高中物理高二物理上学期精选试卷试卷(word版含答案)

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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，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UBD大于DA之间的电势差UDA

D．AB之间的电势差UAB=kQL

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】

A．带电小球在A点时，有

2sinAQqmgkmaL

当小球速度最大时，加速度为零，有

'2sin0QqmgθkL

联立上式解得

'22LL

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

2sinAQqmgkmaL

带电小球在B点时，有

2sin2BQqkmgθmaL（）

联立上式解得

2Bga

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UEd可知，BD之间的电势差UBD大于DA之间的电势差UDA，C正确；

D．由A点到B点，根据动能定理得

sin02ABLmgθqU

由2sinAQqmgkmaL可得

214QqmgkL

联立上式解得

ABkQUL

D错误。

故选BC。

2．质量分别为Am和Bm的两小球带有同种电荷，电荷量分别为Aq和Bq，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1与212。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Av和Bv，最大动能分别为kAE和kBE。则（ ）

A．Am一定大于Bm B．Aq一定小于Bq

C．Av一定大于Bv D．kAE一定大于kBE

【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

1AtanFmg

故

A1tanFmg

同理，有

B2tanFmg

由于12，故ABmm，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)coscoshhhh

小球摆动过程机械能守恒，有

212mghmv

解得

2vgh

由于12，A球摆到最低点过程，下降的高度ABhh，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

kmghE

故

k(1cos)(1cos)tanFLEmghmgL

其中cosL相同，根据数学中的半角公式，得到

k1cos(1cos)cos()costantansin2FLEFLFL

其中cosFL相同，故越大，动能越大，故kAE一定大于kBE，故D正确。

故选CD。

3．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。

4．如图，质量分别为mA和mB的两小球带有同种电荷，电荷量分别为qA和qB，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vA和vB，最大动能分别为EkA和EkB。则( )

A．mA一定大于mB

B．qA一定小于qB

C．vA一定大于vB

D．EkA一定大于EkB

【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：

1tanAFmg

故：

1tanAFmg

同理，有：

2tanBFmg

由于θ1＞θ2，故mA＜mB，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)coscoshhhh

小球摆动过程机械能守恒，有

212AAAAmghmv

解得：

2AAvgh

由于θ1＞θ2，A球摆到最低点过程，下降的高度△hA＞△hB，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=EK

故

(1cos)(1cos)tankFLEmghmgL

其中Lcosθ相同，根据数学中的半角公式，得到：

1cos(1cos)cos()costantansin2kFLEFLFL

其中FLcosθ相同，故θ越大，动能越大，故EkA一定大于EkB，故D正确。

5．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AD

6．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

7．如图所示，MON是固定的光滑绝缘直角杆，MO沿水平方向，NO沿竖直方向，AB、为两个套在此杆上的带有同种电荷的小球，用水平向右的力F作用在A球上，使两球均处于静止状态，已知AB、两球连线与水平方向成角。下列说法正确的是（ ）

A．杆MO对A球的弹力大小为tanF

B．杆NO对B球的弹力大小为sinF

C．B球的重力大小为tanF

D．AB、两球间的库仑力大小为cosF

【答案】C

【解析】

【详解】

对A球受力分析，设A的质量为m、拉力F、支持力N1，两球间的库仑力大小为F1，如图，根据平衡条件，有

x方向

F=F1cosθ ①

y方向

N1=mg+F1sinθ ②

再对B球受力分析，受重力Mg、静电力F1、杆对其向左的支持力，如图，根据平衡条件，有

x方向

F1cosθ=N2 ③

y方向

F1sinθ=Mg ④

有上述四式得到

Mg=Ftanθ