2022年高考物理一轮考点跟踪练习23《电场力的性质》（含详解）

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2022年高考物理一轮考点跟踪练习23《电场力的性质》一         、单选题1.关于静电场，下列结论普遍成立的是(　　)A.电场强度为零的地方，电势也为零B.电场强度的方向与等势面处处垂直C.随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低D.任一点的电场强度总是指向该点电势降落的方向 2.已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为，其中σ为平面上单位面积所带的电荷量，ε0为常量，如图所示的平行板电容器，极板正对面积为S，其间为真空，带电量为Q，不计边缘效应时，极板可看作无穷大导体板，则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为(　　)A.和     B.和    C.和    D.和 3.如图所示，质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，带有电荷量也为q的小球B固定在O点正下方绝缘柱上。其中O点与小球A的间距为l，O点与小球B的间距为l。当小球A平衡时，悬线与竖直方向夹角θ=30°。带电小球A、B均可视为点电荷，静电力常量为k。则(　　)A.A、B间库仑力大小F=         B.A、B间库仑力大小F=C.细线拉力大小FT=             D.细线拉力大小FT=mg 4.两个相同的带异种电荷的导体小球(可视为点电荷)所带电荷量的比值为1∶3，相距为r时相互作用的库仑力的大小为F，今使两小球接触后再分开放到相距为2r处，则此时库仑力的大小为(　　)A.F          B.F         C.F           D.F 5.在场强为E=k的匀强电场中，取O点为圆心，r为半径作一圆周，在O点固定一带电荷量为＋Q的正点电荷，ac、bd为相互垂直的两条直径，其中bd与电场线平行，不计试探电荷的重力，如图所示。则(　　)A.把一正试探电荷＋q放在a点， 试探电荷恰好处于平衡B.把一负试探电荷－q放在b点， 试探电荷恰好处于平衡C.把一负试探电荷－q放在c点， 试探电荷恰好处于平衡D.把一正试探电荷＋q放在d点， 试探电荷恰好处于平衡 6.如果空气中的电场很强，使得气体分子中带正、负电荷的微粒所受的相反的静电力很大，以至于分子破碎，于是空气中出现了可以自由移动的电荷，那么空气变成了导体，这种现象叫做空气的“击穿”。已知高铁上方的高压电接触网的电压为27.5 kV。阴雨天时当雨伞伞尖周围的电场强度达到2.5×104 V/m时空气就有可能被击穿。因此乘客阴雨天打伞站在站台上时，伞尖与高压电接触网的安全距离至少为(　　)A.0.6 m      B.1.1m        C.1.6 m        D.2.1 m 7.A、B两个点电荷在真空中所产生的电场的电场线(方向未标出)如图所示，图中C点为两个点电荷连线的中点，MN为两个点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称。则下列说法正确的是(　　)A.这两个点电荷一定是等量异种电荷B.这两个点电荷一定是等量同种电荷C.C点的电场强度比D点的电场强度小D.C点的电势比D点的电势高 8.如图所示，一均匀带电荷量为＋Q的细棒，在过中点c垂直于细棒的直线上有a、b、d三点，且ab=bc=cd=L，在a点处有一电荷量为＋的固定点电荷q。已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)(　　)A.k         B.k        C.k          D.k 9.如图所示，等量异种电荷A、B固定在同一水平线上，竖直固定的光滑绝缘杆与AB连线的中垂线重合，C、D是绝缘杆上的两点，ACBD构成一个正方形。一带负电的小球(可视为点电荷)套在绝缘杆上自C点无初速释放，则小球由C运动到D的过程中，下列说法正确的是(　　)A.杆对小球的作用力先增大后减小B.杆对小球的作用力先减小后增大C.小球的速度先增大后减小D.小球的速度先减小后增大 10.如图所示，A、B为两个等量的正点电荷，在其连线中垂线上的P点放一个负点电荷q(不计重力)，由静止释放后，下列说法中正确的是(　　)A.点电荷在从P点到O点运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大B.点电荷在从P点到O点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大C.点电荷运动到O点时加速度为零，速度达最大值D.点电荷越过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到粒子速度为零  二         、多选题11. (多选)某电场的电场线的分布如图所示。一个带电粒子由M点沿图中虚线所示的途径运动通过N点。则下列判断正确的是(　　)A.粒子带正电B.电场力对粒子做负功C.粒子在N点的加速度大D.粒子在N点的电势高 12. (多选)如图所示，A、B两球所带电荷量均为2×10－5 C，质量均为0.72 kg，其中A球带正电荷，B球带负电荷，A球通过绝缘细线吊在天花板上，B球固定在绝缘棒一端，现将B球放在某一位置，能使绝缘细线伸直，A球静止且与竖直方向的夹角为30°，静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2，则B球距离A球的距离可能为(　　)A.0.5 m        B.0.8 m     C.1.2 m        D.2.5 m  三         、计算题13.如图所示，质量为m的小球A穿在绝缘细杆上，杆的倾角为α，小球A带正电，电荷量为q。在杆上B点处固定一个电荷量为Q的正电荷。将A由距B竖直高度为H处无初速度释放，小球A下滑过程中电荷量不变。不计A与细杆间的摩擦，整个装置处在真空中，已知静电力常量k和重力加速度g。求：(1)A球刚释放时的加速度大小。(2)当A球的动能最大时，A球与B点的距离。    14.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大小；(2)如果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′的大小又是多少？    
0.2022年高考物理一轮考点跟踪练习23《电场力的性质》（含详解）答案解析  一         、单选题1.答案为：B；解析：电场强度与电势没有直接关系，电场强度为零时，电势不一定为零；电势为零时，电场强度不一定为零，故A、C错误；电场线与等势面垂直，而电场强度的方向为电场线的方向，所以电场强度的方向与等势面垂直，故B正确；顺着电场线方向电势降低，但电势降低的方向并不一定是电场强度的方向，电场强度的方向是电势降低最快的方向，故D错误。2.答案为：D；解析：两极板均看作无穷大导体板，极板上单位面积上的电荷量σ=；则单个极板形成的场强E0==，两极板间的电场强度为：2×=；两极板间的相互引力F=E0Q=。 3.答案为：B；解析：小球A的受力分析如图：由于对称性，绳子拉力等于库仑力，且根据平衡条件则F库cos 30°=mg，化简则F库=，即绳子拉力F=，因此正确选项为B。 4.答案为：A；解析：设一个小球带电荷量为Q，则另一个球带电荷量为－3Q，根据库仑定律两球接触前：F=k，接触再分开后，两球分别带电荷量为：Q1=Q2==－Q；由库仑定律得：F′=k=，故A正确。 5.答案为：B；解析：点电荷＋Q在a点产生的电场方向为水平向右，大小为Ea=k，与电场E叠加后合电场指向右斜上方，故正试探电荷受力不平衡，A错误；点电荷在b点产生的电场强度方向竖直向下，大小为Eb=k，与电场E叠加后合场强为零，试探电荷正好受力平衡，B正确；在c点的合场强方向为斜向左上方，电场不为零，试探电荷不能平衡，C错误；在d点的合场强方向竖直向上，电场不为零，试探电荷不能平衡，D错误。 6.答案为：B；解析：由题：U=27.5×103 V，E=2.5×104 V/m，则由U=Ed得：d==1.1 m，故选项B正确。答案为：D；解析：两极板均看作无穷大导体板，极板上单位面积上的电荷量σ=；则单个极板形成的场强E0==，两极板间的电场强度为：2×=；两极板间的相互引力F=E0Q=。 7.答案为：A；解析：根据电场线的特点，从正电荷出发到负电荷终止可以判断，这两点电荷是两个等量异种电荷，故A正确，B错误；在两等量异种电荷连线的中垂线上，中间点电场强度最大，也可以从电场线的疏密判断，所以C点的电场强度比D点的电场强度大，故C错误；中垂线和电场线垂直，所以中垂线为等势线，所以C点的电势等于D点的电势，故D错误。 8.答案为：A；解析：电荷量为＋的点电荷q在b处产生电场强度为E=，方向向右。又b点处的合场强为零，根据电场的叠加原理可知细棒与q在b处产生的电场强度大小相等，方向相反，则知细棒在b处产生的电场强度大小为E′=，方向向左。根据对称性可知细棒在d处产生的电场强度大小为，方向向右；而电荷量为的点电荷q在d处产生的电场强度为E″==，方向向右；所d点处场强的大小为Ed=E″＋E′=，方向向右。 9.答案为：A；解析：从C到D，电场强度先增大后减小，则电场力先增大后减小，则杆对小球的作用力先增大后减小，故A正确，B错误。因直杆处于AB连线的中垂线上，所以此线上的所有点的电场方向都是水平向右的，对带电小球进行受力分析，受竖直向下的重力，水平向左的电场力和水平向右的弹力，水平方向上受力平衡，竖直方向上的合力大小等于重力，重力大小不变，加速度大小始终等于重力加速度，所以带电小球一直做匀加速直线运动，故C、D错误。 10.答案为：C；解析：在两电荷连线中垂线上电场强度方向O→P，负点电荷q从P点到O点运动的过程中，电场力方向P→O，速度越来越大。但电场线的疏密情况不确定，电场强度大小变化情况不确定，则电荷所受电场力大小变化情况不确定，加速度变化情况无法判断，故A、B错误；越过O点后，负电荷q做减速运动，则点电荷运动到O点时速度最大，电场力为零，加速度为零，故C正确；根据电场线的对称性可知，越过O点后，负电荷q做减速运动，加速度的变化情况无法判断，故D错误。  二         、多选题11.答案为：AC；解析：电场线的方向向上，根据粒子的运动的轨迹可以知道，粒子受到的电场力的方向也向上，所以电荷为正电荷，故A正确；从M点到N点，静电力方向与速度方向成锐角，电场力做正功，电势能减小，电势降低，故B、D错误；电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，所以粒子在N点的受力大，加速度大，故C正确。 12.答案为：AB；解析：对A受力分析，受重力mg、线的拉力FT、B对A的吸引力F，由分析知，A平衡时，F的最小值为F=mgsin 30°=，解得r=1 m，所以两球的距离d≤1 m，A、B正确。  三         、计算题13.解：(1)由牛顿第二定律可知mgsin α－F=ma根据库仑定律有F=k又知r=，得a=gsin α－。(2)当A球受到合力为零，即加速度为零时，动能最大。设此时A球与B点间的距离为d，则mgsin α=解得d= 。 14.解：(1)对小球受力分析，受到重力、电场力和细线的拉力，如图甲所示。由平衡条件得：mgtan θ=qE解得：E=。(2)将电场方向顺时针旋转θ角、大小变为E′后，电场力方向也顺时针转过θ角，大小为F′=qE′，此时电场力与细线垂直，如图乙所示。根据平衡条件得：mgsin θ=qE′则得：E′=。