山东省德州市高二物理上学期实验班周练试题(1)含详解新人教版

2011级高二实验班周练一
1.如图所示，两个质量均为 m 的完全相同的金属球壳 a 和b ，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离 l 为球半径的3倍．若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q ，那么关于a 、b 两球之间的万有引力F 引和库仑力
F 库的表达式正确的是( )
A ．F 引＝G m 2l 2，F 库＝k Q 2l 2
B ．F 引≠G m 2l 2，F 库≠k Q 2
l 2
C ．F 引≠G m 2l 2，F 库＝k Q 2l 2
D ．F 引＝G m 2l 2，F 库≠k Q 2
l
2
2．两个带正电的小球，放在光滑的水平绝缘板上，它们相距一定距离．若同时释放两球，它们的加速度之比将( )
A ．保持不变
B ．先增大后减小
C ．增大
D ．减小
3．两个质量分别为m 1、m 2的小球，各用长为L 的丝线悬挂在同一点，当两球分别带同种电荷，且电荷量分别为q 1、q 2时，两丝线张开一定的角度θ1、θ2，如图所示，则下列说法正确的是( )
A ．若m 1>m 2，则θ1>θ2
B ．若m 1＝m 2，则θ1＝θ2
C ．若m 1<m 2，则θ1>θ2
D ．若q 1＝q 2，则θ1＝θ2
4．如图所示，在光滑且绝缘的水平面上有两个金属小球A 和B ，它们用一绝缘轻弹簧相连，带同种电荷．弹簧伸长x 0时小球平衡，如果A 、B 带电荷量加倍，当它们重新平衡时，弹簧伸长为x ，则x 和x 0的关系为( )
A ．x ＝2x 0
B ．x ＝4x 0
C ．x <4x 0
D ．x >4x 0
5．如图所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷Q 产生的电场线，若带电粒子q (|Q |≫|q |)由a 运动到b ，电场力做正功．已知在a 、b 两点粒子所受电场力分别为F a 、F b ，则下列判断正确的是
( )
A ．若Q 为正电荷，则q 带正电，F a ＞F b
B ．若Q 为正电荷，则q 带正电，F a ＜F b
C ．若Q 为负电荷，则q 带正电，F a ＞F b
D ．若Q 为负电荷，则q 带正电，F a ＜F b
6．如图中带箭头的实线表示某个电场的电场线，实线间距相等且相互平行，一个带电离子从P 处飞入这个电场，以下说法中正确的是
( )
A ．离子受的电场力方向一定向右
B ．离子受的电场力大小、方向都不变
C ．离子肯定向右偏转
D ．离子一定做匀变速运动
7．在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球，小球A 、B 、C 位于等边三角
形的三个顶点上，小球D 位于三角形的中心，如图所示．现让小球A 、
B 、
C 带等量的正电荷Q ，让小球
D 带负电荷q ，四个小球均处于静止
状态，则Q 与q 的比值为
A.1
3
B.3
3
C ．3
D. 3
8．一个内表面光滑的半球形碗放在水平桌面上，碗口处于
水平状态，O 是球心．有两个带同种电荷且质量分别为m 1和m 2可视为质点的小球，当它们静止后处于如图所示状态，则m 1和m 2对碗的弹力大小之比为
( )
A ．1∶ 3 B.3∶1
C ．2∶ 3
D.3∶2
9．如图所示，有一带电荷量为＋q 的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为2d ，此点电荷到带电薄板的垂线通过板的圆心．若图中a 点处的电场强度为零，则图中b 点处的电场强度大小是( )
A ．k q 9d 2＋k q
d 2
B ．k q 9d 2－k q
d 2
C ．0
D ．k q
d
2
10．如图所示，在粗糙绝缘的水平面上有一物体A
带正电，另一带正电的物体B 沿着以A 为圆心的圆弧由P 到Q 缓慢地从A 的正上方经过，若
此过程中A 始终保持静止，A 、B 两物体可视为质点，则下列说法
正确的是 ( )
A ．物体A 受到地面的支持力先增大后减小
B ．物体A 受到地面的支持力保持不变
C ．物体A 受到地面的摩擦力先减小后增大
D ．库仑力对物体A 先做正功后做负功 11．关于电势的高低，下列说法正确的是
( )
A ．沿着电场线的方向电势逐渐降低
B ．电势降低的方向一定是电场线的方向
C ．正电荷只在电场力的作用下，一定向电势低的地方移动
D ．负电荷只在电场力的作用下，由静止释放，一定向电势高的地方移动
12．Q 1、Q 2为两个带电质点，带正电的检验电荷q 沿中垂线向上移动时，
q在各点所受Q1、Q2作用力的合力大小和方向如图1中细线所示(力的方向都是向左侧)，由此可以判断 ( )
A．Q2可能带负电荷
B．Q1、Q2可能为等量异种电荷
C．Q2电荷量一定大于Q1的电荷量
D．中垂线上的各点电势相等
13．如图所示，四个等量异种电荷，放在正方形的四个顶点处，A、B、C、D为正方形四个边的中点，O为正方形的中心，下列说法中正确的是 ( )
A．A、C两点的电场强度相同，B、D两点电势相同
B．O点电势、场强均为零
C．将一带正电的试探电荷匀速从B点沿直线移动到D点，
所受电场力先减小后增大，方向不变
D．将一带正电的试探电荷匀速从A点沿直线移动到C点，
试探电荷具有的电势能先增大后减小
14．如图所示，在x轴上关于原点O对称的两点固定放置等量异种点电荷＋Q和－Q，x 轴上的P点位于－Q的右侧．下列判断正确的是 ( )
A．在x轴上还有一点与P点电场强度相同
B．在x轴上还有两点与P点电场强度相同
C．若将一试探电荷＋q从P点移至O点，电势能增大
D．若将一试探电荷＋q从P点移至O点，电势能减小
15．一带电粒子在电场中仅在电场力作用下，从A点运动到B点，速度随时间变化的图象如图所示，t A、t B分别是带电粒子到达A、B两点时对应的时
刻，则下列说法中正确的有( )
A．A点的场强一定大于B点的场强
B．A点的电势一定高于B点的电势
C．带电粒子在A点的电势能一定小于在B点的电势能
D．带电粒子从A点到B点过程中，电场力一定对带电粒子做正功
16．电场中有A、B两点，A点的电势φA＝30 V，B点的电势φB＝10 V，一个电子由A 点运动到B点的过程中，下列说法中正确的是 ( ) A．电场力对电子做功20 eV，电子的电势能减少了20 eV
B．电子克服电场力做功20 eV，电子的电势能减少了20 eV
C．电场力对电子做功20 eV，电子的电势能增加了20 eV
D．电子克服电场力做功20 eV，电子的电势能增加了20 eV
17.带电粒子以速度v0沿竖直方向垂直进入匀强电场E中，如图所示，经过一段时间后，其速度变为水平方向，大小仍为v0，则一定有 ( )
A．电场力与重力大小相等
B．粒子运动的水平位移大小等于竖直位移大小
C．电场力所做的功一定等于重力所做的功
D．电势能的减少量一定等于重力势能的增加量
18.如图所示，在一个粗糙水平面上，彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块．由静止释放后，两个物块向相反方向运动，并最终停止．在物块的运动过程中，下列表述正确的是 ( )
A．两个物块的电势能逐渐减少
B．物块受到的库仑力不做功
C．两个物块的机械能守恒
D．物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力
19．一带负电的点电荷仅在电场力作用下，先后经过电场中的A、B两点，其v－t的图象如图所示．t A、t B分别是该电荷经A、B两点的时刻，则( )
A．A点的场强一定小于B点的场强
B．场强的方向一定从B点指向A点
C．A点的电势一定低于B点的电势
D．该电荷在A点的电势能一定小于在B点的电势能
20．(2010·山东理综，20)某电场的电场线分布如图所示，
以下说法正确的是( )
A．c点场强大于b点场强
B．a点电势高于b点电势
C．若将一试探电荷＋q由a点释放，它将沿电场线运动
到b点
D．若在d点再固定一点电荷－q，将一试探电荷＋q由a移至b的过程中，电势能减小21．一粒子质量为m，带电荷量为＋q，以初速度v与水平方向成45°射向空间一匀强电场区域，恰做直线运动．求这个匀强电场的最小场强的大小，并说明方向．
22．如图所示，把一个倾角为θ的绝缘斜面固定在匀强电场中，电场方向水平向右，电场强度大小为E，有一质量为m、带电荷量为＋q的物体以初速度v0，从A端滑上斜面恰
好能沿斜面匀速运动，求物体与斜面间的动摩擦因数．
23.如图所示，在场强E ＝104
N/C 的水平匀强电场中，有一根长l ＝15 cm 的细线，一端固定在O 点，另一端系一个质量m ＝3 g 、电荷量q ＝2×10－6
C 的带正电小球，当细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，g 取10 m/s 2
.求：
(1)小球到达最低点B 的过程中重力势能、电势能分别变化了多少？ (2)若取A 点电势为零，小球在B 点的电势能、电势分别为多大？ (3)小球到B 点时速度为多大？绳子张力为多大？
2011级高二实验班下学期周练一答案
1. 答案：D 解析：由于a 、b 两球所带异种电荷相互吸引，使它们各自的电荷分布不均匀，即相互靠近的一侧电荷分布较密集，又l ＝3r ，不满足l ≫r 的要求，故不能将带电球
壳看成点电荷，所以不能应用库仑定律，故F 库≠k Q 2
l
2.虽然不满足l ≫r ，但由于其壳层的厚
度和质量分布均匀，两球壳可看成质量集中于球心的质点，可以应用万有引力定律，故F 引
＝G m 2l
2. 2. 答案A 解析：两者之间的库仑力时刻保持大小相等、方向相反，由牛顿第二定律知：
a 1∶a 2＝m 2∶m 1，故A 正确．
3. 答案：BC 解析：这是一道带电体平衡问题，分析方法仍然与力学中物体的平衡方法一样．
4. 答案：C 解析：设弹簧原长为l ，劲度系数为K ，根据库仑定律和平衡条件列式得
k q 1q 2l ＋x 02＝Kx 0，k 4q 1q 2
l ＋x 2
＝Kx
两式相除：
l ＋x
2
4l ＋x 0
2
＝x 0x ，得：x ＝l ＋x 02l ＋x
2
·4x 0，
因l ＋x >l ＋x 0，由此推断选项C 正确．
5. 答案：A 解析：考查电场强度与电场力的关系．a 点的电场线密度比b 点大，电场强度大，同一电荷受到的电场力大，F a ＞F b ，如果Q 是正电荷，由于电场力对q 做正功，q 受到的电场力方向向右，q 带正电，A 正确，B 不正确．如果Q 是负电荷，由于电场力对q 做正功，q 受到的电场力方向向右，q 带负电，C 、D 不正确．
6.答案：BD
7. 答案：D 解析：以小球A 为研究对象，设三角形边长为L ，由库仑定律及力的平衡知
识得kQ 2L 2·3＝kQq ⎝ ⎛⎭
⎪
⎫L 32
，解得q ＝3
3Q ，即Q 与q 的比值为 3.
8.答案：B
9. 答案：A 解析： 点电荷在a 点产生的场强大小E ＝k q
d
2，方向向左，由题意得，带电薄板在a 点产生的场强大小E ＝k q d
2，方向向右．根据对称性，带电薄板在b 点产生的场强大小E ＝k q d 2，方向向左，点电荷在b 点产生的场强大小E ＝k q
9d 2，方向向左，根据场强的叠
加原理，可知A 正确．
10.答案：AC
11. 答案：AD 解析：由电场线的特点知A 正确；电势降低的方向不一定是电场线的方向，B 错误；若正电荷具有初速度，即使只受电场力作用，也可由低电势点向高电势点移动，C 错误；负电荷只在电场力的作用下由静止释放，一定向电势高的地方移动．
12. 答案：C 解析：由图可知带正电的检验电荷受到两个电荷的库仑力的合力方向为左上方或左下方，所以Q 2一定带正电荷，Q 1可能带正电荷也可能带负电荷，且Q 2>Q 1，选项ABD 错，C 正确．
13. 答案：B 解析：电场强度是矢量，电势是标量．根据场强的叠加，等量同种点电荷连线中点合场强为零，即指两个点电荷场强的矢量和为零；一般规定无穷远处电势为零，等量异种点电荷连线的中垂线电势也为零，所以O 点电势、场强均为零，选项B 正确．
14. 答案：AC 解析：由点电荷产生的场强公式E ＝kQ r
2和场强叠加知识得，设－Q 与O 点的距离为x ，P 点与－Q 的距离为a ，则可得P 点场强为E P ＝kQ a 2－
kQ 2x ＋a
2
，方向水平向
左，根据对称性特点知，A 正确，B 错；根据等量异种电荷形成的电场特点知，O 点电势为零，而P 点电势小于零，故将＋q 从P 点移至O 点，电场力做负功，其电势能一定增大．
15. 答案：AD 解析：由于v －t 图象上各点的斜率表示加速度的大小，从图象可以看
出带电粒子在A 点的加速度大于在B 点时的加速度，由牛顿第二定律可知E A >E B ，选项A 正确；带电粒子带电性质未知，故A 、B 两点电势无法判断，选项B 错误；从v －t 图象中可以看出B 点速度大于A 点速度，故电场力对带电粒子做正功，电势能减小，所以选项C 错误，选项D 正确．
16. 答案：D 解析：W AB ＝qU AB ＝－20 eV ，根据电场力做功与电势能变化的关系可知选项D 正确．
17. 答案：ABD 解析：粒子运动过程中，在竖直方向上在重力作用下做匀减速直线运动，在水平方向上，在电场力作用下做匀加速直线运动，相同时间内，速度改变量大小相等，故加速度大小相等，重力大小等于电场力大小，A 正确．相同时间内，两个方向平均速度相等，故水平位移大小等于竖直位移大小，B 对．重力做负功，电场力做正功，二者不相等，C 错．因动能不变，故电场力做的功等于克服重力做的功，电势能的减少量等于重力势能的增加量，D 对．
18. 答案：A 解析：由静止释放后，两带电小物块带同种电荷，所以库仑力对它们均做正功，故电势能都减小，A 正确、B 错误；两小物块运动过程中，因摩擦力和电场力分别做功，发生机械能和其他能量的相互转化，故机械能不守恒，C 错；因最终停止，故D 错．
19. 答案：D 解析：速度均匀减小说明加速度大小不变，电荷受力不变，因此电场强度大小相等，A 错；负电荷由A 到B 减速运动，电场方向由A 到B ，B 错；沿电场线方向电势降低，C 错；负电荷从A 到B 电场力做负功，电势能增加动能减小，D 对；本题容易．
20. 答案：BD 解析：电场线的疏密表示电场的强弱，A 项错误；沿着电场线方向电势逐渐降低，B 项正确；＋q 在a 点所受电场力方向沿电场线的切线方向，由于电场线为曲线，所以＋q 不沿电场线运动，C 项错误；在d 点固定一点电荷－q 后，a 点电势仍高于b 点，＋
q 由a 移至b 的过程中，电场力做正功，电势能减小，D 项正确．
21.解析：粒子进入电场区域后要受重力和电场力作用而做直线运动，知其合力必与v 在一直线上．由图及力的分解知识可知，最小的电场力qE
＝
mg cos 45°.所以
E min ＝mg q cos 45°＝2mg 2q
，
方向垂直于v 指向斜上方． 答案：
2mg
2q
垂直于v 指向斜上方 22.解析：物体受力情况如右图所示，将各力沿斜面和垂直斜面两个方向进行正交分解，则沿斜面方向上：
F f ＋mg sin θ＝qE cos θ
垂直斜面方向上：
mg cos θ＋qE sin θ＝F N
②
其中F f ＝μF N
③
由①②③得：μ＝qE cos θ－mg sin θ
mg cos θ＋qE sin θ
.
答案：
qE cos θ－mg sin θ
mg cos θ＋qE sin θ
23.解析：(1)ΔE p ＝－mgl ＝－4.5×10－3
J ΔE p 电＝Eql ＝3×10－3
J. (2)E p B ＝3×10－3
J ，E p B ＝φB q ， φB ＝3×10－3
2×10－6 V ＝1.5×103
V.
(3)A →B 由动能定理得：
mgl －Eql ＝12
mv B 2，所以v B ＝1 m/s ， 在B 点对小球F T －mg ＝mv B 2l
.F T ＝5×10－2
N.
答案：(1)重力势能减少4.5×10－3
J
电势能增加3×10－3
J (2)3×10－3
J 1.5×103
V (3)1 m/s 5×10－2 N。