河北保定市第一中学高二物理上学期精选试卷检测题
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河北保定市第一中学高二物理上学期精选试卷检测题一、第九章 静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.如图,真空中x 轴上关于O 点对称的M 、N 两点分别固定两异种点电荷,其电荷量分别为1Q +、2Q -,且12Q Q >。
取无穷远处电势为零,则( )A .只有MN 区间的电场方向向右B .在N 点右侧附近存在电场强度为零的点C .在ON 之间存在电势为零的点D .MO 之间的电势差小于ON 之间的电势差 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AB .1Q +在N 点右侧产生的场强水平向右,2Q -在N 点右侧产生的场强水平向左,又因为12Q Q >,根据2QE kr=在N 点右侧附近存在电场强度为零的点,该点左右两侧场强方向相反,所以不仅只有MN 区间的电场方向向右,选项A 错误,B 正确;C .1Q +、2Q -为两异种点电荷,在ON 之间存在电势为零的点,选项C 正确;D .因为12Q Q >,MO 之间的电场强度大,所以MO 之间的电势差大于ON 之间的电势差,选项D 错误。
故选BC 。
2.如图所示,质量相同的A 、B 两物体放在光滑绝缘的水平面上,所在空间有水平向左的匀强电场,场强大小为E ,其中A 带正电,电荷量大小为q ,B 始终不带电。
一根轻弹簧一端固定在墙面上,另一端与B 物体连接,在电场力作用下,物体A 紧靠着物体B ,一起压缩弹簧,处于静止状态。
现在A 物体上施加一水平向右的恒定外力F 。
弹簧始终处于弹性限度范围内,下列判断正确的是( )A .若F = qE ,则弹簧恢复到原长时A 、B 两物体分离 B .若F = qE ,则弹簧还未恢复到原长时A 、B 两物体分离C .若F > qE ,则弹簧还未恢复到原长时A 、B 两物体分离D .若F < qE ,则A 、B 两物体不能分离,且弹簧一定达不到原长位置 【答案】AC 【解析】【分析】 【详解】AB .若F = qE ,A 物体所受合力为0,在弹簧处于压缩状态时,B 物体由于弹簧的作用向右加速运动,而A 物体将被迫受到B 物体的作用力以相同的加速度一起向右加速运动,A 、B 两物体未能分离,当弹簧恢复到原长后,B 物体在弹簧的作用下做减速运动,A 物体做匀速直线运动,则B 物体的速度小于A 物体的速度,A 、B 两物体将分离,故A 正确,B 错误;C .若F > qE ,A 物体将受到水平向右恒力F A = F − qE 的作用,弹簧在恢复到原长之前,对B 物体的弹力逐渐减小,则B 物体的加速度逐渐减小,当A 、B 两物体刚要分离时,A 、B 两物体接触面的作用力刚好为0,此时弹簧对B 物体的作用力所产生的加速度与恒力F A 对A 物体产生的加速度相等(a B = a A ≠ 0),此时弹簧还未恢复到原长,故C 正确;D .若F < qE ,A 物体将受到水平向左恒力F A = qE − F 的作用,如果F A 比较小,那么A 、B 两物体还是可以分离的,并且在超过弹簧原长处分离,故D 错误。
故选AC 。
3.某老师用图示装置探究库仑力与电荷量的关系。
A 、B 是可视为点电荷的两带电小球,用绝缘细线将A 悬挂,实验中在改变电荷量时,移动B 并保持A 、B 连线与细线垂直。
用Q 和q 表示A 、B 的电荷量,d 表示A 、B 间的距离,θ(θ不是很小)表示细线与竖直方向的夹角,x 表示A 偏离O 点的水平距离,实验中( )A .d 可以改变B .B 的位置在同一圆弧上C .x 与电荷量乘积Qq 成正比D .tan θ与A 、B 间库仑力成正比【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A .因实验要探究库仑力与电荷量的关系,故两电荷间距d 应保持不变,选项A 错误;B .因要保持A 、B 连线与细线垂直且A 、B 距离总保持d 不变,可知B 到O 点的距离不变,故B 的位置在同一圆弧上,选项B 正确;C .对A 球由平衡知识可知2sin qQ xkmg mg d Lθ==可知x与电荷量乘积Qq 成正比,选项C 正确; D .因为2tan =qQ kd d L mgxθ= 由于x 变化,所以不能说tan θ与A 、B 间库仑力成正比,故D 错误。
故选BC 。
4.如图所示,a 、b 、c 、d 四个质量均为m 的带电小球恰好构成“三星拱月”之形,其中a 、b 、c 三个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕O 点做半径为R 的匀速圆周运动,三小球所在位置恰好将圆周等分.小球d 位于O 点正上方h 处,且在外力F 作用下恰处于静止状态,已知a 、b 、c 三小球的电荷量均为q ,d 球的电荷量为6q ,2h R =.重力加速度为g ,静电力常量为k ,则( )A .小球d 一定带正电B .小球b 2R mRq kπC .小球c 23kq D .外力F 竖直向上,大小等于226kq mg R+ 【答案】CD 【解析】 【详解】A .a 、b 、c 三小球所带电荷量相同,要使三个做匀速圆周运动,d 球与a 、b 、c 三小球一定是异种电荷,由于a 球的电性未知,所以d 球不一定带正电,故A 错误。
BC .设db 连线与水平方向的夹角为α,则223cos h R α==+226sin h R α==+ 对b 球,根据牛顿第二定律和向心力得:()22222264cos 2cos302cos30q q q k k m R ma h R T R πα︒︒⋅-==+解得:23R mRTq kπ=23kqa=则小球c的加速度大小为23kq;故B错误,C正确。
D.对d球,由平衡条件得:22226263sinqq kqF k mg mgh R Rα=+=++故D正确。
5.在电场强度为E的匀强电场中固定放置两个小球1和2,它们的质量相等,电荷量分别为1q和2q(12q q≠).球1和球2的连线平行于电场线,如图所示.现同时放开球1和球2,于是它们开始在电场力的作用下运动.如果球1和球2之间的距离可以取任意有限值,则两球刚被放开时,它们的加速度可能是().A.大小不等,方向相同B.大小不等,方向相反C.大小相等,方向相同D.大小相等,方向相反【答案】ABC【解析】【详解】AC.当两球的电性相同时,假定都带正电,则两球的加速度分别为:12121kq qEqlam+=12222kq qEqlam-=由于l可任意取值,故当12kqEl>时,加速度1a、2a方向都是向右,且1a、2a的大小可相等,也可不相等,故AC正确;B.再分析1a和2a的表达式可知,当12kqEl<时,1a和2a方向相反,大小则一定不相等,故B正确;D.将小球1和小球2视作为一个整体,由于12q q≠,可判断它们在匀强电场中受到的电场力必然是不为零的。
由牛顿第二定律可知,它们的合加速度也必然是不为零的,即不可能出现两者的加速度大小相等、方向相反的情况,故D 错误。
故选ABC .6.如图所示,粗糙程度均匀的绝缘空心斜面ABC 放置在水平面上,角CAB = 30°,斜面内部O 点(与斜面无任何连接)固定有一正点电荷,一带负电的小物体(可视为质点)可以分别静止在M 、N 点和MN 的中点P 上,OM =ON , OM //AB 则下列判断正确的是( )A .小物体静止在三处静止时所受力个数一定都是4个.B .小物体静止在P 点时受到的摩擦力最大C .小物体静止在P 点时受到的支持力最大,静止在M ,N 点时受到的支持力相等D .当小物体静止在M 点时,地面给斜面的摩擦力水平向左 【答案】CD 【解析】 【详解】对小物体分别在三处静止时所受力分析如图:A.结合平衡条件,由图,小物体在P 、N 两点时一定受四个力的作用,故A 错误;B.小物体静止在P 点时,摩擦力f =mg sin30°静止在N 点时sin30cos30f mg F '=︒+'︒静止在M 点时sin30cos30f mg F "=︒-'︒可见静止在N 点时所受摩擦力最大,故B 错误;C.小物体静止在P 点时,设库仑力为F ,受到的支持力N =mg cos30°+F在M 、N 点时:cos30sin30N mg F '=︒+'︒由库仑定律知F F >',故N N >',即小物体静止在P 点时受到的支持力最大,静止在M、N点时受到的支持力相等,故C正确;D.以小物体和斜面整体为研究对象,当小物体静止在M点时,斜面内部O点正电荷对其库仑力斜向右,即有向右的分力,则斜面有向右运动的趋势,受水平向左的摩擦力,故D正确。
7.如图所示,某电场的电场线分布关于 y 轴(沿竖直方向)对称,O、M、N 是 y 轴上的三个点,且 OM=MN。
P 点在 y 轴右侧,MP⊥ON。
则A.M 点场强大于 N 点场强B.M 点电势与 P 点的电势相等C.将正电荷由 O 点移动到 P 点,电场力做负功D.在 O 点静止释放一带正电粒子,该粒子将沿 y 轴正方向做直线运动【答案】AD【解析】【详解】A、从图像上可以看出,M点的电场线比N点的电场线密集,所以M 点场强大于 N 点场强,故A对;B、沿着电场线电势在降低,由于电场不是匀强电场,所以M和P点不在同一条等势线上,所以M 点电势与 P 点的电势不相等,故B错;C、结合图像可知:O点的电势高于P点的电势,正电荷从高电势运动到低电势,电场力做正功,故C错;D、在 O 点静止释放一带正电粒子,根据电场线的分布可知,正电荷一直受到向上的电场力,力与速度在一条直线上,故粒子做直线运动,故D对;故选AD8.如图所示,轻质弹簧一端系在墙上,另一端系在三根长度相同的轻绳上,轻绳的下端各系质量与电荷量均相同的带正电小球,且三个小球均处于静止状态,已知重力加速度为g。
四种情形下每个小球受到的电场力大小与轻绳长度、小球质量、小球电荷量的关系如表所示,以下说法正确的是()情形轻绳长度小球质量小球电荷量小球受到的电场力大小A 倍B 倍C 倍D .情形④下弹簧的伸长量最大 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】由于三个小球质量和电荷量均相等,由对称性可知,三个小球必构成等边三角形,且每个小球受到的电场力相等,设绳的拉力为T ,与竖直方向夹角为θ,两小球之间的距离为r 、一个小球受到另外两个小球的电场力的合力为F ,对其中一个小球受力分析可得sin T mg θ=22cos kq T θF r==解得22tan kq mgF r θ==由几何关系可知,tan θ==整理得22kq F r ==A.对比①和②可知,并应用上式可得21121kqFr===222223kqFr===解得12r L=2r=故电荷量之间的关系为112212q rq r==故A错误;B.由③可知,233233kqFr===解得32r L=故3222qq==故B错误;C.由④可知24424kqFr===解得432r L=故43qq==故C正确;D.以三个小球为整体可知,小球受到的弹力应该等于其重力,故小球质量越大,弹簧弹力越大,故情形③下弹簧的伸长量最大,故D错误;故选C。