2025届高三物理一轮复习课时作业：8.1电场力的性质

2025届高三物理一轮复习课时作业参考答案 §8.1电场力的性质 一、选择题： 1．C 解析：电场强度的大小与试探电荷所带电荷量以及所受电场力大小无关，只和电场本身的性质有关，A、D错误，C正确；电场方向与正电荷受到的电场力方向相同，与负电荷受到的电场力方向相反，B错误。 2．B 解析：带有负电荷的小球慢慢靠近一个带有少量正电荷的验电器金属球，根据异种电荷相互吸引得出金属箔片所带电荷变少，所以金属箔片的夹角减小，随着小球的靠近，验电器的金属球上的正电荷越来越多，所以金属箔片上将开始带上负电荷，随着负电荷的增加，此时验电器金属箔片的张角也开始变大，即金属箔片的夹角增大，故A、C、D错误，B正确。 3．C 解析：题图甲中与点电荷等距的a、b两点，电场强度大小相等，方向不相反，A错误；题图乙中，根据电场线的疏密及对称性可判断，a、b两点的电场强度大小相等、方向相同，B错误；题图丙中两等量同号点电荷连线的垂直平分线上与连线等距的a、b两点，电场强度大小相等、方向相反，C正确；题图丁中，根据电场线的疏密可判断，b点的电场强度大于a点的电场强度，D错误。 4．A 解析：设每个小球的质量为m，A与B、B与C之间的距离均为L，假设弹簧处于压缩状态，此时A球受到向上的弹力F，根据平衡条件对小球A列出平衡方程：mg＝＋＋F，，对A、B两球整体分析：2mg＝＋，若假设成立则F≥0，联立可以得到：Q≥。若Q＝3q>，此时弹簧对小球A的弹力方向竖直向上，对小球B的弹力方向竖直向下，故A正确，C错误；若Q＝2q<，此时弹簧对小球A的弹力方向竖直向下，对小球B的弹力方向竖直向上，故B、D错误。 5．B 解析：因为每个电荷都受到其余两个电荷的库仑力作用，且已知A、B两处电荷是异种电荷，对Q3的作用力一个为引力，一个为斥力，所以为了使Q3平衡，Q3就不能放在A、B之间；由于B处电荷的电荷量Q2较大，根据库仑定律知，Q3放在离B较远而离A较近的地方才有可能处于平衡状态，故Q3应放在A的左侧，要使A、B两处电荷也处于平衡状态，Q3必须带负电，故B正确，A、C、D错误。 6．A 解析：若将BC边中点的点电荷移去，在BC边放上相同的绝缘棒，此时正六边形几何中心O点的场强也为零；电荷量为＋Q的点电荷在O点产生的电场的电场强度大小为E＝＝，可知每根细棒在O点产生的电场的电场强度大小也为E＝；因此若移走AB边上的细棒，则O点电场强度大小为E合＝，故A正确，B、C、D错误。 7．B 解析：b点或d点的电场强度均由处于a、e点的点电荷及处于c点处的带电薄板形成的电场叠加而成，以向左为正，Ed＝0＝EQ＋＋，得带电薄板产生的电场在d点的电场强度为EQ＝－，由对称性可知，带电薄板产生的电场在b点的电场强度为EQ′＝，则b点的实际电场强度为Eb＝EQ′＋＋＝。 8．D 解析：当木板倾角为30°时，物块受到重力、支持力、垂直斜面向下的电场力和摩擦力的作用。在垂直于斜面的方向上，FN1＝mgcos30°＋qE＝mg(＋)　①，当木板倾角为60°时，物块受到重力、支持力、与斜面成60°向下的电场力和摩擦力的作用。在垂直于斜面的方向：FN2＝mgcos60°＋qEcos30°＝(＋)mg　②，①②两式比较可知，FN1>FN2，在动摩擦因数相等的情况下，一定是木板的倾角α为30°时物块所受的是静摩擦力，60°时物块所受的是滑动摩擦力。木板的倾角α为30°时物块受力平衡，得：f1＝mgsin30°＝mg　③，木板的倾角α为60°时物块受到的摩擦力：f2＝μFN2＝μ(mg＋mg)　④，由题意：f1＝f2　⑤，联立③④⑤解得：μ＝＝4－2，故D正确，A、B、C错误。 9．BC 解析：接触前两个金属球之间的库仑力的大小为F＝。若两个相同的金属球带异种电荷，接触后再分开，其所带电荷量先中和后均分，所以两球分开后各自所带电荷量大小为Q，距离又变为，其库仑力为F′＝，即两球间库仑力的大小为F；若两个相同的金属球带同种电荷，接触后再分开，其所带电荷量均分，所以两球分开后各自所带电荷量大小为2Q，距离又变为，其库仑力为F″＝，即两球间库仑力的大小为F，故B、C正确。 10．BD 解析：如图所示，B受重力、丝线的拉力及库仑力，将拉力及库仑力合成，其合力应与重力大小相等、方向相反，由几何关系可知＝，而库仑力F＝，即＝k＝k，可得d＝。为使两球平衡时A、B间距离变为d，可以使小球B的质量增大到原来的8倍，故A错误，B正确；为使两球平衡时A、B间距离变为d，可以使小球A、B的电荷量的乘积减小为原来的，故C错误；根据d＝ ，将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍，可以使平衡时A、B间距离减为d，故D正确。 11．BC 解析：分别取小球A、B为研究对象，由题设及题图，可知小球A所受匀强电场的电场力水平向左，小球B所受匀强电场的电场力水平向右，则小球A带负电，小球B带正电。对小球A、B整体研究，细线OA向左偏，说明小球A所受匀强电场的电场力大于小球B所受匀强电场的电场力，故小球A的带电量比小球B的大，故A错误；设细线OA和AB与竖直方向的夹角为α，对小球B有(TAB＋F库)cosα＝mg，对整体有TOA·cosα＝2mg，故TOA＝2TAB＋2F库，故B正确；开始时，对小球B有tanα＝，对整体有tanα＝，则＝，得q1＝3q2，增大电场的电场强度后，根据tanα的表达式可知，细线OA、AB与竖直方向的夹角α变大，且夹角仍相等，故小球B上移，但仍在O点正下方，故C正确，D错误。 12．CD 解析：如图，由小球在C点时受到的电场力指向圆心，对小球受力分析可知B点的电荷对小球有排斥力，因小球带负电，则B点的电荷带负电，由∠ABC＝∠ACB＝30°，知：∠ACO＝30°，＝＝L，＝2cos 30°＝L，由几何关系可得：F1＝F2，即＝，得QB＝Q，故A、B错误，C正确；圆周上各点电势相等，小球在运动过程中电势能不变，根据能量守恒得知，小球的动能不变，小球做匀速圆周运动，故D正确。 二、非选择题： 13．(12分)　(1)9.0×10－3 N　(2)7.8×103 N/C　方向沿y轴正方向 解析　(1)根据库仑定律，A、B两点电荷间的库仑力大小为F＝k① 代入数据得F＝9.0×10－3 N② (2)A、B点电荷在C点产生的场强大小相等，均为 E1＝k③ A、B两点电荷形成的电场在C点的合场强大小为 E＝2E1cos 30°④ 由③④式并代入数据得E＝7.8×103 N/C⑤ 场强E的方向沿y轴正向。 14．(16分)　(1)6 N　(2)0　(3)1.17 J 解析：(1)设带电体通过C点的速度为vC， 则：mg＝m， 设带电体通过B点的速度为vB，带电体运动到B点时，轨道对带电体的支持力大小为N，根据牛顿第二定律得：N－mg＝m， 带电体从B运动到C的过程，根据动能定理得： －2mgR＝mv－mv， 联立解得：N＝6 N， 根据牛顿第三定律知，带电体运动到圆形轨道B点时对圆形轨道的压力大小 N′＝N＝6 N。 (2)设带电体从最高点C落至水平轨道上的D点的时间为t，根据运动的分解有： 2R＝gt2，xBD＝vCt－·t2， 解得：xBD＝0，即D点和B点重合。 (3)由P点到B点带电体做加速运动，由于带电体所受电场力大小为Eq＝1 N，所受重力大小为mg＝1 N，可知两力的合力与重力方向成45°夹角斜向左下方，故最大速度出现在B点左侧对应圆心角为45°处。 设小球的最大动能为Ekm，从B点到最大速度处，根据动能定理有： qERsin45°－mgR(1－cos45°)＝Ekm－mv， 解得：Ekm≈1.17 J。 第4页，共8页 ( 第 1 页 共 9 页 )高中物理 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025届高三物理一轮复习课时作业 §8.1电场力的性质 时间：45分钟 满分：100分 一、选择题：本题共12小题，每小题6分，共72分。在每小题给出的四个选项中，第1～8小题，只有一个选项正确；第9～12小题，有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1．关于电场场强的概念，下列说法正确的是(　　) A．由E＝可知，某电场的场强E与q成反比，与F成正比 B．正负试探电荷在同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与试探电荷的正负有关 C．电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷正负无关 D．电场中某一点不放试探电荷时，该点场强等于零 2．如图所示，验电器带有少量的正电荷，将一带负电荷的小球从远处逐渐靠近验电器的金属球。此过程中，可能看到金属箔片张开的角度(　　) A．不断增大 B．先减小至零，后逐渐增大 C．先增大，后减小 D．先增大，后不变 3．在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。其中a、b两点的电场强度大小相等、方向相反的是(　　) A．图甲中与点电荷等距的a、b两点 B．图乙中两等量异号点电荷连线的垂直平分线上与连线等距的a、b两点 C．图丙中两等量同号点电荷连线的垂直平分线上与连线等距的a、b两点 D．图丁中非匀强电场中的a、b两点 4．如图所示，内壁光滑粗细均匀的玻璃管竖直固定，在玻璃管内有大小和质量均相等的A、B、C三只小球，A、B小球之间用轻质绝缘弹簧连接，C小球置于玻璃管底部。当A、B、C小球均处于静止状态时，A、B小球之间的距离与B、C小球之间的距离相等，已知A、B两只小球所带电荷量均为q(q＞0)，C小球所带电荷量为Q(Q＞0)，小球直径略小于玻璃管内径，它们之间的距离远大于小球直径，则(　　) A．若Q＝3q，弹簧对小球A为向上的弹力 B．若Q＝2q，弹簧对小球A为向上的弹力 C．若Q＝3q，弹簧对小球B为向上的弹力 D．若Q＝2q，弹簧对小球B为向下的弹力 5．两个可自由移动的点电荷分别放在A、B两处，如图所示。A处电荷带正电荷量Q1，B处电荷带负电荷量Q2，且Q2＝5Q1，另取一个可以自由移动的点电荷Q3，放在AB直线上，欲使整个系统处于平衡状态，则(　　) A．Q3为负电荷，且放于B右方 B．Q3为负电荷，且放于A左方 C．Q3为正电荷，且放于A、B之间 D．Q3为正电荷，且放于B右方 6．如图所示，边长为L的正六边形ABCDEF的5条边上分别放置5根长度也为L的相同绝缘细棒，每根细棒均匀带有电荷量相同的正电荷。现将电荷量为＋Q的点电荷置于BC中点，此时正六边形几何中心O点的场强为零。若移走AB边上的细棒，则O点电场强度大小为(k为静电力常量，不考虑绝缘棒及＋Q之间的相互影响)(　　) A． B． C． D． 7．如图所示，a、b、c、d、e为同一直线上的五个点，相邻两点间的距离都为L。处于a、e两点的点电荷的电荷量大小都为q，处于a点的为负电荷，处于e点的为正电荷。在c点有一与直线垂直的电量为Q的薄板，电性未知。已知d点的电场强度为零，则b点的电场强度大小为(　　) A．＋ B． C． D．－ 8．如图所示，在与水平面夹角θ为60°的匀强电场中，有一带负电的物块A放在倾斜的绝缘木板上，物块所受电场力的大小为其重力大小的一半，木板的倾角α为30°和60° 时物块所受的摩擦力大小恰好相等，则物块与木板间的动摩擦因数为(　　) A．μ＝ B．μ＝ C．μ＝ D．μ＝4－2 9．两个相同的金属小球(均可视为点电荷)，所带电荷量大小之比为1∶3，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F，两小球相互接触后将其固定在距离为的两处，则两球间库仑力的大小可能为(　　) A．F B．F C．F D．4F 10．如图所示，带电小球A、B的电荷量分别为QA、QB，A、B均用长为L的丝线悬挂在O点，静止时A、B相距为d。为使平衡时A、B间距离减为，可采用的方法是(　　) A．将小球A、B的质量都增大到原来的2倍 B．将小球B的质量增大到原来的8倍 C．将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半 D．将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半， 同时将小球B的质量增大到原来的2倍 11．如图所示，A、B两个质量相等的带电小球通过一根绝缘细线相连，小球A用另一根绝缘细线悬挂于O点，两细线长度相等，整个装置处于水平向右的匀强电场中(图中未画出)，平衡时小球B恰好处于O点正下方，细线OA和AB的拉力大小分别为TOA和TAB，则下列说法正确的是(　　) A．两小球的带电量相等 B．TOA>2TAB C．增大电场的电场强度，小球B上移，但仍在O点正下方 D．增大电场的电场强度，小球B左移，在O点正下方的左侧 12．如图所示，在绝缘水平面上固定着一光滑绝缘的圆形槽，在某一过直径的直线上有O、A、B三点，其中O为圆心，A点固定电荷量为Q的正电荷，B点固定一个未知电荷，且圆周上各点电势相等，＝L。有一个可视为质点的质量为m、电荷量为－q的带电小球正在槽中运动，在C点受到的电场力指向圆心，C点所处的位置如图所示，根据题干和图示信息可知(　　) A．B点的电荷带正电 B．B点的电荷的电荷量为3Q C．B点的电荷的电荷量为Q D．小球在槽内做的是匀速圆周运动 二、非选择题：本题共2小题，共28分。考生根据要求做答 13．(12分) 如图所示，真空中xOy平面直角坐标系上的ABC三点构成等边三角形，边长L＝2.0 m。若将电荷量均为q＝＋2.0×10－6 C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，求： (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。 14．(16分) 如图所示，半径为R＝0.4 m的半圆形绝缘光滑轨道BC与水平绝缘粗糙的轨道AB在B点平滑连接，轨道AB上方有电场强度大小为E＝1.0×104 N/C、方向水平向左的匀强电场。现有一质量m＝0.1 kg、电荷量q＝＋1.0×10－4 C的带电体(可视为质点)，在水平轨道上的P点由静止释放，若带电体恰好可以沿圆弧轨道运动到C点，并在离开C点后，落回到水平面上的D点(图中未画出)，重力加速度g＝10 m/s2。求： (1)带电体运动到圆形轨道B点时对轨道的压力大小； (2)带电体落回到水平面上的D点到B点的距离； (3)带电体从开始运动到落回到水平面整个过程中的最大动能(结果保留三位有效数字)。 第4页，共8页 ( 第 1 页 共 9 页 )高中物理 学科网（北京）股份有限公司 $$