《2025年高考调研高考总复习讲义高中物理人教版》

练1(2023·山东三模)如图所示，水平天花板上的$P$、$Q$两点各固定一个光滑定滑轮，两根细绳穿过定滑轮分别连接$A$、$B$、$C$三个带电绝缘小球，三个小球保持静止状态且处于同一高度，定滑轮与小球在同一竖直面内。已知$A$、$C$球的质量均为$m$，$B$球的质量为$M$，$\triangle PAB$、$\triangle QBC$均为正三角形，重力加速度为$g$。则(A)


A.$A$、$B$、$C$可能带同种电荷
B.$B$球的电荷量最小
C.$M = \sqrt{3}m$
D.$A$、$B$球之间库仑力大小为$\frac{\sqrt{3}}{3}mg$

答案：
练1　[答案]　A
[解析]　若A、B、C带同种电荷，相互之间都为斥力，受力如图：

由于电荷量大小未知，三个小球在水平方向上受力可能平衡，故A项正确；由题意可知细绳对B球在水平方向上拉力和为0，可知B球受到A、C球的静电力大小相等、方向相反，则A、C球带同种电荷且电荷量相等。若B球与A、C球带异种电荷，由水平方向上受力平衡可知引力小于斥力，B球电荷量较小；若B球与A、C球带同种电荷，B球的电荷量大小无法确定，故B项错误；由于细绳拉力相等，则对A球和B球在竖直方向上分别有$T\sin60^{\circ}=mg$，$T\sin60^{\circ}=\frac{Mg}{2}$，解得$M = 2m$，故C项错误；若A、B、C带同种电荷，对A在水平方向上有$F_{BA}+F_{CA}=\frac{mg}{\tan60^{\circ}}=\frac{\sqrt{3}}{3}mg$，可知A、B球之间库仑力大小不可能为$\frac{\sqrt{3}}{3}mg$，故D项错误。故选A项。

练2(2023·广东三模)如图所示，三个带电小球$A$、$B$、$C$分别位于等边三角形的三个顶点且放在光滑绝缘的水平桌面上，空间存在水平且与$BC$连线垂直的匀强电场，三个小球可看成质点且均静止不动，则三个带电小球所带电荷的电性及电荷量的关系是(D)


A.$A$、$B$带正电，$C$带负电，$A$、$B$、$C$所带电荷量之比为$1:1:1$
B.$A$、$B$带正电，$C$带负电，$A$、$B$、$C$所带电荷量之比为$2:1:1$
C.$A$带正电，$B$、$C$带负电，$A$、$B$、$C$所带电荷量之比为$1:1:1$
D.$A$带正电，$B$、$C$带负电，$A$、$B$、$C$所带电荷量之比为$2:1:1$

答案： 练2　[答案]　D
[解析]　三个带电小球两两之间存在库仑力，且库仑力的方向一定沿两小球的连线方向，假设C球带负电，对C球进行受力分析，可知匀强电场对C球的电场力方向水平向左，要使C球受力平衡，则A球须带正电，B球需带负电，故A、B两项错误；假设A球带正电，则匀强电场对A球的电场力方向水平向右，要使A球受力平衡，则B、C两球须均带负电且两者电荷量相等，分析B、C两球可知系统可处于平衡状态，对B球进行受力分析，可得$k\frac{q_{A}q_{B}}{l^{2}}\cos60^{\circ}=k\frac{q_{C}q_{B}}{l^{2}}$，可得$q_{A}=2q_{C}$，因此有$q_{A}:q_{B}:q_{C}=2:1:1$，故C项错误，D项正确。故选D项。

练3(2024·陕西模拟)如图所示，$P$、$Q$为某静电场的一根电场线(直线)上的两点。下列说法正确的是(C)


A.该电场一定是匀强电场
B.该电场一定是点电荷的电场
C.$P$点的电势一定比$Q$点的电势高
D.$P$点的电场强度一定比$Q$点的电场强度大

答案： 练3　[答案]　C
[解析]　匀强电场的电场线是直线，点电荷产生电场的电场线也是直线，只有一条电场线，因此该电场可能是匀强电场，不一定是匀强电场，也可能是点电荷电场，不一定是点电荷的电场，A、B两项错误；由沿电场线方向电势降低，可知P点的电势一定比Q点的电势高，C项正确；若是匀强电场，P、Q两点的电场强度大小相等，若是非匀强电场，由电场线的疏密表示电场强度的大小，因只有一条电场线，不能判断P、Q两点的电场强度的大小，D项错误。故选C项。

练4(2023·上海模拟)如图所示，$a$为匀强电场，$b$为非匀强电场，三个电荷用轻棒连接为正三角形，则整个系统受合力的情况是(B)


A.$a$为$0$，$b$为$0$
B.$a$为$0$，$b$不为$0$
C.$a$不为$0$，$b$为$0$
D.$a$不为$0$，$b$不为$0$

答案： 练4　[答案]　B
[解析]　对于图a，由于是匀强电场，设电场强度为E，则两个$+q$的电荷受到的电场力为$2Eq$，方向沿电场线向上，一个$-2q$的电荷受到的电场力为$2Eq$，方向沿电场线向下，则图a整个系统受合力为0；同理分析图b，由于两个$+q$的电荷所在的场强更弱，则图b整个系统受合力不为0。故选B项。