2024高考物理一轮复习第7章静电场第1讲电场力的性质课时作业含解析新人教版

PAGE11-第1讲电场力的性质时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。其中1～6题为单选，7～10题为多选)1．两点电荷形成电场的电场线分布如图所示，A、B是电场线上的两点，下列推断正确的是()A．A、B两点的电场强度大小不等，方向相同B．A、B两点的电场强度大小相等，方向不同C．右边点电荷带正电，左边点电荷带负电D．两点电荷所带电荷量相等答案C解析电场线的疏密代表场强的强弱，电场线越密，代表电场越强，电场强度方向为电场线的切线方向，故从图可以看出A、B两点电场强度的大小和方向均不同，A、B错误；电场线从正电荷指向负电荷，C正确；右边点电荷四周的电场线比较密集，故此点电荷的电荷量较大，D错误。2.如图所示，A、B两带电小球的质量分别为m1、m2，电荷量分别为q1、q2，两小球用绝缘细线悬挂于O点，平衡时A、B两球处于同一高度，与竖直方向的夹角分别为30°、60°，已知细线OA长为l，重力加速度为g，静电力常量为k。则()A．A、B间库仑力大小为eq\f(\r(3),3)m2gB．细线OA的弹力大小为eq\f(2\r(3),3)m1gC．A、B间库仑力大小为keq\f(q1q2,l2)D．A、B的质量之比为m1∶m2＝3∶2答案B解析以B球为探讨对象，受力分析如图1所示，可知A、B间库仑力大小为F＝m2gtan60°＝eq\r(3)m2g，A错误；以A球为探讨对象，受力分析如图2所示，可知A、B间库仑力大小为F＝m1gtan30°＝eq\f(\r(3),3)m1g，F弹A＝eq\f(m1g,cos30°)＝eq\f(2\r(3),3)m1g，B正确；由几何关系可知，A、B两球之间的距离为2l，由库仑定律知A、B两球间库仑力大小为F＝keq\f(q1q2,(2l)2)＝keq\f(q1q2,4l2)，C错误；由F＝eq\f(\r(3),3)m1g，F＝eq\r(3)m2g，则m1∶m2＝3∶1，D错误。3.某区域的电场线分布状况如图所示，M、N、P是电场中的三个点，下列说法正确的是()A．负电荷由M点移动到P点，电场力做正功B．正电荷在M点的电势能小于其在N点的电势能C．同一电荷在N点受到的电场力大于其在M点所受的电场力D．M点和N点电场强度的方向相同答案C解析沿着电场线的方向电势降低，故φM>φN，φM>φP，所以M、P两点电势差UMP>0，由电场力做功与电势差关系可知，负电荷由M点到P点，电场力做负功，A错误；正电荷在电势较高的位置电势能较大，B错误；由电场线的疏密程度表示电场强度大小可推断N点电场强度大于M点电场强度，所以同一电荷在N点所受电场力较大，C正确；电场强度的方向沿电场线的切线方向，故M点和N点的电场强度方向不同，D错误。4.一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的vt图象如图所示，则A、B两点所在区域的电场线分布状况可能是下图中的()答案C解析由vt图可知负电荷在电场中做加速度越来越大的加速运动，故电场线应由B指向A，且从A到B场强变大，电场线变密，C正确。5．一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的。关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)()答案D解析由a至c曲线的弯曲状况可知质点受力方向指向图中虚线的右下方，质点在b点的速度vb方向如图所示，由a至c速率递减可知受力方向与速度的方向的夹角为钝角，大致如图中F，α角大于90°，因为质点带负电荷，故场强方向应与F方向相反，D正确。6．(2024·四川攀枝花模拟)如图所示，真空中三个质量相等的小球A、B、C，带电量分别为QA＝6q，QB＝3q，QC＝8q。现用恰当大小的恒力F拉C，可使A、B、C沿光滑水平面做匀加速直线运动，运动过程中A、B、C保持相对静止，且A、B间距离与B、C间距离相等。不计电荷运动产生磁场的影响，小球可视为点电荷，则此过程中B、C之间的作用力大小为()A.eq\f(4,3)F B．FC.eq\f(2,3)F D.eq\f(1,3)F答案A解析设三个小球的质量均为m，A、B间的距离为L，对三个球组成的整体：F＝3ma；对A、B组成的整体：F1＝2ma，解得F1＝eq\f(2,3)F，故A、B对C的库仑力的合力为eq\f(2,3)F，方向向左；因eq\f(FBC,FAC)＝keq\f(3q·8q,L2)∶keq\f(6q·8q,4L2)＝eq\f(2,1)，故B与C带异号电荷，因eq\f(FBA,FCA)＝eq\f(k\f(3q·6q,L2),k\f(8q·6q,4L2))＝eq\f(3,2)，故B与A带异号电荷，故FBC与FAC方向相反，知FBC－FAC＝eq\f(2,3)F，解得FBC＝eq\f(4,3)F，A正确。7．某电场的电场线分布如图所示，则()A．电荷P带正电B．电荷P带负电C．a点的电场强度大于b点的电场强度D．正摸索电荷在c点受到的电场力大于在d点受到的电场力答案AD解析由图可知电场线从电荷P动身，所以电荷P带正电，A正确，B错误；从电场线的分布状况可知，b点的电场线比a点的密，所以b点的电场强度大于a点的电场强度，C错误；依据电场线越密的地方电场强度越大，所以c点的场强大于d点的场强，所以正摸索电荷在c点受到的电场力大于在d点受到的电场力，D正确。8.如图所示，两个带等量正电荷的小球A、B(可视为点电荷)被固定在光滑绝缘水平面上。P、N是小球A、B连线的垂直平分线上的点，且PO＝ON。现将一个电荷量很小的带负电的小球C(可视为质点)从P点由静止释放，在小球C向N点运动的过程中，关于小球C的速度图象中，可能正确的是()答案AB解析在AB的垂直平分线上，从无穷远处到O点电场强度先变大后变小，到O点变为零，小球C受力沿A、B连线的垂直平分线。假如P、N相距足够远，小球C从很远处起先向O点运动，加速度先变大后变小，速度不断增大，在O点加速度变为零，速度达到最大，vt图线的斜领先变大后变小；由O点到很远处，速度改变状况与另一侧速度的改变状况具有对称性，则B正确。假如P、N相距很近，同理可知A正确。9.(2024·四川达州模拟)如图所示，两个带电小球A、B分别处在光滑绝缘的斜面和水平面上，且在同一竖直平面内。用水平向左的推力F作用于B球，两球在图示位置静止。现将B球水平向左移动一小段距离，发觉A球随之沿斜面对上移动少许，两球在虚线位置重新平衡。与移动前相比，下列说法正确的是()A．斜面对A的弹力增大 B．水平面对B的弹力不变C．推力F变小 D．两球之间的距离变大答案CD解析对小球A受力分析，由平行四边形法则可知，当A球到达虚线位置时斜面对A的弹力NA减小，两球之间的库仑力减小，依据库仑定律可知，两球间距变大，D正确；对A、B整体受力分析可知：NB与NA的竖直重量之和等于A、B的重力之和，NA减小，则NA的竖直重量减小，则NB增大，B错误；对B受力分析可知，F等于库仑力F库的水平重量，因F库减小且F库与水平方向的夹角变大，则F库的水平重量减小，即F减小，C正确。10．(2024·安庆模拟)如图，倾角为θ的绝缘斜面ABC置于粗糙的水平地面上，一质量为m、带电量＋q的小物块(可看做是点电荷)恰好能在斜面上匀速下滑，若在AB中点D的正上方与B等高的位置固定一带电量＋Q的点电荷，再让物块以某一速度从斜面上滑下，物块在下滑至底端的过程中，斜面保持静止不动，在不考虑空气阻力和物块电荷没有转移的状况下，关于在物块下滑过程的分析正确的是()A．在BA之间，物块将做加速直线运动B．在BD之间，物块受到的库仑力先增大后减小C．在BA之间，斜面对地面的压力有可能不变D．在BA之间，斜面受到地面的摩擦力均为零答案BD解析原来小物块受重力、支持力和摩擦力，物块恰好能在斜面上匀速下滑，说明摩擦力和支持力的合力与重力平衡，放上＋Q电荷后，起先一段时间，库仑力对于物块是阻力，且摩擦力变大，则导致其做减速运动，故A错误；依据库仑定律，在BD之间，电荷间的间距先减小后增大，则物块受到的库仑力先增大后减小，故B正确；起先时刻小物块受重力、支持力和摩擦力，物块恰好能在斜面上匀速下滑，说明摩擦力和支持力的合力与重力平衡，是竖直向上的，依据牛顿第三定律，物块对斜面体的压力和物块对斜面体的摩擦力的合力是竖直向下的，增加电场力后，小物块对斜面体的压力和摩擦力成正比例增加，物块对斜面体的压力和摩擦力的合力仍旧是竖直向下的，再对斜面体受力分析，受重力、物块对斜面体的压力和摩擦力、支持力，不受地面的摩擦力，否则合力不为零，从整体分析，在BA之间，因库仑斥力，导致斜面对地面的压力增大，故C错误，D正确。二、非选择题(本题共2小题，共30分)11.(14分)如图所示，真空中xOy平面直角坐标系上的A、B、C三点构成等边三角形，边长L＝2.0m。若将电荷量均为q＝＋2.0×10－6C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2(1)两点电荷间的库仑力大小；(2)C点的电场强度的大小和方向。答案(1)9.0×10－3N(2)7.8×103N/C方向沿y轴正方向解析(1)依据库仑定律，A、B两点电荷间的库仑力大小为F＝keq\f(q2,L2)①代入数据得F＝9.0×10－3N②(2)A、B两点电荷在C点产生的电场强度大小相等，均为E1＝keq\f(q,L2)③A、B两点电荷形成的电场在C点的合电场强度大小为E＝2E1cos30°④由③④式并代入数据得E＝7.8×103N/C，电场强度E的方向沿y轴正向。12.(16分)如图所示，用一根绝缘细线悬挂一个带电小球，小球的质量为m，电荷量为q，现加一水平的匀强电场，平衡时绝缘细线与竖直方向夹角为θ。(1)试求这个匀强电场的场强E的大小；(2)假如将电场方向顺时针旋转θ角、大小变为E′后，小球平衡时，绝缘细线仍与竖直方向夹角为θ，则E′的大小又