2023年高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)練20《電場(chǎng)力的性質(zhì)》(含答案詳解)

1、2023年高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)練20電場(chǎng)力的性質(zhì)一、選擇題如圖所示，a、b、c三點(diǎn)在固定點(diǎn)電荷Q1、Q2連線的延長(zhǎng)線上，Q1帶正電。一帶正電粒子從a點(diǎn)由靜止釋放，僅在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)b點(diǎn)時(shí)速度最大，到c點(diǎn)時(shí)速度為零。下列說(shuō)法不正確的是()A.Q2帶負(fù)電B.b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大C.Q2的電荷量大于Q1的電荷量D.a、c兩點(diǎn)電勢(shì)相等等量異種電荷的連線和其中垂線如圖所示，現(xiàn)將一個(gè)帶正電的試探電荷先從圖中a點(diǎn)沿直線移到b點(diǎn)，再?gòu)腷點(diǎn)沿直線移到c點(diǎn)，則試探電荷在此全過(guò)程中()A.所受電場(chǎng)力的方向不變B.所受電場(chǎng)力的大小不變C.電勢(shì)能一直減小D.電勢(shì)能先不變后減小如圖所示，虛線AB和CD分別為橢圓的長(zhǎng)軸

2、和短軸，相交于O點(diǎn)，兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷分別處于橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)M、N上，下列說(shuō)法中正確的是()A.A、B兩處電勢(shì)、場(chǎng)強(qiáng)均相同B.C、D兩處電勢(shì)、場(chǎng)強(qiáng)均不同C.在虛線AB上O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最小D.帶負(fù)電的試探電荷在O處的電勢(shì)能大于在C處的電勢(shì)能由庫(kù)侖定律可知，真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷，帶電量分別為q1和q2，其間距離為r時(shí)，它們之間相互作用力的大小為Fk，式中k為靜電力常量。若用國(guó)際單位制的基本單位表示， k的單位應(yīng)為()A.kg·A2·m3 B.kg·A2·m3·s4C.kg·m2·C2 D.N·m2·A2如圖所示

3、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(duì)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)線懸掛在兩金屬極板中間，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(chǎng)力、重力和庫(kù)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(lái)回碰撞一負(fù)電荷從電場(chǎng)中A點(diǎn)由靜止釋放，只受電場(chǎng)力作用，沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，它運(yùn)動(dòng)的v­t圖象如圖所示，則A、B兩點(diǎn)所在區(qū)域的電場(chǎng)線分布情況可能是下圖中的()如圖所示，a、b兩點(diǎn)處分別固定有等量異種點(diǎn)電荷Q和Q，c是線段ab的中點(diǎn)，d是ac的中點(diǎn)，e是ab的

4、垂直平分線上的一點(diǎn)，將一個(gè)正點(diǎn)電荷先后放在d、c、e點(diǎn)，它所受的電場(chǎng)力分別為Fd、Fc、Fe，則下列說(shuō)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)c0D.Fd、Fc、Fe的大小都相等如圖甲，傾角為的光滑絕緣斜面，底端固定一帶電量為Q的正點(diǎn)電荷。將一帶正電小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面上A點(diǎn)由靜止釋放，小物塊沿斜面向上滑動(dòng)至最高點(diǎn)B處，此過(guò)程中小物塊的動(dòng)能和重力勢(shì)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(shì)差C.小物塊的

5、質(zhì)量D.小物塊速度最大時(shí)到斜面底端的距離 (多選)一帶電小球在空中由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，只受重力、電場(chǎng)力和空氣阻力三個(gè)力的作用。若重力勢(shì)能增加5 J，機(jī)械能增加1.5 J，電場(chǎng)力做功2 J，則小球()A.重力做功為5 JB.電勢(shì)能減少2 JC.空氣阻力做功0.5 J D.動(dòng)能減少3.5 J (多選)如圖所示，Q和Q是兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷，以點(diǎn)電荷Q為圓心作圓，A、B為圓上兩點(diǎn)，O點(diǎn)為兩電荷連線的中點(diǎn)，C點(diǎn)與B點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱，下列說(shuō)法正確的是()A.A點(diǎn)和B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向不同B.B點(diǎn)和C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相同C.把電子從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電場(chǎng)力對(duì)其做負(fù)功D.質(zhì)子在A點(diǎn)的電勢(shì)能

6、小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能 (多選)某靜電場(chǎng)的等勢(shì)面分布如圖所示，下列說(shuō)法中正確的是()A.A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向?yàn)榍€上該點(diǎn)的切線方向B.負(fù)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在C點(diǎn)的電勢(shì)能小C.將正電荷由圖中A點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功D.將電荷從圖中A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力不做功 (多選)如圖所示，整個(gè)空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣輕質(zhì)細(xì)硬桿一端固定在O點(diǎn)、另一端固定一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的小球P，桿可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E。先把桿拉至水平位置，然后將桿無(wú)初速度釋放，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，則()A.小球到最低點(diǎn)時(shí)速度最大B.小球從開始至最低點(diǎn)過(guò)程中動(dòng)能一直增大C.小球?qū)U

7、的最大拉力大小為mgD.小球可繞O點(diǎn)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)三、計(jì)算題如圖所示，質(zhì)量為m的小球A穿在絕緣細(xì)桿上，桿的傾角為，小球A帶正電，電荷量為q。在桿上B點(diǎn)處固定一個(gè)電荷量為Q的正電荷。將A由距B豎直高度為H處無(wú)初速度釋放，小球A下滑過(guò)程中電荷量不變。不計(jì)A與細(xì)桿間的摩擦，整個(gè)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(shí)的加速度大小。(2)當(dāng)A球的動(dòng)能最大時(shí)，A球與B點(diǎn)的距離。如圖所示，長(zhǎng)l1 m的輕質(zhì)細(xì)繩上端固定，下端連接一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球，小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，繩與豎直方向的夾角37°。已知小球所帶電荷量q1.0×106 C，勻強(qiáng)電

8、場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E3.0×103 N/C，取重力加速度g10 m/s2，sin37°0.6，cos37°0.8。求：(1)小球所受電場(chǎng)力F的大小。(2)小球的質(zhì)量m。(3)將電場(chǎng)撤去，小球回到最低點(diǎn)時(shí)速度v的大小。如圖所示，在豎直平面內(nèi)固定的圓形絕緣軌道的圓心為O，半徑為r，內(nèi)壁光滑，A、B兩點(diǎn)分別是圓軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)。該區(qū)間存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一質(zhì)量為m、帶負(fù)電的小球在軌道內(nèi)側(cè)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)(電荷量不變)，經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)速度最大，O、C連線與豎直方向的夾角=60°，重力加速度為g。(1)求小球所受的電場(chǎng)力大小；(2)求小球在A點(diǎn)的速度v0為多大時(shí)，小

9、球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓軌道的壓力最小。2023年高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)練20電場(chǎng)力的性質(zhì)(含答案)答案解析一、選擇題答案為：B；解析：若Q2帶正電與Q1電性相同，都對(duì)帶正電粒子起到排斥作用，所以從a點(diǎn)由靜止釋放正電粒子，僅在電場(chǎng)力作用下它將會(huì)向左運(yùn)動(dòng)，與題意相矛盾，所以假設(shè)不成立，即Q2應(yīng)帶負(fù)電，故A說(shuō)法正確。從題意可知粒子開始在電場(chǎng)力的作用下先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度等于零時(shí)(速度最大)，易知b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零，此后電場(chǎng)力反向，粒子開始做減速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)c點(diǎn)后恰好為零，故B選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤。b點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，說(shuō)明Q1、Q2在b點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，由點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式E=k，因?yàn)镼2到b點(diǎn)的距離比Q1大

10、，所以有Q2的電荷量大于Q1的電荷量，故C選項(xiàng)說(shuō)法正確。從a運(yùn)動(dòng)到c的過(guò)程，帶電粒子動(dòng)能的變化量為零，由動(dòng)能定理：q(ac)=Ek=0，知電場(chǎng)力做功為零，則a=c即a、c兩點(diǎn)電勢(shì)相等，故D選項(xiàng)說(shuō)法正確。答案為：A；解析：根據(jù)電場(chǎng)的疊加，正的試探電荷在a點(diǎn)和b點(diǎn)、c點(diǎn)受電場(chǎng)力方向相同，垂直ab向下，電場(chǎng)線越密，場(chǎng)強(qiáng)越大，根據(jù)電場(chǎng)線的疏密可知，a、b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系是：EaEb，所以試探電荷所受電場(chǎng)力方向不變，大小變化，故A正確，B錯(cuò)誤；ab是一條等勢(shì)線，檢驗(yàn)電荷從圖中a點(diǎn)沿直線移到b點(diǎn)，電場(chǎng)力不做功，電勢(shì)能不變，從b到c，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，故C、D錯(cuò)誤。答案為：C；解析：根據(jù)順著電場(chǎng)線方

11、向電勢(shì)降低，結(jié)合等量同種電荷電場(chǎng)線、等勢(shì)面分布對(duì)稱性特點(diǎn)可知，A、B場(chǎng)強(qiáng)方向相反，C、D兩處場(chǎng)強(qiáng)方向相反，電勢(shì)相同，故A、B錯(cuò)誤，根據(jù)電場(chǎng)線疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小可知，在A、B之間，O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最小，故C正確；O點(diǎn)電勢(shì)高于C點(diǎn)電勢(shì)，負(fù)電荷在O處電勢(shì)能小于在C處電勢(shì)能，故D錯(cuò)誤。答案為：B解析：由庫(kù)侖定律知k，式中都取國(guó)際單位時(shí)k的單位為，由I知，1 C21 A2·s2，又因1 N1，整理可得k的單位應(yīng)為·，即kg·A2·m3·s4，故選項(xiàng)B正確。答案為：D解析：乒乓球在兩極板中間時(shí)，其左側(cè)會(huì)感應(yīng)出正電荷，A錯(cuò)誤；電場(chǎng)力和庫(kù)侖力是同一個(gè)力的不同稱謂，C錯(cuò)

12、誤；乒乓球與右極板接觸則帶正電，在電場(chǎng)力作用下向左運(yùn)動(dòng)與左極板相碰，碰后帶上負(fù)電，又向右運(yùn)動(dòng)與右極板相碰，如此往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以D正確，B錯(cuò)誤。答案為：C解析：由v­t圖可知負(fù)電荷在電場(chǎng)中做加速度越來(lái)越大的加速運(yùn)動(dòng)，故電場(chǎng)線應(yīng)由B指向A，且從A到B場(chǎng)強(qiáng)變大，電場(chǎng)線變密，C正確。答案為：A解析：根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)疊加原理，等量異種點(diǎn)電荷連線及中垂線上的電場(chǎng)線分布如圖所示，d、c、e三點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向都是水平向右，正點(diǎn)電荷在各點(diǎn)受電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相同，A正確，B、C錯(cuò)誤；連線上場(chǎng)強(qiáng)由a到b先減小后增大，中垂線上由O到無(wú)窮遠(yuǎn)處逐漸減小，因此O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)是連線上最小的(但不為0)，是中垂線上最大的，故Fd>

13、;Fc>Fe，D錯(cuò)誤。答案為：C；解析：由動(dòng)能圖線得知，小物塊的速度先增大，后減小。根據(jù)庫(kù)侖定律得知，小物塊所受的庫(kù)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(yùn)動(dòng)，再沿斜面向上做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)，直至速度為零。由動(dòng)能圖線看出，速度有最大值，此時(shí)小物塊受力平衡，小物塊所受庫(kù)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(cuò)誤；A到B的過(guò)程中重力勢(shì)能的增加等于電勢(shì)能的減小，所以可以求出小物塊電勢(shì)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(shì)差，故B錯(cuò)誤；由重力勢(shì)能線得到Ep=mgh=mgxsin

14、 ，算出斜率，即可求出m；圖像中不能確定哪一點(diǎn)的速度最大，題目中也沒有小物塊的電量、質(zhì)量等信息，所以不能確定小物塊速度最大時(shí)到斜面低端的距離，故D錯(cuò)誤。答案為：BD；解析：小球的重力勢(shì)能增加5 J，則小球克服重力做功5 J，故A錯(cuò)誤；電場(chǎng)力對(duì)小球做功2 J，則小球的電勢(shì)能減小2 J，故B正確；小球共受到重力、電場(chǎng)力、空氣阻力三個(gè)力作用，小球的機(jī)械能增加1.5 J，則除重力以外的力做功為1.5 J，電場(chǎng)力對(duì)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(cuò)誤；重力、電場(chǎng)力、空氣阻力三力做功之和為3.5 J，根據(jù)動(dòng)能定理，小球的動(dòng)能減小3.5 J，D正確。答案為

15、：BC；解析：等量異種電荷周圍的電場(chǎng)線分布如圖；由圖可知A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向均不相同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；等量異種電荷連線上的電場(chǎng)線指向負(fù)電荷，由B、C關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱，B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，故B正確；電場(chǎng)線與等勢(shì)面相互垂直，電場(chǎng)線從高等勢(shì)面指向低等勢(shì)面，由圖示可知，A點(diǎn)所在等勢(shì)面高于B點(diǎn)所在等勢(shì)面，A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)，電子帶負(fù)電，則電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能，把電子從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電場(chǎng)力對(duì)其做負(fù)功，故C正確；同理可知質(zhì)子在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案為：BD；解析：電場(chǎng)線和等勢(shì)面垂直，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿電場(chǎng)線的切線方向，可知A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向不是沿等勢(shì)面

16、上A點(diǎn)的切線方向，故A錯(cuò)誤；A點(diǎn)的電勢(shì)高于C點(diǎn)的電勢(shì)，根據(jù)Ep=q知，負(fù)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在C點(diǎn)的電勢(shì)能小，故B正確；A點(diǎn)的電勢(shì)高于C點(diǎn)的電勢(shì)，沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，可知電場(chǎng)線方向大致向左，所以正電荷從A點(diǎn)到C點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功，故C錯(cuò)誤；A、B兩點(diǎn)處于同一等勢(shì)面上，電勢(shì)相等，所以將電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力不做功，故D正確。答案為：BC解析：如圖所示，小球受到的重力和電場(chǎng)力分別為mg和qEmg，此二力的合力大小為Fmg，方向?yàn)榕c豎直方向成30°角，可知桿從水平位置轉(zhuǎn)到與合力F沿桿的方向相同時(shí)，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(zhuǎn)到與合力F沿

17、桿的方向時(shí)小球速度最大，且從開始至最低點(diǎn)過(guò)程中動(dòng)能一直增大，A錯(cuò)誤，B正確；設(shè)小球的最大速度為v，從釋放到小球達(dá)到最大速度的過(guò)程，應(yīng)用動(dòng)能定理有：Eq(LLsin30°)mgLcos30°mv20，設(shè)小球速度最大時(shí)，桿對(duì)小球的拉力為Fm，對(duì)小球應(yīng)用向心力公式有：FmF，解得Fmmg，由牛頓第三定律知C正確；根據(jù)等效性可知桿轉(zhuǎn)過(guò)240°角時(shí)速度減小為0，未到達(dá)圓周的等效最高點(diǎn)，小球不能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤。三、計(jì)算題解：(1)由牛頓第二定律可知mgsin F=ma根據(jù)庫(kù)侖定律有F=k又知r=，得a=gsin 。(2)當(dāng)A球受到合力為零，即加速度為零時(shí)，動(dòng)能最大。設(shè)此時(shí)A球與B點(diǎn)間的距離為d，則mgsin =解得d= 。解：(1)FqE3.0×103 N。(2)由tan