高中物理必修3物理全册全单元精选试卷检测(提高,Word版含解析)

高中物理必修3物理 全册全单元精选试卷（提升篇）（Word版 含解析）

一、必修第3册 静电场及其应用解答题易错题培优（难）

1．竖直放置的平行金属板A、B带等量异种电荷(如图)，两板之间形成的电场是匀强电场．板间用绝缘细线悬挂着的小球质量m=4．0×10－5kg，带电荷量q=3．0×10－7C，平衡时细线与竖直方向之间的夹角α=37°．求：

(1)A、B之间匀强电场的场强多大?

(2)若剪断细线，计算小球运动的加速度，小球在A、B板间将如何运动?

【答案】(1)E=1×103N/C (2) 12.5m/s2

【解析】

【详解】

（1）小球受到重力mg、电场力F和绳的拉力T的作用，由共点力平衡条件有：

F=qE=mgtanα

解得：

537tan410100.751.010N/C310mgEq

匀强电场的电场强度的方向与电场力的方向相同，即水平向右；

（2）剪断细线后，小球做偏离竖直方向，夹角为37°匀加速直线运动，设其加速度为a

由牛顿第二定律有：

cosmgma

解得：

212.5m/scosga

【点睛】

本题是带电体在电场中平衡问题，分析受力情况是解题的关键，并能根据受力情况判断此后小球的运动情况．

2．如图所示，在绝缘水平面上，相距L的A、B两点处分别固定着两个带电荷量相等的正点电荷，a、b是AB连线上的两点，其中4LAaBb，O为AB连线的中点，一质量为m、带电荷量为+q的小滑块（可以看作质点）以初动能E从a点出发，沿直线AB向b点运动，其中小滑块第一次经过O点时的动能为初动能的n倍(1)n，到达b点时动能恰好为零，小滑块最终停在O点重力加速度为g，求：

（1）小滑块与水平面间的动摩擦因数；

（2）O、b两点间的电势差；

（3）小滑块运动的总路程.

【答案】（1）k02EmgL （2）k0(21)2ObnEUq （3）214nsL

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一、必修第3册

静电场及其应用解答题易错题培优（难）

1．“顿牟掇芥”是两千多年前我国古人对摩擦起电现象的观察记录，经摩擦后带电的琥珀能吸起小物体，现用下述模型分析研究。在某处固定一个电荷量为Q的点电荷，在其正下方h处有一个原子。在点电荷产生的电场（场强为E）作用下，原子的负电荷中心与正电荷中心会分开很小的距离l，形成电偶极子。描述电偶极子特征的物理量称为电偶极矩p，qpl，这里q为原子核的电荷量。实验显示，pE，为原子的极化系数，反映其极化的难易程度。被极化的原子与点电荷之间产生作用力F。在一定条件下，原子会被点电荷“掇”上去。

(1)F是吸引力还是排斥力？简要说明理由；

(2)若将固定点电荷的电荷量增加一倍，力F如何变化，即求(2)()FQFQ的值；

(3)若原子与点电荷间的距离减小一半，力F如何变化，即求()2()hFFh的值。

【答案】(1)吸引力，(2)4，(3)32。

【解析】

【详解】

(1)F为吸引力。理由：当原子极化时，与Q异种的电荷移向Q，而与Q同种的电荷被排斥而远离Q，这样异种电荷之间的吸引力大于同种电荷的排斥力，总的效果是吸引；

(2)设电荷Q带正电（如图所示）：

电荷Q与分离开距离l的一对异性电荷间的总作用力为：

2332222()222()()22(4)kQqkQqhlkQqlkQpFkQqlllhhhhh

式中：

qpl

为原子极化形成的电偶极矩，负号表示吸引力，由于lh，故：

2224lhh

又已知：

pE

而电荷Q在离它h处的原子所在位置产生的电场场强大小为：

2kQEh

于是，电荷Q与极化原子之间的作用力为：

5222kQFh

它正比于固定电荷的平方，反比于距离的五次方，因此不管电荷Q的符号如何，它均产生吸引力。当固定点电荷的电荷量增加一倍时，力F变为原来的4倍，即：

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一、必修第3册 静电场及其应用解答题易错题培优（难）

1．如图所示，真空中有两个点电荷A、B，它们固定在一条直线上相距L=0.3m的两点，它们的电荷量分别为QA=16×10－12C，QB=4.0×10－12C，现引入第三个同种点电荷C，

（1）若要使C处于平衡状态，试求C电荷的电量和放置的位置？

（2）若点电荷A、B不固定，而使三个点电荷在库仑力作用下都能处于平衡状态，试求C电荷的电量和放置的位置？

【答案】（1）见解析（2）1216109C ，为负电荷

【解析】

【分析】

【详解】

（1）由分析可知，由于A和B为同种电荷，要使C处于平衡状态，C必须放在A、B之间某位置，可为正电荷，也可为负电荷．设电荷C放在距A右侧x处，电荷量为Q3

∵ ACBCFF

∴ 132322()QQQQkkxLx

∴ 1222()QQxLx

∴ 4(L－x)2=x2

∴ x=0.2m

即点电荷C放在距A右侧0.2m处，可为正电荷，也可为负电荷．

（2）首先分析点电荷C可能放置的位置，三个点电荷都处于平衡，彼此之间作用力必须在一条直线上，C只能在AB决定的直线上，不能在直线之外．而可能的区域有3个，

① AB连线上，A与B带同种电荷互相排斥，C电荷必须与A、B均产生吸引力，C为负电荷时可满足；

② 在AB连线的延长线A的左侧，C带正电时对A产生排斥力与B对A作用力方向相反可能A处于平衡；C对B的作用力为推斥力与A对B作用力方向相同，不可能使B平衡；C带负电时对A产生吸引力与B对A作用力方向相同，不可能使A处于平衡；C对B的作用力为吸引力与A对B作用力方向相反，可能使B平衡，但离A近，A带电荷又多，不能同时使A、B处于平衡．

③ 放B的右侧，C对B的作用力为推斥力与A对B作用力方向相同，不可能使B平衡；

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一、必修第3册 静电场及其应用解答题易错题培优（难）

1．如图所示，在竖直平面内有一质量m＝0.5 kg、电荷量q＝＋2×10－3 C的带电小球，有一根长L＝0.1 m且不可伸长的绝缘轻细线系在一方向水平向右、分布的区域足够大的匀强电场中的O点.已知A、O、C点等高，且OA＝OC＝L，若将带电小球从A点无初速度释放，小球到达最低点B时速度恰好为零，g取10 m/s2.

(1)求匀强电场的电场强度E的大小；

(2)求小球从A点由静止释放运动到B点的过程中速度最大时细线的拉力大小；

(3)若将带电小球从C点无初速度释放，求小球到达B点时细线张力大小.

【答案】（1）2.5×103 N/C（2）(152－10) N（3）15N

【解析】

【详解】

(1)小球到达最低点B时速度为零，则

0＝mgL－EqL.

E＝2.5×103 N/C

(2) 小球到达最低点B时速度为零，根据对称性可知，达到最大速度的位置为AB弧的中点，即当沿轨迹上某一点切线方向的合力为零时，小球的速度有最大值，由动能定理有

12mv2－0＝mgLsin 45°－Eq(L－Lcos 45°).

m2vL＝F－2mgcos 45°.

F＝(152－10) N.

(3)小球从C运动到B点过程，由动能定理得

2102mgLqELmV.

解得：

24V

在B点

02(cos45)VTmgmL

以上各式联立解得

T=15N.

2．如右图所示，在方向竖直向下的匀强电场中，一个质量为m、带负电的小球从斜直轨道上的A点由静止滑下，小球通过半径为R的圆轨道顶端的B点时恰好不落下来．若轨道是光滑绝缘的，小球的重力是它所受的电场力2倍，试求：

⑴A点在斜轨道上的高度h；

⑵小球运动到最低点C时，圆轨道对小球的支持力．

【答案】(1)52R (2) 3mg

【解析】