高中物理必修3物理 全册全单元精选试卷易错题(Word版 含答案)
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(3)小球从 C 运动到 B 点过程，由动能定理得
解得： 在B点 以上各式联立解得
mgL qEL 1 mV 2 0 . 2
V2 4 (V cos 450 )2
T mg m L
T=15N.
4．如图所示，均可视为质点的三个物体 A、B、C 在倾角为 30°的光滑绝缘斜面上，A 绝 缘，A 与 B 紧靠在一起，C 紧靠在固定挡板上，质量分别为 mA=0.43kg，mB=0.20kg， mC=0.50kg，其中 A 不带电，B、C 的电荷量分别为 qB=+2×10-5C、qC=+7×10-5C 且保持不变， 开始时三个物体均能保持静止。现给 A 施加一平行于斜面向上的力 F，使 A 做加速度 a=2.0m/s2 的匀加速直线运动，经过时间 t，力 F 变为恒力，已知静电力常量为 k=9.0×109N·m2/C2，g 取 10m/s2。求： （1）开始时 BC 间的距离 L； （2）F 从变力到恒力需要的时间 t。
qEcos mgsin
【答案】
mgcos qEsin
【解析】 【分析】 【详解】 物体做匀速直线运动，由平衡条件得：
在垂直于斜面方向上：N=mgcosθ+qEsinθ…①
在平行与斜面方向上：f+mgsinθ=qEcosθ…②
滑动摩擦力：f=μN…③
由①②③可得： ＝ f qEcos mgsin N mgcos qEsin
高中物理必修 3 物理 全册全单元精选试卷易错题（Word 版 含答案） 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，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．
【答案】（1）2.0m；（2）1.0s 【解析】
【分析】
【详解】
（1）A、B、C 静止时，以 AB 为研究对象，受力分析有
代入数据解得
（mA
mB）g sin 30o
k
qB qC L2
L=2.0m （2）AB 分离时两者之间弹力恰好为零，此后 F 变为恒力，对 B 用牛顿第二定律得
解得
k
qB qC l2
-mB g sin 30
mB a
由匀加速运动规律得
l 3.0m
l L 1 at2 2
解得 t 1.0s
5．一个质量 m=30g，带电量为-1．7×10-8C 的半径极小的小球，用丝线悬挂在某匀强的电 场中，电场线水平．当小球静止时，测得悬线与竖直方向成 30o，求该电场的电场强的大 小和方向？
【答案】 E 1107 N / C ，水平向右
【解析】 【分析】 【详解】 小球在电场中受重力、电场力、拉力三个力，合力为零，则知电场力的方向水平向左，而 小球带负电，电场强度的方向与负电荷所受电场力方向相反，所以匀强电场场强方向水平 向右． 由图，根据平衡条件得
qE mg tan 30
得
E mg tan 30 q
为零。小球 P 由 C 运动到 D 的过程，由动能定理得：
mgd
源自文库
qCD
1 2
mv2
0
①
CD C D C 0 ②
C
mv2
2mgd 2q
③
（2）小球 P 经过 D 点时受力如图：
由库仑定律得： 由牛顿第二定律得：
F1 F2 k (
Qq 2d )2
④
mg F1 cos 45 F2 cos 45 ma ⑤
（1）在 A、B 所形成的电场中，C 的电势 φC。 （2）小球 P 经过 D 点时的加速度。
（3）小球 P 经过与点电荷 B 等高的 E 点时的速度。
【答案】（1） mv2 2mgd （2）g+ 2kQq （3）
2q
2md 2
2v
【解析】
【详解】
（1）由等量异种电荷形成的电场特点可知，D 点的电势与无限远处电势相等，即 D 点电势
解得：
a=g+ 2kQq ⑥ 2md 2
（3）小球 P 由 D 运动到 E 的过程，由动能定理得：
mgd qDE
1 2
mvB2
1 2
mv2
⑦
由等量异种电荷形成的电场特点可知：
联立①⑦⑧解得：
DE CD ⑧
vB 2v ⑨
3．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）(15 2 －10) N（3）15N
【解析】 【详解】 (1)小球到达最低点 B 时速度为零，则
．
【点睛】
本题考查了学生受力分析及力的合成以及摩擦定律的相关知识，正确的受力分析是正确解
题的关键，学会用正交分解法处理多力合成问题．
2．如图所示，固定于同一条竖直线上的 A、B 是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量均 为 Q，其中 A 带正电荷，B 带负电荷，A、B 相距为 2d。MN 是竖直放置的光滑绝缘细杆， 另有一个穿过细杆的带电小球 P，质量为 m、电荷量为+q（可视为点电荷），现将小球 P 从与点电荷 A 等高的 C 处由静止开始释放，小球 P 向下运动到距 C 点距离为 d 的 D 点时， 速度为 v。已知 MN 与 AB 之间的距离为 d，静电力常量为 k，重力加速度为 g，若取无限 远处的电势为零，试求：
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
1 mv2－0＝mgLsin 45°－Eq(L－Lcos 45°). 2
m v2 ＝F－2mgcos 45°. L F＝(15 2 －10) N.
解得： 在B点 以上各式联立解得
mgL qEL 1 mV 2 0 . 2
V2 4 (V cos 450 )2
T mg m L
T=15N.
4．如图所示，均可视为质点的三个物体 A、B、C 在倾角为 30°的光滑绝缘斜面上，A 绝 缘，A 与 B 紧靠在一起，C 紧靠在固定挡板上，质量分别为 mA=0.43kg，mB=0.20kg， mC=0.50kg，其中 A 不带电，B、C 的电荷量分别为 qB=+2×10-5C、qC=+7×10-5C 且保持不变， 开始时三个物体均能保持静止。现给 A 施加一平行于斜面向上的力 F，使 A 做加速度 a=2.0m/s2 的匀加速直线运动，经过时间 t，力 F 变为恒力，已知静电力常量为 k=9.0×109N·m2/C2，g 取 10m/s2。求： （1）开始时 BC 间的距离 L； （2）F 从变力到恒力需要的时间 t。
qEcos mgsin
【答案】
mgcos qEsin
【解析】 【分析】 【详解】 物体做匀速直线运动，由平衡条件得：
在垂直于斜面方向上：N=mgcosθ+qEsinθ…①
在平行与斜面方向上：f+mgsinθ=qEcosθ…②
滑动摩擦力：f=μN…③
由①②③可得： ＝ f qEcos mgsin N mgcos qEsin
高中物理必修 3 物理 全册全单元精选试卷易错题（Word 版 含答案） 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，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．
【答案】（1）2.0m；（2）1.0s 【解析】
【分析】
【详解】
（1）A、B、C 静止时，以 AB 为研究对象，受力分析有
代入数据解得
（mA
mB）g sin 30o
k
qB qC L2
L=2.0m （2）AB 分离时两者之间弹力恰好为零，此后 F 变为恒力，对 B 用牛顿第二定律得
解得
k
qB qC l2
-mB g sin 30
mB a
由匀加速运动规律得
l 3.0m
l L 1 at2 2
解得 t 1.0s
5．一个质量 m=30g，带电量为-1．7×10-8C 的半径极小的小球，用丝线悬挂在某匀强的电 场中，电场线水平．当小球静止时，测得悬线与竖直方向成 30o，求该电场的电场强的大 小和方向？
【答案】 E 1107 N / C ，水平向右
【解析】 【分析】 【详解】 小球在电场中受重力、电场力、拉力三个力，合力为零，则知电场力的方向水平向左，而 小球带负电，电场强度的方向与负电荷所受电场力方向相反，所以匀强电场场强方向水平 向右． 由图，根据平衡条件得
qE mg tan 30
得
E mg tan 30 q
为零。小球 P 由 C 运动到 D 的过程，由动能定理得：
mgd
源自文库
qCD
1 2
mv2
0
①
CD C D C 0 ②
C
mv2
2mgd 2q
③
（2）小球 P 经过 D 点时受力如图：
由库仑定律得： 由牛顿第二定律得：
F1 F2 k (
Qq 2d )2
④
mg F1 cos 45 F2 cos 45 ma ⑤
（1）在 A、B 所形成的电场中，C 的电势 φC。 （2）小球 P 经过 D 点时的加速度。
（3）小球 P 经过与点电荷 B 等高的 E 点时的速度。
【答案】（1） mv2 2mgd （2）g+ 2kQq （3）
2q
2md 2
2v
【解析】
【详解】
（1）由等量异种电荷形成的电场特点可知，D 点的电势与无限远处电势相等，即 D 点电势
解得：
a=g+ 2kQq ⑥ 2md 2
（3）小球 P 由 D 运动到 E 的过程，由动能定理得：
mgd qDE
1 2
mvB2
1 2
mv2
⑦
由等量异种电荷形成的电场特点可知：
联立①⑦⑧解得：
DE CD ⑧
vB 2v ⑨
3．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）(15 2 －10) N（3）15N
【解析】 【详解】 (1)小球到达最低点 B 时速度为零，则
．
【点睛】
本题考查了学生受力分析及力的合成以及摩擦定律的相关知识，正确的受力分析是正确解
题的关键，学会用正交分解法处理多力合成问题．
2．如图所示，固定于同一条竖直线上的 A、B 是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量均 为 Q，其中 A 带正电荷，B 带负电荷，A、B 相距为 2d。MN 是竖直放置的光滑绝缘细杆， 另有一个穿过细杆的带电小球 P，质量为 m、电荷量为+q（可视为点电荷），现将小球 P 从与点电荷 A 等高的 C 处由静止开始释放，小球 P 向下运动到距 C 点距离为 d 的 D 点时， 速度为 v。已知 MN 与 AB 之间的距离为 d，静电力常量为 k，重力加速度为 g，若取无限 远处的电势为零，试求：
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
1 mv2－0＝mgLsin 45°－Eq(L－Lcos 45°). 2
m v2 ＝F－2mgcos 45°. L F＝(15 2 －10) N.