2025年高考物理復(fù)習(xí)二十三：靜電場(chǎng)中力的性質(zhì)（含解析）

PAGE二十三靜電場(chǎng)中力的性質(zhì)(40分鐘70分)【基礎(chǔ)鞏固練】1.(6分)(多選)M和N是兩個(gè)不帶電的物體。它們互相摩擦后M帶正電且所帶電荷量為1.6×10-10C,下列判斷正確的有()A.摩擦前M和N的內(nèi)部沒(méi)有任何電荷B.摩擦過(guò)程中電子從M轉(zhuǎn)移到NC.N在摩擦后一定帶負(fù)電且所帶電荷量為1.6×10-10CD.M在摩擦過(guò)程中失去1.6×1010個(gè)電子2.(6分)(自然現(xiàn)象)古希臘貴族婦女外出時(shí)都喜歡穿柔軟的絲綢衣服,帶琥珀做的首飾。人們發(fā)現(xiàn),不管將琥珀首飾擦得多干凈,它很快就會(huì)吸上一層灰塵,這主要是因?yàn)?)A.琥珀是一種樹(shù)脂化石,樹(shù)脂具有黏性,容易吸附灰塵B.室外的灰塵比較多,在琥珀上積聚的速度比較快C.經(jīng)絲綢摩擦后的琥珀帶電,能吸引灰塵D.琥珀具有磁性,周?chē)幕覊m經(jīng)磁化后被琥珀吸引3.(6分)(2023·朔州模擬)如圖所示,一對(duì)用絕緣柱支撐的不帶電的導(dǎo)體A和B,彼此接觸,A、B下方均連有兩片閉合的金屬箔,把帶正電荷的物體C移近而不接觸導(dǎo)體A,然后把A和B分開(kāi)一些距離,最后移去C,關(guān)于最后A和B下方金屬箔是否張開(kāi)的敘述,以下說(shuō)法正確的是()A.均未張開(kāi)B.都張開(kāi)了C.只有A下方金屬箔張開(kāi)D.只有B下方金屬箔張開(kāi)4.(6分)某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線如圖中實(shí)線所示,虛線是某個(gè)帶電粒子僅在靜電力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡,下列說(shuō)法正確的是()A.粒子一定帶負(fù)電B.粒子在M點(diǎn)的加速度小于在N點(diǎn)的加速度C.粒子在M點(diǎn)的動(dòng)能大于在N點(diǎn)的動(dòng)能D.粒子一定從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)5.(6分)(2023·大慶模擬)如圖所示,水平地面上固定一豎直的光滑絕緣細(xì)桿,一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的圓環(huán)a套在豎直桿上,質(zhì)量為M、帶電荷量為+Q的滑塊b靜置于水平地面上,滑塊b與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,a、b均保持靜止,且兩者連線與水平地面的夾角為θ,靜電力常量為k,重力加速度為g,下列說(shuō)法正確的是()A.圓環(huán)a帶負(fù)電B.滑塊b受到的庫(kù)侖力大小為mgC.滑塊b受到地面的支持力大小為(M+m)gD.滑塊b受到地面的摩擦力大小為μ(M+m)g6.(6分)帶有等量異種電荷的一對(duì)平行金屬板,如果兩極板間距不是足夠近或者兩極板面積不是足夠大,即使在兩極板之間,它的電場(chǎng)線也不是彼此平行的直線,而是如圖所示的曲線,關(guān)于這種電場(chǎng),以下說(shuō)法正確的是()A.這種電場(chǎng)的電場(chǎng)線雖然是曲線,但是電場(chǎng)線的分布卻是左右對(duì)稱(chēng)的,很有規(guī)律性,它們之間的電場(chǎng),除邊緣部分外,可以看成勻強(qiáng)電場(chǎng)B.電場(chǎng)內(nèi)部A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度C.電場(chǎng)內(nèi)部A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度D.若將一正電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)由靜止釋放,它將沿著電場(chǎng)線方向運(yùn)動(dòng)到負(fù)極板7.(6分)如圖所示,M、N為兩個(gè)等量同種正點(diǎn)電荷,在其連線的中垂線上的P點(diǎn)自由釋放一點(diǎn)電荷q,不計(jì)重力,下列說(shuō)法中正確的是()A.點(diǎn)電荷一定會(huì)向O運(yùn)動(dòng),加速度一定越來(lái)越大,速度也一定越來(lái)越大B.點(diǎn)電荷可能會(huì)向O運(yùn)動(dòng),加速度一定越來(lái)越小,速度一定越來(lái)越大C.若點(diǎn)電荷能越過(guò)O點(diǎn),則一定能運(yùn)動(dòng)到P關(guān)于O的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)且速度再次為零D.若點(diǎn)電荷能運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn),此時(shí)加速度達(dá)到最大值,速度為零【綜合應(yīng)用練】8.(6分)(2022·江蘇選擇考)如圖所示,正方形ABCD四個(gè)頂點(diǎn)各固定一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷,電荷量相等,O是正方形的中心,將A點(diǎn)的電荷沿OA的延長(zhǎng)線向無(wú)窮遠(yuǎn)處移動(dòng),則()A.在移動(dòng)過(guò)程中,O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度變小B.在移動(dòng)過(guò)程中,C點(diǎn)的電荷所受靜電力變大C.在移動(dòng)過(guò)程中,移動(dòng)的電荷所受靜電力做負(fù)功D.當(dāng)其移動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí),O點(diǎn)的電勢(shì)高于A點(diǎn)9.(6分)(2024·贛州模擬)如圖所示,真空中固定于A、B兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q1=+2.0×10-6C、Q2=-2.0×10-6C,A、B之間的距離L為2.0m,MN為AB的中垂線,P點(diǎn)距離A、B的距離也為2.0m,已知靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2,則()A.兩點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力大小為1.8×10-2NB.P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向由N指向MC.若P點(diǎn)放置q=+2.0×10-6C的電荷,則該電荷受到的電場(chǎng)力為9.0×10-3ND.若P點(diǎn)放置q=+2.0×10-6C的電荷,則該電荷受到的電場(chǎng)力為93×10-3N10.(6分)在x軸上固定有兩個(gè)點(diǎn)電荷,一個(gè)帶電荷量為+Q1(Q1>0),一個(gè)帶電荷量為-Q2(Q2>0),用E1表示+Q1在x軸上產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小,E2表示-Q2在x軸上產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小。當(dāng)Q1>Q2時(shí),E1=E2的點(diǎn)有兩個(gè),分別為M點(diǎn)和N點(diǎn),M、N兩點(diǎn)距Q2的距離分別為r1和r2,如圖所示。則當(dāng)Q1Q2A.r1、r2都減小B.r1、r2都增大C.r1減小,r2增大D.r1增大,r2減小【情境創(chuàng)新練】11.(10分)(2023·全國(guó)乙卷)如圖,等邊三角形△ABC位于豎直平面內(nèi),AB邊水平,頂點(diǎn)C在AB邊上方,3個(gè)點(diǎn)電荷分別固定在三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上。已知AB邊中點(diǎn)M處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向下,BC邊中點(diǎn)N處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向上,A點(diǎn)處點(diǎn)電荷的電荷量的絕對(duì)值為q,求:(1)B點(diǎn)處點(diǎn)電荷的電荷量的絕對(duì)值并判斷3個(gè)點(diǎn)電荷的正負(fù);(2)C點(diǎn)處點(diǎn)電荷的電荷量。解析版1.(6分)(多選)M和N是兩個(gè)不帶電的物體。它們互相摩擦后M帶正電且所帶電荷量為1.6×10-10C,下列判斷正確的有()A.摩擦前M和N的內(nèi)部沒(méi)有任何電荷B.摩擦過(guò)程中電子從M轉(zhuǎn)移到NC.N在摩擦后一定帶負(fù)電且所帶電荷量為1.6×10-10CD.M在摩擦過(guò)程中失去1.6×1010個(gè)電子【解析】選B、C。摩擦前M和N都不帶電,是指這兩個(gè)物體都呈電中性,沒(méi)有“凈電荷”,也就是沒(méi)有得失電子,但內(nèi)部仍有正電荷和負(fù)電荷,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;M和N摩擦后M帶正電荷,說(shuō)明M失去電子,電子從M轉(zhuǎn)移到N,選項(xiàng)B正確;根據(jù)電荷守恒定律,M和N這個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng)原來(lái)電荷量的代數(shù)和為0,摩擦后電荷量的代數(shù)和應(yīng)仍為0,選項(xiàng)C正確;元電荷的值為1.60×10-19C,摩擦后M帶正電且所帶電荷量為1.6×10-10C,由于M帶電荷量應(yīng)是元電荷的整數(shù)倍,所以M在摩擦過(guò)程中失去109個(gè)電子,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.(6分)(自然現(xiàn)象)古希臘貴族婦女外出時(shí)都喜歡穿柔軟的絲綢衣服,帶琥珀做的首飾。人們發(fā)現(xiàn),不管將琥珀首飾擦得多干凈,它很快就會(huì)吸上一層灰塵,這主要是因?yàn)?)A.琥珀是一種樹(shù)脂化石,樹(shù)脂具有黏性,容易吸附灰塵B.室外的灰塵比較多,在琥珀上積聚的速度比較快C.經(jīng)絲綢摩擦后的琥珀帶電,能吸引灰塵D.琥珀具有磁性,周?chē)幕覊m經(jīng)磁化后被琥珀吸引【解析】選C。用摩擦的方法可以使物體帶電,琥珀首飾經(jīng)絲綢摩擦,帶上了電荷,帶電體能夠吸引輕小物體,所以帶電的琥珀會(huì)將細(xì)小的灰塵吸附在它上面,C選項(xiàng)正確,A、B、D選項(xiàng)錯(cuò)誤。3.(6分)(2023·朔州模擬)如圖所示,一對(duì)用絕緣柱支撐的不帶電的導(dǎo)體A和B,彼此接觸,A、B下方均連有兩片閉合的金屬箔,把帶正電荷的物體C移近而不接觸導(dǎo)體A,然后把A和B分開(kāi)一些距離,最后移去C,關(guān)于最后A和B下方金屬箔是否張開(kāi)的敘述,以下說(shuō)法正確的是()A.均未張開(kāi)B.都張開(kāi)了C.只有A下方金屬箔張開(kāi)D.只有B下方金屬箔張開(kāi)【解析】選B。由題意,當(dāng)把帶正電荷的物體C移近而不接觸導(dǎo)體A時(shí),將發(fā)生感應(yīng)起電現(xiàn)象,由于靜電感應(yīng),同種電荷相排斥異種電荷相吸引,帶正電荷的C靠近A后A帶負(fù)電荷,A端金屬箔片張開(kāi),B端帶正電荷,B端金屬箔片張開(kāi),然后把A和B先分開(kāi)一些距離,導(dǎo)體A左端帶負(fù)電,導(dǎo)體B右端帶正電。最后再移去C,導(dǎo)體A和導(dǎo)體B上所帶的電荷無(wú)法中和,則導(dǎo)體A仍然帶負(fù)電,導(dǎo)體B仍然帶正電,所以最后A和B下方的金屬箔均是張開(kāi)的。故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。4.(6分)某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線如圖中實(shí)線所示,虛線是某個(gè)帶電粒子僅在靜電力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡,下列說(shuō)法正確的是()A.粒子一定帶負(fù)電B.粒子在M點(diǎn)的加速度小于在N點(diǎn)的加速度C.粒子在M點(diǎn)的動(dòng)能大于在N點(diǎn)的動(dòng)能D.粒子一定從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)【解析】選B。粒子的受力方向沿著電場(chǎng)線的切線方向,再結(jié)合粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可知,粒子帶正電,故A錯(cuò)誤;電場(chǎng)線密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度大,電場(chǎng)線疏的地方電場(chǎng)強(qiáng)度小,由題圖可知,N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,故粒子在N點(diǎn)受到的靜電力大于在M點(diǎn)受到的靜電力,所以粒子在M點(diǎn)的加速度小于在N點(diǎn)的加速度,故B正確;粒子帶正電,假設(shè)粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn),這個(gè)過(guò)程中靜電力做正功,動(dòng)能增大,粒子在M點(diǎn)的動(dòng)能小于在N點(diǎn)的動(dòng)能,故C錯(cuò)誤;根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可以判斷其受力方向,但不能判斷出粒子一定是從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn),故D錯(cuò)誤。5.(6分)(2023·大慶模擬)如圖所示,水平地面上固定一豎直的光滑絕緣細(xì)桿,一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的圓環(huán)a套在豎直桿上,質(zhì)量為M、帶電荷量為+Q的滑塊b靜置于水平地面上,滑塊b與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,a、b均保持靜止,且兩者連線與水平地面的夾角為θ,靜電力常量為k,重力加速度為g,下列說(shuō)法正確的是()A.圓環(huán)a帶負(fù)電B.滑塊b受到的庫(kù)侖力大小為mgC.滑塊b受到地面的支持力大小為(M+m)gD.滑塊b受到地面的摩擦力大小為μ(M+m)g【解析】選C。根據(jù)題意,圓環(huán)a能保持靜止,故受到庫(kù)侖斥力,圓環(huán)a也帶正電,A錯(cuò)誤;根據(jù)牛頓第三定律,滑塊b受到的庫(kù)侖力大小等于圓環(huán)a受到的庫(kù)侖力大小,對(duì)圓環(huán)a進(jìn)行受力分析后,得庫(kù)侖力的大小為mgsinθ,B錯(cuò)誤;對(duì)a、b組成的系統(tǒng)整體進(jìn)行受力分析,豎直方向上受力平衡,故滑塊b受到地面的支持力大小為(M+m)g,C正確;滑塊b靜止,根據(jù)受力分析可知,滑塊b受到地面的靜摩擦力大小為Ff=mgsinθ·cos6.(6分)帶有等量異種電荷的一對(duì)平行金屬板,如果兩極板間距不是足夠近或者兩極板面積不是足夠大,即使在兩極板之間,它的電場(chǎng)線也不是彼此平行的直線,而是如圖所示的曲線,關(guān)于這種電場(chǎng),以下說(shuō)法正確的是()A.這種電場(chǎng)的電場(chǎng)線雖然是曲線,但是電場(chǎng)線的分布卻是左右對(duì)稱(chēng)的,很有規(guī)律性,它們之間的電場(chǎng),除邊緣部分外,可以看成勻強(qiáng)電場(chǎng)B.電場(chǎng)內(nèi)部A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度C.電場(chǎng)內(nèi)部A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度D.若將一正電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)由靜止釋放,它將沿著電場(chǎng)線方向運(yùn)動(dòng)到負(fù)極板【解析】選D。由于這種平行金屬板形成的電場(chǎng)的電場(chǎng)線不是等間距的平行直線,所以不是勻強(qiáng)電場(chǎng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤。從電場(chǎng)線分布看,A處的電場(chǎng)線比B處密,所以A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤。A、B兩點(diǎn)所在的電場(chǎng)線為一條直線,電荷受力方向沿著這條直線,所以若將一正電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)由靜止釋放,它將沿著電場(chǎng)線方向運(yùn)動(dòng)到負(fù)極板,選項(xiàng)D正確。7.(6分)如圖所示,M、N為兩個(gè)等量同種正點(diǎn)電荷,在其連線的中垂線上的P點(diǎn)自由釋放一點(diǎn)電荷q,不計(jì)重力,下列說(shuō)法中正確的是()A.點(diǎn)電荷一定會(huì)向O運(yùn)動(dòng),加速度一定越來(lái)越大,速度也一定越來(lái)越大B.點(diǎn)電荷可能會(huì)向O運(yùn)動(dòng),加速度一定越來(lái)越小,速度一定越來(lái)越大C.若點(diǎn)電荷能越過(guò)O點(diǎn),則一定能運(yùn)動(dòng)到P關(guān)于O的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)且速度再次為零D.若點(diǎn)電荷能運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn),此時(shí)加速度達(dá)到最大值,速度為零【解析】選C。若點(diǎn)電荷帶正電,則點(diǎn)電荷會(huì)向背離O點(diǎn)方向運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;若點(diǎn)電荷帶負(fù)電,則點(diǎn)電荷會(huì)向O運(yùn)動(dòng),加速度可能先增大后減小,也可能一直減小,但是速度一定越來(lái)越大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;若點(diǎn)電荷能越過(guò)O點(diǎn),則根據(jù)能量關(guān)系以及對(duì)稱(chēng)性可知,點(diǎn)電荷一定能運(yùn)動(dòng)到P關(guān)于O的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)且速度再次為零,選項(xiàng)C正確;若點(diǎn)電荷能運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn),此時(shí)加速度為零,速度達(dá)到最大值,選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！揪C合應(yīng)用練】8.(6分)(2022·江蘇選擇考)如圖所示,正方形ABCD四個(gè)頂點(diǎn)各固定一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷,電荷量相等,O是正方形的中心,將A點(diǎn)的電荷沿OA的延長(zhǎng)線向無(wú)窮遠(yuǎn)處移動(dòng),則()A.在移動(dòng)過(guò)程中,O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度變小B.在移動(dòng)過(guò)程中,C點(diǎn)的電荷所受靜電力變大C.在移動(dòng)過(guò)程中,移動(dòng)的電荷所受靜電力做負(fù)功D.當(dāng)其移動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí),O點(diǎn)的電勢(shì)高于A點(diǎn)【解析】選D。O是等量同種電荷連線的中點(diǎn),電場(chǎng)強(qiáng)度為0,將A處的正點(diǎn)電荷沿OA方向移至無(wú)窮遠(yuǎn)處,O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度變大,故A錯(cuò)誤;移動(dòng)過(guò)程中,C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度變小,正電荷所受靜電力變小,故B錯(cuò)誤;A點(diǎn)電場(chǎng)方向沿OA方向,移動(dòng)過(guò)程中,移動(dòng)的電荷所受靜電力做正功,故C錯(cuò)誤;A點(diǎn)電場(chǎng)方向沿OA方向,沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,A點(diǎn)的電荷移動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí),O點(diǎn)的電勢(shì)高于A點(diǎn)電勢(shì),故D正確。9.(6分)(2024·贛州模擬)如圖所示,真空中固定于A、B兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q1=+2.0×10-6C、Q2=-2.0×10-6C,A、B之間的距離L為2.0m,MN為AB的中垂線,P點(diǎn)距離A、B的距離也為2.0m,已知靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2,則()A.兩點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力大小為1.8×10-2NB.P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向由N指向MC.若P點(diǎn)放置q=+2.0×10-6C的電荷,則該電荷受到的電場(chǎng)力為9.0×10-3ND.若P點(diǎn)放置q=+2.0×10-6C的電荷,則該電荷受到的電場(chǎng)力為93×10-3N【解析】選C。根據(jù)庫(kù)侖定律,A、B兩點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力大小F=kq2L2,解得F10-3N,故A錯(cuò)誤;A、B兩點(diǎn)電荷在P點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等,大小均為E1=kqL2,A、B兩點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)在P點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)大小E=2E1cos60°,解得E=4.5×103V/m,根據(jù)矢量合成的法則,方向?yàn)榇怪庇贛N指向右側(cè),故B錯(cuò)誤;P點(diǎn)處的電荷受到電場(chǎng)力的大小為F=qE,解得F=9.0×1010.(6分)在x軸上固定有兩個(gè)點(diǎn)電荷,一個(gè)帶電荷量為+Q1(Q1>0),一個(gè)帶電荷量為-Q2(Q2>0),用E1表示+Q1在x軸上產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小,E2表示-Q2在x軸上產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小。當(dāng)Q1>Q2時(shí),E1=E2的點(diǎn)有兩個(gè),分別為M點(diǎn)和N點(diǎn),M、N兩點(diǎn)距Q2的距離分別為r1和r2,如圖所示。則當(dāng)Q1Q2A.r1、r2都減小B.r1、r2都增大C.r1減小,r2增大D.r1增大,r2減小【解析】選A。設(shè)Q1、Q2兩點(diǎn)電荷之間的距離為L(zhǎng),x軸上