高中物理高二物理上学期精选试卷(Word版 含解析)
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高中物理高二物理上学期精选试卷（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,2hR.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的周期为2RmRqk
C．小球c的加速度大小为2233kqmR
D．外力F竖直向上，大小等于2226kqmgR
【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
223cos3RhR
226sin3hhR
对b球，根据牛顿第二定律和向心力得：
22222264cos2cos302cos30qqqkkmRmahRTR
解得：
23RmRTqk
2233kqamR
则小球c的加速度大小为2233kqmR；故B错误，C正确。
D．对d球，由平衡条件得：
22226263sinqqkqFkmgmghRR
故D正确。
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三小球的电荷量均为q，d球的电荷量为-6q，2hR，重力加速度为g，静电力常量为k，则（ ）
A．小球a的线速度为23kqRm
B．小球b的角速度为2233kqRm
C．小球c的向心加速度大小为2233kqRm
D．外力F竖直向上，大小为2226kqR
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．通过分析，a、b、c一定带同种电荷，d与a、b、c一定带异种电荷，对小球a受力分析，在水平面上和竖直面分别如下图，小球最终的合力为
22212222363223(3)3(3)RqRqkqFFFkkRRRRR
合力提供小球做圆周运动的向心力，有
2223=3kqvmRR
可得233kqvmR，A错误；
B．合力提供小球做圆周运动的向心力，有
2223=3kqmωRR
解得2333kqωmR，B错误；
C．合力提供小球做圆周运动的向心力，有
223=3kqmaR
解得2233kqamR，C正确；
D．对d球受力分析，由平衡条件得：
222623(2)3qRFkmgRRR
解得2226kqmgRF，D错误。
故选C。
3．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2kQL
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()2OQkQEkLL
故A正确；
B．A、D两点点电荷在C处的合场强为
12222CQkQEkLL
方向OC方向，B点的负点电荷Q在C点产生的场强为
2222(2)CQkQEkLL
方向沿CO方向，故C处的场强为
1222221(2)22CCCkQkQkQEEELLL
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。
4．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，mgtan B．正电，mgtan θ
C．负电，mgtan θ D．负电，mgtan
【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．
5．一个带电量为+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，向心加速度为33g（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 2833mgRkQ
B．小球带正电，电荷量大小为233mgRkQ
C．小球带负电，电荷量大小为 2833mgRkQ
D．小球带负电，电荷量大小为233mgRkQ
【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：
33Fmamg向
设小球与点电荷连线与竖直方向夹角为θ，则有：
333tan=3mgFmgmg向
所以θ=30°，根据几何关系有：
cos30mgF库
sin30RL
根据库仑定律有：
2qQFkL库
联立可得：
2833mgRqkQ
故C正确，ABD错误。
6．如图所示，光滑绝缘半球形的碗固定在水平地面上，可视为质点的带电小球1、2的电荷分别为Q1、Q2，其中小球1固定在碗底A点，小球2可以自由运动，平衡时小球2位于碗内的B位置处，如图所示．现在改变小球2的带电量，把它放置在图中C位置时也恰好能平衡，已知AB弦是AC弦的两倍，则（ ）
A．小球在C位置时的电量是B位置时电量的一半
B．小球在C位置时的电量是B位置时电量的四分之一
C．小球2在B点对碗的压力大小等于小球2在C点时对碗的压力大小
D．小球2在B点对碗的压力大小大于小球2在C点时对碗的压力大小
【答案】C
【解析】
【详解】
AB．对小球2受力分析，如图所示，小球2受重力、支持力、库仑力，其中F1为库仑力F和重力mg的合力，根据三力平衡原理可知，F1=FN．由图可知，△OAB∽△BFF1
设半球形碗的半径为R，AB之间的距离为L，根据三角形相似可知，
1FmgFOAOBAB
即
1FmgFRRL
所以
FN=mg ①
LFmgR ②
当小球2处于C位置时，AC距离为2L，故
'12FF，
根据库仑定律有：
2ABQQFkL
'21()2ACQQFkL
所以
18CBQQ ，
即小球在C位置时的电量是B位置时电量的八分之一，故AB均错误；
CD．由上面的①式可知FN=mg，即小球2在B点对碗的压力大小等于小球2在C点时对碗
的压力大小，故C正确，D错误。
故选C。
7．如图所示，M、N为两个等量同种电荷，在其连线的中垂线上的P点放一静止的点电荷q（负电荷），不计重力，下列说法中正确的是（ ）
A．点电荷从P到O是匀加速运动，O点速度达最大值
B．点电荷在从P到O的过程中，电势能增大，速度越来越大
C．点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越大，速度也越来越大
D．点电荷一定能够返回到P点．
【答案】D
【解析】
试题分析：点电荷在从P到O的过程中，所受的电场力方向竖直向下，因场强大小不断变化，电场力不断变化，故做变加速运动，所以速度越来越大，到达C点后向下运动，受电场力向上而作减速运动，故O点速度达最大值，越过O点后，负电荷q做减速运动，速度越来越小，速度减到零后反向运动，返回到P点，选项A错误，D正确；点电荷在从P到O的过程中，电场力做正功，故电势能减小，选项B错误；因为从O向上到无穷远，电场强度先增大后减小，P到O的过程中，电场强度大小变化不能确定，所以电场力无法确定，加速度不能确定．故C错误．故选D．
考点：带电粒子在电场中的运动．
8．如图所示，有两对等量异种电荷，放在正方形的四个顶点处，a、b、c、d为正方形四个边的中点，o为正方形的中心，下列说法中正确的是
A．o点电场强度为零
B．a、c两个点的电场强度大小相等方向相反
C．将一带正电的试探电荷从b点沿直线移动到d点，电场力做功为零
D．将一带正电的试探电荷从a点沿直线移动到c点，试探电荷具有的电势能增大
【答案】C
【解析】
【详解】
A. 两个正电荷在O点的合场强水平向右，两个负电荷在O点的合场强也水平向右，所以O点电场强度不等于零，方向水平向右。故A不符合题意；
