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

PAGE7-高考熱點(diǎn)強(qiáng)化(七)電場的性質(zhì)(時(shí)間：40分鐘)1.把一個(gè)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(gè)帶正電荷QB的小球B用絕緣絲線掛在玻璃棒上的C點(diǎn)(使兩個(gè)球心在同一水平線上)，小球靜止時(shí)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(xiàng)A正確。]2．真空中有兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷，它們之間靜電力的大小為F。若保持這兩個(gè)點(diǎn)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(gè)點(diǎn)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(jì)重力)。起先時(shí)，兩小球分別靜止在A、B位置?，F(xiàn)外加一勻強(qiáng)電場E，在靜電力作用下，小球繞輕桿中點(diǎn)O轉(zhuǎn)到水平位置。取O點(diǎn)的電勢為0。下列說法正確的有()A．電場E中A點(diǎn)電勢低于B點(diǎn)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(diǎn)的電勢為0，依據(jù)勻強(qiáng)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(shí)針旋轉(zhuǎn)，靜電力對兩小球均做正功，電勢能削減，C、D錯(cuò)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(diǎn)，箭頭代表電場的方向，則()A．M點(diǎn)的電勢比N點(diǎn)的低B．M點(diǎn)的場強(qiáng)大小肯定比N點(diǎn)的大C．電子在M點(diǎn)的電勢能比在N點(diǎn)的低D．電子在M點(diǎn)受到的電場力大小肯定比在N點(diǎn)的大C[電勢沿電場的方向降低，A錯(cuò)誤；負(fù)電荷從M點(diǎn)向N移動時(shí)克服電場力做功，電勢能增大，故電子在M點(diǎn)的電勢能比在N點(diǎn)的低，選項(xiàng)C正確；因?yàn)橛梢粭l電場線不能推斷M、N兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小，所以也不能推斷電子在M點(diǎn)受到的電場力大小比在N點(diǎn)的大，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤。]5.如圖所示，勻強(qiáng)電場方向平行于xOy平面，在xOy平面內(nèi)有一個(gè)半徑為R＝5m的圓，圓上有一個(gè)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(shí)，其電勢能Ep＝2.5×10－5sinθA．x軸位于零勢能面上B．電場強(qiáng)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(qiáng)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(cuò)誤；當(dāng)θ＝90°時(shí)，Ep＝2.5×10－5J＝EqR，解得E＝500V/m，又電勢能大于零，故電場強(qiáng)度的方向沿y軸負(fù)方向，B、D錯(cuò)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(gè)帶電小球A、B(均視為點(diǎn)電荷)懸掛于同一點(diǎn)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(xiàng)A正確，B錯(cuò)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(xiàng)C錯(cuò)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(diǎn)，O為EG、HF的交點(diǎn)，AB邊的長度為d。E、G兩點(diǎn)各固定一等量正點(diǎn)電荷，另一電荷量為－Q的負(fù)點(diǎn)電荷置于H點(diǎn)時(shí)，F(xiàn)點(diǎn)處的電場強(qiáng)度恰好為零。若將H點(diǎn)的負(fù)點(diǎn)電荷移到O點(diǎn)，則F點(diǎn)處電場強(qiáng)度的大小和方向?yàn)?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(diǎn)電荷在H點(diǎn)時(shí)，F(xiàn)點(diǎn)處的電場強(qiáng)度恰好為零，故兩個(gè)正點(diǎn)電荷在F點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度與負(fù)點(diǎn)電荷在F點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和為零，依據(jù)公式E＝keq\f(Q,r2)可得負(fù)點(diǎn)電荷在F點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為E＝keq\f(Q,d2)，方向水平向左，故兩個(gè)正點(diǎn)電荷在F點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小也為E＝keq\f(Q,d2)，方向水平向右；將負(fù)點(diǎn)電荷移到O點(diǎn)，其在F點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為E1＝keq\f(4Q,d2)，方向水平向左，所以F點(diǎn)的合電場強(qiáng)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(qiáng)度E隨x的改變關(guān)系如圖所示，x軸正向?yàn)殡妶鰪?qiáng)度正方向，帶正電的點(diǎn)電荷沿x軸運(yùn)動，則點(diǎn)電荷()A．在x2和x4處電勢能相等B．由x1運(yùn)動到x3的過程中電勢能減小C．由x1運(yùn)動到x4的過程中電場力先增大后減小D．由x1運(yùn)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(qiáng)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(cuò)誤；由題圖可知，x1到x4電場強(qiáng)度先變大，再變小，則點(diǎn)電荷受到的電場力先增大后減小，C正確，D錯(cuò)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(gè)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(gè)正方形，A、C是ac上的兩點(diǎn)，B、D是bd上的兩點(diǎn)，A、C、B、D到正方形中心O的距離相等。則()A．D點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零，電勢最低B．A、B、C、D四點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等C．A點(diǎn)電勢比B點(diǎn)電勢高D．正點(diǎn)電荷沿直線從A經(jīng)O運(yùn)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(diǎn)的電場強(qiáng)度方向向右，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；依據(jù)電場疊加原理利用對稱性可知A、B、C、D四點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等，方向不同，選項(xiàng)B正確；分析電場可知，φA>φO，φB<φO，φA>φB，A點(diǎn)電勢比B點(diǎn)電勢高，選項(xiàng)C正確；正點(diǎn)電荷沿直線從A經(jīng)O運(yùn)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(xiàng)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(yùn)動。取該直線為x軸，起始點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，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(yùn)動后所受的電場力隨位移的增大而越來越小，因此電場強(qiáng)度越來越小，A項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)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(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)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(xiàng)分析可知，C項(xiàng)錯(cuò)誤。]11.(多選)如圖所示，真空中有一點(diǎn)電荷甲固定在O點(diǎn)，虛線是其在四周空間產(chǎn)生的電場的三個(gè)等勢面，且相鄰的兩個(gè)等勢面間電勢差相同。實(shí)線是點(diǎn)電荷乙在電場中運(yùn)動軌跡，S、M、N為運(yùn)動軌跡與等勢面的交點(diǎn)，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(qiáng)大小ES>ENBC[由于題中沒有給出固定在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷甲的電性，不能推斷出M、S兩點(diǎn)電勢凹凸，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；依據(jù)點(diǎn)電荷乙在電場中運(yùn)動軌跡可知，甲、乙為同種電荷，選項(xiàng)B正確；點(diǎn)電荷乙在電場中從M運(yùn)動到N，電場力做正功，電勢能減小，電勢能EpM>EpN，選項(xiàng)C正確；依據(jù)點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度公式可知，場強(qiáng)大小ES<EN，選項(xiàng)D錯(cuò)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(diǎn)電荷固定在A點(diǎn)。先將一電荷量也為＋q的點(diǎn)電荷Q1從無窮遠(yuǎn)處(電勢為0)移到C點(diǎn)，此過程中，電場力做功為－W。再將Q1從C點(diǎn)沿CB移到B點(diǎn)并固定。最終將一電荷量為－2q的點(diǎn)電荷Q2從無窮遠(yuǎn)處移到C點(diǎn)。下列說法正確的有()A．Q1移入之前，C點(diǎn)的電勢為eq\f(W,q)B．Q1從C點(diǎn)移到B點(diǎn)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(diǎn)的過程中，所受電場力做的功為2WD．Q2在移到C點(diǎn)后的電勢能為－4WABD[由題意可知，C點(diǎn)的電勢為φC＝eq\f(Ep,q)＝eq\f(W,q)，故A正確；由于B、C兩點(diǎn)到A點(diǎn)(＋q)的距離相等，所以B、C兩點(diǎn)的電勢相等，所以Q1從C點(diǎn)移到B點(diǎn)的過程中，所受電場力做的功為0，故B正確；由于B、C兩點(diǎn)的電勢相等，所以當(dāng)在B點(diǎn)固定Q1后，C點(diǎn)的電勢為eq\f(2W,q)，所以Q2從無窮遠(yuǎn)處移到C點(diǎn)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(cuò)誤；由于C點(diǎn)的電勢為eq\f(2W,q)，所以Q2在移到C點(diǎn)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(qiáng)電場中的兩組平行線，M、N、P、Q是它們的交點(diǎn)，四點(diǎn)處的電勢分別為φM、φN、φP、φQ。一電子由M點(diǎn)分別運(yùn)動到N點(diǎn)和P點(diǎn)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(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)，電場力做正功D．若電子由P點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)，電場力做負(fù)功B[一電子由M點(diǎn)分別運(yùn)動到N點(diǎn)和P點(diǎn)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(diǎn)在同一等勢面上，在勻強(qiáng)電場中等勢面是相互平行的直線，因MQ∥NP，故M、Q兩點(diǎn)也在同一等勢面上，即φM＝φQ，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；一電子由M點(diǎn)分別運(yùn)動到N點(diǎn)和P點(diǎn)電場力做負(fù)功，電場線與等勢面垂直，故電場強(qiáng)度的方向?yàn)镸→N或Q→P，即φM>φN，選項(xiàng)B正確；M、Q兩點(diǎn)在同一等勢面上，電子由M點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)電場力不做功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電子由P點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)，逆著電場線方向運(yùn)動，電場力做正功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]14.(多選)已知一個(gè)很大的金屬板與一個(gè)點(diǎn)電荷之間的電場分布與等量異種點(diǎn)電荷之間的電場分布類似，金屬板表面各處的電場強(qiáng)度方向與板面垂直。如圖所示，MN是一個(gè)很大的不帶電的金屬平板，且與大地相連接?，F(xiàn)將一個(gè)電荷量為Q的正點(diǎn)電荷置于板的右側(cè)，圖中a、b、c、d是以正點(diǎn)電荷Q為圓心的圓上的四個(gè)點(diǎn)，四點(diǎn)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(diǎn)電場強(qiáng)度與d點(diǎn)電場強(qiáng)度相同B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)之間的電勢差等于d、c兩點(diǎn)之間的電勢差C．將一正摸索電荷沿直線ab從a點(diǎn)移動到b點(diǎn)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(gè)等勢面BC[畫出電場線如圖所示，依據(jù)對稱性知，a、d兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相同、方向不同，所以電場強(qiáng)度不同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由對稱性知，a點(diǎn)的電勢等于d點(diǎn)的電勢，b點(diǎn)的電勢等于c點(diǎn)的電勢，因此a、b兩點(diǎn)間的電勢差等于d、c兩點(diǎn)間的電勢差，選