第22讲 静电场的力的性质 课后分层作业基础版-2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 分层设计适配基础薄弱学生，以概念辨析→规律应用→综合提升为逻辑链，强化静电场力性质的物理观念与模型建构。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |重知识·牢地基|5题|基础概念辨析|从电荷守恒切入，构建静电场力性质的认知起点| |夯基础·保本科|8题（4题型）|单一规律应用|库仑定律→电场强度计算→电场线理解→静电应用，形成概念-计算-应用递进| |提能力·冲211|4题|综合情境分析|多电荷叠加、动态平衡等复杂问题，深化科学推理与模型迁移能力|

2027届新高考高三第一轮复习 高三物理备课组 新课标 · 新高考2027届高三第一轮复习 复习课后分层作业 第22讲　静电场的力的性质 （基础版：专门面向物理基础较弱学生、艺体生的练习） 班级：_________ 学号：_________ 姓名：_________ 分数：_________ ❀ 重知识 · 牢地基 ❀ 1. 2. 3. 4. 5. ❀ 夯基础 · 保本科 ❀ 题型1　电荷守恒定律与库仑定律 1.如图所示,两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r的两处,它们之间的库仑力大小为F。两小球相互接触后分开并将其间距变为,则现在两小球间库仑力的大小为(　　) A.F B.F C.F D.12F 答案　C 解析　接触前两小球之间的库仑力大小为F=k,接触后再分开,两小球所带的电荷量先中和后均分,所以两小球分开后各自带电荷量为+Q,两小球间的距离变为,两小球间的库仑力大小变为F'=k=F,故C正确。 2.如图所示,把一带正电的小球a放在光滑绝缘斜面上,欲使小球a能静止在斜面上,需在MN间放一带电小球b,则b应(　　) A.带负电,放在A点 B.带正电,放在B点 C.带负电,放在C点 D.带正电,放在C点 答案　C 解析　若b带负电,放在A点,a球受到吸引力向下,则a所受合力沿斜面向下,故A错误;若b带正电,放在B点,a球受到的排斥力垂直斜面向上,则a所受合力沿斜面向下,故B错误;若b带负电,放在C点,a球受到吸引力斜向右下方,则a球所受合力可以为0,故C正确;若b带正电,放在C点,a球受到排斥力斜向左上方,则a所受合力不可能为0,故D错误。 题型2　电场强度的理解和计算 3.(2024·江苏卷,1)在静电场中有a、b两点,试探电荷在两点的静电力F与电荷量q满足如图所示的关系,请问a、b两点的电场强度大小关系是(　　) A.Ea=Eb B.Ea=2Eb C.Ea=3Eb D.Ea=4Eb 答案　D 解析　由静电力F=qE可知F-q图像的斜率表示电场强度,由题图可知a、b两图线斜率之比为4∶1,则a、b两点的电场强度大小关系为Ea=4Eb,D正确。 4.(2026·辽宁辽阳模拟)如图所示,A、B、C为真空中边长为L的正三角形的三个顶点,D为AB中点,在A、B两点各固定一个电荷量为+q的点电荷,在C点固定一个电荷量为+3q的点电荷,静电力常量为k,则D点的电场强度大小为(　　) A. B. C. D. 答案　D 解析　A、B两点的点电荷在D点的电场强度大小相等,方向相反,即A、B两点的点电荷在D点的合电场强度为零,则D点的电场强度大小为E=k,根据几何关系可得rCD=Lsin 60°,联立可得D点的电场强度大小E=,故D正确。 题型3　电场线的理解和应用 5.把头发屑悬浮在蓖麻油里,加上电场,可以模拟出电场的分布情况。如图甲是模拟孤立点电荷和金属板之间的电场照片,图乙为简化后的电场线分布情况,则(　　) A.由图甲可知,电场线是真实存在的 B.图甲中,没有头发屑的地方没有电场 C.图乙中A点的电场强度大于B点的电场强度 D.在图乙电场中由A点静止释放的质子能沿着电场线运动到B点 答案　C 解析　电场线是假想的曲线,不是真实存在的,故A错误;题图甲中,没有头发屑的地方同样也有电场存在,故B错误;题图乙中A点的电场线比B点密集,可知A点的电场强度大于B点的电场强度,故C正确;因A、B之间的电场线为曲线,根据物体做曲线运动的条件可知,在题图乙电场中由A点静止释放的质子不可能沿电场线运动到B点,故D错误。 6. (2026·陕西榆林模拟)某电场的电场线分布如图中实线所示,图中虚线为某带电粒子在只受该静电力作用下的运动轨迹,a、b、c是轨迹上的三个点。关于这个带电粒子,下列说法正确的是(　　) A.粒子带正电 B.粒子一定是从a点运动到c点 C.粒子在a点的加速度大于在b点的加速度 D.粒子在b点的动能大于在a点的动能 答案　C 解析　根据曲线运动的条件可知,静电力方向指向轨迹的凹侧,因此粒子受到的静电力与电场强度方向相反,则粒子带负电,A错误;粒子不一定是从a点运动到c点,也可能是从c点运动到a点,B错误;根据电场线的疏密程度可知,a点的电场强度大于b点的电场强度,则粒子在a点受到的静电力大于在b点受到的静电力,粒子在a点的加速度大于在b点的加速度,C正确;假设粒子从a运动到b,根据粒子带负电所受静电力的方向和运动方向之间的夹角大于90°可知,此过程中静电力做负功,粒子的动能减少,即粒子在b点的动能小于在a点的动能;同理可知,若粒子从b运动到a,有同样的结论,D错误。 题型4　静电的防止与利用 7.(2026·浙江嘉兴模拟)如图所示,人站在圆形金属笼内,与10万伏直流高压电源相连的导体棒靠近笼外侧时,导体棒顶端与笼之间产生巨大的火花,但笼内的人却毫发无损。若将不带电的圆形金属笼置于水平向右的匀强电场中,此时笼内、外电场线分布可能正确的是(　　) 答案　C 解析　根据静电屏蔽的特点可知,金属笼内电场强度为零,金属笼左侧外表面感应出负电荷,右侧外表面感应出正电荷,金属笼为等势体,电场线与金属笼表面垂直,故C正确。 8.(2026·山东济南学情调研)如图所示,内置金属网的高压静电防护服接地,O为防护服内的一点,把一带电荷量为+Q的金属小球移动到距离O点为r的某处。金属小球可视为点电荷,静电力常量为k,无穷远处电势为0,下列说法正确的是(　　) A.金属小球激发的电场在防护服内不存在 B.金属小球与O点连线中点P处的电势为0 C.感应电荷在O点处产生的电场强度大小等于k D.防护服内金属网左侧外表面带负电,右侧内表面带正电 答案　C 解析　金属小球和防护服在防护服内产生的合电场强度为零,金属小球+Q在O点产生的电场强度与感应电荷在O点产生的电场强度大小相等,方向相反,感应电荷在O点产生的电场强度大小为E=,故A错误,C正确;从金属小球到O点的电场强度方向向右,防护服接地,电势为零,由沿电场强度方向电势逐渐降低,可知P处的电势大于零,故B错误;防护服接地,由静电感应原理可知,防护服内金属网左侧外表面带负电,内表面不带电,故D错误。 ❀ 提能力 · 冲211 ❀ 9.(多选)(2025·河北卷,8)如图,真空中固定在绝缘台上的两个相同的金属小球A和B,带有等量同种电荷,电荷量为q,两者间距远大于小球直径,两者之间的静电力大小为F。用一个电荷量为Q的同样的金属小球C先跟A接触,再跟B接触,移走C后,A和B之间的静电力大小仍为F,则Q∶q的绝对值可能是(　　) A.1 B.2 C.3 D.5 答案　AD 解析　设A、B间的距离为L,A、B间原来的静电力为F=k。C先跟A接触后,A、C电荷量均变为q1=,C再跟B接触后,B、C的电荷量均变为q2==,移走C后,A、B间的静电力F=,联立解得Q=q或Q=-5q,则Q∶q的绝对值可能是1或5,故A、D正确。 10.(2026·江西宜春模拟)如图所示,在水平面内的M、N两点各固定一个点电荷,带电荷量均为+Q。O为MN的中点,过O点固定一个绝缘杆,杆水平且与MN垂直。一光滑带孔小球P穿在绝缘杆上,小球带负电,开始时在MN的左侧,现给小球一向右的初速度,则小球向右运动的过程中(　　) A.小球从开始到O点,做加速度增大的加速运动 B.小球受到绝缘杆的弹力先增大后减小 C.若把N点+Q变为-Q,小球做匀速运动 D.若把N点+Q变为-Q,小球受到绝缘杆的弹力始终不变 答案　C 解析　应用矢量合成可知,等量同种正电荷中垂线上的电场强度,方向沿中垂线,大小从无限远到中点O先增大后减小,题中没有明确给出小球开始时是处在最大电场强度的左侧还是右侧,所以加速度变化无法判断,A错误;绝缘杆所在处电场强度与杆平行,竖直方向杆对小球弹力总等于其重力,B错误;应用矢量合成可知,等量异种电荷中垂线上的电场强度方向垂直中垂线,大小从无限远到中点O一直增大,小球运动方向不受任何力作用,则做匀速运动,C正确;小球从开始到O点,电场强度方向水平且与杆垂直,不断增大,静电力增大,由平衡条件可知,杆对小球的弹力总等于其重力与静电力的合力,则弹力从开始到O点一直增大,过O点后,向右运动过程中弹力逐渐减小,D错误。 11.(多选)(2026·重庆模拟)如图所示,带电小球A用绝缘细线通过光滑定滑轮O1、O2与不带电的物块C相连,与C连接端的细线竖直,在定滑轮O1的正下方固定一带电小球B,整个系统处于平衡状态。忽略小球A、B的大小及滑轮的大小。若小球A缓慢漏掉一部分电荷,则在该过程中(　　) A.带电小球A、B间的库仑力减小 B.带电小球A、B间的库仑力增大 C.地面对C的支持力变小 D.地面对C的支持力不变 答案　AD 解析　如图所示,将小球A所受到的重力mg、拉力T、库仑力F平移成矢量三角形,它与三角形ABO1相似,有==,由O1B、O1A、 mg不变,可知T不变,由AB减小,可知F减小,故A正确,B错误;对物块C,由于绳子拉力不变,地面对C的支持力不变,故C错误,D正确。 12. (2026·海南三亚模拟)如图所示,带电小球P固定在绝缘竖直墙壁上,绝缘轻绳将带电小球Q悬挂于O点,Q静止时,轻绳与竖直方向成θ角(θ<45°),且P、Q在同一水平线上,此时轻绳的拉力为F1。现将P沿竖直墙壁缓慢向上移动,并调整P的电荷量,保持Q的位置不动,当P、Q连线与水平方向成θ角时,轻绳的拉力变为F2。则(　　) A.P对Q的作用力一直增大 B.轻绳的拉力始终大于球的重力 C.移动P的同时应减小P的电荷量 D.轻绳的拉力F2=F1cos2θ 答案　D 解析　作出小球Q的受力分析图,并转化为矢量三角形,P移动过程中对其进行图解分析,如图所示,将P沿竖直墙壁缓慢向上移动过程中,P对Q的作用力一直减小,故A错误;轻绳的拉力先大于球的重力,后小于球的重力,故B错误;由几何知识可知两球间距变为原来的倍,根据平衡条件以及库仑定律有F库==mgtan θ,F库'==mgsin θ,解得qP'=,所以移动P的同时应增大P的电荷量,故C错误;根据平衡条件有F1=,F2=mgcos θ,解得F2=F1cos2 θ,故D正确。 第 2 页 共 8 页 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $2027届新高考高三第一轮复习 高三物理备课组 新课标 · 新高考2027届高三第一轮复习 复习课后分层作业 第22讲　静电场的力的性质 （基础版：专门面向物理基础较弱学生、艺体生的练习） 班级：_________ 学号：_________ 姓名：_________ 分数：_________ ❀ 重知识 · 牢地基 ❀ 1. 2. 3. 4. 5. ❀ 夯基础 · 保本科 ❀ 题型1　电荷守恒定律与库仑定律 1.如图所示,两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r的两处,它们之间的库仑力大小为F。两小球相互接触后分开并将其间距变为,则现在两小球间库仑力的大小为(　　) A.F B.F C.F D.12F 2.如图所示,把一带正电的小球a放在光滑绝缘斜面上,欲使小球a能静止在斜面上,需在MN间放一带电小球b,则b应(　　) A.带负电,放在A点 B.带正电,放在B点 C.带负电,放在C点 D.带正电,放在C点 题型2　电场强度的理解和计算 3.(2024·江苏卷,1)在静电场中有a、b两点,试探电荷在两点的静电力F与电荷量q满足如图所示的关系,请问a、b两点的电场强度大小关系是(　　) A.Ea=Eb B.Ea=2Eb C.Ea=3Eb D.Ea=4Eb 4.(2026·辽宁辽阳模拟)如图所示,A、B、C为真空中边长为L的正三角形的三个顶点,D为AB中点,在A、B两点各固定一个电荷量为+q的点电荷,在C点固定一个电荷量为+3q的点电荷,静电力常量为k,则D点的电场强度大小为(　　) A. B. C. D. 题型3　电场线的理解和应用 5.把头发屑悬浮在蓖麻油里,加上电场,可以模拟出电场的分布情况。如图甲是模拟孤立点电荷和金属板之间的电场照片,图乙为简化后的电场线分布情况,则(　　) A.由图甲可知,电场线是真实存在的 B.图甲中,没有头发屑的地方没有电场 C.图乙中A点的电场强度大于B点的电场强度 D.在图乙电场中由A点静止释放的质子能沿着电场线运动到B点 6. (2026·陕西榆林模拟)某电场的电场线分布如图中实线所示,图中虚线为某带电粒子在只受该静电力作用下的运动轨迹,a、b、c是轨迹上的三个点。关于这个带电粒子,下列说法正确的是(　　) A.粒子带正电 B.粒子一定是从a点运动到c点 C.粒子在a点的加速度大于在b点的加速度 D.粒子在b点的动能大于在a点的动能 题型4　静电的防止与利用 7.(2026·浙江嘉兴模拟)如图所示,人站在圆形金属笼内,与10万伏直流高压电源相连的导体棒靠近笼外侧时,导体棒顶端与笼之间产生巨大的火花,但笼内的人却毫发无损。若将不带电的圆形金属笼置于水平向右的匀强电场中,此时笼内、外电场线分布可能正确的是(　　) 8.(2026·山东济南学情调研)如图所示,内置金属网的高压静电防护服接地,O为防护服内的一点,把一带电荷量为+Q的金属小球移动到距离O点为r的某处。金属小球可视为点电荷,静电力常量为k,无穷远处电势为0,下列说法正确的是(　　) A.金属小球激发的电场在防护服内不存在 B.金属小球与O点连线中点P处的电势为0 C.感应电荷在O点处产生的电场强度大小等于k D.防护服内金属网左侧外表面带负电,右侧内表面带正电 ❀ 提能力 · 冲211 ❀ 9.(多选)(2025·河北卷,8)如图,真空中固定在绝缘台上的两个相同的金属小球A和B,带有等量同种电荷,电荷量为q,两者间距远大于小球直径,两者之间的静电力大小为F。用一个电荷量为Q的同样的金属小球C先跟A接触,再跟B接触,移走C后,A和B之间的静电力大小仍为F,则Q∶q的绝对值可能是(　　) A.1 B.2 C.3 D.5 10.(2026·江西宜春模拟)如图所示,在水平面内的M、N两点各固定一个点电荷,带电荷量均为+Q。O为MN的中点,过O点固定一个绝缘杆,杆水平且与MN垂直。一光滑带孔小球P穿在绝缘杆上,小球带负电,开始时在MN的左侧,现给小球一向右的初速度,则小球向右运动的过程中(　　) A.小球从开始到O点,做加速度增大的加速运动 B.小球受到绝缘杆的弹力先增大后减小 C.若把N点+Q变为-Q,小球做匀速运动 D.若把N点+Q变为-Q,小球受到绝缘杆的弹力始终不变 11.(多选)(2026·重庆模拟)如图所示,带电小球A用绝缘细线通过光滑定滑轮O1、O2与不带电的物块C相连,与C连接端的细线竖直,在定滑轮O1的正下方固定一带电小球B,整个系统处于平衡状态。忽略小球A、B的大小及滑轮的大小。若小球A缓慢漏掉一部分电荷,则在该过程中(　　) A.带电小球A、B间的库仑力减小 B.带电小球A、B间的库仑力增大 C.地面对C的支持力变小 D.地面对C的支持力不变 12. (2026·海南三亚模拟)如图所示,带电小球P固定在绝缘竖直墙壁上,绝缘轻绳将带电小球Q悬挂于O点,Q静止时,轻绳与竖直方向成θ角(θ<45°),且P、Q在同一水平线上,此时轻绳的拉力为F1。现将P沿竖直墙壁缓慢向上移动,并调整P的电荷量,保持Q的位置不动,当P、Q连线与水平方向成θ角时,轻绳的拉力变为F2。则(　　) A.P对Q的作用力一直增大 B.轻绳的拉力始终大于球的重力 C.移动P的同时应减小P的电荷量 D.轻绳的拉力F2=F1cos2θ 第 2 页 共 8 页 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $