第1讲 电场力的性质 专项训练-2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦电场力性质，以基础对点练（库仑定律、场强计算、电场线）和综合提升练构建递进式训练体系，强化相互作用观念与科学推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础对点练-题组一|3题|库仑力平衡（含匀强电场叠加）|从库仑定律（基础规律）切入，结合平衡条件分析电荷受力| |基础对点练-题组二|2题|电场强度计算（含矢量叠加、实际应用）|深化场强矢量性，关联点电荷与匀强电场叠加方法| |基础对点练-题组三|2题|电场线理解（含运动轨迹分析）|通过电场线疏密/方向，建立场强与粒子运动关系| |综合提升练|4题|综合应用（含复杂平衡、多电荷场强叠加）|整合平衡条件、场强叠加等，提升模型建构与推理能力|

第1讲　电场力的性质 (分值:60分) 选择题:1~7题每小题4分,8~11题每小题8分,共60分 基础对点练 题组一　库仑定律及库仑力作用下的平衡问题 1.(2025广东惠州检测)如图所示,在水平向左的匀强电场中,用绝缘细绳竖直悬挂两个带电小球M和N。若两细绳都保持竖直状态,两小球在同一水平线上,则(　　) A.M和N都带负电 B.M和N都带正电 C.M带负电、N带正电 D.M带正电、N带负电 2.(多选)(2025广东东莞高三联考)如图所示,在竖直面内有三个带电小球a、b、c,其中球a和球b固定,二者连线为一条竖直线,它们的电荷量大小分别为q1和q2,球c在图示位置处于静止状态,已知ab、bc和ac的连线的长度分别为4 cm、3 cm和2 cm,则(　　) A.球a和球b一定带同种电荷 B.球a和球b一定带异种电荷 C. D. 3.(2025广东梅州模拟)如图所示,三个带电小球A、B、C分别位于等边三角形的三个顶点且放在光滑绝缘的水平桌面上,空间内存在水平且与BC连线垂直的匀强电场,三个小球均可看成点电荷且均静止不动,则三个带电小球所带电荷的电性及电荷量的关系是(　　) A.A、B带正电,C带负电,A、B、C所带电荷量之比为1∶1∶1 B.A、B带正电,C带负电,A、B、C所带电荷量之比为2∶1∶1 C.A带正电,B、C带负电,A、B、C所带电荷量之比为1∶1∶1 D.A带正电,B、C带负电,A、B、C所带电荷量之比为2∶1∶1 题组二　电场强度的矢量性以及大小的计算 4.(2024江西卷)蜡烛火焰是一种含有电子、正离子、中性粒子的气体状物质,将其置于电压恒定的两平行金属板间,板间电场视为匀强电场,如图所示。若两金属板间距减小,关于火焰中电子所受的静电力,下列说法正确的是(　　) A.静电力增大,方向向左 B.静电力增大,方向向右 C.静电力减小,方向向左 D.静电力减小,方向向右 5.(2026广东汕头阶段练习)硒鼓是打印机的核心部件(部分原理图如图甲所示),工作时充电辊给感光鼓表面均匀布上一层负电荷,感光鼓上的电荷分布如图乙所示,可视为众多点电荷-q对称均匀地分布在半径为R的圆周上。若打印后,圆周上P点的一个点电荷的电荷量突变成+2q,已知静电力常量为k,则该圆周上各个点电荷在O点的合电场强度为(　　) A.,方向沿半径指向P点 B.,方向沿半径背离P点 C.,方向沿半径指向P点 D.,方向沿半径背离P点 题组三　电场线的理解及应用 6.(2023全国甲卷)在一些电子显示设备中,让阴极发射的电子束通过适当的非匀强电场,可以使发散的电子束聚集。下列4幅图中带箭头的实线表示电场线,如果用虚线表示电子可能的运动轨迹,其中正确的是(　　) 7.(多选)(2025湖南衡阳模拟)某电场的电场线分布如图中的实线所示,一带电粒子(不计重力)沿图中虚线所示的路径运动,先后通过M点和N点。下列说法正确的是(　　) A.粒子在M、N点的速度大小关系为vM<vN B.粒子在M、N点的加速度大小关系为aM>aN C.M、N点的电场强度大小关系为EM<EN D.粒子不可能带负电 综合提升练 8.一对不等量异种点电荷的电场线分布如图所示,电荷量大小分别为q和2q,两点电荷间的距离为2r,P、Q两点关于两电荷连线对称,静电力常量为k。由图可知(　　) A.P、Q两点的电场强度相同 B.M点的电场强度小于N点的电场强度 C.右边的小球电荷量为-2q D.两点电荷连线的中点处的电场强度大小为3k 9.(2025湖南卷)如图所示,两带电小球的质量均为m,小球A用一端固定在墙上的绝缘轻绳连接,小球B用固定的绝缘轻杆连接。小球A静止时,轻绳与竖直方向的夹角为60°,两球连线与轻绳的夹角为30°,整个系统在同一竖直平面内,重力加速度大小为g。下列说法正确的是(　　) A.小球A静止时,轻绳上拉力为2mg B.小球A静止时,小球A与小球B间的库仑力为2mg C.若将轻绳剪断,则剪断瞬间小球A加速度大小为g D.若将轻绳剪断,则剪断瞬间轻杆对小球B的作用力变小 10.(2026广东深圳阶段练习)如图所示,光滑绝缘正方形方框竖直固定,边长为a,两个质量均为m的带电小球M、N套在方框上。小球M带正电,固定于底边AB中点处;电荷量为q的小球N置于方框右边BC中点时恰好静止不动,已知重力加速度大小为g,静电力常量为k,两小球均看成点电荷。下列说法正确的是(　　) A.小球N带负电 B.小球N受到的库仑力大小为mg C.小球M所带电荷量为 D.小球M在方框中心O处产生的电场的电场强度大小为 11.(多选)(2025湖北卷)如图所示,在xOy平面内有一以O点为中心的正五边形,顶点到O点的距离为R。在正五边形的顶点上顺时针方向依次固定电荷量为q、2q、3q、4q、5q的正点电荷,且电荷量为3q的点电荷在y轴正半轴上。静电力常量为k,则O点处的电场强度(　　) A.方向沿x轴负方向 B.方向与x轴负方向成18°夹角斜向下 C.大小为(cos 54°+cos 18°) D.大小为(2cos 54°+cos 18°) 答案： 1.D　解析 两细绳都保持竖直状态,可知小球所受电场力与库仑力方向均沿水平方向,竖直方向细绳拉力与重力平衡,则小球所受匀强电场的电场力一定与库仑力平衡,若M和N都带负电,则N所受匀强电场的电场力方向向右,M对N的库仑力方向也向右,悬挂N的细绳不可能保持竖直状态,故A错误;若M和N都带正电,则M所受匀强电场的电场力方向向左,N对M的库仑力方向也向左,悬挂M的细绳不可能保持竖直状态,故B错误;若M带负电、N带正电,则N所受匀强电场的电场力方向向左,M对N的库仑力方向也向左,悬挂N的细绳不可能保持竖直状态,故C错误;若M带正电、N带负电,则M所受匀强电场的电场力方向向左,N对M的库仑力方向向右,悬挂M的细绳可能保持竖直状态,N所受匀强电场的电场力方向向右,M对N的库仑力方向向左,悬挂N的细绳也可能保持竖直状态,故D正确。 2.BD　解析 球c受重力及球a和球b对它的库仑力而平衡,球b对它的库仑力必须是斥力,而球a对它的库仑力必须是引力,球a和球b一定带异种电荷,故A错误,B正确;对球c受力分析如图所示,三力平衡,设球c的电荷量为q,在相似三角形中,有,整理有,故C错误,D正确。 3.D　解析 三个带电小球两两之间存在库仑力,且库仑力的方向一定沿两小球的连线方向,假设C球带负电,对C球进行受力分析,可知匀强电场对C球的电场力方向水平向左,要使C球受力平衡,则A球要带正电,B球要带负电,故A、B错误;A球带正电,则匀强电场对A球的电场力方向水平向右,要使A球受力平衡,则B、C两球均需要带负电且两者电荷量相等,对B球进行受力分析,可得kcos 60°=k,可得qA=2qC,因此有qA∶qB∶qC=2∶1∶1,故C错误,D正确。 4.B　解析 根据电势差和电场强度的关系有E=,两金属板间电压保持不变,故当两金属板间距减小时,电场强度E增大,根据F=qE可知静电力增大,再结合题图可知两金属板间的电场线水平向左,则可知电子受到的静电力方向向右。 5.D　解析 众多点电荷-q对称均匀地分布在半径为R的圆周上,可知O点的电场强度为零,则P点的负电荷-q在O点产生的电场强度与P点关于O点的对称点的-q在O点产生的电场强度等大反向;若打印后,圆周上P点的一个点电荷-q的电荷量突变成+2q,则该圆周上各个点电荷在O点的合电场强度为E=k+k,方向沿半径背离P点。故选D。 6.A　解析 做曲线运动的物体,其受到的合力指向运动轨迹的内侧,结合图像分析,选项A正确。 7.AC　解析 由电场线和粒子运动的轨迹及粒子运动的速度v和静电力F的方向关系(如图)可知,在粒子从M点运动到N点的过程中,速度v和静电力F的夹角为锐角,静电力做正功,动能增加,所以粒子做加速运动,因此有vM<vN,A正确;电场线的疏密表示电场强度大小,M处电场线比N处电场线疏,因此有EM<EN,又根据牛顿第二定律可知a=,故粒子在M点的加速度小于在N点的加速度,即aM<aN,B错误,C正确;虽然静电力的方向确定,但因电场线的方向不确定,故电荷的电性不确定,粒子可能带负电,D错误。 8.D　解析 电场线的疏密表示电场强度的大小,根据题图可知,P点电场强度大小等于Q点电场强度大小,但是两点电场强度的方向不同,则电场强度不相同,A错误;M点的电场线比N点密集,可知M点的电场强度大于N点的电场强度,B错误;根据电场线的方向和密集程度可知,右边的小球带负电,但是电荷量小于左边球的带电荷量,故右边的小球电荷量为-q,C错误;依据点电荷的电场强度公式E=k及叠加原则,两点电荷连线的中点处的电场强度大小为E合=k+k=3k,D正确。 9.C　解析 小球A静止时,对小球A受力分析,如图所示,由平行四边形定则及几何关系可知,轻绳上拉力为FT=mg,小球A与小球B间的库仑力F库=2mgcos 30°=mg,故A、B错误;若将轻绳剪断,则剪断瞬间小球A受到轻绳的拉力消失,其他两力保持不变,根据力的平衡条件可知,此时小球A所受的合力大小为mg,则加速度大小为g,故C正确;若将轻绳剪断,则剪断瞬间小球B受到的库仑力、重力不变,小球B仍然处在静止状态,则轻杆对小球B的作用力不变,故D错误。 10.D　解析 小球N置于方框右边BC中点时恰好静止不动,根据平衡条件可知,小球N所受库仑力一定为斥力,即小球N带正电,故A错误;结合上述,对小球N进行受力分析,根据平衡条件有Fcos 45°=mg,解得F=mg,故B错误;根据库仑定律有F=k,解得Q=,故C错误;小球M在方框中心O处产生的电场的电场强度大小E=k,解得E=,故D正确。 11.AD　解析 若正五边形5个顶点全为q,则EO=0,故可将本题转化为5个顶点为3q-2q、3q-q、3q、3q+q、3q+2q,即为-2q、-q、0、q、2q这5个电荷,如图所示,由几何关系可知-q、q两点的电场强度方向与水平方向的夹角为18°,叠加后水平向左, E1=E2=,则E合1= cos 18°,由几何关系可知-2q、2q两点的电场强度方向与水平方向的夹角为54°,叠加后水平向左,E3=E4=,则E合2= cos 54°,则E合=E合1+E合2=(cos 18°+2cos 54°),故A、D正确。 8 学科网（北京）股份有限公司 $