qiáng)度最大的是(　　) B　解析 將圓環(huán)分割成微元，根據(jù)對(duì)稱性和矢量疊加，選項(xiàng)D中O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，選項(xiàng)C等效為第二象限內(nèi)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)，大小與選項(xiàng)A的相等，選項(xiàng)B正、負(fù)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向互相垂直，合場(chǎng)強(qiáng)是其中一個(gè)的倍，也是選項(xiàng)A、C場(chǎng)強(qiáng)的倍，因此選項(xiàng)B正確． 3．

3、(2019·杭州高考命題預(yù)測(cè)卷)如圖所示，a、b、c為真空中三個(gè)帶電小球，b球帶電量為＋Q，用絕緣支架固定，a、c兩小球用絕緣細(xì)線懸掛，處于平衡狀態(tài)時(shí)三小球球心等高，且a、b和b、c間距離相等，懸掛a小球的細(xì)線向左傾斜，懸掛c小球的細(xì)線豎直，則(　　) A．a(chǎn)、b、c三小球帶同種電荷 B．a(chǎn)、c兩小球帶異種電荷 C．a(chǎn)小球帶電量為－4Q D．c小球帶電量為＋4Q C　解析 b球帶正電，若a球帶正電，則c球不帶電，不符合題意；若a球帶負(fù)電，則c球帶負(fù)電，符合題意，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤；對(duì)c球由平衡可知k＝k解得Qa＝4Q，即a球帶電量為－4Q，選項(xiàng)C正確． 4．(2019·衡陽(yáng)聯(lián)考

4、)如圖所示，一均勻帶電荷量為＋Q的細(xì)棒，在過(guò)中點(diǎn)c垂直于細(xì)棒的直線上有a、b、d三點(diǎn)，且ab＝bc＝cd＝L，在a點(diǎn)處有一電荷量為＋的固定點(diǎn)電荷q.已知b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零，則d點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小為(k為靜電力常量)(　　) A．k B．k C．k D．k A　解析 電荷量為＋的點(diǎn)電荷q在b處產(chǎn)生電場(chǎng)強(qiáng)度為E＝，方向向右．又b點(diǎn)處的合場(chǎng)強(qiáng)為零，根據(jù)電場(chǎng)的疊加原理可知細(xì)棒與q在b處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，則知細(xì)棒在b處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E′＝，方向向左．根據(jù)對(duì)稱性可知細(xì)棒在d處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，方向向右；而電荷量為的點(diǎn)電荷q在d處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為E″＝＝，方向向右；所d

5、點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小為Ed＝E″＋E′＝，方向向右． 5．(2019·西安八校高三聯(lián)考)如圖所示，水平光滑的絕緣細(xì)管中，兩相同的帶電金屬小球相向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)相距L時(shí)，加速度大小均為a，速度大小均為v，相互作用力大小為F，已知A球帶電荷量為＋q，B球帶電荷量為－3q，兩球相碰后分開，則下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) A．兩球相碰位置為L(zhǎng)的中點(diǎn) B．當(dāng)兩球相碰后再次相距L時(shí)，兩球間相互作用力大小為F C．當(dāng)兩球相碰后再次相距L時(shí)，兩球加速度大小均為a D．當(dāng)兩球相碰后再次相距L時(shí)，兩球速度大小均為v A　解析 碰撞前間距為L(zhǎng)時(shí)，兩球間的庫(kù)侖力相等，金屬球質(zhì)量相同，所以加速度也相等，根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況

6、兩個(gè)球應(yīng)該同時(shí)運(yùn)動(dòng)到中點(diǎn)相碰，故選項(xiàng)A正確；碰前相距為L(zhǎng)時(shí)受到的庫(kù)侖力為F＝，碰撞時(shí)電荷量先中和后均分，所以帶電荷量都為－q，此時(shí)的庫(kù)侖力為F′＝，則加速度a′＝，故選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；碰前庫(kù)侖力做正功，碰后庫(kù)侖力也做正功，所以再次相距為L(zhǎng)時(shí)，兩球速度都大于v，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 6．(2019·牡丹江聯(lián)考)兩個(gè)可自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷分別放在A、B兩處，如圖所示．A處電荷帶正電荷量Q1，B處電荷帶負(fù)電荷量Q2，且Q2＝4Q1，另取一個(gè)可以自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷Q3，放在AB直線上，欲使整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，則(　　) A．Q3為負(fù)電荷，且放于A左方 B．Q3為負(fù)電荷，且放于B右方 C．Q3為正電荷，

7、且放于A、B之間 D．Q3為正電荷，且放于B右方 A　解析 因?yàn)槊總€(gè)電荷都受到其余兩個(gè)電荷的庫(kù)侖力作用，且已知Q1和Q2是異種電荷，對(duì)Q3的作用力一為引力，一為斥力，所以Q3要平衡就不能放在A、B之間，根據(jù)庫(kù)侖定律知，由于B處的電荷Q2電荷量較大，Q3應(yīng)放在離Q2較遠(yuǎn)而離Q1較近的地方才有可能處于平衡，故應(yīng)放在Q1的左側(cè)，要使Q1和Q2也處于平衡狀態(tài)，Q3必須帶負(fù)電，故選項(xiàng)A正確． 7．(2019·柳州鐵一中學(xué)期中)如圖所示，A、B、C三個(gè)小球(可視為質(zhì)點(diǎn))的質(zhì)量分別為m、2m、3m，B小球帶負(fù)電，電荷量為q，A、C兩小球不帶電(不考慮小球間的靜電感應(yīng))，不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線將三個(gè)小球連接

8、起來(lái)懸掛在O點(diǎn)，三個(gè)小球均處于豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．靜止時(shí)，A、B兩小球間細(xì)線的拉力為5mg＋qE B．靜止時(shí)，A、B兩小球間細(xì)線的拉力為5mg－qE C．剪斷O點(diǎn)與A小球間細(xì)線的瞬間，A、B兩小球間細(xì)線的拉力為qE D．剪斷O點(diǎn)與A小球間細(xì)線的瞬間，A、B兩小球間細(xì)線的拉力為qE A　解析 靜止時(shí)，對(duì)B、C兩球進(jìn)行受力分析，則有T＝2mg＋3mg＋qE＝5mg＋qE，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；B球帶負(fù)電，相當(dāng)于在上述狀態(tài)下給B球瞬間施加一個(gè)豎直向下的電場(chǎng)力qE，qE對(duì)A、B球整體產(chǎn)生一個(gè)豎直向下的加速度，此時(shí)A、B球的加速度為aA＝g＋

9、>g，C球以加速度g保持自由下落，以A球?yàn)檠芯繉?duì)象可得A、B球間細(xì)線的拉力為T，由牛頓第二定律，則有T＋mg＝maA，解得T＝qE，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤． 8．(2019·北京石景山區(qū)高三一模)如圖所示，直徑為L(zhǎng)的光滑絕緣半圓環(huán)固定在豎直面內(nèi)，電荷量為q1、q2的兩個(gè)正點(diǎn)電荷分別置于半圓環(huán)的兩個(gè)端點(diǎn)A、B處，半圓環(huán)上穿著一帶正電的小球(可視為點(diǎn)電荷)，小球靜止時(shí)位于P點(diǎn)，PA與AB間的夾角為α.若不計(jì)小球的重力，下列關(guān)系式中正確的是(　　) A．tan3α＝ B．tan2α＝ C．tan3α＝ D．tan2α＝ A　解析 對(duì)小球進(jìn)行受力分析如圖所示．根據(jù)庫(kù)侖定律有F1＝k，r1＝

10、Lcos α，① F2＝k，r2＝Lsin α，② 根據(jù)平衡條件有F1sin α＝F2cos α，③ 聯(lián)立①②③解得tan3α＝，故選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤，A正確． 9．(2019·甘肅二診)如圖所示，等量異種電荷A、B固定在同一水平線上，豎直固定的光滑絕緣桿與AB連線的中垂線重合，C、D是絕緣桿上的兩點(diǎn)，ACBD構(gòu)成一個(gè)正方形．一帶負(fù)電的小球(可視為點(diǎn)電荷)套在絕緣桿上自C點(diǎn)無(wú)初速釋放，則小球由C運(yùn)動(dòng)到D的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是 (　　) A．桿對(duì)小球的作用力先增大后減小 B．桿對(duì)小球的作用力先減小后增大 C．小球的速度先增大后減小 D．小球的速度先減小后增大 A　解析

11、 從C到D，電場(chǎng)強(qiáng)度先增大后減小，則電場(chǎng)力先增大后減小，則桿對(duì)小球的作用力先增大后減小，故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤．因直桿處于AB連線的中垂線上，所以此線上的所有點(diǎn)的電場(chǎng)方向都是水平向右的，對(duì)帶電小球進(jìn)行受力分析，受豎直向下的重力，水平向左的電場(chǎng)力和水平向右的彈力，水平方向上受力平衡，豎直方向上的合力大小等于重力，重力大小不變，加速度大小始終等于重力加速度，所以帶電小球一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤． 10．(2018·全國(guó)卷Ⅰ)如圖所示，三個(gè)固定的帶電小球a、b和c，相互間的距離分別為ab＝5 cm，bc＝3 cm，ca＝4 cm.小球c所受庫(kù)侖力的合力的方向平行于a、b的連線．設(shè)小球a

12、、b所帶電荷量的比值的絕對(duì)值為k，則(　　) A．a(chǎn)、b的電荷同號(hào)，k＝ B．a(chǎn)、b的電荷異號(hào)，k＝ C．a(chǎn)、b的電荷同號(hào)，k＝ D．a(chǎn)、b的電荷異號(hào)，k＝ D　解析 對(duì)小球c所受庫(kù)侖力分析，畫出a對(duì)c的庫(kù)侖力和b對(duì)c的庫(kù)侖力，若a對(duì)c的庫(kù)侖力為排斥力，a、c的電荷同號(hào)，則b對(duì)c的庫(kù)侖力為吸引力，b、c電荷為異號(hào)，a、b的電荷為異號(hào)；若a對(duì)c的庫(kù)侖力為吸引力，a、c的電荷異號(hào)，則b對(duì)c的庫(kù)侖力為排斥力，b、c電荷為同號(hào)，a、b的電荷為異號(hào)，所以a、b的電荷為異號(hào)．設(shè)a、c與b、c的夾角為θ，利用平行四邊形定則、幾何關(guān)系及庫(kù)侖定律可得，F(xiàn)ac＝k′，F(xiàn)bc＝k′，tan θ＝，ta

13、n θ＝，a、b電荷量的比值k＝，聯(lián)立解得k＝，選項(xiàng)D正確． 11．(2019·天津河西區(qū)高三三模)如圖所示，以O(shè)點(diǎn)為圓心的圓周上有六個(gè)六等分點(diǎn)a、b、c、d、e、f，等量正、負(fù)點(diǎn)電荷分別放置在a、d兩點(diǎn)時(shí)，在圓心O產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E.現(xiàn)僅將放于a點(diǎn)的正點(diǎn)電荷改放于其他等分點(diǎn)上，使O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度改變，則下列判斷正確的是(　　) A．移至c點(diǎn)時(shí)，O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小仍為E，沿Oe方向 B．移至e點(diǎn)時(shí)，O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，沿Oc方向 C．移至b點(diǎn)時(shí)，O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，沿Oc方向 D．移至f點(diǎn)時(shí)，O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，沿Oe方向 B　解析 由題意可知，在圓心O產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)

14、度大小為E，則正、負(fù)點(diǎn)電荷在O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小均為，方向水平向右．當(dāng)正電荷移至c點(diǎn)，兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向夾角為120°，大小不變，則O點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，方向沿Oe方向，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤．當(dāng)正電荷移至e點(diǎn)，兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向夾角為120°，大小不變，則O點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，方向沿Oc方向，故選項(xiàng)B正確．當(dāng)正電荷移至b點(diǎn)，兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向夾角為60°，大小不變，則O點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度大小為2×cos 30°＝E，方向沿Od與Oc角平分線向上，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤．當(dāng)正電荷移至f點(diǎn)，兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向夾角為60°，大小不變，則O點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度大小為2×cos 30°＝E

15、，方向沿Od與Oc角平分線向下，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 12．(2019·全國(guó)名校大聯(lián)考)如圖所示，a、b是某點(diǎn)電荷電場(chǎng)中電勢(shì)相等的兩點(diǎn)，帶電量為＋q的點(diǎn)電荷在a點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大小為F，方向與ab的夾角為30°，a、b間的距離為d，靜電力常量為k，則場(chǎng)源電荷的電性及帶電量為(　　) A．負(fù)電　 B．負(fù)電　 C．正電　 D．正電　 B　解析 a、b是某點(diǎn)電荷電場(chǎng)中電勢(shì)相等的兩點(diǎn)，由點(diǎn)電荷的電勢(shì)分布知道點(diǎn)電荷應(yīng)該在ab的中垂線上，正檢驗(yàn)電荷受力方向正好沿電場(chǎng)線，場(chǎng)源電荷所在位置如圖所示．結(jié)合正電荷的受力以及電場(chǎng)線的分布可以知道Q點(diǎn)的電荷帶負(fù)電，利用幾何關(guān)系求得F＝，r＝＝，解得Q＝，故

16、選項(xiàng)B正確． 13．如圖所示，光滑絕緣細(xì)桿與水平面成θ角并固定，桿上套有一帶正電小球，質(zhì)量為m、電荷量為q，為使小球靜止在桿上，可加一勻強(qiáng)電場(chǎng)，所加電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)滿足什么條件時(shí)，小球可在桿上保持靜止(　　) A．垂直于桿斜向上，場(chǎng)強(qiáng)大小為 B．豎直向上，場(chǎng)強(qiáng)大小為 C．垂直于桿斜向上，場(chǎng)強(qiáng)大小為 D．水平向右，場(chǎng)強(qiáng)大小為 B　解析 若所加電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)垂直于桿斜向上，對(duì)小球受力分析可知，其受到豎直向下的重力、垂直于桿斜向上的電場(chǎng)力和垂直于桿方向的支持力，在這三個(gè)力的作用下，小球沿桿方向上不可能平衡，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；若所加電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)豎直向上，對(duì)小球受力分析可知，當(dāng)E＝時(shí)，電場(chǎng)力與重力等大反向，小球可在桿上保持靜止，選項(xiàng)B正確；若所加電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)水平向右，對(duì)小球受力分析可知，其共受到三個(gè)力的作用，假設(shè)小球此時(shí)能夠靜止，則根據(jù)平衡條件可得Eq＝mgtan θ，所以E＝，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 8