高中物理必修课3物理全卷各单元选卷试卷及答案一、必修课三静电场及其应用答题易错题训练（难）1、不可伸长的绝缘灯线有3根长度l=0.3。 其中两个一端固定在天花板上的O点，另一端分别绑有质量m=1的带电球A和B。 它们的电荷分别为q和+q，q=1.0106C。 A 和 B 通过第三根电线连接。 空间中存在大小为E=2.0105N/C的强电场，电场强度方向水平向右。 平衡时A、B球的位置如图所示。 已知静电力常数k=9109N·m2/C2与重力加速度g=10m/s2之间库仑力的大小 (2)连接A、B的灯丝拉力的大小。[答案] (1) F=0.1N (2) 0.042N 【分析】问题分析： (1) 以球B为研究对象，球B受重力mg、电场力Eq、静电力F、 AB间绳子的拉力与OB绳子水平方向的拉力：代入数据得到0.042N 测试要点：考察共点力平衡条件的应用【名师要点】注意条件建立时，掌握力的平行四边形定则的应用，了解三角学知识的应用，注意平衡条件方程的建立。 2、如图所示，垂直放置一根内壁光滑的绝缘细直管。 管底固定有电荷量为Q（Q>0）的点电荷。 在距底部点电荷距离 h 处，速度恰好为零。 现在让电荷量为 q、质量为 3m 的点电荷在 A 处仍处于静止状态。已知静电力常数为 k，重力加速度为 g。 那么在点电荷的运动过程中： (1)点电荷的定性分析 你做了什么样的运动？ （从速度和加速度分析） （2）最大速度点与底部充电点的距离 （3）移动到B点的速度 【答】（1）先加速使加速度减小，再减速使加速度增大加速度。 移动; 【分析】【详细解释】（1）从题意来看，小球应该先加速后减速，即开始时重力应大于库仑力； 下落时，库仑力增大，因此下落时加速度先减小，后增大； 即小球先加速使加速度减小，然后减速使加速度增大； (2) 当重力等于库仑力时，合力为零，此时速度最大。 (3) 点电荷下落时受到重力和电库仑力的影响。 根据动能定理：mgh+W=-mgh； 当球的质量变为3m时，库仑力不变，因此库仑力所做的功也不变。 根据动能定理可得： 要点：本题综合考察了动力学知识和库仑力公式的应用。 解决问题的关键是明确物体的运动过程； 同时还需要注意的是，点电荷从静止开始运动，因此开始时的重力必须大于库仑力。 3． 如图所示，绝缘细杆轨道固定在垂直平面内。 半径为R的1/6圆弧段杆分别与水平段杆和粗斜段杆在A、B两点相切。 带正电的点电荷固定在圆心 O 处。 有一个带负电的球，质量为m，可以看作一个质点，以与速度相等的方向水平向右穿过A点。 球能向上滑动的最高点是C，到达C后，球会沿着杆返回。 如果COB=30，则球第一次经过A点后，细弧杆向下施加的弹力为mgmgR，重力加速度为g。 求：（1）小球刚到达B点时的动能； (2) C点小球所受的库仑力； （3）球在返回A点之前对弧杆的弹力。（结果用m、g、R表示） 【答案】（1）【分析】【分析】（1）利用动力学利用能量定理求出球第一次到达 B 点时的动能。 (2) 当球第一次经过 A 点时，由牛顿第二定律和库仑定律给出方程。 由几何关系求出OC的距离，然后利用库仑定律计算出C点小球所受到的库仑力。 (3) 利用动能定理求出小球回到 A 点前一瞬间的速度，并利用牛顿运动定律和向心力公式求出小球在返回 A 点时弧杆上的弹力[详细说明] (1) 小球从A点移动到B点，AB两点是等位点，因此电场力不起作用。 根据动能定理： (2) 当小球第一次经过A时高中物理单元答案，根据牛顿第二定律可得： 合并代入数据。 已解： 由题： 由几何关系求得，OC之间的距离为： Qq球在C点所受库仑力的大小： 当QqQq球回到A点时，假设细杆正对着球弹力方向向上，大小为N'。 由牛顿第二定律得到： 结合以上解可得： 根据牛顿第三定律，当小球回到A点时，弧杆上的弹力为mg，方向为 4 ． 如图所示，两个不同点电荷的电荷量均为位于同一垂直线上的三个点，AOBO距离也为L。
现有电荷在滑动，到达B点时速度减为零。已知物块与平面之间的动摩擦因数就是该点的电场强度； (2) 物块运动到B点时加速度的大小和方向； (3)物块通过该点的速度。 【答案】（1）【分析】【分析】【详细解释】2Q （1）A点正负点电荷产生的场强 （2）根据牛顿第二定律，一根轻质弦的上端2kQ2L固定，下端连接一个可以看作粒子的带电小球。 球静止在水平向右延伸的均匀电场中。 绳子与垂直方向的夹角为θ=37。已知小球所带电荷q=1.010-6C，均匀电场场强E=3.0103N/C，引力场加速度g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。 求：（1）球上电场力F的大小和球的质量m； (2) 将球拉至最低点并脱离静止状态。 球返回时绳索与垂直方向的夹角为 θ = 37 时速 v (3) 为球经过绳索时绳索中的拉力 T 与垂直方向的夹角 θ = 37在(2)中描述的情况下。 【答案】（1）F=3.010-3m=4.010–4kg 【解析】【解析】【详细解释】（1）小球上电场力的大小为：F=qE=1.010–63.0103N=3.010 -3小 球上的受力如图：5m/s (3) T=7.010-=4.010–4kg (2) 将球拉至最低点，从静止状态释放。 小球回到绳索与垂直方向的夹角θ=37时，根据沿绳索方向的动能（（3），根据牛顿第二定律，可以看出，有一个正的电荷量Q固定为5m/点，此时正点无初速度释放，小球滑动过程中电荷量不变。已知小球的质量为m，电荷为q，不考虑球与细棒之间的摩擦力，整个装置处于真空中高中物理单元答案，静电力常数为k，重力加速度为g，求： (1) 正电荷产生的场强Q处较小；（2）球刚出手时的加速度；球与B点的距离足够大，球的动能最大时球与B点的距离。 【分析】【详细解释】（一）根据（一）2）根据牛顿第二定律，根据库仑定律mH（3）当球所受的净力为零，即加速度为零时，动能最大。 假设此时有球和 2.必修书3 静电场中的能量 回答问题 易错题 精益求精（难） 7. 山地滑雪是一项人们喜爱的运动。 滑雪坡ABC的底部为半径为R的切平面，C点与水平雪的距离为H，如图所示。 表明D是圆的最高点。 运动员从静止状态从A点滑下，旋转一圈正好可以通过圆形轨道的最高点D。 穿过C后，他被水平抛出。 当投掷时间为t时，将对手水平炸飞。 一阵大风，运动员最终以速度v落在雪地上。已知运动员和滑雪装备的总质量为m，重力加速度为g。 忽略强风前的空气阻力以及雪道和环形跑道的摩擦阻力，求：（2）运动员第一次遭遇强风时的速度和离地高度； (3)强风对运动员所做的功。 【答案】（1）【分析】【分析】【详细解释】（1）运动员恰好做了一个完整的圆周运动，那么在D点有： mg=m 运动到D点的过程由动能方程求得能量定理 mg(h-2R)=联立解为 h=(2) 运动员做水平抛掷运动，运动时间 t 垂直直线方向速度为 v mgR = mv mv-mg 8. 如图图中，垂直向下一个方向的有界均匀电场，其电场强度为E。
均匀电场的左右宽度和上下宽度均为L。带正电的粒子（不计重力）从电场左上方的O点以一定的距离水平向右进入电场。一定的速度。 粒子刚从电场右下A点离开电场； 另一个质量为 m、带电荷的粒子是 -q(q0)（不计重力）的粒子来自电场 O k0 的左下侧。 已知图中O点为坐标原点，水平向右为x轴正方向，垂直向下为y轴正方向，建立坐标系。 (1)求带正电粒子的运动轨迹方程； (2)求带负电粒子运动到“带正电粒子的轨迹”时的动能； (3) 当带负电的粒子进入电场时，其初始动能是多少？ 当它运动到“带正电粒子的轨迹”时，它的动能最小？ 动能的最小值是多少？ (qEL) 4Ek0 【分析】【分析】考察带电粒子在电场中的运动轨迹和能量变化。 【详细说明】 点为坐标原点，水平向右为x轴，垂直向下为y轴。 建立平面直角坐标系，如图所示。