高中物理高二物理上学期精选测试卷测试卷 (word版,含解析)

高中物理高二物理上学期精选测试卷测试卷 （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+q1的点电荷．将另一质量为m、电荷量为+q2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点时的速度大小为2gR

B．小球运动到B点时的加速度大小为3g

C．小球从A点运动到B点过程中电势能减少mgR

D．小球运动到B点时对轨道的压力大小为3mg＋k122qqR

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】

A.带电小球q2在半圆光滑轨道上运动时，库仑力不做功，故机械能守恒，则：

212BmgRmv

解得：

2BvgR

故A正确；

B.小球运动到B点时的加速度大小为：

22vagR

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FN，由圆周运动和牛顿第二定律得：

2122BNqqvFmgkmRR

解得：

1223NqqFmgkR

根据牛顿第三定律，小球在B点时对轨道的压力为：

1223qqmgkR

方向竖直向下，故D正确．

2．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时的速率为2gR

B．小球在B时的速率小于2gR

C．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/q

D．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：0102mgrmv，解得2vgr，A正确，B错误，在B点，对小球由牛顿第二定律得：2qEmgvmr，将B点的速度带入可得3mgEq，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．

3．真空中相距L的两个固定点电荷E、F所带电荷量大小分别是QE和QF，在它们共同形成的电场中，有一条电场线如图中实线所示，实线上的箭头表示电场线的方向．电场线上标出了M、N两点，其中N点的切线与EF连线平行，且∠NEF＞∠NFE．则（ ）

A．E带正电，F带负电，且QE > QF

B．在M点由静止释放一带正电的检验电荷，检验电荷将沿电场线运动到N点

C．过N点的等势面与EF连线垂直

D．负检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

根据电场线的指向知E带正电，F带负电；N点的场强是由E、F两电荷在N点产生场强的叠加，电荷E在N点电场方向沿EN向上，电荷F在N点产生的场强沿NF向下，合场强水平向右，可知F电荷在N点产生的场强大于E电荷在N点产生的场强，而，所以由点电荷场强公式知,A错误；只有电场线是直线，且初速度为0或初速度的方向与电场平行时，带电粒子的运动轨迹才与电场线重合．而该电场线是一条曲线，所以运动轨迹与电场线不重合．故在M点由静止释放一带正电的检验电荷，不可能沿电场线运动到N点，B错误；因为电场线和等势面垂直，所以过N点的等势面与过N点的切线垂直，C正确；沿电场线方向电势逐渐降低，，再根据，q为负电荷，知，D错误；故选C．

【点睛】

只有电场线是直线，且初速度为0或初速度的方向与电场平行时，带电粒子的运动轨迹才与电场线重合．电场线和等势面垂直．N点的切线与EF连线平行，根据电场线的方向和场强的叠加，可以判断出E、F的电性及电量的大小．先比较电势的高低，再根据，比较电势能．

4．如图所示，两个可视为质点的带同种电荷的小球a和b，放置在一个光滑绝缘半球面内，已知小球a和b的质量分别为m1、m2，电荷量分别为q1、q2，两球处于平衡状态时α

A．m1>m2 B．m1

C．q1>q2 D．q1

【答案】A

【解析】

【分析】

根据两小球处于平衡状态，通过对两个小球进行受力分析，进行正交分解后，列出关系式，即可解决问题。

【详解】

A和B小球受力分析如下，对小球A：

1cossinFF库

11sincosmgFF库

对小球B：

2cossinFF库

22sincosmgFF库

通过上式可知：

12sinsinFF，

由于，则sinsin，所以12FF，由于coscos，则有：

12coscosFF

所以有：

12sinsinmgFmgF库库

可推导出：12mm，故选A。

【点睛】

考察对物体的受力分析和正交分解的运用。

5．如图所示，固定在竖直面内的光滑金属细圆环半径为R，圆环的最高点通过长为L的绝缘细线悬挂质量为m、可视为质点的金属小球，已知圆环所带电荷量均匀分布且带电荷量与小球相同，均为Q(未知)，小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态，已知静电力常量为k，重力加速度为g，细线对小球的拉力为F(未知)，下列说法正确的是( )

A．Q＝3mgRkL，F＝mgRL

B．Q＝3mgLkR，F＝mgRL

C．Q＝3mgRkL，F＝mgLR

D．Q＝3mgLkR，F＝mgLR

【答案】D

【解析】

【详解】

由于圆环不能看成点电荷，采用微元法，小球受到的库仑力为圆环各个点对小球库仑力的合力，以小球为研究对象，进行受力分析，如图所示

则Fsinmg＝，其中=RsinL，解得mgLFR

设圆环各个点对小球的库仑力的合力为FQ，水平方向上有22QQFcosFkcosL，解得3mgLQkR，故D项正确，ABC三项错误．

6．如图所示,导体球A与导体球壳B同心,原来都不带电,也不接地,设M、N两点的场强大小为EM和EN,下列说法中正确的是

A．若使A带电,则EM≠0,EN=0

B．若使B带电,则EM≠0,EN≠0

C．若使A，B两球分别带上等量异种电荷,则EM≠0,EN=0

D．若使A球带电,B球接地,则EM=0,EN=0

【答案】C

【解析】

【详解】

A．如果A带电，则会感应B内部带异种电荷，外部电性与A相同，那么EM≠0，EN≠0；故A错误；

B．如果B带电，由于同种电荷的排斥，电荷只分布在外表面E内=0，即EM＝0，EN≠0，B错误；

C．如果A、B带等量异种电荷，A与B的静电感应使B外表面恰好无电荷量，则EM≠0，

EN=0，故C正确；

D．如使A球带电，B球接地，是接地屏蔽，EM≠0，EN=0，D错误。

7．一均匀带负电的半球壳，球心为O点，AB为其对称轴，平面L垂直AB把半球壳分为左右两部分，L与AB相交于M点，对称轴AB上的N点和M点关于O点对称，已知一均匀带电球壳内部任一点的电场强度为零；取无穷远处电势为零，点电荷q在距离其为r处的电势为φ=kqr（q的正负对应φ的正负）。假设左侧部分在M点的电场强度为E1，电势为φ1；右侧部分在M点的电场强度为E2，电势为φ2；整个半球壳在M点的电场强度为E3，在N点的电场强度为E4．下列说法正确的是（

）

A．若左右两部分的表面积相等，有12EE，12

B．若左右两部分的表面积相等，有12EE，12

C．不论左右两部分的表面积是否相等，总有12EE，34EE

D．只有左右两部分的表面积相等，才有12EE，34EE

【答案】C

【解析】

【详解】

A、设想将右侧半球补充完整，右侧半球在M点的电场强度向右，因完整均匀带电球壳内部任一点的电场强度为零，可推知左侧半球在M点的电场强度方向向左，根据对称性和矢量叠加原则可知，E1方向水平向左，E2方向水平向右，左侧部分在M点产生的场强比右侧电荷在M点产生的场强大，E1＞E2，根据几何关系可知，分割后的右侧部分各点到M点的距离均大于左侧部分各点到M点的距离，根据kqr，且球面带负电，q为负，得：φ1＜φ2，故AB错误；

C、E1＞E2与左右两个部分的表面积是否相等无关，完整的均匀带电球壳内部任一点的电场强度为零，根据对称性可知，左右半球壳在M、N点的电场强度大小都相等，故左半球壳在M、N点的电场强度大小相等，方向相同，故C正确，D错误。

8．用长为1.4m的轻质柔软绝缘细线，拴一质量为1.0×10－2kg、电荷量为2.0×10-8C的小球，细线的上端固定于O点．现加一水平向右的匀强电场，平衡时细线与铅垂线成370，如图所示．现向左拉小球使细线水平且拉直，静止释放，则（sin370=0.6）

A．该匀强电场的场强为3.75×107N/C

B．平衡时细线的拉力为0.17N

C．经过0.5s，小球的速度大小为6.25m/s

D．小球第一次通过O点正下方时，速度大小为7m/s

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

AB．小球在平衡位置时，由受力分析可知：qE=mgtan370，解得2681.010100.75/3.7510/2.010ENCNC，细线的拉力：T=201.010100.125cos370.8mgTNN－，选项AB错误；

C．小球向左被拉到细线水平且拉直的位置，释放后将沿着电场力和重力的合力方向做匀加速运动，其方向与竖直方向成370角，加速度大小为2220.125/12.5/1.010Tamsmsm－，则经过0.5s，小球的速度大小为v=at=6.25m/s，选项C正确；

D．小球从水平位置到最低点的过程中，若无能量损失，则由动能定理：212mgLqELmv，带入数据解得v=7m/s；因小球从水平位置先沿直线运动，然后当细绳被拉直后做圆周运动到达最低点，在绳子被拉直的瞬间有能量的损失，可知到达最低点时的速度小于7m/s，选项D错误．

9．如图所示，一倾角为30的粗糙绝缘斜面固定在水平面上，在斜面的底端A和顶端B分别固定等量的同种负电荷。质量为m、带电荷量为−q的物块从斜面上的P点由静止释放，物块向下运动的过程中经过斜面中点O时速度达到最大值vm，运动的最低点为Q（图中没有标出），则下列说法正确的是（ ）

A．P、Q两点场强相同

B．UPO = UOQ

C．P到Q的过程中，物体先做加速度减小的加速，再做加速度增加的减速运动