2023年高考物理一輪復習課時練20《電場力的性質》一 、選擇題1.如圖所示，a、b、c三點在固定點電荷Q1、Q2連線的延長線上，Q1帶正電。一帶正電粒子從a點由靜止釋放，僅在電場力作用下運動，經(jīng)b點時速度最大，到c點時速度為零。下列說法不正確的是(　　)A.Q2帶負電B.b點的電場強度最大C.Q2的電荷量大于Q1的電荷量D.a、c兩點電勢相等2.等量異種電荷的連線和其中垂線如圖所示，現(xiàn)將一個帶正電的試探電荷先從圖中a點沿直線移到b點，再從b點沿直線移到c點，則試探電荷在此全過程中(　　)A.所受電場力的方向不變B.所受電場力的大小不變C.電勢能一直減小D.電勢能先不變后減小3.如圖所示，虛線AB和CD分別為橢圓的長軸和短軸，相交于O點，兩個等量同種點電荷分別處于橢圓的兩個焦點M、N上，下列說法中正確的是(　　)A.A、B兩處電勢、場強均相同B.C、D兩處電勢、場強均不同C.在虛線AB上O點的場強最小D.帶負電的試探電荷在O處的電勢能大于在C處的電勢能4.由庫侖定律可知，真空中兩個靜止的點電荷，帶電量分別為q1和q2，其間距離為r時，它們之間相互作用力的大小為F＝k，式中k為靜電力常量。若用國際單位制的基本單位表示， k的單位應為(　　)A.kg·A2·m3          B.kg·A－2·m3·s－4C.kg·m2·C－2         D.N·m2·A－25.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。工作時兩板分別接高壓直流電源的正負極，表面鍍鋁的乒乓球用絕緣細線懸掛在兩金屬極板中間，則(　　)A.乒乓球的左側感應出負電荷B.乒乓球受到擾動后，會被吸在左極板上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，放開后乒乓球會在兩極板間來回碰撞6.一負電荷從電場中A點由靜止釋放，只受電場力作用，沿電場線運動到B點，它運動的v-t圖象如圖所示，則A、B兩點所在區(qū)域的電場線分布情況可能是下圖中的(　　)7.如圖所示，a、b兩點處分別固定有等量異種點電荷＋Q和－Q，c是線段ab的中點，d是ac的中點，e是ab的垂直平分線上的一點，將一個正點電荷先后放在d、c、e點，它所受的電場力分別為Fd、Fc、Fe，則下列說法中正確的是(　　)A.Fd、Fc、Fe的方向都是水平向右B.Fd、Fc的方向水平向右，F(xiàn)e的方向豎直向上C.Fd、Fe的方向水平向右，F(xiàn)c＝0D.Fd、Fc、Fe的大小都相等8.如圖甲，傾角為θ的光滑絕緣斜面，底端固定一帶電量為Q的正點電荷。將一帶正電小物塊(可視為質點)從斜面上A點由靜止釋放，小物塊沿斜面向上滑動至最高點B處，此過程中小物塊的動能和重力勢能隨位移的變化圖像如圖乙(E1和x1為已知量)。已知重力加速度為g，靜電力常量為k，由圖像可求出(　　)A.小物塊的帶電量B.A、B間的電勢差C.小物塊的質量D.小物塊速度最大時到斜面底端的距離 9. (多選)一帶電小球在空中由A點運動到B點的過程中，只受重力、電場力和空氣阻力三個力的作用。若重力勢能增加5 J，機械能增加1.5 J，電場力做功2 J，則小球(　　)A.重力做功為5 JB.電勢能減少2 JC.空氣阻力做功0.5 J D.動能減少3.5 J10. (多選)如圖所示，＋Q和－Q是兩個等量異種點電荷，以點電荷＋Q為圓心作圓，A、B為圓上兩點，O點為兩電荷連線的中點，C點與B點關于O點對稱，下列說法正確的是(　　)A.A點和B點的電場強度大小相等，方向不同B.B點和C點的電場強度大小相等，方向相同C.把電子從A點移動到B點，電場力對其做負功D.質子在A點的電勢能小于在B點的電勢能11. (多選)某靜電場的等勢面分布如圖所示，下列說法中正確的是(　　)A.A點電場強度方向為曲線上該點的切線方向B.負電荷在A點的電勢能比在C點的電勢能小C.將正電荷由圖中A點移到C點，電場力做負功D.將電荷從圖中A點移到B點，電場力不做功12. (多選)如圖所示，整個空間存在水平向左的勻強電場，一長為L的絕緣輕質細硬桿一端固定在O點、另一端固定一個質量為m、電荷量為＋q的小球P，桿可繞O點在豎直平面內無摩擦轉動，電場的電場強度大小為E＝。先把桿拉至水平位置，然后將桿無初速度釋放，重力加速度為g，不計空氣阻力，則(　　)A.小球到最低點時速度最大B.小球從開始至最低點過程中動能一直增大C.小球對桿的最大拉力大小為mgD.小球可繞O點做完整的圓周運動三 、計算題13.如圖所示，質量為m的小球A穿在絕緣細桿上，桿的傾角為α，小球A帶正電，電荷量為q。在桿上B點處固定一個電荷量為Q的正電荷。將A由距B豎直高度為H處無初速度釋放，小球A下滑過程中電荷量不變。不計A與細桿間的摩擦，整個裝置處在真空中，已知靜電力常量k和重力加速度g。求：(1)A球剛釋放時的加速度大小。(2)當A球的動能最大時，A球與B點的距離。14.如圖所示，長l＝1 m的輕質細繩上端固定，下端連接一個可視為質點的帶電小球，小球靜止在水平向右的勻強電場中，繩與豎直方向的夾角θ＝37°。已知小球所帶電荷量q＝1.0×10－6 C，勻強電場的場強E＝3.0×103 N/C，取重力加速度g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：(1)小球所受電場力F的大小。(2)小球的質量m。(3)將電場撤去，小球回到最低點時速度v的大小。15.如圖所示，在豎直平面內固定的圓形絕緣軌道的圓心為O，半徑為r，內壁光滑，A、B兩點分別是圓軌道的最低點和最高點。該區(qū)間存在方向水平向右的勻強電場，一質量為m、帶負電的小球在軌道內側做完整的圓周運動(電荷量不變)，經(jīng)過C點時速度最大，O、C連線與豎直方向的夾角θ=60°，重力加速度為g。(1)求小球所受的電場力大小；(2)求小球在A點的速度v0為多大時，小球經(jīng)過B點時對圓軌道的壓力最小。
0.2023年高考物理一輪復習課時練20《電場力的性質》(含答案)答案解析一 、選擇題1.答案為：B；解析：若Q2帶正電與Q1電性相同，都對帶正電粒子起到排斥作用，所以從a點由靜止釋放正電粒子，僅在電場力作用下它將會向左運動，與題意相矛盾，所以假設不成立，即Q2應帶負電，故A說法正確。從題意可知粒子開始在電場力的作用下先做加速度減小的加速運動，當加速度等于零時(速度最大)，易知b點電場強度為零，此后電場力反向，粒子開始做減速運動，到達c點后恰好為零，故B選項說法錯誤。b點的合場強為零，說明Q1、Q2在b點產(chǎn)生的場強大小相等，由點電荷場強公式E=k，因為Q2到b點的距離比Q1大，所以有Q2的電荷量大于Q1的電荷量，故C選項說法正確。從a運動到c的過程，帶電粒子動能的變化量為零，由動能定理：q(φa－φc)=ΔEk=0，知電場力做功為零，則φa=φc即a、c兩點電勢相等，故D選項說法正確。2.答案為：A；解析：根據(jù)電場的疊加，正的試探電荷在a點和b點、c點受電場力方向相同，垂直ab向下，電場線越密，場強越大，根據(jù)電場線的疏密可知，a、b點的場強大小關系是：Ea＜Eb，所以試探電荷所受電場力方向不變，大小變化，故A正確，B錯誤；ab是一條等勢線，檢驗電荷從圖中a點沿直線移到b點，電場力不做功，電勢能不變，從b到c，電場力做負功，電勢能增大，故C、D錯誤。3.答案為：C；解析：根據(jù)順著電場線方向電勢降低，結合等量同種電荷電場線、等勢面分布對稱性特點可知，A、B場強方向相反，C、D兩處場強方向相反，電勢相同，故A、B錯誤，根據(jù)電場線疏密表示場強的大小可知，在A、B之間，O點場強最小，故C正確；O點電勢高于C點電勢，負電荷在O處電勢能小于在C處電勢能，故D錯誤。4.答案為：B解析：由庫侖定律知k＝，式中都取國際單位時k的單位為，由I＝知，1 C2＝1 A2·s2，又因1 N＝1，整理可得k的單位應為·，即kg·A－2·m3·s－4，故選項B正確。5.答案為：D解析：乒乓球在兩極板中間時，其左側會感應出正電荷，A錯誤；電場力和庫侖力是同一個力的不同稱謂，C錯誤；乒乓球與右極板接觸則帶正電，在電場力作用下向左運動與左極板相碰，碰后帶上負電，又向右運動與右極板相碰，如此往復運動，所以D正確，B錯誤。6.答案為：C解析：由v-t圖可知負電荷在電場中做加速度越來越大的加速運動，故電場線應由B指向A，且從A到B場強變大，電場線變密，C正確。7.答案為：A解析：根據(jù)場強疊加原理，等量異種點電荷連線及中垂線上的電場線分布如圖所示，d、c、e三點場強方向都是水平向右，正點電荷在各點受電場力方向與場強方向相同，A正確，B、C錯誤；連線上場強由a到b先減小后增大，中垂線上由O到無窮遠處逐漸減小，因此O點場強是連線上最小的(但不為0)，是中垂線上最大的，故Fd>Fc>Fe，D錯誤。8.答案為：C；解析：由動能圖線得知，小物塊的速度先增大，后減小。根據(jù)庫侖定律得知，小物塊所受的庫侖力逐漸減小，合外力先減小后增大，加速度先減小后增大，則小物塊沿斜面向上做加速度逐漸減小的加速運動，再沿斜面向上做加速度逐漸增大的減速運動，直至速度為零。由動能圖線看出，速度有最大值，此時小物塊受力平衡，小物塊所受庫侖力與重力沿斜面的分力平衡，由于沒有x的具體數(shù)據(jù)，所以不能求出q，故A錯誤；A到B的過程中重力勢能的增加等于電勢能的減小，所以可以求出小物塊電勢能的減小，由于小物塊的電量不知道，所以不能求出A、B之間的電勢差，故B錯誤；由重力勢能線得到Ep=mgh=mgxsin θ，算出斜率，即可求出m；圖像中不能確定哪一點的速度最大，題目中也沒有小物塊的電量、質量等信息，所以不能確定小物塊速度最大時到斜面低端的距離，故D錯誤。 9.答案為：BD；解析：小球的重力勢能增加5 J，則小球克服重力做功5 J，故A錯誤；電場力對小球做功2 J，則小球的電勢能減小2 J，故B正確；小球共受到重力、電場力、空氣阻力三個力作用，小球的機械能增加1.5 J，則除重力以外的力做功為1.5 J，電場力對小球做功2 J，則知空氣阻力做功為－0.5 J，即小球克服空氣阻力做功0.5 J，故C錯誤；重力、電場力、空氣阻力三力做功之和為－3.5 J，根據(jù)動能定理，小球的動能減小3.5 J，D正確。10.答案為：BC；解析：等量異種電荷周圍的電場線分布如圖；由圖可知A、B兩點的場強大小和方向均不相同，選項A錯誤；等量異種電荷連線上的電場線指向負電荷，由B、C關于O點對稱，B點的電場強度等于C點的電場強度，故B正確；電場線與等勢面相互垂直，電場線從高等勢面指向低等勢面，由圖示可知，A點所在等勢面高于B點所在等勢面，A點電勢高于B點電勢，電子帶負電，則電子在A點的電勢能小于在B點的電勢能，把電子從A點移動到B點，電場力對其做負功，故C正確；同理可知質子在A點的電勢能大于在B點的電勢能，選項D錯誤。11.答案為：BD；解析：電場線和等勢面垂直，電場強度的方向沿電場線的切線方向，可知A點的電場強度方向不是沿等勢面上A點的切線方向，故A錯誤；A點的電勢高于C點的電勢，根據(jù)Ep=qφ知，負電荷在A點的電勢能比在C點的電勢能小，故B正確；A點的電勢高于C點的電勢，沿電場線方向電勢逐漸降低，可知電場線方向大致向左，所以正電荷從A點到C點，電場力做正功，故C錯誤；A、B兩點處于同一等勢面上，電勢相等，所以將電荷從A點移到B點，電場力不做功，故D正確。12.答案為：BC解析：如圖所示，小球受到的重力和電場力分別為mg和qE＝mg，此二力的合力大小為F＝mg，方向為與豎直方向成30°角，可知桿從水平位置轉到與合力F沿桿的方向相同時，合力F與小球速度的方向夾角一直小于90°，F(xiàn)一直做正功，故小球轉到與合力F沿桿的方向時小球速度最大，且從開始至最低點過程中動能一直增大，A錯誤，B正確；設小球的最大速度為v，從釋放到小球達到最大速度的過程，應用動能定理有：Eq(L＋Lsin30°)＋mgLcos30°＝mv2－0，設小球速度最大時，桿對小球的拉力為Fm，對小球應用向心力公式有：Fm－F＝，解得Fm＝mg，由牛頓第三定律知C正確；根據(jù)等效性可知桿轉過240°角時速度減小為0，未到達圓周的等效最高點，小球不能做完整的圓周運動，D錯誤。三 、計算題13.解：(1)由牛頓第二定律可知mgsin α－F=ma根據(jù)庫侖定律有F=k又知r=，得a=gsin α－。(2)當A球受到合力為零，即加速度為零時，動能最大。設此時A球與B點間的距離為d，則mgsin α=解得d= 。14.解：(1)F＝qE＝3.0×10－3 N。(2)由＝tan37°，得m＝4.0×10－4 kg。(3)由動能定理可得：mgl(1－cos37°)＝mv2－0，得v＝＝2.0 m/s。15.解：(1)小球在C點時速度最大，則電場力與重力的合力沿DC方向，所以小球受到的電場力的大小F=mgtan 60°=mg。(2)要使小球經(jīng)過B點時對圓軌道的壓力最小，則必須使小球經(jīng)過D點時的速度最小，即在D點小球對圓軌道的壓力恰好為零，有=m，解得v=。在小球從圓軌道上的A點運動到D點的過程中，有mgr(1＋cos 60°)＋Frsin 60°=mv02－mv2，解得v0=2。 

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