2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)熱點強化7電場的性質(zhì)含解析新人教版

PAGE7-高考熱點強化(七)電場的性質(zhì)(時間：40分鐘)1.把一個帶正電荷QA的球體A固定在可以水平移動的絕緣支座上，再把一個帶正電荷QB的小球B用絕緣絲線掛在玻璃棒上的C點(使兩個球心在同一水平線上)，小球靜止時絲線與豎直方向的夾角如圖所示?，F(xiàn)使球體A向右緩慢移動漸漸靠近小球B，關(guān)于絲線與豎直方向的夾角，下列說法正確的是(移動過程中，A、B電荷量不變)()A．漸漸增大 B．漸漸減小C．保持不變 D．無法推斷A[使球體A向右緩慢移動漸漸靠近小球B，兩球間距離減小，依據(jù)庫侖定律，兩球之間的庫侖力增大，依據(jù)小球B受力平衡可知，絲線與豎直方向的夾角將漸漸增大，選項A正確。]2．真空中有兩個靜止的點電荷，它們之間靜電力的大小為F。若保持這兩個點電荷之間的距離不變，而將它們的電荷量都變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,4)，則它們之間靜電力的大小變?yōu)?)A．eq\f(F,16)B．eq\f(F,4)C．4F D．16FA[由庫侖定律F＝keq\f(q1q2,r2)可知：若保持這兩個點電荷之間的距離不變，而將它們的電荷量都變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,4)，則它們之間靜電力的大小變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,16)，即eq\f(F,16)，A正確。]3．(多選)(2024·江蘇高考)如圖所示，絕緣輕桿的兩端固定帶有等量異號電荷的小球(不計重力)。起先時，兩小球分別靜止在A、B位置。現(xiàn)外加一勻強電場E，在靜電力作用下，小球繞輕桿中點O轉(zhuǎn)到水平位置。取O點的電勢為0。下列說法正確的有()A．電場E中A點電勢低于B點B．轉(zhuǎn)動中兩小球的電勢能始終相等C．該過程靜電力對兩小球均做負(fù)功D．該過程兩小球的總電勢能增加AB[沿著電場線方向，電勢降低，A正確；由于O點的電勢為0，依據(jù)勻強電場的對稱性φA＝－φB又qA＝－qB，Ep＝qφ，所以EpA＝EpB，B正確；A、B位置的小球受到的靜電力分別水平向右、水平向左，絕緣輕桿順時針旋轉(zhuǎn)，靜電力對兩小球均做正功，電勢能削減，C、D錯誤。]4.(2024·海南高考)如圖，靜電場中的一條電場線上有M、N兩點，箭頭代表電場的方向，則()A．M點的電勢比N點的低B．M點的場強大小肯定比N點的大C．電子在M點的電勢能比在N點的低D．電子在M點受到的電場力大小肯定比在N點的大C[電勢沿電場的方向降低，A錯誤；負(fù)電荷從M點向N移動時克服電場力做功，電勢能增大，故電子在M點的電勢能比在N點的低，選項C正確；因為由一條電場線不能推斷M、N兩點的電場強度的大小，所以也不能推斷電子在M點受到的電場力大小比在N點的大，選項B、D錯誤。]5.如圖所示，勻強電場方向平行于xOy平面，在xOy平面內(nèi)有一個半徑為R＝5m的圓，圓上有一個電荷量為q＝＋1×10－8C的摸索電荷P，半徑OP與x軸正方向的夾角為θ，P沿圓周移動時，其電勢能Ep＝2.5×10－5sinθA．x軸位于零勢能面上B．電場強度大小為500V/m，方向沿y軸正方向C．y軸位于零勢能面上D．電場強度大小為500V/m，方向沿x軸正方向A[由Ep＝2.5×10－5sinθ(J)知，x軸上的勢能為零，是零勢能面，電勢沿y軸改變最快，電場線沿y軸方向，A正確，C錯誤；當(dāng)θ＝90°時，Ep＝2.5×10－5J＝EqR，解得E＝500V/m，又電勢能大于零，故電場強度的方向沿y軸負(fù)方向，B、D錯誤。]6.(多選)(2024·河北邢臺其次次月考)如圖所示，用兩根絕緣細(xì)線把兩個帶電小球A、B(均視為點電荷)懸掛于同一點O，兩球靜止在同一水平線上，且OA、OB與豎直虛線OO′的夾角分別為30°、60°，下列說法正確的是()A．A、B的質(zhì)量之比為3∶1B．A、B的質(zhì)量之比為1∶2C．OA、OB兩細(xì)線的拉力大小之比為2∶eq\r(3)D．OA、OB兩細(xì)線的拉力大小之比為eq\r(3)∶1AD[對A與B受力分析，如圖所示。依據(jù)矢量合成法則和幾何關(guān)系有tan30°＝eq\f(F,mAg)，tan60°＝eq\f(F′,mBg)，因F與F′是一對相互作用力，因此有eq\f(mA,mB)＝eq\f(3,1)，選項A正確，B錯誤；依據(jù)矢量合成法則和幾何關(guān)系有sin30°＝eq\f(F,TA)，sin60°＝eq\f(F′,TB)，兩式聯(lián)立并結(jié)合F＝F′可得eq\f(TA,TB)＝eq\f(\r(3),1)，選項C錯誤，D正確。]7.(2024·江蘇海安高級中學(xué)9月月考)如圖所示，E、F、G、H為矩形ABCD四邊的中點，O為EG、HF的交點，AB邊的長度為d。E、G兩點各固定一等量正點電荷，另一電荷量為－Q的負(fù)點電荷置于H點時，F(xiàn)點處的電場強度恰好為零。若將H點的負(fù)點電荷移到O點，則F點處電場強度的大小和方向為(靜電力常量為k)()A．eq\f(4kQ,d2)方向向右 B．eq\f(4kQ,d2)方向向左C．eq\f(3kQ,d2)方向向右 D．eq\f(3kQ,d2)方向向左D[因負(fù)點電荷在H點時，F(xiàn)點處的電場強度恰好為零，故兩個正點電荷在F點產(chǎn)生的電場強度與負(fù)點電荷在F點產(chǎn)生的電場強度的矢量和為零，依據(jù)公式E＝keq\f(Q,r2)可得負(fù)點電荷在F點產(chǎn)生的電場強度大小為E＝keq\f(Q,d2)，方向水平向左，故兩個正點電荷在F點產(chǎn)生的電場強度大小也為E＝keq\f(Q,d2)，方向水平向右；將負(fù)點電荷移到O點，其在F點產(chǎn)生的電場強度大小為E1＝keq\f(4Q,d2)，方向水平向左，所以F點的合電場強度大小為keq\f(4Q,d2)－keq\f(Q,d2)＝keq\f(3Q,d2)，方向水平向左。]8.(2024·長沙模擬)靜電場在x軸上的電場強度E隨x的改變關(guān)系如圖所示，x軸正向為電場強度正方向，帶正電的點電荷沿x軸運動，則點電荷()A．在x2和x4處電勢能相等B．由x1運動到x3的過程中電勢能減小C．由x1運動到x4的過程中電場力先增大后減小D．由x1運動至x4的過程中電場力先減小后增大C[由x1到x3及由x2到x4過程中，場強沿x軸負(fù)方向，電場力均沿x軸負(fù)方向，電場力均做負(fù)功，電勢能增大，知A、B錯誤；由題圖可知，x1到x4電場強度先變大，再變小，則點電荷受到的電場力先增大后減小，C正確，D錯誤。]9.(多選)(2024·鄭州模擬)離子陷阱是一種利用電場或磁場將離子俘獲并囚禁在肯定范圍內(nèi)的裝置。如圖為最常見的“四極離子陷阱”的俯視示意圖，a、b、c、d是四根平行桿，它們與帶有直流電壓和疊加的射頻電壓相連，相當(dāng)于四個電極，相對的電極帶等量同種電荷，相鄰的電極帶等量異種電荷。在紙面內(nèi)四根桿的連線是一個正方形，A、C是ac上的兩點，B、D是bd上的兩點，A、C、B、D到正方形中心O的距離相等。則()A．D點的電場強度為零，電勢最低B．A、B、C、D四點電場強度大小相等C．A點電勢比B點電勢高D．正點電荷沿直線從A經(jīng)O運動到C，電勢能先減小后增大BCD[依據(jù)電場的疊加原理可知，D點的電場強度方向向右，選項A錯誤；依據(jù)電場疊加原理利用對稱性可知A、B、C、D四點電場強度大小相等，方向不同，選項B正確；分析電場可知，φA>φO，φB<φO，φA>φB，A點電勢比B點電勢高，選項C正確；正點電荷沿直線從A經(jīng)O運動到C，電場力先做正功后做負(fù)功，電勢能先減小后增大，選項D正確。]10.一帶電粒子在電場中僅受靜電力作用，做初速度為零的直線運動。取該直線為x軸，起始點O為坐標(biāo)原點，其電勢能Ep與位移x的關(guān)系如圖所示。下列圖象中合理的是()ABCDD[由于粒子只受電場力作用，因此由F電＝eq\f(ΔEp,Δx)可知，Ep-x圖象的斜率大小即為粒子所受電場力大小，從題圖可知，圖象的斜率隨位移的增大而越來越小，因此粒子運動后所受的電場力隨位移的增大而越來越小，因此電場強度越來越小，A項錯誤；由于粒子只受電場力作用，因此動能與電勢能的和是定值，但從B項和題圖可以看出，不同位置的電勢能與動能的和不是定值，B項錯誤；粒子受到的電場力隨位移的增大而越來越小，因此加速度隨位移的增大而越來越小，D項正確；若粒子的速度隨位移的增大而勻稱增大，則粒子的動能Ek∝x2，結(jié)合題圖和B項分析可知，C項錯誤。]11.(多選)如圖所示，真空中有一點電荷甲固定在O點，虛線是其在四周空間產(chǎn)生的電場的三個等勢面，且相鄰的兩個等勢面間電勢差相同。實線是點電荷乙在電場中運動軌跡，S、M、N為運動軌跡與等勢面的交點，下列說法肯定正確的是()A．電勢φM>φS B．甲、乙為同種電荷C．電勢能EpM>EpN D．場強大小ES>ENBC[由于題中沒有給出固定在O點的點電荷甲的電性，不能推斷出M、S兩點電勢凹凸，選項A錯誤；依據(jù)點電荷乙在電場中運動軌跡可知，甲、乙為同種電荷，選項B正確；點電荷乙在電場中從M運動到N，電場力做正功，電勢能減小，電勢能EpM>EpN，選項C正確；依據(jù)點電荷電場強度公式可知，場強大小ES<EN，選項D錯誤。]12.(多選)(2024·江蘇高考)如圖所示，ABC為等邊三角形，電荷量為＋q的點電荷固定在A點。先將一電荷量也為＋q的點電荷Q1從無窮遠(yuǎn)處(電勢為0)移到C點，此過程中，電場力做功為－W。再將Q1從C點沿CB移到B點并固定。最終將一電荷量為－2q的點電荷Q2從無窮遠(yuǎn)處移到C點。下列說法正確的有()A．Q1移入之前，C點的電勢為eq\f(W,q)B．Q1從C點移到B點的過程中，所受電場力做的功為零C．Q2從無窮遠(yuǎn)處移到C點的過程中，所受電場力做的功為2WD．Q2在移到C點后的電勢能為－4WABD[由題意可知，C點的電勢為φC＝eq\f(Ep,q)＝eq\f(W,q)，故A正確；由于B、C兩點到A點(＋q)的距離相等，所以B、C兩點的電勢相等，所以Q1從C點移到B點的過程中，所受電場力做的功為0，故B正確；由于B、C兩點的電勢相等，所以當(dāng)在B點固定Q1后，C點的電勢為eq\f(2W,q)，所以Q2從無窮遠(yuǎn)處移到C點的過程中，所受電場力做的功為WC＝qU＝(－2q)×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0－\f(2W,q)))＝4W，故C錯誤；由于C點的電勢為eq\f(2W,q)，所以Q2在移到C點后的電勢能為E′p＝－4W，故D正確。]13.如圖所示，直線a、b和c、d是處于勻強電場中的兩組平行線，M、N、P、Q是它們的交點，四點處的電勢分別為φM、φN、φP、φQ。一電子由M點分別運動到N點和P點的過程中，電場力所做的負(fù)功相等，則()A．直線a位于某一等勢面內(nèi)，φM>φQB．直線c位于某一等勢面內(nèi)，φM>φNC．若電子由M點運動到Q點，電場力做正功D．若電子由P點運動到Q點，電場力做負(fù)功B[一電子由M點分別運動到N點和P點的過程中，電場力所做的負(fù)功相等，依據(jù)WAB＝UABq可知，UMN＝UMP，即φN＝φP，N、P兩點在同一等勢面上，在勻強電場中等勢面是相互平行的直線，因MQ∥NP，故M、Q兩點也在同一等勢面上，即φM＝φQ，選項A錯誤；一電子由M點分別運動到N點和P點電場力做負(fù)功，電場線與等勢面垂直，故電場強度的方向為M→N或Q→P，即φM>φN，選項B正確；M、Q兩點在同一等勢面上，電子由M點運動到Q點電場力不做功，選項C錯誤；電子由P點運動到Q點，逆著電場線方向運動，電場力做正功，選項D錯誤。]14.(多選)已知一個很大的金屬板與一個點電荷之間的電場分布與等量異種點電荷之間的電場分布類似，金屬板表面各處的電場強度方向與板面垂直。如圖所示，MN是一個很大的不帶電的金屬平板，且與大地相連接。現(xiàn)將一個電荷量為Q的正點電荷置于板的右側(cè)，圖中a、b、c、d是以正點電荷Q為圓心的圓上的四個點，四點的連線構(gòu)成一內(nèi)接正方形，其中ab連線與金屬板垂直。則下列說法正確的是()A．a(chǎn)點電場強度與d點電場強度相同B．a(chǎn)、b兩點之間的電勢差等于d、c兩點之間的電勢差C．將一正摸索電荷沿直線ab從a點移動到b點的過程中，摸索電荷的電勢能先增加后削減D．圖中以Q為圓心的虛線圓是一個等勢面BC[畫出電場線如圖所示，依據(jù)對稱性知，a、d兩點的電場強度大小相同、方向不同，所以電場強度不同，選項A錯誤；由對稱性知，a點的電勢等于d點的電勢，b點的電勢等于c點的電勢，因此a、b兩點間的電勢差等于d、c兩點間的電勢差，選