青海省西宁市湟中县第一中学必修3物理 全册全单元精选试卷检测题

青海省西宁市湟中县第一中学必修3物理 全册全单元精选试卷检测题

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v 0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】cos sin cos sin qE mg mg qE θθ

θθ

-+

【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 θθμθθ

-=+＝ ． 【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，在光滑绝缘水平面上B 点的正上方O 处固定一个质点，在水平面上的A 点放另一个质点，两个质点的质量均为m ，带电量均为+Q 。C 为AB 直线上的另一点（O 、A 、B 、C 位于同一竖直平面上），AO 间的距离为L ，AB 和BC 间的距离均为2

L

，在空间加一个水平方向的匀强电场后A 处的质点处于静止。试问： (1)该匀强电场的场强多大？其方向如何？

(2)给A 处的质点一个指向C 点的初速度，该质点到达B 点时所受的电场力多大？ (3)若初速度大小为v 0，质点到达C 点时的加速度和速度分别多大？

【答案】(1)22kQ L ，方向由A 指向C ；(2)22

736kQ L ；(3)22kQ mL 2

2

0kQ v mL

+【解析】 【分析】

(1)在空间加一个水平方向的匀强电场后A 处的质点处于静止，对A 进行受力分析，根据平衡条件求解。

(2)质点到达B 点时受竖直向下的O 点的库仑力和水平向右的电场力，根据力的合成求解 (3)根据牛顿第二定律求出加速度，根据动能定理求出C 点时速度。 【详解】

(1)在空间加一个水平方向的匀强电场后A 处的质点处于静止，对A 进行受力分析，

AO 间的库仑力为2

2Q F K L

=；

根据平衡条件得：sin F EQ θ= 2sin 2F KQ

E Q L

θ=

= 方向由A 指向C

(2)该质点到达B 点时受竖直向下的O 点的库仑力和水平向右的电场力，

库仑力为2

2

'(sin60)Q F K L =；

水平向右的电场力F EQ "=

B 点时所受的电场力222

2

273()[](sin60)kQ kQ F EQ L =+= (3)质点到达C 点时进行受力分析，根据牛顿第二定律得

2

222

sin Q K EQ F KQ L a m m mL θ+===

合． 从A 点到C 点根据动能定理得

22

1122

o EQL mv mv =

-； 22

kQ v mL

υ=+

【点睛】

本题的关键要耐心细致地分析物体的运动过程，对物体进行受力分析，运用动能定理、牛顿第二定律进行处理。

3．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，电荷量分别为＋Q 和－Q ，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，不影响电场的分布。），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O 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 。求： （1）C 、O 间的电势差U CO ；

（2）O 点处的电场强度E 的大小及小球p 经过O 点时的加速度；

【答案】（1） 222mv mgd q - （2）2kQ ； 2kQq

g + 【解析】 【详解】

（1）小球p 由C 运动到O 的过程，由动能定理得

2

102

CO mgd qU mv +=

- 所以

222CO

m mgd U q

v -=

（2）小球p 经过O 点时受力如图

由库仑定律得

122

(2)F F d ==

它们的合力为

F =F 1cos 45°+F 2cos 45°=Eq

所以O 点处的电场强度

2

2=

2k Q

E d

由牛顿第二定律得：

mg+qE =ma

所以

2k Qq

a g =+

4．如图，在足够大的平行金属板间的水平匀强电场中，有一长为L 的轻质绝缘棒OA ，一端可绕O 点在竖直平面内自由转动，另一端A 处有一带负电、电量为q 、质量为m 的小球，当变阻器滑片在P 点处时，棒静止在与竖直方向成30°角的位置，如图所示。已知此时BP 段的电阻为R ，平行金属板间的水平距离为d 。 （1）求此时金属板间电场的场强大小E 1；

（2）若金属板旋转30°（图中虚线表示），并移动滑片P 的位置，欲使棒能静止的位置与竖直方向的夹角不变，BP 段的电阻R ’应调节为多大？

（3）若金属板不转动，将BP 段的电阻突然调节为3R ，则棒摆动中小球最大动能为多少？

【答案】3mg

(2)32

R 3)mgL 【解析】 【详解】

（1）由平衡可知

E 1q =mg tan30°

解得

E 13mg