高考物理一轮复习小题多维练(全国通用)第19练电场力的性质(原卷版+解析)

这是一份高考物理一轮复习小题多维练(全国通用)第19练电场力的性质(原卷版+解析)，共16页。

1、如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a,b两个带电粒子,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。则( )
A.a一定带正电,b一定带负电
B.a的速度将减小,b的速度将增加
C.a的加速度将减小,b的加速度将增加
D.两个粒子的动能,一个增加一个减小
2、某原子电离后其核外只有一个电子,若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动,那么电子运动( )
A.半径越大,加速度越大
B.半径越小,周期越大
C.半径越大,角速度越小
D.半径越小,线速度越小
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两点电场强度大小相等、方向相反的是( )
A.甲图中与点电荷等距的a,b两点
B.乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a,b两点
C.丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a,b两点
D.丁图中非匀强电场中的a,b两点
1、（多选）把质量为m的正点电荷q在电场中由静止释放，在它运动的过程中如果不计重力，下述说法正确的是( )
A．点电荷的运动轨迹必与电场线重合
B．点电荷的速度方向，必与所在点的电场线的切线方向共线
C．点电荷的加速度方向，必与所在点的电场线的切线方向共线
D．点电荷的受力方向，必与所在点的电场线的切线方向共线
2、在等边三角形ABC的顶点B和C处各放一个电荷量相等的点电荷时，测得A处的场强大小为E，方向与BC边平行且由B指向C，如图所示。若拿走C处的点电荷，则下列关于A处电场强度的说法正确的是( )
A．大小仍为E，方向由A指向B
B．大小仍为E，方向由B指向A
C．大小变为eq \f(E,2)，方向不变
D．不能得出结论
3、(多选)如图甲所示，在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出)，O、A、B为x轴上三点．放在A、B两点的试探电荷受到的静电力跟其所带电荷量的关系如图乙所示，则( )
甲 乙
A．A点的电场强度大小为2×103 N/C
B．B点的电场强度大小为2×103 N/C
C．点电荷Q在AB之间
D．点电荷Q在OB之间
4．离子陷阱是一种利用电场或磁场将离子俘获并囚禁在一定范围内的装置．如图所示为最常见的“四极离子陷阱”的俯视示意图，四根平行细杆与直流电压和叠加的射频电压相连，相当于四个电极，相对的电极带等量同种电荷，相邻的电极带等量异种电荷．在垂直于四根杆的平面内四根杆的连线是一个正方形abcd，A、C是a、c连线上的两点，B、D是b、d连线上的两点，A、C、B、D到正方形中心O的距离相等．则下列判断正确的是( )
A．D点的电场强度为零
B．A、B、C、D四点电场强度相等
C．A点电势比B点电势高
D．O点的电场强度为零
5．如图所示，光滑绝缘水平面上两个相同的带电小圆环A、B，电荷量均为q，质量均为m，用一根光滑绝缘轻绳穿过两个圆环，并系于结点O.在O处施加一水平恒力F使A、B一起加速运动，轻绳恰好构成一个边长为l的等边三角形，则( )
A．小环A的加速度大小为
B．小环A的加速度大小为
C．恒力F的大小为
D．恒力F的大小为
6．（2021·福建福州·高二期中）如图所示，电工穿上用铜丝编织的防护服进行高压带电作业时，防护服能保护电工的安全，其原因是（ ）
A．防护服用铜丝编织不易拉破，对人体起到保护作用
B．编织防护服的铜丝电阻小，对人体起到保护作用
C．电工被防护服所包裹，人体电势为零，对人体起到保护作用
D．电工被防护服所包裹，人体场强为零，对人体起到保护作用
7.研究平行板电容器电容与哪些因素有关的实验装置如图所示。实验前，用带正电的玻璃棒与电容器a板接触，使电容器a板带正电，下列说法正确的是（ ）
A．实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小
B．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大
C．实验时无意间手指触碰了一下b板，不会影响实验结果
D．实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大
8.光滑绝缘水平面上固定两个等量点电荷，它们连线的中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示．一质量m＝1 g的带正电小物块由A点静止释放，并以此时为计时起点，沿光滑水平面经过B、C两点(图中未画出)，其运动过程的v－t图象如图乙所示，其中图线在B点位置时斜率最大，根据图线可以确定( )
A．中垂线上B点电场强度最大
B．A、B两点之间的位移大小
C．B点是连线中点，C与A点必在连线两侧
D．UBC>UAB
9．在下图各电场中，A、B两点电场强度相同的是（ ）
A．B．
C．D．
10.如图所示，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球、和分别位于边长为的正三角形的三个顶点上；、带正电，电荷量均为，带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为。若三个小球均处于静止状态，下面说法中正确的是（ ）
A．带电小球的电荷量为
B．匀强电场场强的大小为
C．带电小球、对的合力大小为
D．正三角形中心场强大小为
专题07 静电场
第19练 电场力的性质
1、如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a,b两个带电粒子,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。则( )
A.a一定带正电,b一定带负电
B.a的速度将减小,b的速度将增加
C.a的加速度将减小,b的加速度将增加
D.两个粒子的动能,一个增加一个减小
【答案】C
【解析】设电场线为正点电荷的电场线,则由轨迹可判定a带正电,b带负电;若电场线为负点电荷的电场线,则a带负电,b带正电,A错误;由粒子的偏转轨迹可知电场力对a,b均做正功,动能增加,B,D错误;但由电场线的疏密可判定,a受电场力逐渐减小,加速度减小,b正好相反,故选项C正确。
2、某原子电离后其核外只有一个电子,若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动,那么电子运动( )
A.半径越大,加速度越大
B.半径越小,周期越大
C.半径越大,角速度越小
D.半径越小,线速度越小
【答案】C
【解析】对电子来说,库仑力提供其做圆周运动的向心力,则k=ma= m=mω2r=mr得a=,v=,ω=,T=,因此选项C正确。
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两点电场强度大小相等、方向相反的是( )
A.甲图中与点电荷等距的a,b两点
B.乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a,b两点
C.丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a,b两点
D.丁图中非匀强电场中的a,b两点
【答案】C
【解析】甲图中与点电荷等距的a,b两点,电场强度大小相同,方向不相反,选项A错误;对乙图,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,选项B错误;丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a,b两点,电场强度大小相同,方向相反,选项C正确;对丁图,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,选项D错误。
1、（多选）把质量为m的正点电荷q在电场中由静止释放，在它运动的过程中如果不计重力，下述说法正确的是( )
A．点电荷的运动轨迹必与电场线重合
B．点电荷的速度方向，必与所在点的电场线的切线方向共线
C．点电荷的加速度方向，必与所在点的电场线的切线方向共线
D．点电荷的受力方向，必与所在点的电场线的切线方向共线
【答案】CD
【解析】点电荷只有从静止开始沿方向不变的电场线运动时运动轨迹才与电场线重合，所以A项错误；正点电荷在电场中受力沿电场线切线方向，负点电荷沿电场线切线反方向．所以C、D两项正确，B项错误．
2、在等边三角形ABC的顶点B和C处各放一个电荷量相等的点电荷时，测得A处的场强大小为E，方向与BC边平行且由B指向C，如图所示。若拿走C处的点电荷，则下列关于A处电场强度的说法正确的是( )
A．大小仍为E，方向由A指向B
B．大小仍为E，方向由B指向A
C．大小变为eq \f(E,2)，方向不变
D．不能得出结论
【答案】B
【解析】设B、C两处点电荷在A处产生的场强大小均为E′，由平行四边形定则可知E′＝E，拿走C处的点电荷后，A处电场强度大小仍为E，方向由B指向A，选项B正确。
3、(多选)如图甲所示，在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出)，O、A、B为x轴上三点．放在A、B两点的试探电荷受到的静电力跟其所带电荷量的关系如图乙所示，则( )
甲 乙
A．A点的电场强度大小为2×103 N/C
B．B点的电场强度大小为2×103 N/C
C．点电荷Q在AB之间
D．点电荷Q在OB之间
【答案】AC
【解析】设A、B两点的电场强度分别为EA、EB，根据题中图象信息可知，图线的斜率即为电场强度，则EA＝2×103 N/C，EB＝－500 N/C，A、B两点的电场强度方向相反，由点电荷电场的特点知，该点电荷应放在A、B之间，故选项A、C正确．
4．离子陷阱是一种利用电场或磁场将离子俘获并囚禁在一定范围内的装置．如图所示为最常见的“四极离子陷阱”的俯视示意图，四根平行细杆与直流电压和叠加的射频电压相连，相当于四个电极，相对的电极带等量同种电荷，相邻的电极带等量异种电荷．在垂直于四根杆的平面内四根杆的连线是一个正方形abcd，A、C是a、c连线上的两点，B、D是b、d连线上的两点，A、C、B、D到正方形中心O的距离相等．则下列判断正确的是( )
A．D点的电场强度为零
B．A、B、C、D四点电场强度相等
C．A点电势比B点电势高
D．O点的电场强度为零
【答案】CD
【解析】A．两负电极在D点形成的电场水平向右，两正电荷在D点形成的电场也水平向右，所以电场强度不为0，故A错误；
B．A、B、C、D对称分布，电场线密集程度一样，所以这四点电场强度大小相等，方向不同，故B错误；
C．A到B的电场线，是由A指向B，且电场线是曲线，沿着电场线的方向，电势是降低，所以A点电势比B点电势高，故C正确；
D．根据电场的叠加原理，a、c两个电极带等量正电荷，其中点O的合场强为零，b、d两个电极带等量负电荷，其中点O的合场强为零，则O点的合场强为零，故D项正确．
5．如图所示，光滑绝缘水平面上两个相同的带电小圆环A、B，电荷量均为q，质量均为m，用一根光滑绝缘轻绳穿过两个圆环，并系于结点O.在O处施加一水平恒力F使A、B一起加速运动，轻绳恰好构成一个边长为l的等边三角形，则( )
A．小环A的加速度大小为
B．小环A的加速度大小为
C．恒力F的大小为
D．恒力F的大小为
【答案】B
【解析】AB．设轻绳的拉力为T，则对A：
T＋Tcs＝k
Tcs＝maA
联立解得：
aA＝
故B正确，A错误；
CD．恒力F的大小为
F＝2maA＝
故CD错误．
6．（2021·福建福州·高二期中）如图所示，电工穿上用铜丝编织的防护服进行高压带电作业时，防护服能保护电工的安全，其原因是（ ）
A．防护服用铜丝编织不易拉破，对人体起到保护作用
B．编织防护服的铜丝电阻小，对人体起到保护作用
C．电工被防护服所包裹，人体电势为零，对人体起到保护作用
D．电工被防护服所包裹，人体场强为零，对人体起到保护作用
【答案】D
【解析】电工被金属丝做成的防护服所包裹，则人体处于静电屏蔽状态，人体场强为零，对人体起到保护作用。故选D。
7.研究平行板电容器电容与哪些因素有关的实验装置如图所示。实验前，用带正电的玻璃棒与电容器a板接触，使电容器a板带正电，下列说法正确的是（ ）
A．实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小
B．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大
C．实验时无意间手指触碰了一下b板，不会影响实验结果
D．实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大
【答案】C
【解析】A．根据电容器的决定公式
实验中，只将电容器b板向上平移，则两极板的正对面积S减小，电容减小，由于两极板电荷量保持不变，根据电容的定义公式
则两极板两端的电势差增大，静电计指针的张角变大，所以A错误；
B．根据电容器的决定公式
实验中，只在极板间插入有机玻璃板，则增大介电常数，电容增大，由于两极板电荷量保持不变，根据电容的定义公式
则两极板两端的电势差减小，静电计指针的张角变小，所以B错误；
C．实验时无意间手指触碰了一下b板，不会影响实验结果，因为b板本来就接地，手指触碰也是接地，所以不会影响，则C正确；
D．实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，但电容保持不变，因为电容与电容器两极板所带电荷量，及电压无关，所以D错误；
故选C。
8.光滑绝缘水平面上固定两个等量点电荷，它们连线的中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示．一质量m＝1 g的带正电小物块由A点静止释放，并以此时为计时起点，沿光滑水平面经过B、C两点(图中未画出)，其运动过程的v－t图象如图乙所示，其中图线在B点位置时斜率最大，根据图线可以确定( )
A．中垂线上B点电场强度最大
B．A、B两点之间的位移大小
C．B点是连线中点，C与A点必在连线两侧
D．UBC>UAB
【答案】AD
【解析】A．v－t图象的斜率表示加速度，可知小物块在B点的加速度最大，所受的电场力最大，所以B点的电场强度最大，A正确；
B．小物块由A运动到B的过程中，由图可知A、B两点的速度，已知小物块的质量，则由动能定理可知
qUAB＝m－m
由上式可求出小物块由A运动到B的过程中电场力所做的功qUAB，因为电场强度的关系未知，则不能求解A、B两点之间的位移大小，B错误；
C．中垂线上电场线分布不是均匀的，B点不在连线中点，C错误；
D．在小物块由A运动到B的过程中，根据动能定理有
qUAB＝m－m＝(×1×10－3×42－0) J＝8×10－3 J
同理，在小物块由B运动到C的过程中，有
qUBC＝m－m＝(×1×10－3×72－×1×10－3×42) J＝16.5×10－3 J
对比可得UBC>UAB，D正确.
9．在下图各电场中，A、B两点电场强度相同的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】A．A、B是离点电荷等距的两点，处于同一等势面上，电势相同，场强大小相等，但方向不同，则电场强度不同，故A错误；
B．根据点电荷场强公式
可知，A点的场强大于B点的场强，故B错误；
C．平行金属板内部是匀强电场，A、B两点的电场强度相同，故C正确；
D．图中A、B两点电场线方向不同，疏密程度也不同，两点场强不同，故D错误。
故选C。
10.如图所示，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球、和分别位于边长为的正三角形的三个顶点上；、带正电，电荷量均为，带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为。若三个小球均处于静止状态，下面说法中正确的是（ ）
A．带电小球的电荷量为
B．匀强电场场强的大小为
C．带电小球、对的合力大小为
D．正三角形中心场强大小为
【答案】BCD
【解析】A．设小球c带电量为Q，以小球a为研究对象受力分析，如图
根据平衡条件可得
解得
故A错误；
BC．以小球c为研究对象受力分析，如图
带电小球、对的合力大小为
根据平衡条件可得
解得
故BC正确；
D．正三角形中心O点三个点电荷场强如图
由几何关系及场强的叠加，可得
解得
三个小球所带电荷在O点合场强为
因此，O点合场强为
故D正确。
故选BCD。