高二物理培优测试题2
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高中物理高二物理上学期精选试卷(培优篇)(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.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.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v0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.某老师用图示装置探究库仑力与电荷量的关系。
高二物理培优答案2012/2/211. 解析:(1)对系统,设小球在最低点时速度大小为v 1,此时滑块的速度大小为v 2,滑块与挡板接触前由系统的机械能守恒定律:mgl = 12mv 12 +12mv 22 ······························································· ①由系统的水平方向动量守恒定律:mv 1 = mv 2 ···································································· ② 对滑块与挡板接触到速度刚好变为零的过程中,挡板阻力对滑块的冲量为:I = mv 2 ····················································································································· ③ 联立①②③解得I = m gl 方向向左 ··············································································· ④ (2)小球释放到第一次到达最低点的过程中,设绳的拉力对小球做功的大小为W ,对小球由动能定理:mgl +W = 12mv 12 ········································································································ ⑤联立①②⑤解得:W =-12mgl ,即绳的拉力对小球做负功,大小为12mgl 。
高中物理高二物理上学期精选测试卷培优测试卷一、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,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°。
下列说法正确的是( )A .水平面对容器的摩擦力向左B .容器对小球b 的弹力始终与小球b 的重力大小相等C .出现上述变化时,小球a 的电荷量可能减小D .出现上述变化时,可能是因为小球a 的电荷量逐渐增大为32(23)A q【答案】BD【解析】 【分析】 【详解】A .对整体进行受力分析,整体受到重力和水平面的支持力,两力平衡,水平方向不受力,所以水平面对容器的摩擦力为0,故A 错误;B .小球b 在向上缓慢运动的过程中,所受的外力的合力始终为0,如图所示小球的重力不变,容器对小球的弹力始终沿半径方向指向圆心,无论小球a 对b 的力如何变化,由矢量三角形可知,容器对小球的弹力大小始终等于重力大小,故B 正确; C .若小球a 的电荷量减小,则小球a 和小球b 之间的力减小,小球b 会沿半圆向下运动,与题意矛盾,故C 错误;D .小球a 的电荷量未改变时,对b 受力分析可得矢量三角形为顶角为30°的等腰三角形,此时静电力为22sin15A qq mg kL︒= a 、b 的距离为2sin15L R =︒当a 的电荷量改变后,静电力为2A qq mg kL '='a 、b 之间的距离为L R '=由静电力122'q q F kL = 可得3223A A q q -=-'() 故D 正确。
高中物理高二物理上学期精选试卷培优测试卷一、第九章静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.如图所示,一带电小球P用绝缘轻质细线悬挂于O点。
带电小球Q与带电小球P处于同一水平线上,小球P平衡时细线与竖直方向成θ角(θ<45°)。
现在同一竖直面内向右下方缓慢移动带电小球Q,使带电小球P能够保持在原位置不动,直到小球Q移动到小球P位置的正下方。
对于此过程,下列说法正确的是()A.小球P受到的库仑力先减小后增大B.小球P、Q间的距离越来越小C.轻质细线的拉力先减小后增大D.轻质细线的拉力一直在减小【答案】AD【解析】【分析】【详解】画出小球P的受力示意图,如图所示当小球P位置不动,Q缓慢向右下移动时,Q对P的库仑力先减小后增大,根据库仑定律可得,QP间的距离先增大后减小;轻质细线的拉力则一直在减小,当Q到达P的正下方时,轻质细线的拉力减小为零,故选AD。
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【答案】BC 【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'22L 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 Lθ-= 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 Lθ-=可得 214Qq mg k L= 联立上式解得AB kQU L=-D 错误。
高中物理高二物理上学期精选试卷培优测试卷一、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,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2233kqRB .c 23kqC .a 、b 在O 点产生的场强为2R,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223c F R== 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 。
高二物理培优选拔试题1.如图,E 为内阻不能忽略的电池,R 1、R 2、R 3为定值电阻,S 0、S 为开关,V 与A 分别为电压表与电流表。
初始时S 0与S 均闭合,现将S 断开,则A. ○V 的读数变大,○A 的读数变小 B. ○V 的读数变大,○A 的读数变大 C. ○V 的读数变小,○A 的读数变小 D.○V 的读数变小,○A 的读数变大 2.如图所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子以速度从点沿直径方向射入磁场,经过时间从点射出磁场,与成60°角。
现将带电粒子的速度变为/3,仍从点沿原方向射入磁场,不计重力,则粒子在磁场中的运动时间变为 ( )A.B.2C.D.33.半径为a 右端开小口的导体圆环和长为2a 的导体直杆,单位长度电阻均为R 0。
圆环水平固定放置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B 。
杆在圆环上以速度v 平行于直径CD 向右做匀速直线运动,杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心O 开始,杆的位置由θ确定,如图所示。
则A .θ=0时,杆产生的电动势为2BavB .θ=π3 时,杆产生的电动势为Bav 3 C .θ=0时,杆受的安培力大小为2)2(2R avB +πD .θ=π3 时,杆受的安培力大小为02)35(3Rav B +π4.如图,理想变压器原线圈输入电压u=,副线圈电路中为定值电阻,R 是滑动变阻器。
和是理想交流电压表,示数分别用和表示;是理想交流电流表,示数分别用和表示。
下列说法正确的是A .和表示电流的瞬间值 B .和表示电压的最大值C .滑片P 向下滑动过程中,不变、变大 D .滑片P 向下滑动过程中,变小、变小5.四川省“十二五”水利发展规划指出,若按现有供水能力测算,我省供水缺口极大,蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一。
某地要把河水抽高20m ,进入蓄水池,用一台电动机通过传动效率为80%的皮带,带动效率为60%的离心水泵工作。
物理培优补弱2一、电磁感应现象楞次定律(一)、电磁感应现象1.产生感应电流的条件穿过闭合电路的磁通量发生变化2.引起磁通量变化的常见情况(1)闭合电路的部分导体做切割磁感线运动.(2)线圈在磁场中转动.(3)磁感应强度B变化.3.产生感应电动势的条件无论回路是否闭合,只要穿过线圈平面的磁通量发生变化,线路中就有感应电动势.(二)、感应电流方向的判断方法一右手定则1.适用范围:导体切割磁感线(导体和磁场发生相对运动的情况).一般用于一段直导线的切割情况,若切割导线为曲线,则应确定有效的切割长度(与切割速度垂直的长度)2.常见的几种切割情况①导体平动切割磁感线;②导体转动切割磁感线;③导体不动,磁场运动,等效为磁场不动,导体反方向切割磁感线.方法二楞次定律适用范围:对所有的电磁感应现象中感应电流的判定都适用.特别是对由磁感应强度B变化而产生感应电流方向的判断只能应用楞次定律.例1、如图所示,a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内,当a线圈中有电流I通过时,它们的磁通量分别为Φa、Φb、Φc,下列判断正确的是( )A.Φa<Φb<Φc B.Φa>Φb>Φc C.Φa<Φc<Φb D.Φa>Φc>Φb例2、如图所示,导线框abcd与直导线在同一平面内,直导线通有恒定电流I,当线框由左向右匀速通过直导线的过程中,线框中感应电流的方向是( )A.先abcd,后dcba,再abcdB.先abcd,后dcbaC.始终dcbaD.先dcba,后abcd,再dcba(三)楞次定律的推广对楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因:①阻碍原磁通量的变化——“增反减同”;②阻碍相对运动——“来拒去留”;③使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”;④阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”.例1、如图所示,一轻质横杆两侧各固定一铝制金属环,横杆可绕中心点自由转动,拿一条形磁铁插向其中一个小环,后又取出插向另一个小环,发生的现象是()A.磁铁插向左环,横杆发生转动B.磁铁插向右环,横杆发生转动C.无论磁铁插向左环还是右环,横杆都不发生转动D.无论磁铁插向左环还是右环,横杆都发生转动例2、如图5所示,光滑固定导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放于导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从高处下落接近回路时()A.P、Q将互相靠拢B.P、Q将互相远离C.磁铁的加速度仍为gD.磁铁的加速度小于g例3、如图8所示,导轨间的磁场方向垂直于纸面向里,当导线MN在导轨上向右加速滑动时,正对电磁铁A的圆形金属环B中()A.有感应电流,且B被A吸引B.无感应电流C.可能有也可能没有感应电流D.有感应电流,且电流方向与A中的相反二、电容器和电感器在交流电中的阻碍作用(1)感抗:表示电感线圈对交变电流阻碍作用的大小.①线圈的自感系数越大,交变电流的频率越大,电感对交变电流的阻碍作用越大.②作用:通直流、阻交流(低频扼流圈),通低频、阻高频(高频扼流圈).(2)容抗:表示电容对交变电流阻碍作用的大小.①电容器的电容越大,交流的频率越高,电容器对交流的阻碍作用就越小.②作用:通交流、隔直流;通高频、阻低频.例1.如图所示,电路中完全相同的三只灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联,然后再并联到220V、50 Hz的交流电路上,三只灯泡亮度恰好相同.若保持交变电压不变,将交变电流的频率增大到60 Hz,则发生的现象是()A.三灯亮度不变B.三灯均变亮C.a不变、b变亮、c变暗D.a不变、b变暗、c变亮物理培优补弱2课后训练1、如图所示,三个灯泡是相同的,而且耐压足够大,电源内阻忽略.当单刀双掷开关S接A时,三个灯亮度相同,当S接B时()A.三个灯亮度相同B.甲灯最亮,丙灯不亮C.甲灯和乙灯亮度相同,丙灯不亮D.只有丙灯不亮,乙灯最亮2、一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图甲所示.已知发电机线圈内阻为5.0 Ω,现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡,如图乙所示,则()A.电压表○V的示数为220 VB.电路中的电流方向每秒钟改变50次C.灯泡实际消耗的功率为484 WD.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J3、如图所示,同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r,导体棒PQ与三条导线接触良好;匀强磁场的方向垂直纸面向里.导体棒的电阻可忽略.当导体棒向左滑动时,下列说法正确的是( )A.流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由b到aB.流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由b到aC.流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由a到bD.流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由a到b4、如图所示,两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向在图中已经标出.左线圈连着平行导轨M和N,导轨电阻不计,在导轨垂直方向上放着金属棒ab,金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中,下列说法中正确的是( )A.当金属棒ab向右匀速运动时,a点电势高于b点,c点电势高于d点B.当金属棒ab向右匀速运动时,b点电势高于a点,c点与d点为等势点C.当金属棒ab向右加速运动时,b点电势高于a点,c点电势高于d点D.当金属棒ab向右加速运动时,b点电势高于a点,d点电势高于c点5、如图所示,螺线管的导线的两端与两平行金属板相接,一个带负电的小球用丝线悬挂在两金属板间,并处于静止状态,若条形磁铁突然插入线圈时,小球的运动情况是()A.向左摆去B.向右摆动C.保持静止D.无法判定6、如右图中甲所示,圆形线圈P静止在水平桌面上,其正上方固定一螺线管Q,P和Q共轴,Q中通有变化电流i,电流随时间变化的规律如图乙所示,P所受的重力为G,桌面对P的支持力F N,则()A.t1时刻F N>G,P有收缩的趋势B.t2时刻F N=G,此时穿过P的磁通量最大C.t3时刻F N=G,此时P中无感应电流D.t4时刻F N<G,此时穿过P的磁通量最小。
高中物理高二物理上学期精选测试卷(培优篇)(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,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培优测试卷一、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.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。
高中物理高二物理上学期精选测试卷(培优篇)(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。
高二物理培优测试2
一、选择题
1.下列物理量量中哪些与检验电荷无关()
A.电场强度E
B.电势U
C.电势能ε
D.电场力F
2.真空中两个同性的点电荷q1、q2 ,它们相距较近,保持静止。
今释放q2且q2只在q1的库仑力作用下运动,则q2在运动过程中受到的库仑力()
A.不断减小
B.不断增加
C.始终保持不变
D.先增大后减小
3.如图所示,在直线MN上有一个点电荷,A、B是直线MN上的两点,两点的间距为L,
场强大小分别为E和2E.则()
A.该点电荷一定在A点的右侧
B.该点电荷一定在A点的左侧
C.A点场强方向一定沿直线向左
D.A点的电势一定低于B点的电势
4.在点电荷 Q形成的电场中有一点A,当一个-q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时,电场力做的功为W,则检验电荷在A点的电势能及电场中A 点的电势分别为()
A.
,
A A
W
W U
q
ε=-=
B.
,
A A
W
W U
q
ε==-
C.
,
A A
W
W U
q
ε==
D.
,
A A
W U
W
q
ε=-=-
5.平行金属板水平放置,板间距为0.6cm,两板接上6×103V电压,板间有一个带电液滴质量为4.8×10-10 g,处于静止状态,则油滴上有元电荷数目是(g取10m/s2)()
A.3×106
B.30
C.10
D.3×104
6.两个等量异种电荷的连线的垂直平分线上有A、B、C三点,如
图所示,下列说法正确的是()
A.a点电势比b点高
B.a、b两点的场强方向相同,b点场强比a点大
C.a、b、c三点和无穷远处等电势
D.一个电子在a点无初速释放,则它将在c点两侧往复振动
7.某平行板电容器的电容为C,带电量为Q,相距为d,今在板间中点放一个电量为q的点电荷,则它受到的电场力的大小为()
A .22kQq d
B .2
4kQq d C .Qq Cd D .2Qq Cd
8.如图所示,平行线代表电场线,但未标明方向,一个带正电、电量为10-6
C 的
微粒在电场中仅受电场力作用,当它从A 点运动到B 点时动能减少了10-5
J ,已知A 点的电势为-10 V ,则以下判断正确的是( ) A .微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示; B .微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示; C .B 点电势为零; D .B 点电势为-20 V
9. 如图所示,在某一真空空间,有一水平放置的理想平行板电容器充电后与电源断开,若正极板A 以固定直线00为中心沿竖直方向作微小振幅的缓慢振动时,恰有一质量为m 带负电荷的粒子(不计重力)以速度v 沿垂直于电场方向射入平行板之间,则带电粒子在电场区域内运动的轨迹是(设负极板B 固定不动,带电粒子始终不与极板相碰) ( )
A .直线
B .正弦曲线
C .抛物线
D .向着电场力方向偏转且加速度作周期性变化的曲线
10.示波管是示波器的核心部件,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,如图所示。
如果在荧光屏上P 点出现亮斑,那么示波管中的( ) A .极板x 应带正电
B .极板x ´应带正电
C .极板y 应带正电
D .极板y ´应带正电 二、填空题
11. 两点电荷间距离为r 时,相互作用力为F ,当距离变为r/2时,它们之间相互作用力为______________F ,为使作用力仍为F ,则两点电荷的电量可同时为原来的_________________倍.
12. 在真空中两个带等量异种的点电荷,电量均为2×10-8
C ,相距20cm ,则它们之间的相互作用力为_________________N 。
在两者连线的中点处,电场强度大小为_________________N/C 。
13. 质量为m 1=2kg 的带电绝缘球A ,在光滑水平面上,从无限远处以初速度10m/s ,向另一个固定在水平面上带同号电荷的绝缘球B 靠近,B 球的质量为m 2=3kg ,在它们相距到最近时,总的动能为_________________J ,它们具有的电势能为_________________J 。
A B
2
1
14. 如图所示,水平放置的两平行金属板间距为 d ,电压大小为U ,上板中央有孔,在孔正下方的下板表面上有一个质量为 m 、、电量为-q 的小颗粒,将小颗粒由静止释放,它将从静止被加速,然后冲出小孔,则它能上升的最大高度 h = _________________,
三、解答题
15. 如图所示,在正的点电荷Q 的电场中有a 、b 两点,它们到
点电荷Q 的距离
12r r 。
(l )a 、b 两点哪点电势高?
(2)将一负电荷放在a 、b 两点,哪点电势能较大?
(3)若a 、b 两点问的电势差为100V ,将二价负离子由a 点移
到b 点是电场力对电荷做功还是电荷克服电场力做功?做功多少?
16.用30cm 的细线将质量为4×10-3
㎏的带电小球P 悬挂在O点下,
当空中有方向为水平向右,大小为1×104
N/C 的匀强电场时,小球偏转37°后处在静止状态。
(1)分析小球的带电性质(2)求小球的带电量(3)求细线的拉力
17.带电量为Q,质量为m的原子核由静止开始经电压为U1的电场加速后进入一个平行板电容器,进入时速度和电容器中的场强方向垂直。
已知:电容器的极板长为L,极板间距为d,两极板的电压为U2,重力不计,求:(1)经过加速电场后的速度;(2)离开电容器电场时的偏转量。
18.如图所示,一束带负电荷e,质量为m的电子流,平行于x轴以速度v0射入第Ⅰ象限区域,为使这束电子能经过x轴上的b点,可在第Ⅰ象限某区域加一个正y 方向的匀强电场,场强大小为E,其范围沿y方向无限大,沿x轴方向宽度为s,已知oa=L,ob=2s。
求电场边界线跟b点的距离。
参考答案:
一 、选择题
二、填空题
11. 4 ;12 12. 5910-⨯ ,3
3.610⨯ 13. 0 , 100 1
4.qU d mg -
三、解答题 15. 解:(1)由正点电荷的等势面特点可判断a 点的电势较高 (3分) (2)可知Ua>Ub
,Uab>0,当把负电荷从a 点移往b 点, Wab= qUab<0,电场力做负功,电势能增加, 负电荷在b 点电势能较大 (4分)
(3)若Uab =100V,二价负离子电量q=-2×1.6×10-19C,将该离子从a 点移往b
点,电场力做功
Wab= qUab =-3.2×10-17J,
即克服电场力做功 3.2×10-17J (5分) 16.)解:(1)小球受力如图,故带正电。
(3分) (2)小球受力平衡,在水平方向:
t a n 37o
q E m g =,得
6
tan 37310o mg q C
E
-=
=⨯ (5分)
(3)如受力图可知
cos37o mg
F =
(4分)
17.解:(1)粒子在加速电场加速后,由动能定理得
2112QU mv =
速度为
0v =
(2)进入偏转电场,粒子在平行于板面的方向上做匀速运动
t v l 0=
在垂直于板面的方向做匀加速直线运动,加速度
2
QU F a m md =
=
因此离开电容器电场时的偏转
2221124U l y at U d ==。
18.解:电子在电场中的轨迹是一条抛物线,而且一定 经过b 点,要考虑b 点可能在电场中,也可能在电场外,
所以会出现几种可能的情况,无论电子在电场中沿-y 的偏移量总可以用下式表示:
2
012qE y t
m =
①
第一种情况:如果恰好y0=L ,
则电场的右边界恰好经过b 0s t v =,将①式 的y0以L 代入,22012qE s L m v = 第二种情况:如果b 点在电场内电场右边界跑到b 则s>x,L<y0,t=00x s v v <,因为22
22001122qE s qE x L m v m v ==
所以
x v =结论:电场的左边界位于b 点左方x 处,右边界距b 点为向右(s-x )处
第三种情况:整个电场都在b 的左方,
一定有
2
02
012qE s
y L
m v =
<,
注意到0200y v L y qE s
x v m v -==,
可求得220002
0()()2mv mv qEs x L y L qEs qEs mv =-=-可见电场的右边界在b 点左方x 远
处。