高中物理必修課3物理全卷各單元選卷試卷及答案一、必修課三靜電場(chǎng)及其應(yīng)用答題易錯(cuò)題訓(xùn)練（難）1、不可伸長(zhǎng)的絕緣燈線有3根長(zhǎng)度l=0.3。 其中兩個(gè)一端固定在天花板上的O點(diǎn)，另一端分別綁有質(zhì)量m=1的帶電球A和B。 它們的電荷分別為q和+q，q=1.0106C。 A 和 B 通過(guò)第三根電線連接。 空間中存在大小為E=2.0105N/C的強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向右。 平衡時(shí)A、B球的位置如圖所示。 已知靜電力常數(shù)k=9109N·m2/C2與重力加速度g=10m/s2之間庫(kù)侖力的大小 (2)連接A、B的燈絲拉力的大小。[答案] (1) F=0.1N (2) 0.042N 【分析】問(wèn)題分析： (1) 以球B為研究對(duì)象，球B受重力mg、電場(chǎng)力Eq、靜電力F、 AB間繩子的拉力與OB繩子水平方向的拉力：代入數(shù)據(jù)得到0.042N 測(cè)試要點(diǎn)：考察共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用【名師要點(diǎn)】注意條件建立時(shí)，掌握力的平行四邊形定則的應(yīng)用，了解三角學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，注意平衡條件方程的建立。 2、如圖所示，垂直放置一根內(nèi)壁光滑的絕緣細(xì)直管。 管底固定有電荷量為Q（Q>0）的點(diǎn)電荷。 在距底部點(diǎn)電荷距離 h 處，速度恰好為零。 現(xiàn)在讓電荷量為 q、質(zhì)量為 3m 的點(diǎn)電荷在 A 處仍處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知靜電力常數(shù)為 k，重力加速度為 g。 那么在點(diǎn)電荷的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中： (1)點(diǎn)電荷的定性分析 你做了什么樣的運(yùn)動(dòng)？ （從速度和加速度分析） （2）最大速度點(diǎn)與底部充電點(diǎn)的距離 （3）移動(dòng)到B點(diǎn)的速度 【答】（1）先加速使加速度減小，再減速使加速度增大加速度。 移動(dòng); 【分析】【詳細(xì)解釋】（1）從題意來(lái)看，小球應(yīng)該先加速后減速，即開(kāi)始時(shí)重力應(yīng)大于庫(kù)侖力； 下落時(shí)，庫(kù)侖力增大，因此下落時(shí)加速度先減小，后增大； 即小球先加速使加速度減小，然后減速使加速度增大； (2) 當(dāng)重力等于庫(kù)侖力時(shí)，合力為零，此時(shí)速度最大。 (3) 點(diǎn)電荷下落時(shí)受到重力和電庫(kù)侖力的影響。 根據(jù)動(dòng)能定理：mgh+W=-mgh； 當(dāng)球的質(zhì)量變?yōu)?m時(shí)，庫(kù)侖力不變，因此庫(kù)侖力所做的功也不變。 根據(jù)動(dòng)能定理可得： 要點(diǎn)：本題綜合考察了動(dòng)力學(xué)知識(shí)和庫(kù)侖力公式的應(yīng)用。 解決問(wèn)題的關(guān)鍵是明確物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程； 同時(shí)還需要注意的是，點(diǎn)電荷從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，因此開(kāi)始時(shí)的重力必須大于庫(kù)侖力。 3． 如圖所示，絕緣細(xì)桿軌道固定在垂直平面內(nèi)。 半徑為R的1/6圓弧段桿分別與水平段桿和粗斜段桿在A、B兩點(diǎn)相切。 帶正電的點(diǎn)電荷固定在圓心 O 處。 有一個(gè)帶負(fù)電的球，質(zhì)量為m，可以看作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，以與速度相等的方向水平向右穿過(guò)A點(diǎn)。 球能向上滑動(dòng)的最高點(diǎn)是C，到達(dá)C后，球會(huì)沿著桿返回。 如果COB=30，則球第一次經(jīng)過(guò)A點(diǎn)后，細(xì)弧桿向下施加的彈力為mgmgR，重力加速度為g。 求：（1）小球剛到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能； (2) C點(diǎn)小球所受的庫(kù)侖力； （3）球在返回A點(diǎn)之前對(duì)弧桿的彈力。（結(jié)果用m、g、R表示） 【答案】（1）【分析】【分析】（1）利用動(dòng)力學(xué)利用能量定理求出球第一次到達(dá) B 點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能。 (2) 當(dāng)球第一次經(jīng)過(guò) A 點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律和庫(kù)侖定律給出方程。 由幾何關(guān)系求出OC的距離，然后利用庫(kù)侖定律計(jì)算出C點(diǎn)小球所受到的庫(kù)侖力。 (3) 利用動(dòng)能定理求出小球回到 A 點(diǎn)前一瞬間的速度，并利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和向心力公式求出小球在返回 A 點(diǎn)時(shí)弧桿上的彈力[詳細(xì)說(shuō)明] (1) 小球從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，AB兩點(diǎn)是等位點(diǎn)，因此電場(chǎng)力不起作用。 根據(jù)動(dòng)能定理： (2) 當(dāng)小球第一次經(jīng)過(guò)A時(shí)高中物理單元答案，根據(jù)牛頓第二定律可得： 合并代入數(shù)據(jù)。 已解： 由題： 由幾何關(guān)系求得，OC之間的距離為： Qq球在C點(diǎn)所受庫(kù)侖力的大小： 當(dāng)QqQq球回到A點(diǎn)時(shí)，假設(shè)細(xì)桿正對(duì)著球彈力方向向上，大小為N'。 由牛頓第二定律得到： 結(jié)合以上解可得： 根據(jù)牛頓第三定律，當(dāng)小球回到A點(diǎn)時(shí)，弧桿上的彈力為mg，方向?yàn)?4 ． 如圖所示，兩個(gè)不同點(diǎn)電荷的電荷量均為位于同一垂直線上的三個(gè)點(diǎn)，AOBO距離也為L(zhǎng)。
現(xiàn)有電荷在滑動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度減為零。已知物塊與平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)就是該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度； (2) 物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)加速度的大小和方向； (3)物塊通過(guò)該點(diǎn)的速度。 【答案】（1）【分析】【分析】【詳細(xì)解釋】2Q （1）A點(diǎn)正負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng) （2）根據(jù)牛頓第二定律，一根輕質(zhì)弦的上端2kQ2L固定，下端連接一個(gè)可以看作粒子的帶電小球。 球靜止在水平向右延伸的均勻電場(chǎng)中。 繩子與垂直方向的夾角為θ=37。已知小球所帶電荷q=1.010-6C，均勻電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E=3.0103N/C，引力場(chǎng)加速度g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。 求：（1）球上電場(chǎng)力F的大小和球的質(zhì)量m； (2) 將球拉至最低點(diǎn)并脫離靜止?fàn)顟B(tài)。 球返回時(shí)繩索與垂直方向的夾角為 θ = 37 時(shí)速 v (3) 為球經(jīng)過(guò)繩索時(shí)繩索中的拉力 T 與垂直方向的夾角 θ = 37在(2)中描述的情況下。 【答案】（1）F=3.010-3m=4.010–4kg 【解析】【??解析】【??詳細(xì)解釋】（1）小球上電場(chǎng)力的大小為：F=qE=1.010–63.0103N=3.010 -3小 球上的受力如圖：5m/s (3) T=7.010-=4.010–4kg (2) 將球拉至最低點(diǎn)，從靜止?fàn)顟B(tài)釋放。 小球回到繩索與垂直方向的夾角θ=37時(shí)，根據(jù)沿繩索方向的動(dòng)能（（3），根據(jù)牛頓第二定律，可以看出，有一個(gè)正的電荷量Q固定為5m/點(diǎn)，此時(shí)正點(diǎn)無(wú)初速度釋放，小球滑動(dòng)過(guò)程中電荷量不變。已知小球的質(zhì)量為m，電荷為q，不考慮球與細(xì)棒之間的摩擦力，整個(gè)裝置處于真空中高中物理單元答案，靜電力常數(shù)為k，重力加速度為g，求： (1) 正電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)Q處較小；（2）球剛出手時(shí)的加速度；球與B點(diǎn)的距離足夠大，球的動(dòng)能最大時(shí)球與B點(diǎn)的距離。 【分析】【詳細(xì)解釋】（一）根據(jù)（一）2）根據(jù)牛頓第二定律，根據(jù)庫(kù)侖定律mH（3）當(dāng)球所受的凈力為零，即加速度為零時(shí)，動(dòng)能最大。 假設(shè)此時(shí)有球和 2.必修書(shū)3 靜電場(chǎng)中的能量 回答問(wèn)題 易錯(cuò)題 精益求精（難） 7. 山地滑雪是一項(xiàng)人們喜愛(ài)的運(yùn)動(dòng)。 滑雪坡ABC的底部為半徑為R的切平面，C點(diǎn)與水平雪的距離為H，如圖所示。 表明D是圓的最高點(diǎn)。 運(yùn)動(dòng)員從靜止?fàn)顟B(tài)從A點(diǎn)滑下，旋轉(zhuǎn)一圈正好可以通過(guò)圓形軌道的最高點(diǎn)D。 穿過(guò)C后，他被水平拋出。 當(dāng)投擲時(shí)間為t時(shí)，將對(duì)手水平炸飛。 一陣大風(fēng)，運(yùn)動(dòng)員最終以速度v落在雪地上。已知運(yùn)動(dòng)員和滑雪裝備的總質(zhì)量為m，重力加速度為g。 忽略強(qiáng)風(fēng)前的空氣阻力以及雪道和環(huán)形跑道的摩擦阻力，求：（2）運(yùn)動(dòng)員第一次遭遇強(qiáng)風(fēng)時(shí)的速度和離地高度； (3)強(qiáng)風(fēng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員所做的功。 【答案】（1）【分析】【分析】【詳細(xì)解釋】（1）運(yùn)動(dòng)員恰好做了一個(gè)完整的圓周運(yùn)動(dòng)，那么在D點(diǎn)有： mg=m 運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過(guò)程由動(dòng)能方程求得能量定理 mg(h-2R)=聯(lián)立解為 h=(2) 運(yùn)動(dòng)員做水平拋擲運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t 垂直直線方向速度為 v mgR = mv mv-mg 8. 如圖圖中，垂直向下一個(gè)方向的有界均勻電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度為E。
均勻電場(chǎng)的左右寬度和上下寬度均為L(zhǎng)。帶正電的粒子（不計(jì)重力）從電場(chǎng)左上方的O點(diǎn)以一定的距離水平向右進(jìn)入電場(chǎng)。一定的速度。 粒子剛從電場(chǎng)右下A點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng)； 另一個(gè)質(zhì)量為 m、帶電荷的粒子是 -q(q0)（不計(jì)重力）的粒子來(lái)自電場(chǎng) O k0 的左下側(cè)。 已知圖中O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平向右為x軸正方向，垂直向下為y軸正方向，建立坐標(biāo)系。 (1)求帶正電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡方程； (2)求帶負(fù)電粒子運(yùn)動(dòng)到“帶正電粒子的軌跡”時(shí)的動(dòng)能； (3) 當(dāng)帶負(fù)電的粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，其初始動(dòng)能是多少？ 當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到“帶正電粒子的軌跡”時(shí)，它的動(dòng)能最小？ 動(dòng)能的最小值是多少？ (qEL) 4Ek0 【分析】【分析】考察帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡和能量變化。 【詳細(xì)說(shuō)明】 點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平向右為x軸，垂直向下為y軸。 建立平面直角坐標(biāo)系，如圖所示。