【三維設(shè)計】2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)四川專版-第六章-靜電場-課時跟蹤檢測(二十)-電場力的性質(zhì)

課時跟蹤檢測(二十)電場力的性質(zhì)對點(diǎn)訓(xùn)練：庫侖定律的理解與應(yīng)用1.(2021·北京西城質(zhì)檢)如圖1所示，兩個電荷量均為＋q的小球用長為l的輕質(zhì)絕緣細(xì)繩連接，靜止在光滑的絕緣水平面上。兩個小球的半徑r?l。k表示靜電力常量。則輕繩的張力大小為()圖1A．0 B．eq\f(kq2,l2)C．2eq\f(kq2,l2) D．eq\f(kq,l2)2．(2022·上海高考)A、B、C三點(diǎn)在同始終線上，AB∶BC＝1∶2，B點(diǎn)位于A、C之間，在B處固定一電荷量為Q的點(diǎn)電荷。當(dāng)在A處放一電荷量為＋q的點(diǎn)電荷時，它所受到的電場力為F；移去A處電荷，在C處放電荷量為－2q的點(diǎn)電荷，其所受電場力為()A．－eq\f(F,2) B．eq\f(F,2)C．－F D．F對點(diǎn)訓(xùn)練：庫侖力作用下的平衡問題3．絕緣細(xì)線的一端與一帶正電的小球M相連接，另一端固定在天花板上，在小球M下面的一絕緣水平面上固定了另一個帶電小球N，在下列狀況下，小球M能處于靜止?fàn)顟B(tài)的是()圖24．(多選)(2021·武漢調(diào)研)如圖3所示，在光滑絕緣的水平桌面上有四個小球，帶電量分別為－q、Q、－q、Q。四個小球構(gòu)成一個菱形，－q、－q的連線與－q、Q的連線之間的夾角為α。若此系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，則正確的關(guān)系式可能是()圖3A．cos3α＝eq\f(q,8Q) B．cos3α＝eq\f(q2,Q2)C．sin3α＝eq\f(Q,8q) D．sin3α＝eq\f(Q2,q2)對點(diǎn)訓(xùn)練：電場強(qiáng)度的疊加問題5．如圖4所示，在水平向右、大小為E的勻強(qiáng)電場中，在O點(diǎn)固定一電荷量為Q的正電荷，A、B、C、D為以O(shè)為圓心、半徑為r的同一圓周上的四點(diǎn)，B、D連線與電場線平行，A、C連線與電場線垂直。則()圖4A．A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為eq\r(E2＋k2\f(Q2,r4))B．B點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為E－keq\f(Q,r2)C．D點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小不行能為0D．A、C兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同6.(2021·河北省唐山一模)如圖5所示，勻強(qiáng)電場中的A、B、C三點(diǎn)構(gòu)成一邊長為a的等邊三角形。電場強(qiáng)度的方向與紙面平行。電子以某一初速度僅在靜電力作用下從B移動到A動能削減E0，質(zhì)子僅在靜電力作用下從C移動到A動能增加E0，已知電子和質(zhì)子電荷量確定值均為e，則勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為()圖5A．eq\f(2E0,ea) B．eq\f(E0,ea)C．eq\f(\r(3)E0,3ea) D．eq\f(2\r(3)E0,3ea)7.如圖6所示，以o為圓心的圓周上有六個等分點(diǎn)a、b、c、d、e、f。等量正、負(fù)點(diǎn)電荷分別放置在a、d兩處時，在圓心o處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為E。現(xiàn)轉(zhuǎn)變a處點(diǎn)電荷的位置，使o點(diǎn)的電場強(qiáng)度轉(zhuǎn)變，下列敘述正確的是()圖6A．移至c處，o處的電場強(qiáng)度大小不變，方向沿oeB．移至b處，o處的電場強(qiáng)度大小減半，方向沿odC．移至e處，o處的電場強(qiáng)度大小減半，方向沿ocD．移至f處，o處的電場強(qiáng)度大小不變，方向沿oe對點(diǎn)訓(xùn)練：電場線的理解與應(yīng)用8．在如圖7所示的四種電場中，分別標(biāo)記有a、b兩點(diǎn)。其中a、b兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等、方向相反的是()圖7A．甲圖中與點(diǎn)電荷等距的a、b兩點(diǎn)B．乙圖中兩等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點(diǎn)C．丙圖中兩等量同種點(diǎn)電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點(diǎn)D．丁圖中非勻強(qiáng)電場中的a、b兩點(diǎn)9．(2021·渭南質(zhì)檢)兩個帶電荷量分別為Q1、Q2的質(zhì)點(diǎn)四周的電場線如圖8所示，由圖可知()圖8A．兩質(zhì)點(diǎn)帶異號電荷，且Q1>Q2B．兩質(zhì)點(diǎn)帶異號電荷，且Q1<Q2C．兩質(zhì)點(diǎn)帶同號電荷，且Q1>Q2D．兩質(zhì)點(diǎn)帶同號電荷，且Q1<Q210．(多選)如圖9所示，在兩等量異種點(diǎn)電荷的電場中，MN為兩電荷連線的中垂線，a、b、c三點(diǎn)所在直線平行于兩電荷的連線，且a和c關(guān)于MN對稱，b點(diǎn)位于MN上，d點(diǎn)位于兩電荷的連線上。以下推斷正確的是()圖9A．b點(diǎn)電場強(qiáng)度大于d點(diǎn)電場強(qiáng)度B．b點(diǎn)電場強(qiáng)度小于d點(diǎn)電場強(qiáng)度C．a(chǎn)、b兩點(diǎn)間的電勢差等于b、c兩點(diǎn)間的電勢差D．摸索電荷＋q在a點(diǎn)的電勢能小于在c點(diǎn)的電勢能考點(diǎn)綜合訓(xùn)練11．(2021·洛陽模擬)如圖10所示，均可視為質(zhì)點(diǎn)的三個物體A、B、C在傾角為30°的光滑斜面上，A與B緊靠在一起，C緊靠在固定擋板上，質(zhì)量分別為mA＝0.43kg，mB＝0.20kg，mC＝0.50kg，其中A不帶電，B、C的電量分別為qB＝＋2×10－5C、qC＝＋7×10－5C且保持不變，開頭時三個物體均能保持靜止?，F(xiàn)給A施加一平行于斜面對上的力F，使A做加速度a＝2.0m/s2的勻加速直線運(yùn)動，經(jīng)過時間t，力F變?yōu)楹懔?。已知靜電力常量k＝9.0×109N·m2/C2，g取10m/s2。求：圖10(1)開頭時BC間的距離L；(2)F從變力到恒力需要的時間t；(3)在時間t內(nèi)，力F做功WF＝2.31J，求系統(tǒng)電勢能的變化量ΔEp。12．(2021·四川資陽二診)如圖11所示，足夠長斜面傾角θ＝30°，斜面上A點(diǎn)上方光滑，A點(diǎn)下方粗糙，μ＝eq\f(1,4\r(3))，光滑水平面上B點(diǎn)左側(cè)有水平向右的勻強(qiáng)電場E＝105V/m，可視為質(zhì)點(diǎn)的小物體C、D質(zhì)量分別為mC＝4kg，mD＝1kg，D帶電q＝3×10－4C，用細(xì)線通過光滑滑輪連在一起，分別放在斜面及水平面上的P和Q點(diǎn)由靜止釋放，B、Q間距離d＝1m，A、P間距離為2d。取g＝10m/s2，求：圖11(1)物體C第一次運(yùn)動到A點(diǎn)時的速度v0；(2)物體C第一次經(jīng)過A到其次次經(jīng)過A的時間t。答案1．選B輕繩的張力大小等于兩個帶電小球之間的庫侖力，由庫侖定律得F＝eq\f(kq2,l2)，選項B正確。2．選B設(shè)A處電場強(qiáng)度為E，則F＝qE；由點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度公式可知，C處的電場強(qiáng)度為eq\f(－E,4)，在C處放電荷量為－2q的點(diǎn)電荷，其所受電場力為F′＝－2q·eq\f(－E,4)＝eq\f(F,2)，選項B正確。3.選BM受到三個力的作用處于平衡狀態(tài)，則絕緣細(xì)線對小球M的拉力與小球N對小球M的庫侖力的合力必與M的重力大小相等，方向相反，其受力分析圖如圖所示，故B正確。4．選AC設(shè)菱形邊長為a，則兩個Q之間距離為2asinα，則兩個q之間距離為2acosα。選?。璹作為爭辯對象，由庫侖定律和平衡條件得2keq\f(Qq,a2)cosα＝keq\f(q2,2acosα2)，解得cos3α＝eq\f(q,8Q)，故A正確，B錯誤；選取Q作為爭辯對象，由庫侖定律和平衡條件得2keq\f(Qq,a2)sinα＝keq\f(Q2,2asinα2)，解得sin3α＝eq\f(Q,8q)，故C正確，D錯誤。5．選A＋Q在A點(diǎn)的電場強(qiáng)度沿OA方向，大小為keq\f(Q,r2)，所以A點(diǎn)的合電場強(qiáng)度大小為eq\r(E2＋k2\f(Q2,r4))，A正確；同理，B點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為E＋keq\f(Q,r2)，B錯誤；假如E＝keq\f(Q,r2)，則D點(diǎn)的電場強(qiáng)度為0，C錯誤；A、C兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等，但方向不同，D錯誤。6．選D依據(jù)題述，BC在一等勢面上，勻強(qiáng)電場的方向垂直于BC指向A。由eEasin60°＝E0，解得：E＝eq\f(2\r(3)E0,3ea)，選項D正確。7．選C放置在a、d兩處的等量正、負(fù)點(diǎn)電荷在圓心o處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度方向相同，每個電荷在圓心o處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為eq\f(E,2)。依據(jù)電場強(qiáng)度疊加原理，a處正電荷移至c處，o處的電場強(qiáng)度大小為eq\f(E,2)，方向沿oe，選項A錯誤；a處正電荷移至b處，o處的電場強(qiáng)度大小為2·eq\f(E,2)·cos30°＝eq\f(\r(3),2)E，方向沿∠eod的角平分線，選項B錯誤；a處正電荷移至e處，o處的電場強(qiáng)度大小為eq\f(E,2)，方向沿oc，選項C正確；a處正電荷移至f處，o處的電場強(qiáng)度大小為2·eq\f(E,2)·cos30°＝eq\f(\r(3),2)E，方向沿∠cod的角平分線，選項D錯誤。8．選C甲圖中與點(diǎn)電荷等距的a、b兩點(diǎn)，電場強(qiáng)度大小相同，方向不相反，選項A錯誤；對乙圖，依據(jù)電場線的疏密及對稱性可推斷，a、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等、方向相同，選項B錯誤；丙圖中兩等量同種點(diǎn)電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點(diǎn)，電場強(qiáng)度大小相同，方向相反，選項C正確；對丁圖，依據(jù)電場線的疏密可推斷，b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于a點(diǎn)的電場強(qiáng)度，選項D錯誤。9．選A由圖可知，電場線起于Q1，止于Q2，故Q1帶正電，Q2帶負(fù)電，兩質(zhì)點(diǎn)帶異號電荷，在Q1四周電場線比Q2四周電場線密，故Q1>Q2，選項A正確。10．選BC依據(jù)等量異種點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場的電場線分布狀況和由電場線的疏密表示電場強(qiáng)度大小可知Ed＞Eb。故選項A錯誤，B正確。a、c兩點(diǎn)關(guān)于MN對稱，故Uab＝Ubc，選項C正確。沿電場線方向電勢降低，所以φa＞φc，由Ep＝qφ可知Epa＞Epc，故選項D錯誤。11．解析：(1)ABC靜止時，以AB為爭辯對象有：(mA＋mB)gsin30°＝eq\f(kqCqB,L2)解得：L＝2.0m。(2)給A施加力F后，AB沿斜面對上做勻加速運(yùn)動，AB分別時兩者之間彈力恰好為零，對B用牛頓其次定律得：eq\f(kqBqC,l2)－mBgsin30°＝mBa解得：l＝3.0m有勻加速運(yùn)動規(guī)律得：l－L＝eq\f(1,2)at2解得：t＝1.0s。(3)AB分別時兩者仍有相同的速度，在時間t內(nèi)對AB用動能定理得：WF－(mA＋mB)g(l－L)sin30°＋WC＝eq\f(1,2)(mA＋mB)v2及：v＝at得：WC＝2.1J所以系統(tǒng)電勢能的變化量ΔEp＝－2.1J。答案：(1)2.0m(2)1.0s(3)－2.1J12．解析：(1)由題知釋放后C物體將沿斜面下滑，C物體從P到A過程，對C、D系統(tǒng)由動能定理：mCg·2dsinθ－Eq·d＝eq\f(1,2)(mC＋mD)v02①解①得：v0＝2m/s。②(2)由題意，C經(jīng)過A點(diǎn)后將減速下滑至速度為0后又加速上滑，設(shè)向下運(yùn)動的時間為t1，其加速度大小為a1，發(fā)生的位移為x1，對物體C：T1＋μmCgcosθ－mCgsinθ＝mCa1③t1＝eq\f(v0,a1)④x1＝eq\