2025版新教材高考物理全程一轮总复习课时分层作业32静电场及其应用

课时分层作业(三十二)静电场及其应用基础强化练1．如图，在一个点电荷Q旁边的a、b两点放置检验电荷．则检验电荷的受力F与其电荷量q的关系图为()2．如图所示是真空中两点电荷的四周的电场分布状况．图中O点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，OM＝ON.下列说法正确的是()A．同一电荷在O、M、N三点所受的电场力相同B.同一电荷在O、M、N三点的电场力方向相同C．O、M、N三点的电场强度大小关系是EM＝EN>EOD．把另一自由电荷从M点静止释放，将沿MON做往复运动3.(多选)如图所示，实线为三个电荷量相同的带正电的点电荷Q1、Q2、Q3的电场线分布，虚线为某摸索电荷从a点运动到b点的轨迹，则下列说法正确的是()A．该摸索电荷为负电荷B．b点的电场强度比a点的电场强度大C．该摸索电荷从a点到b点的过程中电势能先增加后削减D．该摸索电荷从a点到b点的过程中动能先增加后削减4．如图所示，固定的光滑绝缘斜面OM的倾角θ＝37°，空间存在着平行于斜面对上的匀强电场，电场强度的大小E＝3.0×103N/C.现有一电荷量为q＝2.0×10－3C的带正电的小滑块从O点沿斜面匀速下滑(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，则小滑块的质量为()A．1kgB．2kgC．3kgD．4kg5．[人教版必修三P21图9.4－9改编]复印机的核心部件是有机光导体鼓，它是在一个金属圆柱表面涂覆一层有机光导体OPC(没有光照时OPC是绝缘体，受光照时变成导体)制成的．如图，复印机的基本工作过程是：(1)在暗处的有机光导体鼓和一个金属丝电极之间加上高电压，金属丝旁边空气发生电离，使转动的鼓体匀称带上正电；(2)文件反射的强光通过光学系统在鼓上成像，鼓上形成“静电潜像”；(3)鼓体转动经过墨粉盒，潜像将带相反电荷的墨粉吸引到鼓体带电部位；(4)鼓体接着转动经过复印纸，带电复印纸又将墨粉吸引到复印纸上．以下说法正确的是()A．步骤(1)中发生了静电感应现象B．步骤(2)中发生了局部导电现象C．步骤(3)中发生了静电平衡现象D．步骤(4)中发生了静电屏蔽现象6.[2024·海南海口诊断]如图所示，三角形ABC是等腰三角形，∠BAC＝∠ACB＝30°，在A点固定一个电荷量大小为Q1的点电荷，在B点固定一个电荷量大小为Q2的点电荷，C点处的电场强度方向与AB垂直，则eq\f(Q1,Q2)的值为()A．eq\f(\r(3),2)B．eq\r(3)C．eq\f(\r(2),2)D．eq\r(2)7.[2024·湖南长沙模拟]如图所示，真空中孤立的带电绝缘球体，半径为R，电荷匀称分布在球体各个部位，a点距球心距离为r，b点距球心距离为2r，eq\f(R,2)<r<R.已知电荷分布匀称的球壳在壳内形成的电场强度为零，在外部形成的电场强度可视为集中在球心的点电荷在该处形成的．则a和b两点处电场强度大小之比为()A．eq\f(r3,R3)B．eq\f(8r3,R3)C．eq\f(4r3,R3)D．eq\f(R3,8r3)8.如图，V型对接的绝缘斜面M、N固定在水平面上，两斜面与水平面夹角均为α＝60°，其中斜面N光滑．两个质量相同的带电小滑块P、Q分别静止在M、N上，P、Q连线垂直于斜面M，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力．则P与M间的动摩擦因数至少为()A．eq\f(\r(3),6)B．eq\f(1,2)C．eq\f(\r(3),2)D．eq\f(\r(3),3)实力提升练9．(多选)[2024·山东枣庄一模]如图所示，在坐标系xOy中，弧BDC是以A点为圆心、AB为半径的一段圆弧，AB＝L，AO＝eq\f(L,2)，D点是圆弧跟y轴的交点．当在O点和A点分别固定电荷量为－Q1和＋Q2的点电荷后，D点的电场强度恰好为零．下列说法正确的是()A．Q2＝4Q1B．圆弧BDC上的各点相比较，D点的电势最高C.电子沿着圆弧从B点运动到C点的过程中，电势能先减小后增大D．电子沿着圆弧从B点运动到C点的过程中，电势能先增大后减小10.[2024·云南省昆明市第一中学高三第四次联考]如图所示，正电荷匀称分布在半圆形绝缘细杆上，细杆上的电荷在圆心O处产生的电场强度大小为E.杆上的P、Q两点把杆分为长度相等的三部分，现在保持杆AP段和BQ段带电状况不变，但PQ段匀称带上和之前电量相等的负电荷，则圆心O处的电场强度变为()A．eq\f(E,2)B．－eq\f(E,2)C．0D．－eq\f(E,3)11.(多选)如图所示，两个可视为点电荷的带正电小球A和B，A球系在一根不行伸长的绝缘细线一端，绕过定滑轮，在细绳的另一端施加拉力F，B球固定在绝缘座上，位于定滑轮的正下方．现缓慢拉动细绳，使A球缓慢移动到定滑轮处，此过程中，B球始终静止，忽视定滑轮大小和摩擦，下列推断正确的是()A．B球受到的库仑力先不变后减小B．拉力F始终增大C．地面对绝缘座的支持力始终削减D．A球的电势能先不变后削减课时分层作业（三十二）1．解析：由公式F＝Eq可知检验电荷的受力F与其电荷量q关系图线的斜率表示该点的电场强度，又由点电荷产生的电场强度E＝eq\f(kQ,r2)可知a点的电场强度大于b点的电场强度，所以F­q图像中a点与坐标原点连线的斜率大于b点与坐标原点连线的斜率，B正确，A、C、D错误．答案：B2．解析：O、M、N三点的电场强度方向相同，但大小不同，O点场强最大，EM＝EN<EO，同一电荷在三点所受的电场力大小不同，方向相同，故选项A、C错误，B正确；把另一电荷从M点静止释放，由于受到水平的电场力作用不会沿MON做往复运动，故选项D错误．答案：B3．解析：电场力方向指向轨迹曲线凹侧，由题意及图像可知，该摸索电荷为正电荷，A错误；依据电场线的疏密可知，b点的电场强度比a点的电场强度大，B正确；该摸索电荷从a点到b点的过程中，电场力与速度方向的夹角先是钝角后变成锐角，即电场力先做负功后做正功，摸索电荷的电势能先增加后削减，动能先削减后增加，C正确，D错误．答案：BC4．解析：带正电的小滑块从O到M沿斜面匀速下滑，对小滑块受力分析，可知Eq＝mgsin37°，解得小滑块的质量m＝1kg，A正确．答案：A5．解析：步骤（1）中在暗处的有机光导体鼓和一个金属丝电极之间加上高电压，金属丝旁边空气发生电离，使转动的鼓体匀称带上正电，此过程不是静电感应现象，选项A错误；步骤（2）中文件反射的强光通过光学系统在鼓上成像，鼓上形成“静电潜像”发生了局部导电现象，选项B正确；步骤（3）中是异种电荷相互吸引，没有发生静电平衡现象，选项C错误；步骤（4）中，鼓体接着转动经过复印纸，带电复印纸又将墨粉吸引到复印纸上，不是静电屏蔽现象，选项D错误．答案：B6．解析：设BC边长度为r，则AC边长度为eq\r(3)r，由库仑定律可得点电荷Q1在C点产生的场强大小为E1＝keq\f(Q1,（\r(3)r）2)，点电荷Q2在C点产生的场强大小为E2＝keq\f(Q2,r2)，因C点处的合场强与AB边垂直，故有E1sin60°＝E2sin30°，解得Q1＝eq\r(3)Q2，选项B正确．答案：B7．解析：由题意可知，a点场强应为以a所在球面为球体边缘的内部电荷产生，设球体的总电荷量为Q，则以a所在球面为球体边缘的内部电荷量为q＝eq\f(Q,\f(4,3)πR3)·eq\f(4,3)πr3＝eq\f(r3,R3)Q，故a点的场强大小为Ea＝keq\f(q,r2)，b点的场强大小为Eb＝keq\f(Q,（2r）2)，解得eq\f(Ea,Eb)＝eq\f(4r3,R3)，选项C正确．答案：C8.解析：滑块Q在光滑斜面N上静止，则P与Q带同种电荷，两者之间的库仑斥力设为F，两滑块的受力分析和角度关系如图所示对Q物体在沿着斜面方向有mgcos30°＝Fcos30°可得F＝mg，而对P物体动摩擦因数最小时有FN2＝F＋mgsin30°，Ff＝μFN2，Ff＝mgcos30°，联立解得μ＝eq\f(\r(3),3)，故选D.答案：D9．解析：由D点电场强度恰好为零，则：keq\f(Q1,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L,2)))\s\up12(2))＝keq\f(Q2,L2)，解得：Q2＝4Q1，故A正确；对Q2来说圆弧是个等势面，所以各点电势凹凸由Q1确定，依据沿电场线方向电势降低，离负电荷越近，电势越低，故D点电势最低，故B错误；电子沿着圆弧从B点运动到C点过程中，电势先降低后上升，由Ep＝eφ，可知电势能先增大后减小，故C错误，D正确．答案：AD10．解析：P、Q两点将杆等分为三段，则每段在O点产生的电场强度的大小都相等，设为E′，如图所示则由平行四边形定则，可知AP段和QB段在O点的电场强度为E′，矢量和也为E′，方向与PQ段在O点产生的电场强度的方向相同，则O点的电场强度的大小E＝2E′解得E′＝eq\f(E,2)即圆弧PQ在圆心O处产生的电场强度大小是eq\f(E,2)，现在保持杆AP段和BQ段带电状况不变，但PQ段匀称带上和之前电量相等的负电荷，由以上分析可知PQ段在圆心O处产生的电场强度大小为eq\f(E,2)，与原来方向相反，依据电场强度的叠加原理可知，圆心O处的电场强度变为0，C正确，A、B、D错误．答案：C11．解析：设球所受库仑力大小为FC，AB两球间距离为r，B球距定滑轮为h，A球与定滑轮间距离为l，对起先位置处的A球受力分析，将F和FC合成如图，由相像三角形可得eq\f(mg,h)＝eq\f(FC,r)＝keq\f(QAQB,r3)所以A球缓慢移动过程中，r先不变，等A球运动到滑轮正下方后，r再变大；整个过程中l始终减小．r先不变再变大，B球受到的库仑力大小先不变再减小，故A正确；A球未到滑轮正下方时，由相像三角形可得eq\f(F,l)＝eq\f(mg,