2024高考物理一輪復(fù)習(xí)第7章靜電場第1講電場的力的性質(zhì)課時(shí)作業(yè)含解析1

PAGE7-第1講電場的力的性質(zhì)1．真空中，A、B兩點(diǎn)與點(diǎn)電荷Q的距離分別為r和3r，則A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小之比為()A．3∶1 B.1∶3C．9∶1 D.1∶9C[由E＝eq\f(F,q)，F(xiàn)＝keq\f(Qq,r2)可知：E＝eq\f(kQ,r2)，所以eq\f(EA,EB)＝eq\f(r\o\al(2,B),r\o\al(2,A))＝eq\f(9,1)，故選C。]2．(多選)下列關(guān)于電場強(qiáng)度的兩個(gè)表達(dá)式E＝eq\f(F,q)和E＝eq\f(kQ,r2)的敘述，正確的是()A．E＝eq\f(F,q)是電場強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放入電場中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場的電荷的電荷量B．E＝eq\f(F,q)是電場強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放入電場中的電荷所受的電場力，q是放入電場中的電荷的電荷量，它適用于任何電場C．E＝eq\f(kQ,r2)是點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度的計(jì)算式，Q是產(chǎn)生電場的電荷的電荷量，它不適用于勻強(qiáng)電場D．從點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度計(jì)算式分析庫侖定律的表達(dá)式F＝keq\f(Q1Q2,r2)，eq\f(kQ2,r2)是點(diǎn)電荷Q2產(chǎn)生的電場在點(diǎn)電荷Q1處的電場強(qiáng)度大小，而eq\f(kQ1,r2)是點(diǎn)電荷Q1產(chǎn)生的電場在Q2處電場強(qiáng)度的大小BCD3．(2024·北京通州區(qū)期末)把一個(gè)帶正電荷QA的球體A固定在可以水平移動(dòng)的絕緣支座上，再把一個(gè)帶正電荷QB的小球B用絕緣絲線掛在玻璃棒上的C點(diǎn)(使兩個(gè)球心在同一水平線上)，小球靜止時(shí)絲線與豎直方向的夾角如圖所示?，F(xiàn)使球體A向右緩慢移動(dòng)漸漸靠近小球B，關(guān)于絲線與豎直方向的夾角，下列說法正確的是(移動(dòng)過程中，A、B電荷量不變)()A．漸漸增大 B.漸漸減小C．保持不變 D.無法推斷A[本題考查探討點(diǎn)電荷之間的作用力試驗(yàn)。使球體A向右緩慢移動(dòng)漸漸靠近小球B，兩球間距離減小，依據(jù)庫侖定律，兩球之間的庫侖力增大，依據(jù)小球B受力平衡可知，絲線與豎直方向的夾角將漸漸增大，選項(xiàng)A正確。]4．(2024·齊齊哈爾模擬)如圖所示，兩個(gè)帶電荷量為q的點(diǎn)電荷分別位于帶電的半徑相同的eq\f(1,4)球殼和eq\f(3,4)球殼的球心，這兩個(gè)球殼上電荷勻稱分布且電荷面密度相同，若甲圖中帶電eq\f(1,4)球殼對(duì)點(diǎn)電荷q的庫侖力的大小為F，則乙圖中帶電的eq\f(3,4)球殼對(duì)點(diǎn)電荷q的庫侖力的大小為()A.eq\f(3,2)F B.eq\f(\r(2),2)FC.eq\f(1,2)F D.FD5．(2024·甘肅蘭州期末)如圖所示，下列說法正確的是()A．圖甲為等量同種點(diǎn)電荷形成的電場線B．圖乙離點(diǎn)電荷距離相等的a、b兩點(diǎn)場強(qiáng)相同C．圖丙中在c點(diǎn)靜止釋放一正電荷，可以沿著電場線運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)D．圖丁中某一電荷放在e點(diǎn)與放到f點(diǎn)，電勢能相同D[本題考查對(duì)常見電場模型的理解。由題圖可知，題圖甲為等量異種點(diǎn)電荷形成的電場線，故A錯(cuò)誤；題圖乙為正點(diǎn)電荷所形成的電場線分布，離點(diǎn)電荷距離相等的a、b兩點(diǎn)場強(qiáng)大小相同，場強(qiáng)方向不同，故B錯(cuò)誤；正電荷在題圖丙中c點(diǎn)受力沿電場線的切線方向，由靜止釋放時(shí)，不行能沿著電場線運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；題圖丁中e點(diǎn)與f點(diǎn)電勢相同，同一電荷放在e、f處時(shí)電勢能相同，故D正確。]6.如圖所示，半徑相同的兩個(gè)金屬小球A、B帶有電荷量大小相等的電荷，相隔肯定的距離，兩球之間的距離遠(yuǎn)大于小球的直徑，兩球之間的相互吸引力大小為F。今用第三個(gè)半徑相同的不帶電的金屬小球C先后與A、B兩個(gè)球接觸后移開，這時(shí)，A、B兩個(gè)球之間的相互作用力大小是()A.eq\f(1,8)F B.eq\f(1,4)FC.eq\f(3,8)F D.eq\f(3,4)FA[由于A、B間有吸引力，故A、B帶異種電荷。設(shè)A、B帶的電荷量分別為Q、－Q，則兩球之間的相互吸引力即為靜電力：F＝keq\f(Q2,r2)。當(dāng)C球與A球接觸后，A、C兩球的電荷量都為：q1＝eq\f(Q,2)。當(dāng)C球再與B球接觸后，B、C兩球的電荷量都為：q2＝eq\f(Q－\f(Q,2),2)＝eq\f(Q,4)。所以此時(shí)A、B兩球之間的相互作用力的大小為F′＝eq\f(k\f(Q,2)·\f(Q,4),r2)＝keq\f(Q2,8r2)＝eq\f(F,8)，故A正確。]7.(2024·江蘇無錫期末)避雷針上方有雷雨云時(shí)避雷針旁邊的電場線分布如圖所示，圖中中心的豎直黑線AB代表了避雷針，CD為水平地面。M、N是電場中兩個(gè)點(diǎn)，下列說法正確的是()A．M點(diǎn)的場強(qiáng)比N點(diǎn)的場強(qiáng)大B．摸索電荷從M點(diǎn)沿直線移動(dòng)到N點(diǎn)，電場力做的功最少C．M點(diǎn)的電勢比N點(diǎn)的電勢高D．CD的電勢為零，但其表面旁邊的電場線有些位置和地面不垂直C[本題考查電場線、電場強(qiáng)度和電勢、電場力做功等學(xué)問點(diǎn)。依據(jù)電場線的疏密表示電場強(qiáng)度大小可知M點(diǎn)的場強(qiáng)比N點(diǎn)的場強(qiáng)小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；依據(jù)在靜電場中電場力做功與路徑無關(guān)可知，摸索電荷從M點(diǎn)沿任何路徑移動(dòng)到N點(diǎn)，電場力做功都相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；依據(jù)沿電場線方向電勢漸漸降低，可知M點(diǎn)的電勢比N點(diǎn)的電勢高，選項(xiàng)C正確；CD的電勢為零，CD為等勢面，依據(jù)電場線與等勢面垂直，可知CD表面旁邊的電場線都和地面垂直，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]8.(2024·青島模擬)如圖，絕緣光滑圓環(huán)豎直放置，a、b、c為三個(gè)套在圓環(huán)上可自由滑動(dòng)的空心帶電小球，已知小球c位于圓環(huán)最高點(diǎn)，ac連線與豎直方向成60°角，bc連線與豎直方向成30°角，三個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是()A．a(chǎn)、b、c小球帶同種電荷B．a(chǎn)、b小球帶異種電荷，b、c小球帶同種電荷C．a(chǎn)、b小球電荷量之比為eq\f(\r(3),6)D．a(chǎn)、b小球電荷量之比為eq\f(\r(3),9)D[對(duì)c小球受力分析可得，a、b小球必需帶同種電荷，c小球才能平衡。對(duì)b小球受力分析可得，b、c小球帶異種電荷，b小球才能平衡。故A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤。對(duì)c小球受力分析，將力正交分解后可得：eq\f(kqaqc,r\o\al(2,ac))sin60°＝keq\f(qbqc,r\o\al(2,bc))sin30°，又rac∶rbc＝1∶eq\r(3)，解得qa∶qb＝eq\r(3)∶9。故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。]9.(2024·江蘇蘇州調(diào)研)已知?jiǎng)蚍Q帶電球殼內(nèi)部電場強(qiáng)度到處為零，電勢到處相等。如圖所示，正電荷勻稱分布在半球面上，Ox為通過半球頂點(diǎn)與球心O的軸線。A、B為該軸線上的點(diǎn)，且OA＝OB。C、D為直徑上的兩點(diǎn)，且OC＝OD。則下列推斷正確的是()A．A點(diǎn)的電勢與B點(diǎn)的電勢相等B．C點(diǎn)的電場強(qiáng)度與D點(diǎn)的電場強(qiáng)度不相同C．A點(diǎn)的電場強(qiáng)度與B點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同D．在A點(diǎn)由靜止起先釋放重力不計(jì)的帶正電粒子，該粒子將沿AB做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C[電場線的方向由正電荷指向無窮遠(yuǎn)處或負(fù)電荷，圖中電場線的方向?yàn)檠谹OB的方向，所以A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)電勢，故A錯(cuò)誤；將題中半球殼補(bǔ)成一個(gè)完整的球殼，且?guī)щ妱蚍Q，設(shè)左、右半球在A點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小分別為E1和E2。由題知，勻稱帶電球殼內(nèi)部電場強(qiáng)度到處為零，則知E1＝E2。依據(jù)對(duì)稱性可知，左、右半球在B點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小分別為E2和E1，且E1＝E2，則在圖示電場中，A的場強(qiáng)大小為E1，方向向右。B的場強(qiáng)大小為E2，方向向右，所以A點(diǎn)的電場強(qiáng)度與B點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同，同理C和D點(diǎn)的電場強(qiáng)度也相同，故B錯(cuò)誤，C正確；在A點(diǎn)由靜止起先釋放重力不計(jì)的帶正電粒子，由于電場強(qiáng)度隨著粒子向右運(yùn)動(dòng)，是改變的，所以粒子所受的電場力是改變的，則該粒子將做變加速直線運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。]10．(2024·浙江模擬)A、B兩帶電小球，電荷量分別為＋q、＋9q，質(zhì)量分別為m1和m2，如圖所示，用兩根不行伸長的絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，靜止時(shí)A、B兩球處于同一水平線上，其中O點(diǎn)到A球的距離OA＝2L，∠AOB＝90°，∠OAB＝60°，C是AB連線上一點(diǎn)且在O點(diǎn)的正下方，帶電小球均可視為點(diǎn)電荷，靜電力常量為k，則下列說法正確的是()A．A、B間的庫侖力大小F＝eq\f(9kq2,4L)B．A、B兩球的質(zhì)量之比為1∶3C．C點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零D．若僅互換A、B兩球的帶電荷量，則A、B兩球位置將不再處于同一水平線上C[本題考查庫侖定律、物體平衡。由幾何關(guān)系可知，A、B間距為eq\f(2L,cos60°)＝4L，依據(jù)庫侖定律，A、B之間的庫侖力大小為F＝keq\f(9q2,16L2)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)A、B受力分析如圖所示，對(duì)A球，F(xiàn)＝m1gtan30°，對(duì)B球，F(xiàn)＝m2gtan60°，兩者聯(lián)立得m1∶m2＝3∶1，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；兩個(gè)帶電小球A、B在C點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)方向相反，大小分別是EA＝keq\f(q,L2)，EB＝keq\f(9q,9L2)，明顯C點(diǎn)的合場強(qiáng)為零，選項(xiàng)C正確；假如A、B兩個(gè)小球的電荷量交換(質(zhì)量不變)，通過受力分析可知，庫侖力不變，質(zhì)量不變，因此庫侖力、重力的比值保持不變，即A、B兩球?qū)⒔又３衷谕凰骄€上，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]11．(2024·江西南昌模擬)(多選)如圖所示，真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1、Q2分別固定在x軸上的x1＝0和x2的位置上。將一摸索電荷q放置在x0處恰好靜止?，F(xiàn)將Q2的固定點(diǎn)左移少許距離，將該摸索電荷q仍放置在x0處，則()A．摸索電荷q肯定向右運(yùn)動(dòng)B．摸索電荷q所受電場力肯定向左C．電場力對(duì)摸索電荷肯定是先做正功D．摸索電荷的電勢能肯定是先減小CD[本題考查同始終線上三個(gè)電荷的平衡問題。依據(jù)題述，將一摸索電荷q放置在x0處恰好靜止，由平衡條件可得keq\f(qQ1,x\o\al(2,0))＝keq\f(qQ2,x0－x22)。由于不知各個(gè)電荷的電性，將Q2的固定點(diǎn)左移少許距離，該摸索電荷q仍放置在x0處，摸索電荷q所受電場力不平衡，摸索電荷q所受電場力可能向左，也可能向右，摸索電荷q可能向左運(yùn)動(dòng)，也可能向右運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；摸索電荷由靜止起先運(yùn)動(dòng)，電場力對(duì)摸索電荷肯定是先做正功，摸索電荷的電勢能肯定是先減小，選項(xiàng)C、D正確。]12．(2024·瀘州模擬)(多選)如圖所示，圖甲、圖乙分別是等量負(fù)點(diǎn)電荷和等量異種點(diǎn)電荷組成的兩個(gè)獨(dú)立的帶電系統(tǒng)，O為電荷連線和中垂線的交點(diǎn)，M、N是連線上與O點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)，p、q是中垂線上與O點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)，現(xiàn)有一個(gè)正點(diǎn)電荷，僅受電場力作用，則()A．該正點(diǎn)電荷在圖甲和圖乙中從p運(yùn)動(dòng)到q時(shí)肯定是沿直線運(yùn)動(dòng)B．該正點(diǎn)電荷在圖甲和圖乙中從M運(yùn)動(dòng)到N時(shí)肯定是沿直線運(yùn)動(dòng)C．該正點(diǎn)電荷可以在圖甲中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)經(jīng)過p和qD．該正點(diǎn)電荷可以在圖乙中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)經(jīng)過p和qBC[在甲圖中，p、q間電場線方向均指向O點(diǎn)，正點(diǎn)電荷可沿直線從p運(yùn)動(dòng)到q，在乙圖中，p、q間電場線方向垂直p、q連線，那么正點(diǎn)電荷所受的電場力與p、q連線垂直，不行能沿直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；在甲圖中，M、N間電場線方向均背離O點(diǎn)，正點(diǎn)電荷可沿直線從M運(yùn)動(dòng)到N，在乙圖中，M、N間電場線方向由M指向N，那么正點(diǎn)電荷所受的電場力與M、N連線平行，也可以沿直線運(yùn)動(dòng)，故B正確；該粒子在甲圖所示電場中，所受的電場力指向O點(diǎn)，正點(diǎn)電荷可以繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并經(jīng)過p、q，故C正確；在乙電場中，正點(diǎn)電荷受到的電場力與p、q連線垂直，不行能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。]13．(2024·江西部分重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)(多選)如圖所示，帶電小球a用絕緣細(xì)線豎直懸掛，在帶電小球a下方的絕緣桌面上固定著兩個(gè)帶電小球b、c，三個(gè)小球均可看成點(diǎn)電荷。當(dāng)小球a處于平衡狀態(tài)時(shí)，它距正下方桌面上O點(diǎn)的距離為7.5cm，距小球b、c的距離均為15cm，且三個(gè)電荷在同一豎直平面內(nèi)。已知小球a的帶電荷量為－3.00×10－8C，小球b、c的帶電荷量均為＋3.00×10－4C，O、M間的距離等于O、N間距離，下列說法不正確的是()A．O處的電場強(qiáng)度大小為4.8N/CB．小球a與b之間作用力大小為9.6NC．若小球a沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)，則它的電勢能將減小D．若小球b、c分別移到M、N兩點(diǎn)，則細(xì)