高中物理高二物理上学期精选测试卷专题练习(解析版)

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高中物理高二物理上学期精选测试卷专题练习(解析版)

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,一带电小球P用绝缘轻质细线悬挂于O点。带电小球Q与带电小球P处于同一水平线上,小球P平衡时细线与竖直方向成θ角(θ<45°)。现在同一竖直面内向右下方缓慢移动带电小球Q,使带电小球P能够保持在原位置不动,直到小球Q移动到小球P位置的正下方。对于此过程,下列说法正确的是()

A.小球P受到的库仑力先减小后增大

B.小球P、Q间的距离越来越小

C.轻质细线的拉力先减小后增大

D.轻质细线的拉力一直在减小

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】

画出小球P的受力示意图,如图所示

当小球P位置不动,Q缓慢向右下移动时,Q对P的库仑力先减小后增大,根据库仑定律可得,QP间的距离先增大后减小;轻质细线的拉力则一直在减小,当Q到达P的正下方时,轻质细线的拉力减小为零,故选AD。

2.如图所示,竖直平面内有半径为R的半圆形光滑绝缘轨道ABC,A、C两点为轨道的最高点,B点为最低点,圆心处固定一电荷量为+q1的点电荷.将另一质量为m、电荷量为+q2的带电小球从轨道A处无初速度释放,已知重力加速度为g,则()

A .小球运动到

B 2gR B .小球运动到B 点时的加速度大小为3g

C .小球从A 点运动到B 点过程中电势能减少mgR

D .小球运动到B 点时对轨道的压力大小为3mg +k 12

2

q q R 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】

A.带电小球q 2在半圆光滑轨道上运动时,库仑力不做功,故机械能守恒,则:

212

B mgR mv =

解得:

2B v gR 故A 正确;

B.小球运动到B 点时的加速度大小为:

22v a g R

==

故B 错误;

C.小球从A 点运动到B 点过程中库仑力不做功,电势能不变,故C 错误;

D.小球到达B 点时,受到重力mg 、库仑力F 和支持力F N ,由圆周运动和牛顿第二定律得:

2

122B

N q q v F mg k m R R

--=

解得:

12

2

3N q q F mg k

R =+ 根据牛顿第三定律,小球在B 点时对轨道的压力为:

12

2

3q q mg k

R + 方向竖直向下,故D 正确.

3.如图所示,内壁光滑的绝缘半圆容器静止于水平面上,带电量为q A 的小球a 固定于圆心O 的正下方半圆上A 点;带电量为q ,质量为m 的小球b 静止于B 点,其中∠AOB =30°。由

于小球a 的电量发生变化,现发现小球b 沿容器内壁缓慢向上移动,最终静止于C 点(未标出),∠AOC =60°。下列说法正确的是( )

A .水平面对容器的摩擦力向左

B .容器对小球b 的弹力始终与小球b 的重力大小相等

C .出现上述变化时,小球a 的电荷量可能减小

D .出现上述变化时,可能是因为小球a 的电荷量逐渐增大为32

(23)A q

【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】

A .对整体进行受力分析,整体受到重力和水平面的支持力,两力平衡,水平方向不受力,所以水平面对容器的摩擦力为0,故A 错误;

B .小球b 在向上缓慢运动的过程中,所受的外力的合力始终为0,如图所示

小球的重力不变,容器对小球的弹力始终沿半径方向指向圆心,无论小球a 对b 的力如何变化,由矢量三角形可知,容器对小球的弹力大小始终等于重力大小,故B 正确; C .若小球a 的电荷量减小,则小球a 和小球b 之间的力减小,小球b 会沿半圆向下运动,与题意矛盾,故C 错误;

D .小球a 的电荷量未改变时,对b 受力分析可得矢量三角形为顶角为30°的等腰三角形,此时静电力为

2

2sin15A

qq mg k

L ︒= a 、b 的距离为

2sin15L R =︒

当a 的电荷量改变后,静电力为

2A

qq mg k

L '='

a 、

b 之间的距离为

L R '=

由静电力

12

2'

q q F k

L = 可得

32

23A A q q -=

-'() 故D 正确。 故选BD 。

4.如图所示,两个带电小球A 、B 分别处于光滑绝缘的竖直墙面和斜面上,且在同一竖直平面内,用水平向左的推力F 作用于B 球,两球在图示位置静止,现将B 球沿斜面向下移动一小段距离,发现A 球随之向上移动少许,两球在新位置重新平衡,重新平衡后与移动前相比,下列说法正确的是( )

A .推力F 变小

B .斜面对B 的弹力不变

C .墙面对A 的弹力不变

D .两球之间的距离减小

【答案】AB 【解析】 【详解】

CD .先对小球A 受力分析,受重力、支持力、静电力,如图所示:

根据共点力平衡条件,有:

mg

F cos =

库α

,N F mgtan =α 由于α减小,可知墙面对A 的弹力变小,库仑力减小,故两球间距增加,选项CD 错误;

AB.对AB整体受力分析,受重力、斜面支持力N、墙壁支持力F N、推力F,如图所示:

根据共点力平衡条件,有

N

Nsin F F

Ncos m M g

+=

=+

()

β

β

解得

()

F mgtan m M gtan

M m g

N

cos

=-+

+

=

()

αβ

β

由于α减小,β不变,所以推力F减小,斜面对B的弹力N不变,选项AB正确。

故选AB。

5.有固定绝缘光滑挡板如图所示,A、B为带电小球(可以近似看成点电荷),当用水平向左的力F作用于B时,A、B均处于静止状态.现若稍改变F的大小,使B向左移动一段小距离(不与挡板接触),当A、B重新处于平衡状态时与之前相比()

A.A、B间距离变小

B.水平推力力F减小

C.系统重力势能增加

D.系统的电势能将减小

【答案】BCD

【解析】

【详解】

A.对A受力分析,如图;由于可知,当B向左移动一段小距离时,斜面对A的支持力减小,库仑力减小,根据库仑定律可知,AB间距离变大,选项A错误;

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