高二第一学期物理综合训练3

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高二第一学期物理综合训练3

1.如图所示,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,∠MOP=60°,电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于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.2∶3 D.4∶3

2.用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱.如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是场中的一些点,O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,B、C和A、D也相对O对称.则( )

A.B、C两点场强大小和方向都相同

B.A、D两点场强大小相等,方向相反

C.E、O、F三点比较,O点场强最强

D.B、O、C三点比较,O点场强最弱

3.如图所示,AB、CD为一圆的两条直径且相互垂直,O点为圆心.空间存在一未知静电场,方向与圆周所在平面平行.现让一电子先从A点运动至C点,电势能减少了Ep;又从C点运动到B点,电势能增加了Ep.那么此空间存在的静电场可能是( )

A.匀强电场,方向垂直于AB由O点指向C点

B.匀强电场,方向垂直于AB由C点指向O点

C.位于O点的正点电荷形成的电场

D.位于D点的负点电荷形成的电场

4.一点电荷仅受电场力作用,由A点无初速度释放,沿直线先后经过电场中的B点和C点.如图所示,点电荷在A、B、C三点的电势能分别用EA、EB和EC表示,则EA、EB、EC间的关系可能是( )

A.EA>EB>EC B.EA

C.EAEC>EB

5.在如图所示的四个电场中,均有相互对称分布的a、b两点,其中a、b两点电势和场强都相等的是( )

6.如图所示,MN是两个等量异种点电荷连线的中垂线。现将一个带正电的试探电荷先从图中a点沿直线MN移到b点,再从连线上b点沿直线移到c点,则在此全过程中( )

A.试探电荷所受电场力方向有变化

B.试探电荷所受电场力一直在增大

C.试探电荷的电势能先减小后增大 D.试探电荷的电势能一直在增大

7.如图所示,在沿x轴正方向的匀强电场E中,有一动点A以O为圆心、以r为半径逆时针转动,θ为OA与x轴正方向间的夹角,则O、A两点问电势差为( )

A.UOA=Er B.UOA=Ersinθ

C.UOA=Ercosθ D.rcosEUOA

8.如图所示,三条平行等距的虚线表示电场中的三个等势面,电势值分别为10V、20V、30V,实线是一带负电的粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹,对于轨迹上的a、b、c三点来说( )

A.粒子在三点的合力Fa=Fb=Fc

B.粒子必先过a,再到b,然后到c

C.粒子在三点的动能大小为EKb>EKa>EKc

D.粒子在三点的电势能大小为EPc

9.如图,在场强大小为E的匀强电场中,一根不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为m电荷量为q的带负电小球,另一端固定在O点。把小球拉到使细线水平的位置A,然后将小球由静止释放,小球沿弧线运动到细线与水平成θ=60°的位置B时速度为零。以下说法正确的是( )

A.小球重力与电场力的关系是mg =3Eq

B.小球重力与电场力的关系是Eq =3mg

C.球在B点时,细线拉力为T =2mg

D.球在B点时,细线拉力为T =2Eq

10.如图所示,L为竖直、固定的光滑绝缘杆,杆上O点套有一质量为m、带电量为-q的小环,在杆的左侧固定一电荷量为+Q的点电荷,杆上a、b两点到+Q的距离相等,Oa之间距离为h1,ab之间距离为h2,使小环从图示位置的O点由静止释放后,通过a的速率为13gh。则下列说法不正确的是( )

A.小环通过b点的速率为)23(21hhg

B.小环从O到b,电场力对其做的功大于零

C.小环在Oa之间的速度是先增大后减小

D.小环经过ab中点的加速度等于g

11.匀强电场中有a、b、c三点.在以它们为顶点的三角形中,∠a=30°、∠c=90°.电场方向与三角形所在平面平行.已知a、b和c点的电势分别为)32(V、)32(V和2V.该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为多少?

12.一带电量为Q的固定正点电荷在真空中形成的电场如图所示,现有一质量为m,带电量为q的微粒在此点电荷附近做周期为T的匀速圆周运动,微粒的重力不能忽略,则:

(1)微粒的带电性质

(2)微粒的轨迹所在平面及圆心O的位置(Q、m、q都不是已知量)

a b

c

13.如图所示,在绝缘水平面上,有相距为L的A、B两点,分别固定着两个带电量均为Q的正电荷。O为AB连线的中点,a、b是AB连线上两点,其中Aa=Bb=4L.一质量为m、电荷量为+q的小滑块(可视为质点)以初动能0kE从a点出发,沿AB直线向b运动,其中小滑块第一次经过O点时的动能为02kE,第一次到达b点时的动能恰好为零,小滑块最终停在O点,已知静电力常量为k.求:(1)小滑块与水平面间滑动摩擦力的大小;(2)小滑块刚要滑到达b点时加速度的大小和方向;(3)小滑块运动的总路程s.

A O b a B Ek0 14.如图所示,挡板P固定在足够高的水平桌面上,小物块A和B大小可忽略,它们分别带有+QA和+QB的电荷量,质量分别为mA和mB.两物块由绝缘的轻弹簧相连,一不可伸长的轻绳跨过滑轮,一端与B连接,另一端连接一轻质小钩.整个装置处于场强为E、方向水平向左的匀强电场中.A、B开始时静止,已知弹簧的劲度系数为k,不计一切摩擦及A、B间的库仑力,A、B所带电荷量保持不变,B不会碰到滑轮.

(1)若在小钩上挂一质量为M的物块C并由静止释放,可使物块A对挡板P的压力恰为零,但不会离开P,求物块C下降的最大距离;

(2)若C的质量改为2M,则当A刚离开挡板P时,B的速度多大?

A B E

14题图 参考答案

1B 2ACD 3BD 4AD 5C 6B 7C 8AD 9B 10C

11解析:根据匀强电场的电场线与等势面是平行等间距排列,且电场线与等势面处处垂直,沿着电场线方向电势均匀降落,取ab的中点O,即为三角形的外接圆的圆心,且该点电势为2V,故Oc为等势面,MN为电场线,方向为MN方向,UOP= UOa=3V,UON : UOP=2 :3,故UON =2V,N点电势为零,为最小电势点,同理M点电势为4V,为最大电势点。

12解:(1)微粒带负电

(2)微粒做圆周运动的轨迹在水平面内,且圆心O在点电荷的正下方,设其离O点的距离为H。

对于微粒受力分析如图,库仑力和重力的合力提供向心力,由此得:

gRmgRTmmgF22244tan向……①

由几何知识tanHR………②

由①②得224gTH

13解析:(1)由Aa=Bb=4L,O为AB连线的中点可知a、b关于O点对称,则a、b之间的电势差为 Uab=0 (或电场力的功0abW)

设小滑块与水平面间摩擦力的大小为f,滑块从a→b的过程,由动能定理得:

002kabELfUq (2分)解得:LEfk02

(2)小滑块刚滑到b点时受到的库仑力的合力为:22291284/34/LkQqLkQqLkQqF)()(

根据牛顿第二定律,小滑块刚要滑到达b点时加速度的大小为

mLEmLkQqmfFak0229128 方向由b指向O(或向左)

(3)设滑块从a→O的过程中电场力做功为W,由动能定理得:

0024kkEELfW 解得:05.1kEW

对于小滑块从a开始运动到最终在O点停下的整个过程中,由动能定理得:

00kEsfW 解得:Ls25.1

14解析:(1)开始时弹簧形变量为1x,由平衡条件:BEQkx1,可得kEQxB1 ①

设当A刚离开档板时弹簧的形变量为2x:由:AEQkx2,可得kEQxA2 ②

故C下降的最大距离为:21xxh ③ 由①~③式可解得)(ABQQkEh ④

(2)由能量守恒定律可知:C下落h过程中,C重力势能的的减少量等于B的电势能的增量和弹簧弹性势能的增量以及系统动能的增量之和.

当C的质量为M时:BMghQEhE弹 ⑤

当C的质量为2M时,设A刚离开挡板时B的速度为V,则:

2)2(212VmMEEhQMghBB弹 ⑥

由④~⑥式可解得A刚离开P时B的速度为:)2()(2BBAmMkQQMgEV