安徽省淮南第一中学高二物理上学期精选试卷检测题
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安徽省淮南第一中学高二物理上学期精选试卷检测题
一、第九章 静电场及其应用选择题易错题培优(难)
1.如图所示,a 、b 、c 、d 四个质量均为 m 的带电小球恰好构成“三星拱月”之形,其中 a 、b 、c 三个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕 O 点做半径为 R 的匀速圆周运动,三小球所在位置恰好将圆周等分。小球 d 位于 O 点正上方 h 处,且在外力 F 作用下恰处于静止状态,已知 a 、b 、c 三小球的电荷量大小均为 q ,小球 d 的电荷量大小为 6q ,h =2R 。重力加速度为 g ,静电力常量为 k 。则( )
A .小球 a 一定带正电
B .小球 c 的加速度大小为2
2
33kq mR
C .小球 b 2R mR
q k
πD .外力 F 竖直向上,大小等于mg +2
2
6kq R
【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】
A .a 、b 、c 三小球所带电荷量相同,要使三个做匀速圆周运动,d 球与a 、b 、c 三小球一定是异种电荷,由于d 球的电性未知,所以a 球不一定带正电,故A 错误。 BC .设 db 连线与水平方向的夹角为α,则
223cos 3R h α==+ 22
6sin 3
R h α=
+=
对b 球,根据牛顿第二定律和向心力得:
22222264cos 2cos302cos30()q q q k k mR ma h R R T
πα⋅-︒==+︒ 解得
23R
mR
T q k
π=
2
2
33kq a mR
= 则小球c 的加速度大小为2
33kq mR
,故B 正确,C 错误。 D .对d 球,由平衡条件得
2
226263sin q q kq F k mg mg h R R
α⋅=+=++ 故D 正确。 故选BD 。
2.如图所示,A 、B 两点有等量同种正点电荷,AB 连线的中垂线上C 、D 两点关于AB 对称,0t =时刻,一带正电的点电荷从C 点以初速度v 0沿CD 方向射入,点电荷只受电场力。则点电荷由C 到D 运动的v-t 图象,以下可能正确的是
A .
B .
C .
D .
【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】
由于AB 是同种电荷,所以连线中点的场强为零,无穷远处场强也为零,其间有一点电场强度最大,所以粒子从C 点向中点运动过程中,加速度可能一直减小,也可能先减小后增大,选项AC 错误,BD 正确。 故选BD 。
3.真空中,在x 轴上的坐标原点O 和x =50cm 处分别固定点电荷A 、B ,在x =10cm 处由静止释放一正点电荷p ,点电荷p 只受电场力作用沿x 轴方向运动,其速度与在x 轴上的位置关系如图所示。下列说法正确的是( )
A .x =10cm 处的电势比x =20cm 处的电势高
B .从x =10cm 到x =40cm 的过程中,点电荷p 的电势能一定先增大后减小
C .点电荷A 、B 所带电荷量的绝对值之比为9:4
D .从x =10cm 到x =40cm 的过程中,点电荷p 所受的电场力先增大后减小 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】
A .点电荷p 从x =10cm 处运动到x =30cm 处,动能增大,电场力对点电荷做正功,则点电荷所受的电场力方向沿+x 轴方向,因此,从x =10cm 到x =30cm 范围内,电场方向沿+x 轴方向,所以,x =10cm 处的电势比x =20cm 处的电势高,故A 正确;
B .点电荷p 在运动过程中,只有电场力做功,电势能和动能之和保持不变,点电荷的动能先增大后减小,则其电势能先减小后增大,故B 错误;
C .从x =10cm 到x =30cm 范围内,点电荷p 所受的电场力沿+x 轴方向,从x =30cm 到x =50cm 范围内,点电荷p 所受的电场力沿-x 轴方向,所以,点电荷p 在x =30cm 处所受的电场力为零,则点电荷A 、B 对点电荷p 的静电力大小相等,方向相反,故有
22
A B A B Q q Q q
k
k r r 其中r A =30cm ,r B =20cm ,所以,Q A :Q B =9:4,故C 正确;
D .点电荷x =30cm 处所受的电场力为零,由电场力公式F =q
E 可知:x =30cm 处的电场强度为零,所以从x =10cm 到x =40cm 的过程中,点电荷p 所受的电场力一定先减小后增大,故D 错误。 故选AC 。
4.如图所示,竖直绝缘墙上固定一带电小球A ,将带电小球B 用轻质绝缘丝线悬挂在A 的正上方C 处,图中AC =h 。当B 静止在与竖直方向夹角θ=30°方向时,A 对B 的静电力为B 所受重力的0.5倍,则下列说法中正确的是(两球均可看作点电荷)( )
A.此时丝线长度为2 L
B.以后由于A漏电,B在竖直平面内缓慢运动,到θ=0°处A的电荷尚未漏完,在整个漏电过程中,丝线上拉力大小保持不变
C.若保持悬点C位置不变,缓慢缩短丝线BC的长度,B球运动轨迹在最初阶段为圆弧
D.若A对B的静电力为B所受重力的3
倍,要使B球依然在θ=30°处静止,则丝线BC
的长度应调整为
3
3
h或
23
3
h
【答案】BCD
【解析】
【分析】
【详解】
A.当A对B的静场力为B所受重力的0.5倍,B静止时丝线BC与竖直方向夹角θ=30°,
处于平衡,根据几何关系可知此时AB与BC互相垂直,此时丝线长度为
3
2
h,选项A错
误;
B.而由三角形相似可知
G F T
h AB BC
==
则在整个漏电过程中,丝线上拉力T大小保持不变,选项B正确;
C.以C点为原点,以CA方向为y轴,垂直CA方向向右为x轴建立坐标系,设B点坐标