宿迁市高中物理必修第3册 静电场及其应用试卷检测题
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高中物理必修第3册 静电场及其应用测试卷测试卷附答案一、第九章 静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.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 三小球的电荷量大小均为 q ,小球 d 的电荷量大小为 6q ,h =2R 。
重力加速度为 g ,静电力常量为 k 。
则( )A .小球 a 一定带正电B .小球 c 的加速度大小为2233kq mRC .小球 b 2R mRq kπD .外力 F 竖直向上,大小等于mg +226kq R【答案】BD 【解析】 【分析】 【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d 球的电性未知,所以a 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 3R h α==+ 226sin 3R h α=+=对b 球,根据牛顿第二定律和向心力得:22222264cos 2cos302cos30()q q q k k mR ma h R R Tπα⋅-︒==+︒ 解得23RmRT q kπ=2233kq a mR= 则小球c 的加速度大小为233kq mR,故B 正确,C 错误。
D .对d 球,由平衡条件得2226263sin q q kq F k mg mg h R Rα⋅=+=++ 故D 正确。
故选BD 。
2.如图所示,带电量为Q 的正点电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底端C 点,斜面上有A 、B 、D 三点,A 和C 相距为L ,B 为AC 中点,D 为A 、B 的中点。
高中物理必修第3册静电场及其应用试卷测试卷(含答案解析)一、第九章静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.如图所示,y轴上固定有两个电荷量相等的带正电的点电荷,且关于坐标原点O对称。
某同学利用电场的叠加原理分析在两电荷连线的中垂线(x轴)上必定有两个场强最强的点A、'A,该同学在得到老师的肯定后又在此基础上作了下面的推论,你认为其中正确的是()A.若两个点电荷的位置不变,但电荷量加倍,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置B.如图(1),若保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在z轴上,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置C.如图(2),若在yoz平面内固定一个均匀带正电圆环,圆环的圆心在原点O。
直径与(1)图两点电荷距离相等,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置D.如图(3),若在yoz平面内固定一个均匀带正电薄圆板,圆板的圆心在原点O,直径与(1)图两点电荷距离相等,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置【答案】ABC【解析】【分析】【详解】A.可以将每个点电荷(2q)看作放在同一位置的两个相同的点电荷(q),既然上下两个点电荷(q)的电场在x轴上场强最大的点仍然在A、A'两位置,两组点电荷叠加起来的合电场在x轴上场强最大的点当然还是在A、A'两位置,选项A正确;B.由对称性可知,保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在z轴上,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置,选项B正确;C.由AB可知,在yOz平面内将两点电荷绕O点旋转到任意位置,或者将两点电荷电荷量任意增加同等倍数,在x轴上场强最大的点都在A、A'两位置,那么把带电圆环等分成一些小段,则关于O点对称的任意两小段的合电场在x轴上场强最大的点仍然还在A、A'两位置,所有这些小段对称叠加的结果,合电场在x轴上场强最大的点当然还在A、A'两位置,选项C正确;D.如同C选项,将薄圆板相对O点对称的分割成一些小块,除了最外一圈上关于O点对称的小段间距还是和原来一样外,靠内的对称小块间距都小于原来的值,这些对称小块的合电场在x轴上场强最大的点就不再在A、A'两位置,则整个圆板的合电场在x轴上场强最大的点当然也就不再在A、A'两位置,选项D错误。
高中物理必修第3册 静电场及其应用试卷测试卷 (word 版,含解析)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,带电量为Q 的正点电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底端C 点,斜面上有A 、B 、D 三点,A 和C 相距为L ,B 为AC 中点,D 为A 、B 的中点。
现将一带电小球从A 点由静止释放,当带电小球运动到B 点时速度恰好为零。
已知重力加速度为g ,带电小球在A 点处的加速度大小为4g,静电力常量为k 。
则( )A .小球从A 到B 的过程中,速度最大的位置在D 点 B .小球运动到B 点时的加速度大小为2g C .BD 之间的电势差U BD 大于DA 之间的电势差U DA D .AB 之间的电势差U AB =kQ L【解析】 【分析】 【详解】A .带电小球在A 点时,有2sin A Qqmg kma L θ-= 当小球速度最大时,加速度为零,有'2sin 0Qqmg θkL -= 联立上式解得'2L L =所以速度最大的位置不在中点D 位置,A 错误; B .带电小球在A 点时,有2sin A Qqmg kma L θ-= 带电小球在B 点时,有2sin 2BQq k mg θma L -=() 联立上式解得2B g a =B 正确;C .根据正电荷的电场分布可知,B 点更靠近点电荷,所以BD 段的平均场强大小大于AD 段的平均场强,根据U Ed =可知,BD 之间的电势差U BD 大于DA 之间的电势差U DA ,C 正确;D .由A 点到B 点,根据动能定理得sin 02AB Lmg θqU ⋅+= 由2sin A Qqmg kma L θ-=可得 214Qq mg k L= 联立上式解得AB kQU L=-D 错误。
高中物理必修第3册 静电场及其应用测试卷测试卷 (word 版,含解析)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,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 三小球的电荷量大小均为 q ,小球 d 的电荷量大小为 6q ,h =2R 。
重力加速度为 g ,静电力常量为 k 。
则( )A .小球 a 一定带正电B .小球 c 的加速度大小为2233kq mRC .小球 b 2R mRq kπD .外力 F 竖直向上,大小等于mg +2226kq R【答案】BD 【解析】 【分析】 【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d 球的电性未知,所以a 球不一定带正电,故A 错误。
宿迁市高中物理必修第3册第十章 静电场中的能量试卷检测题一、第十章 静电场中的能量选择题易错题培优(难)1.如图所示,分别在M 、N 两点固定放置两个点电荷+Q 和-2Q ,以MN 连线的中点O 为圆心的圆周上有A 、B 、C 、D 四点,COD 与MN 垂直,规定无穷远处电势为零,下列说法正确的是( )A .A 点场强与B 点场强相等B .C 点场强与D 点场强相等C .O 点电势等于零D .C 点和D 点电势相等【答案】D【解析】【分析】【详解】A 、由于2Q >Q ,A 点处电场线比B 点处电场线疏,A 点场强小于B 点场强;故A 错误. B 、由于电场线关于MN 对称,C 、D 两点电场线疏密程度相同,则C 点场强等于D 点场强,但方向与两个电荷的连线不平行,故电场强度的方向不同,故电场强度大小相等,但方向不相同;故B 错误.C 、根据等量异种电荷的对称性可知过O 点的中垂线与电场线垂直,中垂线为等势线,O 点的电势为零,现在是不等量的异种电荷,过O 点中垂线不再是等势线,O 点电势不为零,由U E d =⋅可知左侧的平均场强小,电势降低的慢,则零电势点在O 点右侧;C 错误.D 、沿着电场线电势逐渐降低,结合电场分布的上下对称可知0C D ϕϕ=>;D 正确. 故选D .【点睛】本题考查判断电势、场强大小的能力,往往画出电场线,抓住电场线分布的特点进行判断.2.空间存在一静电场,电场中的电势φ随x (x 轴上的位置坐标)的变化规律如图所示,下列说法正确的是( )A .x = 4 m 处的电场强度可能为零B .x = 4 m 处电场方向一定沿x 轴正方向C .沿x 轴正方向,电场强度先增大后减小D .电荷量为e 的负电荷沿x 轴从0点移动到6 m 处,电势能增大8 eV【答案】D【解析】【分析】【详解】A 、由x φ-图象的斜率等于电场强度,知x =4 m 处的电场强度不为零,选项A 错误;B 、从0到x =4 m 处电势不断降低,但x =4 m 点的电场方向不一定沿x 轴正方向,选项B 错误;C 、由斜率看出,沿x 轴正方向,图象的斜率先减小后增大,则电场强度先减小后增大,选项C 错误;D 、沿x 轴正方向电势降低,某负电荷沿x 轴正方向移动,电场力做负功,从O 点移动到6m 的过程电势能增大8 eV ,选项D 正确.故选D .【点睛】本题首先要读懂图象,知道φ-x 图象切线的斜率等于电场强度,场强的正负反映场强的方向,大小反映出电场的强弱.3.空间某一静电场的电势φ在x 轴上分布如图所示,x 轴上两点B 、C 点电场强度在x 方向上的分量分别是E Bx 、E cx ,下列说法中正确的有A .B 、C 两点的电场强度大小E Bx <E cxB .E Bx 的方向沿x 轴正方向C .电荷在O 点受到的电场力在x 方向上的分量最大D .负电荷沿x 轴从B 移到C 的过程中,电场力先做正功,后做负功【答案】D【解析】【分析】本题的入手点在于如何判断E Bx 和E Cx 的大小,由图象可知在x 轴上各点的电场强度在x 方向的分量不相同,如果在x 方向上取极小的一段,可以把此段看做是匀强电场,用匀强电场的处理方法思考,从而得到结论,此方法为微元法.【详解】A 、在B 点和C 点附近分别取很小的一段d ,由题图得,B 点段对应的电势差大于C 点段对应的电势差,将电场看做匀强电场,有E dϕ∆=,可见E Bx >E Cx ,A 项错误.C 、同理可知O 点的斜率最小,即场强最小,电荷在该点受到的电场力最小,C 项错误.B 、沿电场线方向电势降低,在O 点左侧,E Bx 的方向沿x 轴负方向,在O 点右侧,E Cx 的方向沿x 轴正方向,B项错误.D、负电荷沿x轴从B移到C的过程中,电场力先向右后向左,电场力先做正功,后做负功,D项正确.故选D.【点睛】挖掘出xφ-图象两大重要性质:图象的斜率反映电场强度的大小,图象中ϕ降低的方向反映场强沿x轴的方向.4.如图所示,A、B、C、D是真空中一正四面体的四个顶点,每条棱长均为l.在正四面体的中心固定一电荷量为-Q的点电荷,静电力常量为k,下列说法正确的是A.A、B两点的场强相同B.A点电场强度大小为283kQlC.A点电势高于C点电势D.将一正电荷从A点沿直线移动到B点的过程中,电场力一直不做功【答案】B【解析】由于点电荷在正四面体的中心,由对称性可知,A、B两点的场强大小相等,但是方向不同,故A6,由222836KQ KQ kQEr l===⎫⎪⎝⎭,故B正确;电势为标量,由对称性可知A点电势等于C点电势,故C错误;从A点沿直线移动到B点的过程中电势先降低再升高,对于正电荷而言,其电势能先变小再变大,所以电场力先做正功,再做负功,故D错误.5.如图甲所示,平行金属板A、B正对竖直放置,C、D为两板中线上的两点。
一、选择题1.如图,两个完全相同的带电小球,静止在光滑、绝缘的半圆形轨道的A 、B 两点,两小球关于过O 点的竖直半径对称,且60AOB ∠=︒。
现缓慢增大两小球的带电量,直至两小球静止在光滑的绝缘球面内的'A 、'B 处,且''120A OB ∠=︒。
则两小球电量的乘积在''A B 处是AB 处的( )A .3倍B .3倍C .33倍D .9倍2.如图所示,几种电荷形成的电场中,A 、B 两点电场强度方向相同的是( ) A . B . C .D . 3.如图所示,竖直平面内固定一个半径为R 的刚性光滑绝缘圆环。
在圆环的最顶端固定一个电荷量为q 的带负电的小球,另一个质量为m 带正电的小圆环套在大圆环上,当小圆环平衡时,测得两电荷之间的连线与竖直线的夹角为30°,则(设静电力常量为k )( )A .大圆环对小圆环的弹力大小为3mgB .小圆环带电量的大小为233mgR kqC .大圆环对小圆环的弹力指向圆心D .小圆环带电量增加,小环受到的弹力先增加后减小4.如图所示,左边是一个原先不带电的导体,右边C 是后来靠近导体的带正电金属球,若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开,分导体为A 、B 两部分,则下列结论正确的是( )A .沿虚线d 切开,A 带负电,B 带正电B .只有沿虚线b 切开,才有A 带正电,B 带负电C .只有沿虚线a 切开,A 带正电,B 带负电D .沿任意一条虚线切开,都有A 带正电,B 带负电5.科学家在研究原子、原子核及基本粒子时,为了方便,常常用元电荷作为电量的单位,关于元电荷,下列论述中不正确的是( )A .把质子或电子叫元电荷B .191.610C -⨯的电量叫元电荷C .电子带有最小的负电荷,其电量的绝对值叫元电荷D .质子带有最小的正电荷,其电量的绝对值叫元电荷6.以下关于与电场强度有关的几个公式的说法,其中不正确的是( )A .公式U E d =⋅只适用于匀强电场B .只要电场中电场线是直线,公式U E d =⋅就适用C .公式F E q =是定义式,适用于任何电场 D .公式2kQ E r =是由库仑定律得出的,因而只适用于点电荷(真空中)的电场 7.电场中有一点P ,下面说法正确的是( )A .P 点的场强方向为检验电荷在该点的受力方向B .若放在P 点的点电荷量减半,则P 点的场强减半C .若P 点没有检验电荷,则P 点的场强为零D .P 点的场强越大,则同一电荷在P 点受到的电场力越大8.把试探电荷q 放在某电场中的A 点,测得它受到的电场力为F ;再把它放到B 点,测得它所受的电场力为nF 。
一、选择题1.如图所示,M 、N 为两个固定的等量同种正电荷,在其连线的中垂线上的P 点放一个静止的负电荷(重力不计),下列说法中正确的是( )A .从P 到O ,可能加速度越来越小,速度越来越大B .从P 到O ,可能加速度先变大,再变小,速度越来越小C .越过O 点后,加速度一直变大,速度一直变小D .越过O 点后,加速度一直变小,速度一直变小2.如图,某位置Q 固定一带正电的点电荷,A 、B 、C 是斜而上间距相等的三个点,Q 、B 连线垂直于斜面,在A 点无初速度释放一带有恒定电荷的小物块,已知小物块沿绝缘的斜面运动到C 点时停下。
下列说法正确的是( )A .小物块一定带正电B .小物块运动过程,电势能先增大后减小C .小物块运动过程经过B 点时的滑动摩擦力最大D .小物块从B 点运动到C 点过程机械能不断减少3.关于元电荷的理解,下列说法正确的是( )A .元电荷就是电子B .元电荷实质上是指电子和质子本身C .元电荷就是原子D .物体所带的电量只能是元电荷的整数倍4.根据电场线的特点,在下图所示的电场中,则( )A .AB E E > B .A B E E =C .A B E E <D .无法判断 5.如图所示,三个点电荷A 、B 、C 分别位于等腰三角形的三个顶点上,已知A 、B 带等量正电荷,A 受到的静电力如图中的A F 所示,则( )A .C 带负电且电量的绝对值大于B 电荷的带电量B .C 带负电且电量的绝对值小于B 电荷的带电量C .C 带正电且电量的绝对值大于B 电荷的带电量D .C 带正电且电量的绝对值小于B 电荷的带电量6.如图所示,a 、b 、c 、d 分别是一个菱形的四个顶点,∠abc =120°,现将三个等量的正点电荷+Q 分别固定在a 、b 、c 三个顶点上,下列说法正确的是( )A .d 点的电场强度小于O 点的电场强度B .O 点电场强度的方向由d 指向OC .d 点的电场强度大于O 点的电场强度D .d 点电场强度的方向由d 指向O7.以下关于与电场强度有关的几个公式的说法,其中不正确的是( )A .公式U E d =⋅只适用于匀强电场B .只要电场中电场线是直线,公式U E d =⋅就适用C .公式F E q =是定义式,适用于任何电场 D .公式2kQ E r =是由库仑定律得出的,因而只适用于点电荷(真空中)的电场 8.如图甲所示,两个等量同种电荷P 、Q 固定于光滑绝缘水平面上,电荷量3210q C 、质量m =0.01kg 的小球从a 点静止释放,沿中垂线运动到电荷连线中点O 过程中的v t -图像如图乙中图线①所示,其中b 点处为图线切线斜率最大的位置,图中②为过b 点的切线,则下列说法正确的是( )A .P 、Q 均带正电荷B .小球从a 到O 的过程中电势能先增加后减少C .a 、b 两点间的电势差为180VD .b 点的场强E =7.5V/m9.两个大小相同的小球带有同种电荷,(可看作点电荷),质量分别为1m 和2m ,带电量分别为1q 和2q ,用绝缘线悬挂后,因静电力而使线张开,分别与竖直方向成夹角1α和2α,且两球同处一水平线上,如图所示,若12αα=,则下述结论正确的是( )A .必须同时满足12q q =,12m m =B .一定满足1212q q m m = C .1q 一定等于2qD .1m 一定等于2m10.下列关于电荷的说法中正确的是( )A .电子和质子就是元电荷B .只有所带电荷量很小才能被视为点电荷C .点电荷所带电荷量一定是元电荷的整数倍D .点电荷、元电荷、检验电荷是同一概念的不同名称11.如图所示,真空中的正方体abcd —a ′b ′c ′d ′,在顶点a ′和c 固定两个电荷量相等的正点电荷,则下列关于其他六个顶点的说法正确的是( )A .其他六个顶点电场强度的大小均相等B .其他六个顶点电场强度完全相同C .仅有顶点b 和b ′电场强度大小相等D .仅有顶点a 和c ′电场强度大小相等12.有三个点电荷1q 、2q 、3q ,恰好都处在平衡状态,除相互作用的静电力外不受其他外力作用。
高中物理必修第3册 静电场及其应用测试卷测试卷(含答案解析)一、第九章 静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.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 三小球的电荷量大小均为 q ,小球 d 的电荷量大小为 6q ,h =2R 。
重力加速度为 g ,静电力常量为 k 。
则( )A .小球 a 一定带正电B .小球 c 的加速度大小为2233kq mRC .小球 b 2R mRq kπD .外力 F 竖直向上,大小等于mg +226kq R【答案】BD 【解析】 【分析】 【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d 球的电性未知,所以a 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 3R h α==+ 226sin 3R h α=+=对b 球,根据牛顿第二定律和向心力得:22222264cos 2cos302cos30()q q q k k mR ma h R R Tπα⋅-︒==+︒ 解得23RmRT q kπ=2233kq a mR= 则小球c 的加速度大小为233kq mR,故B 正确,C 错误。
D .对d 球,由平衡条件得2226263sin q q kq F k mg mg h R Rα⋅=+=++ 故D 正确。
故选BD 。
2.如图所示,带电量为Q 的正点电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底端C 点,斜面上有A 、B 、D 三点,A 和C 相距为L ,B 为AC 中点,D 为A 、B 的中点。
高中物理必修第3册 静电场及其应用试卷测试卷附答案一、第九章 静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.如图所示,在圆心为O 、半径为R 的圆周上等间距分布着三个电荷量均为q 的点电荷a 、b 、c ,其中a 、b 带正电,c 带负电。
已知静电力常量为k ,下列说法正确的是( )A .a 受到的库仑力大小为2233kq RB .c 受到的库仑力大小为2233kqRC .a 、b 在O 3kq,方向由O 指向c D .a 、b 、c 在O 点产生的场强为22kqR,方向由O 指向c 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】AB .根据几何关系得ab 间、bc 间、ac 间的距离3r R =根据库仑力的公式得a 、b 、c 间的库仑力大小22223q q F k k r R==a 受到的两个力夹角为120︒,所以a 受到的库仑力为223a q F F k R==c 受到的两个力夹角为60︒,所以c 受到的库仑力为233c kq F F == 选项A 错误,B 正确;C .a 、b 在O 点产生的场强大小相等,根据电场强度定义有02q E kR = a 、b 带正电,故a 在O 点产生的场强方向是由a 指向O ,b 在O 点产生的场强方向是由b 指向O ,由矢量合成得a 、b 在O 点产生的场强大小2q E k R=方向由O →c ,选项C 错误;D .同理c 在O 点产生的场强大小为02qE k R=方向由O →c运用矢量合成法则得a 、b 、c 在O 点产生的场强22qE k R'=方向O →c 。
选项D 正确。
故选BD 。
2.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 三小球的电荷量大小均为 q ,小球 d 的电荷量大小为 6q ,h =2R 。
高中物理必修第3册 静电场及其应用试卷综合测试(Word 版 含答案)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,竖直平面内有半径为R 的半圆形光滑绝缘轨道ABC ,A 、C 两点为轨道的最高点,B 点为最低点,圆心处固定一电荷量为+q 1的点电荷.将另一质量为m 、电荷量为+q 2的带电小球从轨道A 处无初速度释放,已知重力加速度为g ,则()A .小球运动到B 2gR B .小球运动到B 点时的加速度大小为3gC .小球从A 点运动到B 点过程中电势能减少mgRD .小球运动到B 点时对轨道的压力大小为3mg +k 122q q R 【答案】AD 【解析】【分析】 【详解】A.带电小球q 2在半圆光滑轨道上运动时,库仑力不做功,故机械能守恒,则:212B mgR mv =解得:2B v gR =故A 正确;B.小球运动到B 点时的加速度大小为:22v a g R==故B 错误;C.小球从A 点运动到B 点过程中库仑力不做功,电势能不变,故C 错误;D.小球到达B 点时,受到重力mg 、库仑力F 和支持力F N ,由圆周运动和牛顿第二定律得:2122BN q q v F mg k m R R--=解得:1223N q q F mg kR=+ 根据牛顿第三定律,小球在B 点时对轨道的压力为:1223q q mg kR + 方向竖直向下,故D 正确.3.如图所示,带电量为Q 的正点电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底端C 点,斜面上有A 、B 、D 三点,A 和C 相距为L ,B 为AC 中点,D 为A 、B 的中点。
宿迁市高中物理必修第3册 静电场及其应用试卷检测题一、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,空间有竖直方向的匀强电场,一带正电的小球质量为m ,在竖直平面内沿与水平方向成30º角的虚线以速度v 0斜向上做匀速运动.当小球经过O 点时突然将电场方向旋转一定的角度,电场强度大小不变,小球仍沿虚线方向做直线运动,选O 点电势为零,重力加速度为g ,则A .原电场方向竖直向下B .改变后的电场方向垂直于ONC .电场方向改变后,小球的加速度大小为gD .电场方向改变后,小球的最大电势能为204mv【答案】CD【解析】 【分析】 【详解】开始时,小球沿虚线做匀速运动,可知小球受向下的重力和向上的电场力平衡Eq=mg ,小球带正电,则电场竖直向上,选项A 错误;改变电场方向后,小球仍沿虚线做直线运动,可知电场力与重力的合力沿着NO 方向,因Eq=mg ,可知电场力与重力关于ON 对称,电场方向与NO 成600,选项B 错误;电场方向改变后,电场力与重力夹角为1200,故合力大小为mg ,小球的加速度大小为g ,选项C 正确;电场方向改变后,小球能沿ON 运动的距离为202m v x g = ,则克服电场力做功为:220011cos 60224m v W Eq x mg mv g ==⨯= ,故小球的电势能最大值为2014mv ,选项D 正确;故选CD.3.如图所示,两个带电小球A 、B 分别处于光滑绝缘的竖直墙面和斜面上,且在同一竖直平面内,用水平向左的推力F 作用于B 球,两球在图示位置静止,现将B 球沿斜面向下移动一小段距离,发现A 球随之向上移动少许,两球在新位置重新平衡,重新平衡后与移动前相比,下列说法正确的是( )A .推力F 变小B .斜面对B 的弹力不变C .墙面对A 的弹力不变D .两球之间的距离减小【答案】AB 【解析】 【详解】CD .先对小球A 受力分析,受重力、支持力、静电力,如图所示:根据共点力平衡条件,有:mgFcos=库α,NF mgtan=α由于α减小,可知墙面对A的弹力变小,库仑力减小,故两球间距增加,选项CD错误;AB.对AB整体受力分析,受重力、斜面支持力N、墙壁支持力F N、推力F,如图所示:根据共点力平衡条件,有NNsin F FNcos m M g+==+()ββ解得()F mgtan m M gtanM m gNcos=-++=()αββ由于α减小,β不变,所以推力F减小,斜面对B的弹力N不变,选项AB正确。
故选AB。
4.有固定绝缘光滑挡板如图所示,A、B为带电小球(可以近似看成点电荷),当用水平向左的力F作用于B时,A、B均处于静止状态.现若稍改变F的大小,使B向左移动一段小距离(不与挡板接触),当A、B重新处于平衡状态时与之前相比()A.A、B间距离变小B.水平推力力F减小C.系统重力势能增加D.系统的电势能将减小【答案】BCD【解析】【详解】A.对A受力分析,如图;由于可知,当B向左移动一段小距离时,斜面对A的支持力减小,库仑力减小,根据库仑定律可知,AB间距离变大,选项A错误;B.对AB 整体,力F等于斜面对A的支持力N的水平分量,因为N减小,可知F减小,选项B正确;C.因为AB距离增加,则竖直距离变大,则系统重力势能增加,选项C正确;D.因为AB距离增加,电场力做正功,则电势能减小,选项D正确;故选BCD.5.如右图,M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O点为半圆弧的圆心,.电荷量相等、符号相反的两个电荷分别置于M、N两点,这时O点电场强度的大小为E1;若将N点处的点电荷移至P点,则O点的场强大小变为E2.E1与E2之比为( )A.1:2 B.2:1 C.D.【答案】B【解析】【分析】【详解】试题分析:由得:;若将N点处的点电荷移至P点,则O点的场强大小变为E2,知两点电荷在O点的场强夹角为1200,由矢量的合成知,得:,B对6.如图所示:在光滑绝缘水平面上,ABCD分布在边长为L的正方形四个顶点。
在A和D处分别固定电荷量为Q的正点电荷,B处固定电荷量为Q的负点电荷,O点为两对角线的交点,静电力常量为k。
关于三个点电荷形成的静电场,下列说法中正确的是()A .O 处电场强度大小为22kQL B .C 处电场强度大小为2kQ L C .从O 到C 的过程中电场强度大小逐渐增大 D .从O 到C 的过程中电场强度大小先减小后增大 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A .A 、D 两点点电荷在O 点的场强相互抵消,故O 点的场强大小等于B 点的负点电荷Q 在O 点产生的场强,即2222()2O kQE kL L == 故A 正确;B .A 、D 两点点电荷在C 处的合场强为12222C Q kQE kL L== 方向OC 方向,B 点的负点电荷Q 在C 点产生的场强为2222(2)C kQE kLL ==方向沿CO 方向,故C 处的场强为1222221(2)22C C C kQ kQ kQE E E L L L=-=-= 方向沿OC 方向,故B 错误;CD .从O 到C 的过程中电场强度大小先减小后增大再减小,故CD 错误。
故选A 。
7.如图所示,质量为m 的带电小球用绝缘丝线悬挂于P 点,另一带正电小球M 固定在带电小球的左侧,小球平衡时,绝缘丝线与竖直方向夹角为θ,且两球球心在同一水平线上.关于悬挂小球的电性和所受库仑力的大小,下列判断正确的是( )A.正电,mgtanθB.正电,mg tan θC.负电,mg tan θD.负电,mg tanθ【答案】B【解析】【分析】【详解】小球 M带正电,两球相斥,故小球带正电;以小球为研究对象,对小球进行受力分析,根据小球处于平衡状态可知,F=mgtgθ,故选B.【点睛】对于复合场中的共点力作用下物体的平衡其解决方法和纯力学中共点力作用下物体的平衡适用完全相同的解决方法.8.一个带电量为+Q的点电荷固定在空间某一位置,有一个质量为m的带电小球(重力不能忽略)在+Q周围作匀速圆周运动,半径为R 3g(g为重力加速度)。
关于带电小球带电情况,下列说法正确的是:A.小球带正电,电荷量大小为2 83mgRB2 3mgRC.小球带负电,电荷量大小为2 833mgRkQD.小球带负电,电荷量大小为2 33 mgR kQ【答案】C 【解析】【详解】由题意可知小球做匀速圆周运动,合力提供向心力,因中心电荷为+Q,做出运动图像如图所示:可知要让小球做匀速圆周运动,即小球所受库仑力和重力的合力提供向心力,所以小球带负电;由向心力公式可知:3F ma==向设小球与点电荷连线与竖直方向夹角为θ,则有:333tan=mgFmg mgθ==向所以θ=30°,根据几何关系有:cos30mgF=库sin30RL=根据库仑定律有:2qQF kL=库联立可得:283mgRq=故C正确,ABD错误。
9.如图所示,三个带电小球A、B、C可视为点电荷,所带电荷分别为+Q、-Q、+q;A、B 固定在绝缘水平桌面上,C带有小孔,穿在摩擦因数处处相同的粗糙的绝缘直杆上,绝缘杆竖直放置在A、B连线的中点处,将C从杆上某一位置由静止释放,下落至桌面时速度恰好为零。
C沿杆下滑时带电量保持不变,那么C在下落过程中,以下判断正确的是()A .电场力做正功B .小球C 所受摩擦力先减小后增大 C .小球C 下落一半高度时速度一定最大D .摩擦产生的内能等于小球重力势能减少量【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A .AB 为等量异种点电荷,故产生的电场在AB 连线垂直平分线上,从垂足向两侧场强逐渐减小且中垂线为等势面,小球在下滑过程中沿等势面运动,电场力不做功,故A 错误; B .小球C 在下滑的过程中,由于场强增大,电场力也将逐渐增大,滑动摩擦力为f F qE μμ==故受到的摩擦力一直增大,故B 错误;C .小球C 的速度先增加后减小,开始时重力大于摩擦力,C 的加速度向下;后来重力小于摩擦力,加速度向上,C 做减速运动;当摩擦力等于重力时加速度为零,此时速度最大,但是此位置不一定在下落的高度一半的位置,故C 错误;D .小球在下滑过程中沿等势面运动,电场力不做功,初末状态的动能相同,摩擦产生的内能等于小球重力势能减少量,故D 正确; 故选D 。
【点睛】等量异种点电荷连线的中垂线是等势面,从垂足向两侧场强逐渐减小。
10.如图所示,半径为R 的光滑绝缘的半圆形轨道ABC ,A 点与圆心等高,B 点在圆心正下方,轨道固定于电场强度为E 的匀强电场中.两个带等量同种电荷小球刚好能静止在轨道的A 点和B 点.己知两小球质量皆为m ,重力加速度为g ,静电力常量为k .下列说法正确的是A .小球带正电B .小球的带电量为mg/EC .小球的带电量为2mgkD .在A 点小球对轨道的压力大于在B 点小球对轨道的压力【答案】B 【解析】若两球均带正电,则球B 不能平衡,则小球带负电,选项A 错误;对小球A 受力分析可知,竖直方向:0cos45mg F =库;对小球B 受力分析可知,水平方向:0cos45qE F =库;解得mg=qE ,则 q=mg/E ,选项B 正确;根据对A 竖直方向的方程0cos45mg F =库,即202cos 45(2)mg R =,解得22mg q R k=,选项C 错误;对AB 的整体受力分析可知:2NA F Eq =,2NB F mg = 因mg=qE 可知,在A 点小球对轨道的压力等于在B 点小球对轨道的压力,选项D 错误;故选B.点睛:此题关键是灵活选择研究对象,灵活运用整体法和隔离法列方程;注意轨道对球的弹力方向指向圆心.11.如图所示,绝缘水平面上一绝缘轻弹簧一端固定在竖直墙壁上,另一端栓接一带负电小物块,整个装置处在水平向右的匀强电场中。