2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 全程訓(xùn)練計(jì)劃 課練20 庫侖定律 電場(chǎng)力的性質(zhì)（含解析）
2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 全程訓(xùn)練計(jì)劃 課練20 庫侖定律 電場(chǎng)力的性質(zhì)（含解析）小題狂練? 小題是基礎(chǔ) 練小題 提分快1.[2018·全國卷Ⅰ]如圖，三個(gè)固定的帶電小球a、b和c，相互間的距離分別為ab＝5 cm，bc＝3 cm，ca＝4 cm.小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線．設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的絕對(duì)值為k，則( )A．a(chǎn)、b的電荷同號(hào)，k＝B．a(chǎn)、b的電荷異號(hào)，k＝C．a(chǎn)、b的電荷同號(hào)，k＝D．a(chǎn)、b的電荷異號(hào)，k＝答案：D解析：由于小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線，根據(jù)受力分析知，a、b的電荷異號(hào)．根據(jù)庫侖定律，a對(duì)c的庫侖力為Fa＝k0 ?、賐對(duì)c的庫侖力為Fb＝k0 ?、谠O(shè)合力向左，如圖所示，根據(jù)相似三角形，得＝ ?、勐?lián)立①②③式得k＝＝＝.2．[2019·江蘇省鹽城市時(shí)楊中學(xué)檢測(cè)]真空中，A、B兩點(diǎn)與點(diǎn)電荷Q的距離分別為r和3r，則A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小之比為( )A．3：1 B．1：3C．9：1 D．1：9答案：C解析：由點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式E＝k可知，＝＝，C選項(xiàng)正確．3．[2019·四川省成都模擬]如圖所示為電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，在該電場(chǎng)線上有a、b兩點(diǎn)，用Ea、Eb分別表示這兩處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，則( )A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反B．因?yàn)殡妶?chǎng)線由a指向b，所以Ea>EbC．因?yàn)殡妶?chǎng)線是直線，所以Ea＝EbD．因不清楚a、b兩點(diǎn)附近的電場(chǎng)線分布情況，所以不能確定Ea、Eb的大小關(guān)系答案：D解析：由電場(chǎng)線方向可知，a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向都向右，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；僅一條電場(chǎng)線無法比較電場(chǎng)線的疏密程度和電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系，B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確．4．[2019·重慶八中模擬]在如圖所示的四種電場(chǎng)中，分別標(biāo)記有a、b兩點(diǎn)，其中a、b兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的是( )A．圖甲中與點(diǎn)電荷等距的a、b兩點(diǎn)B．圖乙中兩等量異種點(diǎn)電荷連線的垂直平分線上與連線等距的a、b兩點(diǎn)C．圖丙中兩等量同種點(diǎn)電荷連線的垂直平分線上與連線等距的a、b兩點(diǎn)D．圖丁中非勻強(qiáng)電場(chǎng)中的a、b兩點(diǎn)答案：C解析： 題圖甲中與點(diǎn)電荷等距的a、b兩點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同，方向不相反，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；題圖乙中，根據(jù)電場(chǎng)線的疏密及對(duì)稱性可判斷，a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相同，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；題圖丙中兩等量同種點(diǎn)電荷連線的垂直平分線上與連線等距的a、b兩點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同，方向相反，C選項(xiàng)正確；題圖丁中根據(jù)電場(chǎng)線的疏密可判斷，b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，D選項(xiàng)錯(cuò)誤．5.[2019·福建省三明模擬](多選)如圖所示，實(shí)線為不知方向的三條電場(chǎng)線，從電場(chǎng)中M點(diǎn)以相同速度垂直于電場(chǎng)線方向飛出a、b兩個(gè)帶電粒子，僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，不計(jì)兩粒子間的相互作用，則( )A．a(chǎn)一定帶正電，b一定帶負(fù)電B．a(chǎn)的速度將減小，b的速度將增大C．a(chǎn)的加速度將減小，b的加速度將增大D．兩個(gè)粒子的動(dòng)能均增大答案：CD解析：根據(jù)兩粒子的偏轉(zhuǎn)方向，可知兩粒子帶異種電荷，但無法確定其具體電性，故A錯(cuò)誤；由粒子受力方向與速度方向的關(guān)系，可判斷電場(chǎng)力對(duì)兩粒子均做正功，兩粒子的速度、動(dòng)能均增大，故B錯(cuò)誤，D正確；從兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡判斷，a粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡所在的電場(chǎng)線逐漸變得稀疏，b粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡所在的電場(chǎng)線逐漸變密，說明a的加速度減小，b的加速度增大，故C正確．6.[2019·廣東省深圳市耀華實(shí)驗(yàn)學(xué)校模擬]如圖所示，在真空中某點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中有a、b兩點(diǎn)，a點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)大小為Ea，方向與連線ab的夾角為60°.b點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)大小為Eb，方向與連線ab的夾角為30°.則a、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系為( )A．Eb＝ B．Ea＝C．Eb＝3Ea D．Ea＝3Eb答案：D解析：由題意知，場(chǎng)源電荷為負(fù)點(diǎn)電荷，則－Q應(yīng)位于兩電場(chǎng)線的交點(diǎn)O處，如圖所示，因?yàn)閍點(diǎn)離O較近，而Ea＝k，Eb＝k，而rb＝ra，所以有Ea＝3Eb，所以D選項(xiàng)正確．7．[2019·云南省建水六中模擬]如圖所示，絕緣水平面上有A、B、C、D四點(diǎn)，依次相距L，若把帶電金屬小球甲(半徑遠(yuǎn)小于L)放在B點(diǎn)，測(cè)得D點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E；現(xiàn)將不帶電的相同金屬小球乙與甲充分接觸后，再把兩球分置于A、C兩點(diǎn)，此時(shí)D點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為( )A.E B.EC．E D.E答案：D解析：由E＝k得，E＝k，甲、乙兩小球接觸后，電荷量平分，有Q1＝Q2＝，ED＝k＋k，聯(lián)立得ED＝E，所以D項(xiàng)正確．8．[2019·寧夏六盤山高中摸底]如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量均為m的完全相同的金屬球殼a與b，其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，將它們固定于絕緣支座上，兩球心間的距離l為球半徑的3倍．若使它們帶上等量異種電荷，使其電荷量的絕對(duì)值均為Q，引力常量為G，靜電力常量為k，那么a、b兩球之間的萬有引力F1、庫侖力F2分別滿足( )A．F1＝G，F(xiàn)2＝k B．F1＞G，F(xiàn)2＝kC．F1＝G，F(xiàn)2＞k D．F1＝G，F(xiàn)2＜k答案：C解析：兩個(gè)金屬球殼質(zhì)量分布均勻，計(jì)算萬有引力時(shí)可以等效為質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點(diǎn)，所以F1＝G；帶上等量異種電荷時(shí)，異種電荷互相吸引，電荷分布在兩球殼靠近的一側(cè)，電荷中心間的距離小于兩球心間的距離，則F2>k，選項(xiàng)C正確．9．[2019·四川省蒼溪中學(xué)診斷]如圖所示，兩根絕緣輕繩將兩個(gè)大小和材料均相同的帶正電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))系于同一點(diǎn)，A球靠在絕緣墻壁上，B球保持靜止?fàn)顟B(tài)．兩球所帶電荷量分別為qA＝2q和qB＝4q.現(xiàn)將B球與A球接觸后再次釋放，穩(wěn)定后兩球均靜止，下列說法正確的是( )A．B球的電荷量不變B．輕繩對(duì)B球的拉力變大C．A、B兩球間庫侖力減小D．A、B兩球間距離與原來兩球間距離的比值為答案：D解析：兩球接觸時(shí)，平分電荷量，A錯(cuò)誤；設(shè)兩輕繩的長(zhǎng)度分別為h和L0，兩球間距離為L(zhǎng)，當(dāng)兩球處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，對(duì)B球進(jìn)行受力分析，如圖所示，根據(jù)三角形相似可得，＝，T＝G，所以輕繩對(duì)B球的拉力不變，B錯(cuò)誤；由＝，得F＝G，又F＝k，得L＝，故可知再次平衡時(shí)，兩球間距離增大，庫侖力增大，C錯(cuò)誤；兩球間距離與原來兩球間距離的比值為＝，D正確．10．[2019·湖南省株洲模擬](多選)如圖所示，在真空中傾斜平行放置著兩塊帶有等量異種電荷的金屬板A、B，傾角為θ，一個(gè)電荷量q＝1.41×10－4C、質(zhì)量m＝1 g的帶正電小球自A板上的孔P以水平速度v0＝0.1 m/s飛入兩板之間的電場(chǎng)，經(jīng)0.02 s后未與B板相碰恰好回到P，g取10 m/s2，則( )A．板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小為100 V/mB．板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小為141 V/mC．板與水平方向的夾角θ＝30°D．板與水平方向的夾角θ＝45°答案：AD解析：小球從A板射向B板，能回到P，可知小球沿水平方向運(yùn)動(dòng)，對(duì)小球受力分析如圖所示，設(shè)板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E，在豎直方向由平衡條件得，mg＝qEcosθ，在水平方向由動(dòng)量定理得qEtsinθ＝2mv0，解得tanθ＝＝1，即θ＝45°，E＝＝100 V/m，A、D項(xiàng)正確．11．[2019·江蘇省南京市程橋高中模擬]一半徑為R的半球面均勻帶有正電荷Q，電荷Q在球心O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小E0＝k，方向如圖所示．把半球面分為表面積相等的上、下兩部分，如圖甲所示，上、下兩部分電荷在球心O處產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小分別為E1、E2；把半球面分為表面積相等的左、右兩部分，如圖乙所示，左、右兩部分電荷在球心O處產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小分別為E3、E4.則( )A．E1＞k B．E2＝C．E3＜k D．E4＝答案：A解析：根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式E＝，且電荷只分布在球的表面，對(duì)于題圖甲，雖表面積和各點(diǎn)到圓心的距離相同，但半球面上部分各處電荷在O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)夾角相對(duì)較小，則根據(jù)電場(chǎng)的疊加原理，上、下兩部分電荷在球心O處產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系為E1>E2；因電荷Q在球心O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小E0＝k，則E1>k；對(duì)于題圖乙，半球面分為表面積相等的左、右兩部分，根據(jù)電場(chǎng)的疊加可知：左側(cè)部分在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)與右側(cè)部分在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，即E3＝E4.由于方向不共線，由合成法則可知，E3>k，故A項(xiàng)正確，B、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤．12.[2019·湖南省洞口一中檢測(cè)](多選)套有三個(gè)帶電小球的圓環(huán)放在水平桌面上(不計(jì)一切摩擦)，小球的電荷量保持不變，整個(gè)裝置平衡后，三個(gè)小球的一種可能位置如圖所示．三個(gè)小球構(gòu)成一個(gè)銳角三角形，三角形的邊長(zhǎng)大小關(guān)系是AB>AC>BC，下列說法正確的是( )A．三個(gè)小球電荷量的代數(shù)和可能為0B．三個(gè)小球一定帶同種電荷C．三個(gè)小球所受環(huán)的彈力大小為NA>NB>NCD．三個(gè)小球帶電荷量的大小為QA>QC>QB答案：BC解析：對(duì)A分析，彈力過圓心，根據(jù)平衡條件，要么B與C對(duì)A有引力，要么對(duì)A有斥力，因此A不可能受到一個(gè)斥力一個(gè)引力，所以B、C帶同種電荷，分析B，根據(jù)平衡條件可得A、C帶同種電荷，所以三個(gè)小球電荷量的代數(shù)和不可能為零，A錯(cuò)誤，B正確；A受到兩斥力，設(shè)圓心為O，因AB大于AC，同時(shí)∠OAB小于∠OAC，可得受B的斥力更大，又離B遠(yuǎn)可得B所帶電荷量大于C所帶電荷量，同理A所帶電荷量大于B所帶電荷量，即QA>QB>QC，故D錯(cuò)誤；結(jié)合平行四邊形定則，知NA>NB>NC，C正確．13.[2019·廣東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬](多選)如圖所示，兩等量異種點(diǎn)電荷相距為2a，M與兩點(diǎn)電荷共線，N位于兩點(diǎn)電荷連線的垂直平分線上，兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)到M和N的距離都為L(zhǎng)，且L?a.則兩點(diǎn)電荷在M點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度和N點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度( )A．大小之比為2：1，方向相反B．大小之比為1：1，方向相反C．大小均與a成正比，方向相反D．大小均與L的平方成反比，方向相互垂直答案：AC解析：如圖所示，兩點(diǎn)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的合電場(chǎng)強(qiáng)度為E1＝k－k＝4k，兩點(diǎn)電荷在N點(diǎn)產(chǎn)生的合電場(chǎng)強(qiáng)度為E2＝2k·＝2k，所以E1：E2＝2：1；又N點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)方向由＋q指向－q，在M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向由－q指向＋q，所以E1與E2的方向相反，故A、C正確．14．[2019·河北省衡水中學(xué)檢測(cè)](多選)如圖所示，M、N為兩個(gè)等大的均勻帶電圓環(huán)，其圓心分別為A、C，帶電荷量分別為＋Q、－Q，將它們平行放置，A、C連線垂直于圓環(huán)平面，B為AC的中點(diǎn)，現(xiàn)有質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的微粒(重力不計(jì))從左方沿A、C連線方向射入，到A點(diǎn)時(shí)速度vA＝1 m/s，到B點(diǎn)時(shí)速度vB＝ m/s，則( )A．微粒從B到C做加速運(yùn)動(dòng)，且vC＝3 m/sB．微粒從A到C先做減速運(yùn)動(dòng)，后做加速運(yùn)動(dòng)C．微粒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的最終速度為 m/sD．微粒最終可能返回至B點(diǎn)，其速度大小為 m/s答案：AC解析：從A到B做的功和從B到C做的功相等，依據(jù)動(dòng)能定理可得：qUAB＝mv－mv，qUBC＝mv－mv，解得vC＝3 m/s，A項(xiàng)正確；在到達(dá)A點(diǎn)之前，微粒做減速運(yùn)動(dòng)，而從A到C微粒一直做加速運(yùn)動(dòng)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；過B作垂直AC的線，此線為等勢(shì)線，微粒過C點(diǎn)后，會(huì)向無窮遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)，而無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，故B點(diǎn)的動(dòng)能等于無窮遠(yuǎn)處的動(dòng)能，依據(jù)能量守恒定律可以得到微粒最終的速度應(yīng)該與B點(diǎn)的速度相同，故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤．15．[2019·合肥質(zhì)檢](多選)如圖所示，一質(zhì)量為m，電荷量為q的帶電粒子，僅在電場(chǎng)力作用下以恒定的速率v沿一圓弧從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，速度方向轉(zhuǎn)過θ角，AB弧長(zhǎng)為l.則下列說法正確的是( )A．該粒子一定處在一個(gè)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中B．該粒子可能處在兩個(gè)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中C．圓弧AB中點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為D．圓弧AB中點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為答案：BC解析：由于粒子的速度大小始終相同，故在從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力不做功，即題圖中的軌跡為等勢(shì)線，因此該電場(chǎng)可能是一個(gè)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)，軌跡位于以點(diǎn)電荷為圓心的圓上，也可能是等量異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)，軌跡位于等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂面上，A錯(cuò)誤，B正確；由題意知A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差為0，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力提供向心力，則由牛頓第二定律可知，qE＝m，由于l＝Rθ，解得E＝，C正確，D錯(cuò)誤．16．[2019·南昌模擬]已知均勻帶電球殼內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，電勢(shì)處處相等．如圖所示，正電荷均勻分布在半球面上，Ox為通過半球頂點(diǎn)與球心O的軸線，A、B為軸線上的點(diǎn)，且AO＝OB，則下列判斷正確的是( )A．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大B．A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同C．A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相反D．A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不等，方向相同答案：B解析：先將半球面補(bǔ)充為一個(gè)完整的球面，則B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度可等效為完整的球面產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度與右邊均勻帶負(fù)電半球面產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加，即為右邊帶負(fù)電半球面產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度，根據(jù)對(duì)稱性可知與左半球面在A點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相同，B正確．課時(shí)測(cè)評(píng)? 綜合提能力 課時(shí)練 贏高分一、選擇題1．[2019·廣東揭陽一中、潮州金中聯(lián)考](多選)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置為庫侖扭秤．細(xì)銀絲的下端懸掛一根絕緣棒，棒的一端是一個(gè)帶電的金屬小球A，另一端有一個(gè)不帶電的球B，B與A所受的重力平衡，當(dāng)把另一個(gè)帶電的金屬球C插入容器并使它靠近A時(shí)，A和C之間的作用力使懸絲扭轉(zhuǎn)，通過懸絲扭轉(zhuǎn)的角度可以比較力的大小，便可找到力F與距離r和電荷量q的關(guān)系．這一實(shí)驗(yàn)中用到了下列哪些方法( )A．微小量放大法 B．極限法C．控制變量法 D．逐差法答案：AC解析：當(dāng)小球C靠近小球A時(shí)，庫侖力使懸絲扭轉(zhuǎn)較小的角度，通過懸絲上的小鏡子反射光線放大，能比較準(zhǔn)確地測(cè)出轉(zhuǎn)動(dòng)角度．同時(shí)體現(xiàn)了控制變量法，即分別控制q和r不變，研究庫侖力F與r和q的關(guān)系，故A、C正確．2．[2019·河南模擬]a、b、c三個(gè)點(diǎn)電荷僅在相互之間的靜電力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知a所帶的電荷量為＋Q，b所帶的電荷量為－q，且Q>q，關(guān)于電荷c，下列判斷正確的是( )A．c一定帶負(fù)電B．c所帶的電荷量一定大于qC．c可能處在a、b之間D．如果固定a、b，仍使c處于平衡狀態(tài)，則c的電性、電荷量、位置都將唯一確定答案：B解析：根據(jù)電場(chǎng)力方向來確定各自電性，從而得出“兩同夾一異”，根據(jù)庫侖定律來確定電場(chǎng)力的大小，并由平衡條件來確定各自所帶電荷量的大小，因此在大小上一定為“兩大夾一小”，且c所帶的電荷量一定大于q，故A、C錯(cuò)誤，B正確；如果a、b固定，則只需使c處于平衡狀態(tài)即可，由于a、b帶異號(hào)電荷，c應(yīng)位于a、b連線的外側(cè)，又由于a的電荷量大于b的電荷量，則c應(yīng)靠近b，c的電荷量不能確定，故D錯(cuò)誤．3．如圖所示，光滑平面上固定金屬小球A，用長(zhǎng)為l0的絕緣彈簧將A與另一個(gè)金屬小球B連接，讓它們帶上等量同種電荷，彈簧伸長(zhǎng)量為x1；若兩小球電荷量各漏掉一半，彈簧伸長(zhǎng)量變?yōu)閤2，則有( )A．x2＝x1 B．x2>x1C．x2＝x1 D．x2
