高中物理必修3物理 全册全单元精选试卷(Word版 含解析)

高中物理必修3物理 全册全单元精选试卷（Word 版 含解析）

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，在竖直平面内有一固定的光滑绝缘轨道，圆心为O ，半径为r ，A 、B 、C 、D 分别是圆周上的点，其中A 、C 分别是最高点和最低点，BD 连线与水平方向夹角为37︒。该区间存在与轨道平面平行的水平向左的匀强电场。一质量为m 、带正电的小球在轨道内侧做完整的圆周运动（电荷量不变），经过D 点时速度最大，重力加速度为g （已知sin370.6︒=，cos370.8︒=），求:

(1)小球所受的电场力大小；

(2)小球经过A 点时对轨道的最小压力。

【答案】（1）4

3

mg ；（2）2mg ，方向竖直向上. 【解析】 【详解】

（1）由题意可知 :

tan 37mg

F

︒= 所以:

43

F mg =

（2）由题意分析可知，小球恰好能做完整的圆周运动时经过A 点对轨道的压力最小. 小球恰好做完整的圆周运动时，在B 点根据牛顿第二定律有:

2sin 37B v mg

m r

︒= 小球由B 运动到A 的过程根据动能定理有:

()

22

111sin 37cos3722

B A mgr Fr mv mv ︒︒--+=-

小球在A 点时根据牛顿第二定律有:

2A

N v F mg m r

+=

联立以上各式得:

2N F mg =

由牛顿第三定律可知，小球经过A 点时对轨道的最小压力大小为2mg ，方向竖直向上.

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：

（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）222mv mgd q -（2）g +2

22kQq

md

（32v 【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 点电势为零。小球P 由C 运动到D 的过程，由动能定理得：

2

102

CD mgd q mv ϕ+=

- ① 0CD C D C ϕϕϕϕ=-=- ②

222C mv mgd q

ϕ-= ③

（2）小球P 经过D 点时受力如图：

由库仑定律得：

122

(2)F F k

d == ④

由牛顿第二定律得：

12cos 45cos 45mg F F ma +︒+︒= ⑤

解得：

a =g +

2kQq

⑥ （3）小球P 由D 运动到E 的过程，由动能定理得：

22

1122

DE B mgd q mv mv ϕ+=

- ⑦ 由等量异种电荷形成的电场特点可知：

DE CD ϕϕ= ⑧

联立①⑦⑧解得：

2B v v = ⑨

3．如图所示,在绝缘的水平面上,相隔2L 的,A 、B 两点固定有两个电量均为Q 的正点电荷,C 、O 、D 是AB 连线上的三个点,O 为连线的中点,CO=OD=L/2｡一质量为m 、电量为q 的带电物块以初速度v 0从c 点出发沿AB 连线向B 运动,运动过程中物块受到大小恒定的阻力作用｡当物块运动到O 点时,物块的动能为初动能的n 倍,到达D 点刚好速度为零,然后返回做往复运动,直至最后静止在O 点｡已知静电力恒量为k,求: (1)AB 两处的点电荷在c 点产生的电场强度的大小; (2)物块在运动中受到的阻力的大小; (3)带电物块在电场中运动的总路程｡

【答案】（1）

（2） （3）

【解析】 【分析】 【详解】

（1）设两个正点电荷在电场中C 点的场强分别为E 1和E 2，在C 点的合场强为E C ；则

12()2kQ E L ＝

；223()2kQ

E L ＝ 则E C =E 1-E 2 解得：E C ＝

2

32 9kQ

L ． （2）带电物块从C 点运动到D 点的过程中，先加速后减速．AB 连线上对称点φC =φD ，电场力对带电物块做功为零．设物块受到的阻力为f ， 由动能定理有：−fL ＝0−1

2

mv 02 解得：2

012f mv L

＝

（3）设带电物块从C 到O 点电场力做功为W 电，根据动能定理得：

22

0011222

L W f n mv mv 电＝-⋅⋅-

解得：()201

214

W n mv -电＝

设带电物块在电场中运动的总路程为S ，由动能定理有：W 电−fs ＝0−1

2

mv 02 解得：s=（n+0.5）L 【点睛】

本题考查了动能定理的应用，分析清楚电荷的运动过程，应用动能定理、点电荷的场强公式与场的叠加原理即可正确解题．

4．一带正电的 A 点电荷在电场中某点的电场强度为 4．0×104N/C ，电荷量为+5．0×10-8 C 的 B 点电荷放在该点,求： （1）点电荷在该点受到的电场力？

（2）若在该点放上一个电荷量为-2．0×10-8 C 的 C 点电荷，则该点的电场强度？ 【答案】（1）3210N -⨯，方向由A 指向B （2）4410/N C ⨯，方向由A 指向B 【解析】 【分析】 【详解】