高频考点-2023届高三物理冲刺卷 17 电场力的性质（有解析）
文档属性
| 名称 | 高频考点-2023届高三物理冲刺卷 17 电场力的性质（有解析） |
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| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.5MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-06-04 00:00:00 | ||
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文档简介
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17 电场力的性质
一、单选题
1．某电场区域的电场线分布如图，在电场中有A、B、C、D四个点，下面说法正确的是（ ）
A． B．
C． D．
2．如图所示，在真空中的A、B两点分别放置等量异种点电荷，在A、B两点间取一正五角星形路径abcdefghija，五角星的中心与A、B的中点重合，其中af连线与AB连线垂直．现将一电子沿该路径逆时针移动一周，下列判断正确的是（ ）
A．e点和g点的电场强度相同
B．a点和f点的电势不相等
C．电子从g点到f点再到e点过程中，电势能一直在增大
D．电子从f点到e点再到d点过程中，电场力先做正功后做负功
3．如图所示，在正方体的顶点A和顶点C1处放置带电量分别为+q、-q的点电荷，则下列说法正确的是（ ）
A．顶点B处的电势大于顶点D处的电势
B．顶点B1、D1处的电场强度相同
C．质子从B点移动到C点电势能减少
D．电子从C点移动到D点电势能增加
4．下列说法正确的是（ ）
A．库仑首先引入电场线描述电场
B．法拉第首先总结出磁场对电流作用力的规律
C．伽利略通过理想斜面实验得出物质的运动不需要力维持
D．牛顿认为站在足够高的高山上无论以多大的水平速度抛出一物体，物体都会落在地球上
5．避雷针附近的电场分布如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，等势面和电场线关于避雷针所在的竖直线对称分布，曲线为某带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，A、B、C为轨迹上的三个点，A、B是关于避雷针所在的竖直线对称的两点，C点在竖直线上，则（ ）
A．A、B两点的电场强度相同
B．此时避雷针的尖端聚集大量正电荷
C．粒子在A点具有的电势能比在C点的电势能大
D．粒子在A点具有的动能比在C点的动能大
6．直角坐标系中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图所示。M、N两点各固定一负点电荷，一电量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为（ ）
A．，沿y轴正向 B．，沿y轴负向
C．，沿y轴正向 D．，沿y轴负向
二、多选题
7．如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是（ ）
A．电势 B．场强
C．电势 D．场强
8．某带电体周围的电场线和等势面如图所示，设A点的电场强度为，电势为，B点的电场强度为，电势为，则有（ ）
A． B． C． D．
9．如图是两等量异种点电荷，以两电荷连线的中点O为圆心画出半圆，在半圆上有a、b、c三点，b点在两电荷连线的垂直平分线上，下列说法正确的是( )
A．ac两点的电场强度相同
B．ac两点的电势相同
C．正电荷在a点的电势能大于在b点的电势能
D．将正电荷由O移到b静电力做正功
10．在光滑的绝缘水平面上，有一个正三角形abc，顶点a、b、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示，D点为正三角形的中心，E、G、H点分别为ab、ac、bc的中点，F点为E点关于顶点c的对称点，则下列说法中正确的是（ ）
A．D点的电场强度为零
B．E、F两点的电场强度等大反向、电势相等
C．E、G、H三点的电场强度和电势均相同
D．若释放c处的电荷，电荷在电场力作用下将做加速运动（不计空气阻力）
三、解答题
11．如图所示，某匀强电场的电场强度，、为同一条电场线上的两点．
（1）现将电荷量的检验电荷放在电场中的点，求该检验电荷在点所受电场力的大小；
（2）若、两点相距，求、两点间的电势差．
12．电荷周围存在电场，电场虽然看不见，但是它却是客观存在的，可以通过实验对它进行观察和研究。如图所示，是一个均匀带电球，把一个系在丝线上的带电量为、质量为的试探小球先后依次挂在图中三个不同位置，调整丝线长度，使小球静止时的三个位置与带电球的球心处于同一水平线上，三处的丝线与竖直方向的夹角分别为，且。已知重力加速度为。
(1)对带电小球静止于位置时的受力进行分析，画出受力示意图，并求小球所受电场力的大小；
(2)根据电场强度的定义，推导带电球产生的电场在位置处的场强大小的表达式，并据此比较三个位置的电场强度的大小关系。
13．如图所示，在匀强电场中，A、B为同一条电场线上的两点。已知电场的电场强度E=2.0104N/C，A、B两点间的距离d=0.20m。将电荷量q=1.0108C的试探电荷由A点移到B点。求：
(1)该试探电荷在电场中所受静电力的大小F；
(2)在此过程中静电力对试探电荷所做的功W。
14．如图所示，在真空中有一个“V”型光滑绝缘支架，支架置于绝缘水平面上，O为支架最低点，支架两边与水平面的夹角为37°，支架两边各穿一个带电量为Q = + 8 × 10 - 7C的相同小球A和B，小球可视为质点。两小球距离水平面的高度均为h = 0.3m，且保持静止，静电力常量为k = 9.0 × 109N·m2/C2（sin37° = 0.6，cos37° = 0.8）求：
（1）两小球之间的库仑力的大小；
（2）支架对小球A的支持力大小；
（3）C处的电场强度。
参考答案：
1．B
【详解】AB．根据电场线的疏密程度可得
，
故A错误，B正确；
CD．沿电场线方向电视逐渐降低，所以
，
故CD错误。
故选B。
2．C
【详解】A．根据电场线的分布知，e、g两点的场强大小相等，方向不同，故A错误；
B．等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线，所以a点和f点的电势相等，故B错误；
C．电子从g点到f点再到e点过程中，电场力一直做负功，电势能增大，故C正确；
D．电子从f点到e点再到d点过程中，根据电场力方向与运动方向的关系知，电场力先做负功再做正功，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】A．由对称性知顶点B、D处的电势相等，A项错误；
B．由电场叠加和对称性知顶点B1、D1处的电场强度大小相等，但方向不同，B项错误；
C．B点的电势高于C点的电势，则质子从B点移动到C点电势能减少，C项正确；
D．C点的电势低于D点的电势，则电子从C点移动到D点电势能减少，D项错误。
故选C。
4．C
【详解】A．首先在物理学中引入场的概念的是法拉第，故A错误；
B．磁场对电流作用力称之为安培力，是安培发现的，故B错误；
C．伽利略的理想斜面实验说明不受力时匀速直线运动，得出运动不需要力来维持，故C正确；
D．牛顿根据万有引力提供卫星向心力而得出：在足够高的高山上以足够大的水平速度抛出一物体，只要达到第一宇宙速度就会绕地球做圆周运动而不会落下，故D错误。
故选C。
5．D
【详解】A．电场线疏密表示电场强度的大小，电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度方向。A、B两点的电场强度大小相同，方向不同。A错误；
B．电场线从无穷远终止于负电荷，此时避雷针的尖端聚集大量负电荷。B错误；
C．由运动轨迹可知，电场力指向轨迹的凹侧，可知该带电粒子带负电。电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面，可知
又
粒子在A点具有的电势能比在C点的电势能小。C错误；
D．运动过程中，只有电场力做功，动能和电势能之间相互转化，动能和电势能的和保持不变。粒子在A点具有的电势能比在C点的电势能小，粒子在A点具有的动能比在C点的动能大。D正确。
故选D。
6．B
【详解】正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零，则作为对称点的H点处的电场强度也为零，正点电荷在H点的场强大小
方向沿y轴正向。由于H点处的电场强度为零，则两个负点电荷在H点的合场强大小
方向沿y轴负向。当正点电荷移到G点后，正点电荷在H点的场强大小
方向沿y轴正向，两个负点电荷在H点的合场强大小为，方向沿y轴负向，因此H点处场强的大小为
方向沿y轴负向。
故选B。
7．AD
【详解】根据电场线的疏密表示场强的大小，由题图可知，场强
沿着电场线方向，电势逐渐降低，所以可知电势
故选AD。
8．BD
【详解】AB．根据电场线的疏密程度表示电场的强弱，电场线越密，电场强度越大，则B点的电场强度较大，即
故A错误，B正确；
CD．根据电场线与等势面垂直，且电势较高的等势面指向电势较低的等势面，所以B点的电势较大，即
故C错误，D正确。
故选BD。
9．AC
【详解】A．电场线的疏密可以表示场强的大小，根据电场线分布，可知a、c两点的电场强度大小相等，方向均向右，故A正确；
B．a点电势为正值，c点电势为负值，b、O两点电势为0，故B错误；
C．正电荷电势高处电势能大，所以正电荷在a点的电势能大于在b点的电势能，故C正确；
D．正电荷由O移到b电场力不做功，故D错误。
故选AC。
10．AD
【详解】A．D点到a、b、c三点的距离相等，故三个电荷在D点的场强大小相同，且夹角互为120°，故D点的场强为0，故A正确；
B．由于a、b在E点的场强大小相等方向相反，故E点的场强仅由电荷c决定，故场强方向向左，而电荷c在DF位置的场强大小相同方向相反，但电荷a、b在F点的场强矢量和不为0，故EF两点的电场强度大小不同，方向相反，故B错误；
C．E、G、H三点分别为ab、ac、bc的中点，故E的场强仅由电荷c决定，同理G点的场强仅由电荷b决定，H点的场强仅由电荷a决定，故三点的场强大小相同，但方向不同，故C错误；
D．若释放电荷c，则a、b在C点的合场强水平向右，故a、b始终对c有斥力作用，故c电荷将一直做加速运动，故D正确。
故选AD。
11．（1）4×10-4V (2)2×103V
【详解】（1）该点电荷在点所受的电场力大小
（2）、两点间的电势差
12．(1) ；；(2)
【详解】(1)受竖直向下重力，水平向右的电场力，斜向上的拉力，受力示意图如图所示
根据共点力平衡条件可得：
(2)由电场的定义
，，
由于
可得
13．(1)；(2)
【详解】(1)试探电荷在电场中所受静电力的大小为
(2)此过程中静电力对试探电荷所做的功为
14．（1）；（2）1.5 × 10 - 2N；（3）3.456 × 104N/C，竖直向下
【详解】（1）设A、B两球之间的距离为r，由几何关系可得
由库仑定律可得两球之间库仑力为
（2）对球A受力分析，如图可得
代入可得，支架对球A的支持力大小为
（3）A球在C点产生的电场强度
由数学知识可得
联立可得
EA= 2.88 × 104N/C
同理，B球在C点产生的电场强度
EB= 2.88 × 104N/C
由场强叠加原理可得，C点的电场强度
方向竖直向下。
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17 电场力的性质
一、单选题
1．某电场区域的电场线分布如图，在电场中有A、B、C、D四个点，下面说法正确的是（ ）
A． B．
C． D．
2．如图所示，在真空中的A、B两点分别放置等量异种点电荷，在A、B两点间取一正五角星形路径abcdefghija，五角星的中心与A、B的中点重合，其中af连线与AB连线垂直．现将一电子沿该路径逆时针移动一周，下列判断正确的是（ ）
A．e点和g点的电场强度相同
B．a点和f点的电势不相等
C．电子从g点到f点再到e点过程中，电势能一直在增大
D．电子从f点到e点再到d点过程中，电场力先做正功后做负功
3．如图所示，在正方体的顶点A和顶点C1处放置带电量分别为+q、-q的点电荷，则下列说法正确的是（ ）
A．顶点B处的电势大于顶点D处的电势
B．顶点B1、D1处的电场强度相同
C．质子从B点移动到C点电势能减少
D．电子从C点移动到D点电势能增加
4．下列说法正确的是（ ）
A．库仑首先引入电场线描述电场
B．法拉第首先总结出磁场对电流作用力的规律
C．伽利略通过理想斜面实验得出物质的运动不需要力维持
D．牛顿认为站在足够高的高山上无论以多大的水平速度抛出一物体，物体都会落在地球上
5．避雷针附近的电场分布如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，等势面和电场线关于避雷针所在的竖直线对称分布，曲线为某带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，A、B、C为轨迹上的三个点，A、B是关于避雷针所在的竖直线对称的两点，C点在竖直线上，则（ ）
A．A、B两点的电场强度相同
B．此时避雷针的尖端聚集大量正电荷
C．粒子在A点具有的电势能比在C点的电势能大
D．粒子在A点具有的动能比在C点的动能大
6．直角坐标系中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图所示。M、N两点各固定一负点电荷，一电量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为（ ）
A．，沿y轴正向 B．，沿y轴负向
C．，沿y轴正向 D．，沿y轴负向
二、多选题
7．如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是（ ）
A．电势 B．场强
C．电势 D．场强
8．某带电体周围的电场线和等势面如图所示，设A点的电场强度为，电势为，B点的电场强度为，电势为，则有（ ）
A． B． C． D．
9．如图是两等量异种点电荷，以两电荷连线的中点O为圆心画出半圆，在半圆上有a、b、c三点，b点在两电荷连线的垂直平分线上，下列说法正确的是( )
A．ac两点的电场强度相同
B．ac两点的电势相同
C．正电荷在a点的电势能大于在b点的电势能
D．将正电荷由O移到b静电力做正功
10．在光滑的绝缘水平面上，有一个正三角形abc，顶点a、b、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示，D点为正三角形的中心，E、G、H点分别为ab、ac、bc的中点，F点为E点关于顶点c的对称点，则下列说法中正确的是（ ）
A．D点的电场强度为零
B．E、F两点的电场强度等大反向、电势相等
C．E、G、H三点的电场强度和电势均相同
D．若释放c处的电荷，电荷在电场力作用下将做加速运动（不计空气阻力）
三、解答题
11．如图所示，某匀强电场的电场强度，、为同一条电场线上的两点．
（1）现将电荷量的检验电荷放在电场中的点，求该检验电荷在点所受电场力的大小；
（2）若、两点相距，求、两点间的电势差．
12．电荷周围存在电场，电场虽然看不见，但是它却是客观存在的，可以通过实验对它进行观察和研究。如图所示，是一个均匀带电球，把一个系在丝线上的带电量为、质量为的试探小球先后依次挂在图中三个不同位置，调整丝线长度，使小球静止时的三个位置与带电球的球心处于同一水平线上，三处的丝线与竖直方向的夹角分别为，且。已知重力加速度为。
(1)对带电小球静止于位置时的受力进行分析，画出受力示意图，并求小球所受电场力的大小；
(2)根据电场强度的定义，推导带电球产生的电场在位置处的场强大小的表达式，并据此比较三个位置的电场强度的大小关系。
13．如图所示，在匀强电场中，A、B为同一条电场线上的两点。已知电场的电场强度E=2.0104N/C，A、B两点间的距离d=0.20m。将电荷量q=1.0108C的试探电荷由A点移到B点。求：
(1)该试探电荷在电场中所受静电力的大小F；
(2)在此过程中静电力对试探电荷所做的功W。
14．如图所示，在真空中有一个“V”型光滑绝缘支架，支架置于绝缘水平面上，O为支架最低点，支架两边与水平面的夹角为37°，支架两边各穿一个带电量为Q = + 8 × 10 - 7C的相同小球A和B，小球可视为质点。两小球距离水平面的高度均为h = 0.3m，且保持静止，静电力常量为k = 9.0 × 109N·m2/C2（sin37° = 0.6，cos37° = 0.8）求：
（1）两小球之间的库仑力的大小；
（2）支架对小球A的支持力大小；
（3）C处的电场强度。
参考答案：
1．B
【详解】AB．根据电场线的疏密程度可得
，
故A错误，B正确；
CD．沿电场线方向电视逐渐降低，所以
，
故CD错误。
故选B。
2．C
【详解】A．根据电场线的分布知，e、g两点的场强大小相等，方向不同，故A错误；
B．等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线，所以a点和f点的电势相等，故B错误；
C．电子从g点到f点再到e点过程中，电场力一直做负功，电势能增大，故C正确；
D．电子从f点到e点再到d点过程中，根据电场力方向与运动方向的关系知，电场力先做负功再做正功，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】A．由对称性知顶点B、D处的电势相等，A项错误；
B．由电场叠加和对称性知顶点B1、D1处的电场强度大小相等，但方向不同，B项错误；
C．B点的电势高于C点的电势，则质子从B点移动到C点电势能减少，C项正确；
D．C点的电势低于D点的电势，则电子从C点移动到D点电势能减少，D项错误。
故选C。
4．C
【详解】A．首先在物理学中引入场的概念的是法拉第，故A错误；
B．磁场对电流作用力称之为安培力，是安培发现的，故B错误；
C．伽利略的理想斜面实验说明不受力时匀速直线运动，得出运动不需要力来维持，故C正确；
D．牛顿根据万有引力提供卫星向心力而得出：在足够高的高山上以足够大的水平速度抛出一物体，只要达到第一宇宙速度就会绕地球做圆周运动而不会落下，故D错误。
故选C。
5．D
【详解】A．电场线疏密表示电场强度的大小，电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度方向。A、B两点的电场强度大小相同，方向不同。A错误；
B．电场线从无穷远终止于负电荷，此时避雷针的尖端聚集大量负电荷。B错误；
C．由运动轨迹可知，电场力指向轨迹的凹侧，可知该带电粒子带负电。电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面，可知
又
粒子在A点具有的电势能比在C点的电势能小。C错误；
D．运动过程中，只有电场力做功，动能和电势能之间相互转化，动能和电势能的和保持不变。粒子在A点具有的电势能比在C点的电势能小，粒子在A点具有的动能比在C点的动能大。D正确。
故选D。
6．B
【详解】正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零，则作为对称点的H点处的电场强度也为零，正点电荷在H点的场强大小
方向沿y轴正向。由于H点处的电场强度为零，则两个负点电荷在H点的合场强大小
方向沿y轴负向。当正点电荷移到G点后，正点电荷在H点的场强大小
方向沿y轴正向，两个负点电荷在H点的合场强大小为，方向沿y轴负向，因此H点处场强的大小为
方向沿y轴负向。
故选B。
7．AD
【详解】根据电场线的疏密表示场强的大小，由题图可知，场强
沿着电场线方向，电势逐渐降低，所以可知电势
故选AD。
8．BD
【详解】AB．根据电场线的疏密程度表示电场的强弱，电场线越密，电场强度越大，则B点的电场强度较大，即
故A错误，B正确；
CD．根据电场线与等势面垂直，且电势较高的等势面指向电势较低的等势面，所以B点的电势较大，即
故C错误，D正确。
故选BD。
9．AC
【详解】A．电场线的疏密可以表示场强的大小，根据电场线分布，可知a、c两点的电场强度大小相等，方向均向右，故A正确；
B．a点电势为正值，c点电势为负值，b、O两点电势为0，故B错误；
C．正电荷电势高处电势能大，所以正电荷在a点的电势能大于在b点的电势能，故C正确；
D．正电荷由O移到b电场力不做功，故D错误。
故选AC。
10．AD
【详解】A．D点到a、b、c三点的距离相等，故三个电荷在D点的场强大小相同，且夹角互为120°，故D点的场强为0，故A正确；
B．由于a、b在E点的场强大小相等方向相反，故E点的场强仅由电荷c决定，故场强方向向左，而电荷c在DF位置的场强大小相同方向相反，但电荷a、b在F点的场强矢量和不为0，故EF两点的电场强度大小不同，方向相反，故B错误；
C．E、G、H三点分别为ab、ac、bc的中点，故E的场强仅由电荷c决定，同理G点的场强仅由电荷b决定，H点的场强仅由电荷a决定，故三点的场强大小相同，但方向不同，故C错误；
D．若释放电荷c，则a、b在C点的合场强水平向右，故a、b始终对c有斥力作用，故c电荷将一直做加速运动，故D正确。
故选AD。
11．（1）4×10-4V (2)2×103V
【详解】（1）该点电荷在点所受的电场力大小
（2）、两点间的电势差
12．(1) ；；(2)
【详解】(1)受竖直向下重力，水平向右的电场力，斜向上的拉力，受力示意图如图所示
根据共点力平衡条件可得：
(2)由电场的定义
，，
由于
可得
13．(1)；(2)
【详解】(1)试探电荷在电场中所受静电力的大小为
(2)此过程中静电力对试探电荷所做的功为
14．（1）；（2）1.5 × 10 - 2N；（3）3.456 × 104N/C，竖直向下
【详解】（1）设A、B两球之间的距离为r，由几何关系可得
由库仑定律可得两球之间库仑力为
（2）对球A受力分析，如图可得
代入可得，支架对球A的支持力大小为
（3）A球在C点产生的电场强度
由数学知识可得
联立可得
EA= 2.88 × 104N/C
同理，B球在C点产生的电场强度
EB= 2.88 × 104N/C
由场强叠加原理可得，C点的电场强度
方向竖直向下。
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