高二物理上册综合训练题及答案
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高中物理高二物理上学期精选试卷综合测试卷(word 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.真空中,在x 轴上的坐标原点O 和x =50cm 处分别固定点电荷A 、B ,在x =10cm 处由静止释放一正点电荷p ,点电荷p 只受电场力作用沿x 轴方向运动,其速度与在x 轴上的位置关系如图所示。
下列说法正确的是( )A .x =10cm 处的电势比x =20cm 处的电势高B .从x =10cm 到x =40cm 的过程中,点电荷p 的电势能一定先增大后减小C .点电荷A 、B 所带电荷量的绝对值之比为9:4D.从x=10cm到x=40cm的过程中,点电荷p所受的电场力先增大后减小【答案】AC【解析】【分析】【详解】A.点电荷p从x=10cm处运动到x=30cm处,动能增大,电场力对点电荷做正功,则点电荷所受的电场力方向沿+x轴方向,因此,从x=10cm到x=30cm范围内,电场方向沿+x轴方向,所以,x=10cm处的电势比x=20cm处的电势高,故A正确;B.点电荷p在运动过程中,只有电场力做功,电势能和动能之和保持不变,点电荷的动能先增大后减小,则其电势能先减小后增大,故B错误;C.从x=10cm到x=30cm范围内,点电荷p所受的电场力沿+x轴方向,从x=30cm到x=50cm范围内,点电荷p所受的电场力沿-x轴方向,所以,点电荷p在x=30cm处所受的电场力为零,则点电荷A、B对点电荷p的静电力大小相等,方向相反,故有22A BA BQ q Q qk kr r=其中r A=30cm,r B=20cm,所以,Q A:Q B=9:4,故C正确;D.点电荷x=30cm处所受的电场力为零,由电场力公式F=qE可知:x=30cm处的电场强度为零,所以从x=10cm到x=40cm的过程中,点电荷p所受的电场力一定先减小后增大,故D错误。
高中物理高二物理上学期精选试卷综合测试卷(word含答案)一、第九章静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.如图所示,用两根等长的绝缘细线各悬挂质量分别m A和m B的小球,分别带q A和q B的正电荷,悬点为O,当小球由于静电力作用张开一角度时,A球悬线与竖直线夹角为α,B 球悬线与竖直线夹角为β,则()A.sinsinABmmβα=B.sinsinA BB Am qm qβα=C.sinsinABqqβα=D.两球接触后,再静止下来,两绝缘细线与竖直方向的夹角变为α'、β',有sin sinsin sinααββ'='【答案】AD【解析】【分析】【详解】AB.如下图,对两球受力分析,根据共点力平衡和几何关系的相似比,可得Am g OPF PA=库,Bm g OPF PB=库由于库仑力相等,联立可得A B m PBmPA= 由于sin cos OA PA αθ⋅=,sin cos OB PB βθ⋅=,代入上式可得sin sin A B m m βα= 所以A 正确、B 错误;C .根据以上分析,两球间的库仑力是作用力与反作用力,大小相等,与两个球带电量的多少无关,所以不能确定电荷的比例关系,C 错误;D .两球接触后,再静止下来,两绝缘细线与竖直方向的夹角变为α'、β',对小球A 、B 受力分析,根据上述的分析,同理,仍然有相同的关系,即sin sin A B m m βα'='联立可得sin sin sin sin ααββ'='D 正确。
故选AD 。
2.如图所示,内壁光滑的绝缘半圆容器静止于水平面上,带电量为q A 的小球a 固定于圆心O 的正下方半圆上A 点;带电量为q ,质量为m 的小球b 静止于B 点,其中∠AOB =30°。
由于小球a 的电量发生变化,现发现小球b 沿容器内壁缓慢向上移动,最终静止于C 点(未标出),∠AOC =60°。
高二物理力学综合试题1.如图,动物园的水平地而上放着一只质量为M的笼子,笼内有一只质量为m的猴子,当猴以某一加速度沿竖直柱子加速向上爬时,笼子对地面的压力为F1;当猴以同样大小的加速度沿竖直柱子加速下滑时,笼子对地面的压力为F2,关于F1和F2的大小,下列判断中正确的是A.F1=F2B.F-1>(M+m)g,F2<(M+m)gC.F1+F2=2(M+m)g D.F1-F2=2(M+m)g【答案】BC【解析】此题目是受力分析的题,笼子自身质量为M,则重力为Mg.而猴子在加速上滑时受到的摩擦力是向上f,f-mg=ma,f=mg+ma而猴子受到的摩擦力和立柱受到的摩擦力是作用力和反作用力,则立柱受到的摩擦力也为f,大小相等,只不过方向是相反的,猴子受到的摩擦力是向上的,立柱受到的摩擦力是向下的,则立柱受到向下的合力为,则立柱对地面的压力也是.而猴子在加速下滑时受到的摩擦力是向上f,而猴子受到的摩擦力和立柱受到的摩擦力是作用力和反作用力,则立柱受到的摩擦力也为f,大小相等,只不过方向是相反的,猴子受到的摩擦力是向上的,立柱受到的摩擦力是向下的,则立柱受到向下的合力为,则立柱对地面的压力也是.故B正确。
,C项正确。
故选BC【考点】考查牛顿第二定律;力的合成与应用;摩擦力的方向点评:本题目考查了力的合成以及力的相互作用,需要学生先对物体进行受力分析,然后利用所学知识灵活应用2.光滑的水平轨道AB,与半径为R的光滑的半圆形轨道BCD相切于B点,其中圆轨道在竖直平面内,B为最低点,D为最高点.为使一质量为m的小球以初速度v沿AB运动,恰能通过最高点,则( )A.R越小,v越大B.m越大,v越大C.R越大,小球经过B点后瞬间对轨道的压力越大D.小球经过B点后瞬间对轨道的压力与R无关【答案】D【解析】小球恰好通过最高点,则只有重力提供向心力,则。
根据机械能守恒定律则,则。
因此,AB错误。
经过B点时,将代入则,所以C错,D对。
高中物理高二物理上学期精选测试卷综合测试(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.如图所示,A、B两点有等量同种正点电荷,AB连线的中垂线上C、D两点关于AB对t=时刻,一带正电的点电荷从C点以初速度v0沿CD方向射入,点电荷只受电场称,0力。
则点电荷由C到D运动的v-t图象,以下可能正确的是A.B.C.D.【答案】BD【解析】【分析】【详解】由于AB是同种电荷,所以连线中点的场强为零,无穷远处场强也为零,其间有一点电场强度最大,所以粒子从C点向中点运动过程中,加速度可能一直减小,也可能先减小后增大,选项AC错误,BD正确。
故选BD。
2.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.tanθ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2sinqQ xk mg mgd Lθ==可知x与电荷量乘积Qq成正比,选项C正确;D.因为2tan=qQkd dL mgxθ=由于x变化,所以不能说tanθ与A、B间库仑力成正比,故D错误。
故选BC。
3.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。
高中物理高二物理上学期精选测试卷综合测试卷(word含答案)一、第九章静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.如图所示,用两根等长的绝缘细线各悬挂质量分别m A和m B的小球,分别带q A和q B的正电荷,悬点为O,当小球由于静电力作用张开一角度时,A球悬线与竖直线夹角为α,B 球悬线与竖直线夹角为β,则()A.sinsinABmmβα=B.sinsinA BB Am qm qβα=C.sinsinABqqβα=D.两球接触后,再静止下来,两绝缘细线与竖直方向的夹角变为α'、β',有sin sinsin sinααββ'='【答案】AD【解析】【分析】【详解】AB.如下图,对两球受力分析,根据共点力平衡和几何关系的相似比,可得Am g OPF PA=库,Bm g OPF PB=库由于库仑力相等,联立可得A B m PBmPA= 由于sin cos OA PA αθ⋅=,sin cos OB PB βθ⋅=,代入上式可得sin sin A B m m βα= 所以A 正确、B 错误;C .根据以上分析,两球间的库仑力是作用力与反作用力,大小相等,与两个球带电量的多少无关,所以不能确定电荷的比例关系,C 错误;D .两球接触后,再静止下来,两绝缘细线与竖直方向的夹角变为α'、β',对小球A 、B 受力分析,根据上述的分析,同理,仍然有相同的关系,即sin sin A B m m βα'='联立可得sin sin sin sin ααββ'='D 正确。
故选AD 。
2.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:mgF cos =库α,N F 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N Nsin F F Ncos m M g+==+()ββ解得()F mgtan m M gtan M m gN cos =-++=()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。
高中物理高二物理上学期精选测试卷综合测试卷(word 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=2233kqamR=则小球c的加速度大小为233kqmR,故B正确,C错误。
D.对d球,由平衡条件得2226263sinq q kqF k mg mgh R Rα⋅=+=++故D正确。
故选BD。
2.如图所示,用两根等长的绝缘细线各悬挂质量分别m A和m B的小球,分别带q A和q B的正电荷,悬点为O,当小球由于静电力作用张开一角度时,A球悬线与竖直线夹角为α,B 球悬线与竖直线夹角为β,则()A.sinsinABmmβα=B.sinsinA BB Am qm qβα=C.sinsinABqqβα=D.两球接触后,再静止下来,两绝缘细线与竖直方向的夹角变为α'、β',有sin sinsin sinααββ'='【答案】AD【解析】【分析】【详解】AB.如下图,对两球受力分析,根据共点力平衡和几何关系的相似比,可得A m g OP F PA =库,B m g OPF PB=库 由于库仑力相等,联立可得A B m PBm PA= 由于sin cos OA PA αθ⋅=,sin cos OB PB βθ⋅=,代入上式可得sin sin A B m m βα= 所以A 正确、B 错误;C .根据以上分析,两球间的库仑力是作用力与反作用力,大小相等,与两个球带电量的多少无关,所以不能确定电荷的比例关系,C 错误;D .两球接触后,再静止下来,两绝缘细线与竖直方向的夹角变为α'、β',对小球A 、B 受力分析,根据上述的分析,同理,仍然有相同的关系,即sin sin A B m m βα'='联立可得sin sin sin sin ααββ'='D 正确。
高中物理高二物理上学期精选试卷综合测试卷(word含答案)一、第九章静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.真空中,在x轴上的坐标原点O和x=50cm处分别固定点电荷A、B,在x=10cm处由静止释放一正点电荷p,点电荷p只受电场力作用沿x轴方向运动,其速度与在x轴上的位置关系如图所示。
下列说法正确的是()A.x=10cm处的电势比x=20cm处的电势高B.从x=10cm到x=40cm的过程中,点电荷p的电势能一定先增大后减小C.点电荷A、B所带电荷量的绝对值之比为9:4D.从x=10cm到x=40cm的过程中,点电荷p所受的电场力先增大后减小【答案】AC【解析】【分析】【详解】A.点电荷p从x=10cm处运动到x=30cm处,动能增大,电场力对点电荷做正功,则点电荷所受的电场力方向沿+x轴方向,因此,从x=10cm到x=30cm范围内,电场方向沿+x轴方向,所以,x=10cm处的电势比x=20cm处的电势高,故A正确;B.点电荷p在运动过程中,只有电场力做功,电势能和动能之和保持不变,点电荷的动能先增大后减小,则其电势能先减小后增大,故B错误;C.从x=10cm到x=30cm范围内,点电荷p所受的电场力沿+x轴方向,从x=30cm到x=50cm范围内,点电荷p所受的电场力沿-x轴方向,所以,点电荷p在x=30cm处所受的电场力为零,则点电荷A、B对点电荷p的静电力大小相等,方向相反,故有22A BA BQ q Q qk kr r其中r A=30cm,r B=20cm,所以,Q A:Q B=9:4,故C正确;D.点电荷x=30cm处所受的电场力为零,由电场力公式F=qE可知:x=30cm处的电场强度为零,所以从x=10cm到x=40cm的过程中,点电荷p所受的电场力一定先减小后增大,故D错误。
故选AC。
2.如图所示,竖直绝缘墙上固定一带电小球A,将带电小球B用轻质绝缘丝线悬挂在A的正上方C处,图中AC=h。
高中物理高二物理上学期精选试卷综合测试卷(word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。
高中物理高二物理上学期精选试卷综合测试卷(word含答案)一、第九章静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.电荷量相等的两点电荷在空间形成的电场有对称美.如图所示,真空中固定两个等量异种点电荷A、B,AB连线中点为O.在A、B所形成的电场中,以O点为圆心半径为R的圆面垂直AB连线,以O为几何中心的边长为2R的正方形平面垂直圆面且与AB连线共面,两个平面边线交点分别为e、f,则下列说法正确的是( )A.在a、b、c、d、e、f六点中找不到任何两个场强和电势均相同的点B.将一电荷由e点沿圆弧egf移到f点电场力始终不做功C.将一电荷由a点移到圆面内任意一点时电势能的变化量相同D.沿线段eOf移动的电荷,它所受的电场力先减小后增大【答案】BC【解析】图中圆面是一个等势面,e、f的电势相等,根据电场线分布的对称性可知e、f的场强相同,故A错误.图中圆弧egf是一条等势线,其上任意两点的电势差都为零,根据公式W=qU可知:将一正电荷由e点沿圆弧egf移到f点电场力不做功,故B正确.a点与圆面内任意一点时的电势差相等,根据公式W=qU可知:将一电荷由a点移到圆面内任意一点时,电场力做功相同,则电势能的变化量相同.故C正确.沿线段eof移动的电荷,电场强度先增大后减小,则电场力先增大后减小,故D错误.故选BC.【点睛】等量异种电荷连线的垂直面是一个等势面,其电场线分布具有对称性.电荷在同一等势面上移动时,电场力不做功.根据电场力做功W=qU分析电场力做功情况.根据电场线的疏密分析电场强度的大小,从而电场力的变化.2.真空中,在x轴上的坐标原点O和x=50cm处分别固定点电荷A、B,在x=10cm处由静止释放一正点电荷p,点电荷p只受电场力作用沿x轴方向运动,其速度与在x轴上的位置关系如图所示。
下列说法正确的是()A.x =10cm 处的电势比x =20cm 处的电势高B .从x =10cm 到x =40cm 的过程中,点电荷p 的电势能一定先增大后减小C .点电荷A 、B 所带电荷量的绝对值之比为9:4D .从x =10cm 到x =40cm 的过程中,点电荷p 所受的电场力先增大后减小 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】A .点电荷p 从x =10cm 处运动到x =30cm 处,动能增大,电场力对点电荷做正功,则点电荷所受的电场力方向沿+x 轴方向,因此,从x =10cm 到x =30cm 范围内,电场方向沿+x 轴方向,所以,x =10cm 处的电势比x =20cm 处的电势高,故A 正确;B .点电荷p 在运动过程中,只有电场力做功,电势能和动能之和保持不变,点电荷的动能先增大后减小,则其电势能先减小后增大,故B 错误;C .从x =10cm 到x =30cm 范围内,点电荷p 所受的电场力沿+x 轴方向,从x =30cm 到x =50cm 范围内,点电荷p 所受的电场力沿-x 轴方向,所以,点电荷p 在x =30cm 处所受的电场力为零,则点电荷A 、B 对点电荷p 的静电力大小相等,方向相反,故有22A B A B Q q Q qkk r r = 其中r A =30cm ,r B =20cm ,所以,Q A :Q B =9:4,故C 正确;D .点电荷x =30cm 处所受的电场力为零,由电场力公式F =qE 可知:x =30cm 处的电场强度为零,所以从x =10cm 到x =40cm 的过程中,点电荷p 所受的电场力一定先减小后增大,故D 错误。
高中物理高二物理上学期精选试卷综合测试(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2q 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,用两根等长的绝缘细线各悬挂质量分别m A 和m B 的小球,分别带q A 和q B 的正电荷,悬点为O ,当小球由于静电力作用张开一角度时,A 球悬线与竖直线夹角为α,B 球悬线与竖直线夹角为β,则( )A .sin sin AB m m βα= B .sin sin A B B A m q m q βα= C .sin sin A B q q βα= D .两球接触后,再静止下来,两绝缘细线与竖直方向的夹角变为α'、β',有sin sin sin sin ααββ'='【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】AB .如下图,对两球受力分析,根据共点力平衡和几何关系的相似比,可得A m g OP F PA =库,B m g OPF PB=库 由于库仑力相等,联立可得A B m PBm PA= 由于sin cos OA PA αθ⋅=,sin cos OB PB βθ⋅=,代入上式可得sin sin A B m m βα= 所以A 正确、B 错误;C .根据以上分析,两球间的库仑力是作用力与反作用力,大小相等,与两个球带电量的多少无关,所以不能确定电荷的比例关系,C 错误;D .两球接触后,再静止下来,两绝缘细线与竖直方向的夹角变为α'、β',对小球A 、B 受力分析,根据上述的分析,同理,仍然有相同的关系,即sin sin A B m m βα'='联立可得sin sin sin sin ααββ'='D 正确。
高中物理高二物理上学期精选试卷综合测试卷(word 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:mgF cos =库α,N F 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。
2.如图,质量分别为m A和m B的两小球带有同种电荷,电荷量分别为q A和q B,用绝缘细线悬挂在天花板上。
平衡时,两小球恰处于同一水平位置,细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2(θ1>θ2)。
两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动,最大速度分别为v A和v B,最大动能分别为E k A和E k B。
则()A.m A一定大于m BB.q A一定小于q BC.v A一定大于v BD.E k A一定大于E k B【答案】CD【解析】【详解】A.对小球A受力分析,受重力、静电力、拉力,如图所示:根据平衡条件,有:1tanAFm gθ=故:1tan A Fm g θ=⋅同理,有:2tan B Fm g θ=⋅由于θ1>θ2,故m A <m B ,故A 错误;B .两球间的库仑力是作用力与反作用力,一定相等,与两个球是否带电量相等无关,故B 错误;C .设悬点到AB 的竖直高度为h ,则摆球A 到最低点时下降的高度:1111(1)cos cos h h h h θθ∆=-=- 小球摆动过程机械能守恒,有212A A A A m g h m v ∆=解得:2A A v g h =⋅∆由于θ1>θ2,A 球摆到最低点过程,下降的高度△h A >△h B ,故A 球的速度较大,故C 正确;D .小球摆动过程机械能守恒,有mg △h =E K故(1cos )(1cos )tan k FLE mg h mgL θθθ=∆=-=- 其中L cos θ相同,根据数学中的半角公式,得到:1cos (1cos )cos ()cos tan tan sin 2k FL E FL FL θθθθθθθ-=-==⋅ 其中FL cos θ相同,故θ越大,动能越大,故E kA 一定大于E kB ,故D 正确。
高中物理高二物理上学期精选试卷综合测试卷(word 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.2.如图所示,竖直绝缘墙上固定一带电小球A ,将带电小球B 用轻质绝缘丝线悬挂在A 的正上方C 处,图中AC =h 。
当B 静止在与竖直方向夹角θ=30°方向时,A 对B 的静电力为B 所受重力的0.5倍,则下列说法中正确的是(两球均可看作点电荷)( )A.此时丝线长度为2 LB.以后由于A漏电,B在竖直平面内缓慢运动,到θ=0°处A的电荷尚未漏完,在整个漏电过程中,丝线上拉力大小保持不变C.若保持悬点C位置不变,缓慢缩短丝线BC的长度,B球运动轨迹在最初阶段为圆弧D.若A对B的静电力为B所受重力的3倍,要使B球依然在θ=30°处静止,则丝线BC的长度应调整为33h或233h【答案】BCD【解析】【分析】【详解】A.当A对B的静场力为B所受重力的0.5倍,B静止时丝线BC与竖直方向夹角θ=30°,处于平衡,根据几何关系可知此时AB与BC互相垂直,此时丝线长度为32h,选项A错误;B.而由三角形相似可知G F Th AB BC==则在整个漏电过程中,丝线上拉力T大小保持不变,选项B正确;C.以C点为原点,以CA方向为y轴,垂直CA方向向右为x轴建立坐标系,设B点坐标为(x ,y ),则由几何关系cos sin x h θθ=⋅tan xyθ=消掉θ角且整理可得2222(cos )x y h BC +==θ缓慢缩短丝线BC 的长度,最初阶段BC 的长度变化较小,B 球运动轨迹在最初阶段为圆弧,选项C 正确;D .若A 对B 的静电力为B 所受重力的3倍,则B 静止在与竖直方向夹角仍为θ=30°时,对B 受力分析,G 、F 与T ,将F 与T 合成,则有G F AC AB= 解得F AB hG == 根据余弦定理可得2222cos30h BC BC h =+-⨯⨯︒) 解得BC =3h 或3h 选项D 正确。
高中物理高二物理上学期精选测试卷综合测试卷(word 含答案)一、第九章 静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.质量分别为A m 和B m 的两小球带有同种电荷,电荷量分别为A q 和B q ,用绝缘细线悬挂在天花板上。
平衡时,两小球恰处于同一水平位置,细线与竖直方向间夹角分别为1θ与()212θθθ>。
两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动,最大速度分别为A v 和B v ,最大动能分别为kA E 和kB E 。
则( )A .A m 一定大于B m B .A q 一定小于B qC .A v 一定大于B vD .kAE 一定大于kB E【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】A .对小球A 受力分析,受重力、静电力、拉力,如图所示根据平衡条件,有1A tan F m gθ=故A 1tan Fm g θ=⋅同理,有B 2tan Fm g θ=⋅由于12θθ>,故A B m m <,故A 错误;B .两球间的库仑力是作用力与反作用力,一定相等,与两个球是否带电量相等无关,故B 错误;C .设悬点到AB 的竖直高度为h ,则摆球A 到最低点时下降的高度111(1)cos cos h h h h θθ∆=-=- 小球摆动过程机械能守恒,有212mg h mv ∆=解得2v g h =⋅∆由于12θθ>,A 球摆到最低点过程,下降的高度A B h h ∆>∆,故A 球的速度较大,故C 正确;D .小球摆动过程机械能守恒,有k mg h E ∆=故k (1cos )(1cos )tan FLE mg h mgL θθθ=∆=-=- 其中cos L θ相同,根据数学中的半角公式,得到k 1cos (1cos )cos ()cos tan tan sin 2FL E FL FL θθθθθθθ-=-==⋅ 其中cos FL θ相同,故θ越大,动能越大,故kA E 一定大于kB E ,故D 正确。
高中物理高二物理上学期精选试卷综合测试(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 。
高中物理高二物理上学期精选测试卷综合测试卷(word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。
高中物理高二物理上学期精选试卷综合测试卷(word 含答案)一、第九章 静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.质量分别为A m 和B m 的两小球带有同种电荷,电荷量分别为A q 和B q ,用绝缘细线悬挂在天花板上。
平衡时,两小球恰处于同一水平位置,细线与竖直方向间夹角分别为1θ与()212θθθ>。
两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动,最大速度分别为A v 和B v ,最大动能分别为kA E 和kB E 。
则( )A .A m 一定大于B m B .A q 一定小于B qC .A v 一定大于B vD .kAE 一定大于kB E【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】A .对小球A 受力分析,受重力、静电力、拉力,如图所示根据平衡条件,有1A tan F m gθ=故A 1tan Fm g θ=⋅同理,有B 2tan Fm g θ=⋅由于12θθ>,故A B m m <,故A 错误;B .两球间的库仑力是作用力与反作用力,一定相等,与两个球是否带电量相等无关,故B 错误;C .设悬点到AB 的竖直高度为h ,则摆球A 到最低点时下降的高度111(1)cos cos h h h h θθ∆=-=- 小球摆动过程机械能守恒,有212mg h mv ∆=解得2v g h =⋅∆由于12θθ>,A 球摆到最低点过程,下降的高度A B h h ∆>∆,故A 球的速度较大,故C 正确;D .小球摆动过程机械能守恒,有k mg h E ∆=故k (1cos )(1cos )tan FLE mg h mgL θθθ=∆=-=- 其中cos L θ相同,根据数学中的半角公式,得到k 1cos (1cos )cos ()cos tan tan sin 2FL E FL FL θθθθθθθ-=-==⋅ 其中cos FL θ相同,故θ越大,动能越大,故kA E 一定大于kB E ,故D 正确。
高中物理高二物理上学期精选试卷综合测试卷(word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,用两根等长的绝缘细线各悬挂质量分别m A和m B的小球,分别带q A和q B的正电荷,悬点为O,当小球由于静电力作用张开一角度时,A球悬线与竖直线夹角为α,B 球悬线与竖直线夹角为β,则()A.sinsinABmmβα=B.sinsinA BB Am qm qβα=C.sin sin A B q q βα= D .两球接触后,再静止下来,两绝缘细线与竖直方向的夹角变为α'、β',有sin sin sin sin ααββ'='【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】AB .如下图,对两球受力分析,根据共点力平衡和几何关系的相似比,可得A m g OP F PA =库,B m g OPF PB=库 由于库仑力相等,联立可得A B m PBm PA= 由于sin cos OA PA αθ⋅=,sin cos OB PB βθ⋅=,代入上式可得sin sin A B m m βα= 所以A 正确、B 错误;C .根据以上分析,两球间的库仑力是作用力与反作用力,大小相等,与两个球带电量的多少无关,所以不能确定电荷的比例关系,C 错误;D .两球接触后,再静止下来,两绝缘细线与竖直方向的夹角变为α'、β',对小球A 、B 受力分析,根据上述的分析,同理,仍然有相同的关系,即sin sin A B m m βα'='联立可得sin sinsin sinααββ'='D正确。
高中物理高二物理上学期精选试卷综合测试卷(word 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.电荷量相等的两点电荷在空间形成的电场有对称美.如图所示,真空中固定两个等量异种点电荷A 、B ,AB 连线中点为O.在A 、B 所形成的电场中,以O 点为圆心半径为R 的圆面垂直AB 连线,以O 为几何中心的边长为2R 的正方形平面垂直圆面且与AB 连线共面,两个平面边线交点分别为e 、f ,则下列说法正确的是( )A .在a 、b 、c 、d 、e 、f 六点中找不到任何两个场强和电势均相同的点B .将一电荷由e 点沿圆弧egf 移到f 点电场力始终不做功C .将一电荷由a 点移到圆面内任意一点时电势能的变化量相同D .沿线段eOf 移动的电荷,它所受的电场力先减小后增大 【答案】BC 【解析】图中圆面是一个等势面,e 、f 的电势相等,根据电场线分布的对称性可知e 、f 的场强相同,故A 错误.图中圆弧egf 是一条等势线,其上任意两点的电势差都为零,根据公式W=qU 可知:将一正电荷由e 点沿圆弧egf 移到f 点电场力不做功,故B 正确.a 点与圆面内任意一点时的电势差相等,根据公式W=qU 可知:将一电荷由a 点移到圆面内任意一点时,电场力做功相同,则电势能的变化量相同.故C 正确.沿线段eof 移动的电荷,电场强度 先增大后减小,则电场力先增大后减小,故D 错误.故选BC .【点睛】等量异种电荷连线的垂直面是一个等势面,其电场线分布具有对称性.电荷在同一等势面上移动时,电场力不做功.根据电场力做功W=qU 分析电场力做功情况.根据电场线的疏密分析电场强度的大小,从而电场力的变化.3.质量分别为A m 和B m 的两小球带有同种电荷,电荷量分别为A q 和B q ,用绝缘细线悬挂在天花板上。
高中物理高二物理上学期精选试卷综合测试卷(word 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2q 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,用两根等长的绝缘细线各悬挂质量分别m A 和m B 的小球,分别带q A 和q B 的正电荷,悬点为O ,当小球由于静电力作用张开一角度时,A 球悬线与竖直线夹角为α,B 球悬线与竖直线夹角为β,则( )A .sin sin AB m m βα= B .sin sin A B B A m q m q βα= C .sin sin A B q q βα= D .两球接触后,再静止下来,两绝缘细线与竖直方向的夹角变为α'、β',有sin sin sin sin ααββ'='【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】AB .如下图,对两球受力分析,根据共点力平衡和几何关系的相似比,可得A m g OP F PA =库,B m g OPF PB=库 由于库仑力相等,联立可得A B m PBm PA= 由于sin cos OA PA αθ⋅=,sin cos OB PB βθ⋅=,代入上式可得sin sin A B m m βα= 所以A 正确、B 错误;C .根据以上分析,两球间的库仑力是作用力与反作用力,大小相等,与两个球带电量的多少无关,所以不能确定电荷的比例关系,C 错误;D .两球接触后,再静止下来,两绝缘细线与竖直方向的夹角变为α'、β',对小球A 、B 受力分析,根据上述的分析,同理,仍然有相同的关系,即sin sin A B m m βα'='联立可得sin sin sin sin ααββ'='D 正确。
高中物理高二物理上学期精选试卷综合测试卷(word含答案)一、第九章静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.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.t=时,甲静止,乙以2.如图()a所示,光滑绝缘水平面上有甲、乙两个点电荷.06m/s的初速度向甲运动.此后,它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动(整个运动过程中没有接触),它们运动的v t-图像分别如图()b中甲、乙两曲线所示.则由图线可知( )A .两电荷的电性一定相反B .甲、乙两个点电荷的质量之比为2:1C .在20t ~时间内,两电荷的静电力先减小后增大D .在30t ~时间内,甲的动能一直增大,乙的动能先减小后增大 【答案】BD 【解析】 【详解】A .由图象0-t 1段看出,甲从静止开始与乙同向运动,说明甲受到了乙的排斥力作用,则知两电荷的电性一定相同,故A 错误.B .由图示图象可知:v 甲0=0m/s ,v 乙0=6m/s ,v 甲1=v 乙1=2m/s ,两点电荷组成的系统动量守恒,以向左为正方向,由动量守恒定律得:+=+m v m v m v m v 甲甲0乙乙0甲甲1乙乙1代入数据解得:m 甲:m 乙=2:1故B 正确;C .0~t 1时间内两电荷间距离逐渐减小,在t 1~t 2时间内两电荷间距离逐渐增大,由库仑定律得知,两电荷间的相互静电力先增大后减小,故C 错误.D .由图象看出,0~t 3时间内,甲的速度一直增大,则其动能也一直增大,乙的速度先沿原方向减小,后反向增大,则其动能先减小后增大,故D 正确.3.如图所示,在竖直放置的半径为R 的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O 处固定一点电荷,将质量为m ,带电量为+q 的小球从圆弧管的水平直径端点A 由静止释放,小球沿细管滑到最低点B 时,对管壁恰好无压力,已知重力加速度为g ,则下列说法正确的是( )A .小球在B 2gR B .小球在B 2gRC .固定于圆心处的点电荷在AB 弧中点处的电场强度大小为3mg/qD .小球不能到达C 点(C 点和A 在一条水平线上) 【答案】AC 【解析】试题分析:由A 到B ,由动能定理得:0102mgr mv =-,解得2v gr =,A 正确,B 错误,在B 点,对小球由牛顿第二定律得:2qE mg v m r-=,将B 点的速度带入可得3mgE q=,C 正确,从A 到C 点过程中电场力做功为零,所以小球能到达C 点,D 错误, 考点:动能定理和牛顿定律综合的问题点评:小球沿细管滑到最低点B 时,对管壁恰好无压力.并不是电场力等于重力,而是电场力与重力提供向心力去做圆周运动.当是点电荷的电场时,由于电场力与支持力均于速度方向垂直,所以只有重力做功.4.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 。
运动学1.有一种测定重力加速度g 值的方法,叫“对称自由下落法”,它可将测定g 归结于测定长度和时间。
实验中用稳定的氦氖激光的波长为长度标准,利用光学干涉的方法测距离,用铷原子钟测时间,因此能将g 值测得很准。
具体做法是:将真空长直管沿竖直方向放置,测得自某点O 点向上抛出小球到小球落回O 点的时间间隔为T 2;在上述小球的运动过程中,还测得小球两次经过比O 点高H 的P 点的时间间隔为T 1。
则用T 1 、T 2和H 表示g 的表达式是A .22218HT T - B .22214H T T - C .()2218H T T - D .()2214H T T -提示:设小球从O 点开始上升的最大高度为h 2,从P 点开始上升的最大高度为h 1,则h 2-h 1=H ,且222221⎪⎭⎫ ⎝⎛=T g h ,211221⎪⎭⎫ ⎝⎛=T g h 。
选A 。
2.如图所示,斜面上有a 、b 、c 、d 四个点,从低到高排列,ab =bc =cd 。
从a 点正上方的O 点以速度v 水平抛出一个小球,不计空气阻力,它落在斜面上的b 点。
若小球从O 点以速度2v 水平抛出,则它落在斜面上的A .b 与c 之间某一点B .c 点C .c 与d 之间某一点D .d 点提示:过b 点画水平线。
若没有斜面,从O 点抛出的小球到达该水平线的水平位移与初速度成正比,因此初速度为2v时,小球与水平线的交点应在c 点正下方。
选A 。
3.如图所示,用小球在O 点对准前方的一块竖直放置的挡板,O 与A 在同一高度。
小球的水平初速度分别是ν1、ν2、ν3,不计空气阻力,打在挡板上的位置分别是B 、C 、D ,且AB ∶BC ∶CD =1∶3∶5。
则ν1、ν2、ν3之间的正确关系是A .ν1∶ν2∶ν3=3∶2∶1B .ν1∶ν2∶ν3=5∶3∶1C .ν1∶ν2∶ν3=6∶3∶2D .ν1∶ν2∶ν3=9∶4∶1提示:三个小球在竖直方向都做自由落体运动,位移大小之比为1∶4∶9,而h=gt /2∝t ,因此经历时间之比为1∶2∶3;水平位移相同,因此初速度与时间成反比。
选C 。
静力学 1.如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔。
质量为m 的小球套在圆环上。
一根细线的下端栓着小球,上端穿过小孔用手拉住。
现拉动细线,使小球沿圆环缓慢上移。
在移动过程中手对线的拉力F和轨道对小球的弹力N 的大小变化情况是A .F 不变,N 增大B .F 不变,N 不变C .F 减小,N 不变D .F 增大提示:做出小球的受力分析图,有相似形知,无论细线与竖直方向夹角θ多大,轨道对小球的弹力N 始终与重力G 的大小相等;线对小球的拉力大小等于2mg cos θ,随着θ的增大而减小。
选C 。
牛顿运动定律1.如图甲所示,物体原来静止在水平面上,现用一水平拉力F 拉物体,F 从0开始逐渐增大的过程中,物体先保持静止,后做变加速运动,其加速度a 随拉力F 变化的图象如图乙所示。
若物体与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列结论正确的是A .物体的质量为3.5kgB .物体与水平面之间的滑动摩擦力为7.0NC .物体与水平面之间的动摩擦因数为0.30D .物体与水平面之间的摩擦力大小始终是6.0N提示:由牛顿第二定律,F-μmg=ma 得出a 与F 的函数关系式g F m a μ-⋅=1是一次函数,其斜率的物理意义是质量的倒数,在纵轴上截距的物理意义是-μg 。
由图中坐标值得斜率为0.5,因此质量m=2kg 。
将图线延长和纵轴相交,由相似形可的截距为-3.0,因此μ=0.30。
当拉力小于6N 时,物体和水平面间的摩擦力是静摩擦力,小于6N 。
选C 。
2.如图甲所示,两物体A 、B 叠放在光滑水平面上,对物体B 施加一水平力F ,F-t 关系图象如图乙所示。
两物体在F 作用下由静止开始运动,且始终相对静止。
则A .t 0时刻,两物体之间的摩擦力最大B .t 0时刻,两物体的速度方向开始改变C .t 0-2t 0时间内,两物体之间的摩擦力逐渐减小D .0-2t 0时间内,物体A 所受的摩擦力方向始终与F 的方向相同提示:分别以A 和整体为对象用牛顿第二定律:F=(m A+m B )a ;f=m A a ,因此f ∝F ,方向也始终相同。
选D 。
3.如图所示,质量为M 的小车放在光滑的水平面上.小车上用细线悬吊一质量为m 的小球,M >m 。
现用一力F 水平向右拉小球,使小球和车一起以加速度a 向右运动时,细线与竖直方向成α角,细线的拉力为T ;若用一力F’水平向左拉小车,使小球和车一起以加速度a’向左运动时,细线与竖直方向也成α角,细线的拉力为T’.则A .a ´=a ,T ´=TB .a ´>a ,T ´=TC .a ´<a ,T ´=TD .a ´>a ,T ´>T提示:以小球为对象,两次竖直方向合力都是零,因此细线拉力大小 都是T=mg /cos α,因此T ´=T ;两种情况下分别以小车和小球为对象用牛顿第二定律,T sin α=Ma =ma ´,因为M >m ,所以a ´>a 。
选B 。
4.用沿斜面向上的恒力F 将静止在斜面底端的物体向上推,推到斜面中点时,撤去F ,物体正好能运动到斜面顶端,并接着开始返回。
已知上述过程中,物体从底端到顶端经历的时间和物体从顶端滑到底端经历的时间都是t ,物体回到底端时的速度为10m/s 。
求:⑴推力F 与斜面对物体的摩擦力f 的大小之比;⑵该斜面顶端和底端的高度差h 。
⑶撤去F 瞬间物体的速度v 。
提示:⑴设滑动摩擦力大小为f ,重力的下滑分力大小为G x ,斜面总长度为2s ,在上升阶段对物体用动能定理,F ★s-(f+G x )★2s =0;上升的加速阶段和减速阶段平均速度相同,因此经历时间相同,都是t /2,撤去F 后的上滑阶段和整个下滑阶段时间之比为1∶2,位移大小为1∶2,因此平均速度等大,最大速度也等大,因此撤去F 后直到回到底端过程对物体用动能定理,G x ★s -f ★3s =0,由以上两方程得F ∶f ∶G x =8∶1∶3;⑵由G x ★s -f ★3s =0得sin α=3μcos α,全过程用动能定理,F ★s-f ★4s=mv 2/2,将F=8f 和f=μmg cos α,再利用h=2s sin α,得h =7.5m 。
⑶撤去F 直到下滑到斜面底端,外力做的总功为零,因此最大速度应相等,v =10m/s 。
/N 乙 甲 F万有引力1.天文学上把两颗相距较近,由彼此间万有引力作用而环绕空中某一中心点做匀速圆周运动的恒星系统称为双星。
从与双星相距很远的位置看双星,它们都在绕中心点“晃动”。
由α星、β星组成的双星系统绕其中心“晃动”的周期为T ,α星的“晃动”范围为D α,β星“晃动”范围为D β。
已知引力常量为G 。
求α星和β星的质量之和。
提示:所谓晃动范围实际上就是该星做圆周运动的直径,因此双星质心间的距离r=(D α+D β)/2;由于双星周期相同、向心力相同,因此晃动半径与质量成反比,α星的晃动半径为r m m m r βαβα+=,α星所受万有引力充当向心力,222⎪⎭⎫ ⎝⎛=T r m r m Gm πααβα,由以上各式解得()2322GT D D m m βαβαπ+=+。
2.美国“新地平线”号探测器借助“宇宙神5”火箭发射升空,开始长达9年的飞向冥王星的太空之旅。
这个探测器是人类有史以来发射速度最快的飞行器。
若地球的第一、第二、第二宇宙速度分别用v 1、v 2、v 3表示,该探测器的发射速度用v 表示,则下列关系正确的是A .v <v 1B .v 1<v <v 2C .v 2<v <v 3D .v >v 3提示:该探测器将脱离地球引力的束缚,但未脱离太阳引力的束缚,因此选C 。
3.如图所示,发射远程弹道导弹,弹头脱离运载火箭后,在地球引力作用下,沿椭圆轨道飞行,击中地面目标B 。
C 为椭圆轨道的远地点,距地面高度为h 。
已知地球半径为R ,地球质量为M ,引力常量为G 。
关于弹头在C 点处的速度v 和加速度aA .h R GMv +=,()2h R GMa += B .hR GM v +<,()2h R GM a += C .h R GMv +=,()2h R GM a +> D .h R GM v +<,()2h R GM a +< 提示:离地面高h 绕地球做匀速圆周运动的飞行器的线速度是h R GMv +=,该弹头落回地面,因此在C 点速度h R GMv +<;弹头在C 点的加速度就是该位置的重力加速度()2h R GMa +=。
选B 。
功和能1.从某一高度处平抛一个物体,物体着地时末速度方向与水平面成θ角。
取地面为重力势能的参考平面,则物体抛出时的动能与重力势能之比为A .sin 2θB .cos 2θC .tan 2θD .cot 2θ提示:设末速度的水平分速度和竖直分速度分别为v x 、v y ,则v x ∶v y =cot θ。
抛出时速度v 0=v x ;抛出点高度满足2gh=v y 2,因此E k ∶E p =v x 2∶v y 2=cot 2θ。
选D 。
2.如图所示,光滑斜面P 固定在小车上,一小球在斜面的底端,与小车一起以速度v 向右匀速运动。
若小车遇到障碍物而突然停止运动,小球将冲上斜面。
关于小球上升的最大高度,下列说法中正确的是A .一定等于v 2/2gB .可能大于v 2/2gC .可能小于v 2/2gD .一定小于v 2/2g提示:若小球没有离开斜面,则上升的最大高度等于v 2/2g ;若小球冲出了斜面做斜抛运动,则上升到最高点时速度方向水平,仍具有一定动能,因此重力势能小于初动能,高度小于v 2/2g 。
选C 。
3.如图所示,某缆车系统可将乘客在高度差为h=40m ,距离为s=80m 的山顶和山底两个缆车站间传送。
设整个系统只有两个车厢,它们同时向上、向下运动,且总是同时到达各自的终点。
每个车厢质量m 均为2.0×103kg ,它们通过山顶一个巨大的转轮由钢索相连,转轮由电动机驱动匀速转动。
某次行程中有20位乘客乘车厢X 下坡,有8位乘客乘车厢Y 上坡,乘客质量均为m ´=60kg 。
每个车厢运动中受到的阻力大小恒为f=3.0×103N 。
整个行程用时t=30s 。
设整个缆车系统在这次行程中克服阻力做的功为W ,电动机的平均功率为P ,取g =10m/s 2。