2023人教版带答案高中物理必修三第十章静电场中的能量微公式版真题.pdf
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1、1 20232023 人教版带答案高中物理必修三第十章静电场中的能量微公式版真题人教版带答案高中物理必修三第十章静电场中的能量微公式版真题 单选题 1、半径为R的绝缘光滑半球形碗,固定放置在水平面上,在碗中置入三个质量均为m,电荷量相同的带电小球。当处于平衡状态时,三小球同处于水平平面内,该平面和地面的距离为 0.5R。已知静电力常数为k,重力加速度为g,则()A小球电荷量的大小为32B小球受到的弹力大小为3 C小球电荷量的大小为123D碗受到三小球的作用力小于3 答案:A AC小球受重力,碗给的支持力和库伦作用力,三力平衡。已知三个小球处于同一平面,所以三个小球从俯视图看应为等边三角形排布,
2、已知该平面和地面的距离为 0.5R,所以该平面到碗面处也应为 0.5R,并且已知碗的半径为 R,所以碗面处的圆心到其中一个小球的距离应为 R,根据几何知识,可得其中一个小球到其所处平面中心的距离为 =()2(0.5)2=32 根据几何知识有,小球与小球之间距离为32,小球受力分析如图所示 每个小球所受库仑力为 2 =2 2(32)2cos30 又有 tan30=联立解得 =32 A 正确,C 错误;B根据以上分析,有 N=sin30=2 B 错误;D将三个小球看成一个整体,受到重力和碗给小球的作用力,因此和三个小球重力 等大反向,3mg,D 错误。故选 A。2、用电场线能很直观、很方便地比较电
3、场中各点场强的强弱。如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是场中的一些点:O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,B、C和A、D也相对O对称。则()AA、D两点场强大小相等,方向相反,电势不相等 BE、O、F三点比较,O点场强最弱,但电势相同 CB、C两点场强大小和方向都相同 3 DB、O、C三点比较,O点场强最强 答案:C A根据对称性可知,A、D两点的电场线疏密程度相同,则A、D两点的电场强度大小相等,由甲图可看出A、D两点的场强的方向相同,故 A 错误;B由甲图可以看出E、O、F三点中,O点处的电场线最密,所以O点处的场强最强,故 B 错误;C根据对称性可知,B、
4、C两处的电场线疏密程度相同,则B、C两处的电场强度相等,由甲图可看出B、C两处的电场的方向相同,故 C 正确;D由甲图可以看出B、O、C三点中,O点处的电场线最疏,O点场强最弱,故 D 错误。故选 C。3、下列选项中,属于理想模型的是()A电阻 B电压 C电场线 D元电荷 答案:C 建立理想化模型的一般原则是首先突出问题的主要因素,忽略问题的次要因素。物理学是一门自然学科,它所研究的对象、问题往往比较复杂,受诸多因素的影响有的是主要因素,有的是次要因素。为了使物理问题简单化,也为了便于研究分析,我们往往把研究的对象、问题简化,忽略次要的因素,抓住主要的因素,建立理想化的模型如质点、电场线、磁感
5、线、理想气体、点电荷等。则电阻、电压和元电荷都不是理想模型;电场线是理想模型。故选 C。4、如图所示,一固定的均匀带电圆环,圆心为O,带电量为Q。MN为垂直于圆环的轴线,M、N两点距圆心均为r。在圆心正下方 2r的位置固定一电量为+q的小带电体。在M点放置不同电量的试探电荷,试探电荷均可保持静止。不计试探电荷的重力,静电力常量为k。则N点的电场强度大小为()4 A0B22C892D1092 答案:D 在M点放置不同电量的试探电荷,试探电荷均可保持静止,即M点场强为零。电量为+q 的小带电体在M处产生电场强度为=(3)2=92 方向向上。根据电场的叠加原理,带电圆环与小球在M处产生电场强度大小相
6、等,方向相反,所以带电圆环在M处产生的电场强度大小=92 方向向下 根据对称性可以知道带电圆环在N处产生的电场强=92 方向向上 电量为+q 的小带电体在N处产生电场强度为 1=22 方向向上 所N点处场强的大小为 5 =+1=92+2=1092 故选 D。5、在物理学的重大发现中,科学家们创造出了许多物理学方法,如比值法、理想实验法、控制变量法、极限法、类比法和科学家说法等,以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是()A定义电场强度E时用到了极限法 B在不需要考虑物体本身的大小和形状时。用质点来代替物体的方法运用了理想化模型法 C根据速度的定义式=,当趋近于无穷小时,就可以表示物体在t时刻的
7、瞬时速度。该定义应用了比值法 D在推导匀变速运动位移公式时。把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动。然后把各小段的位移相加,这里采用了极限法 答案:B A电场强度的定义式为 =采用的是比值定义法,故 A 错误;B在不需要考虑物体的大小和形状时,用质点来代替实际物体采用了理想模型的方法,故 B 正确;C根据速度定义式 =当t非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义采用了极限法,故 C 错误;D在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段的运动近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法,故 D 错误。故选 B。6 6、如图
8、所示,图中实线是一簇未标明方向的的电场线(由点电荷产生),虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动过程中只受电场力作用,根据此图可做出正确判断的是()A带电粒子所带电荷的正、负 B点电荷所带电荷的正、负 C带电粒子在a处的速度大于b处的速度 D带电粒子在a处的加速度小于b处的加速度 答案:C AB由图可知,粒子的运动轨迹向左弯曲,说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左。由于电场线方向不明,无法确定粒子的电性,也无法判断电场的方向,即点电荷所带电荷的正负,AB 错误;C由于粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左,故从a到b电场力方向与速度方向成钝
9、角,做减速运动,则粒子在a点的速度较大,C 正确;D根据电场线的疏密与电场强度的强弱的关系,判断出a点的电场强度大,故a点的电场力的大,根据牛顿第二定律可知,带电粒子在a点的加速度比b点的加速度大,D 错误。故选 C。7、电场中某点的电场强度为E,电量为q的检验电荷放在该点受到的电场力为F。下列图中能正确反映E、F、q三者关系的是()7 AB CD 答案:D 根据电场强度的定义公式 =可知,该点受到的电场力为F与放在该点的试探电荷的比值保持不变,但是电场中某点的电场强度为E,与F和q无关,电场强度是由场源电荷及该点在电场中的位置来决定,由电场本身性质决定。故选 D。8、如图所示,两原长均为L、
10、劲度系数相等的绝缘轻弹簧悬挂于O点,其另外一端各连接一个带电小球,平衡时 A 球靠在光滑绝缘竖直墙上,长为2且竖直;B 球悬于空中,长为32。两小球的质量均为m,重力加速度为g,则两球间的库仑力大小为()A12B34CD2 答案:B 8 设、夹角为,B 球的受力如图甲所示,构成的力的矢量三角形与 相似,则有=B 即 2=B32 可得 B=34 对 AB 两带电小球整体受力分析如图乙,根据平衡条件可得 A+Bcos=2 两弹簧完全相同 B=2=34 则 A=2B=32 解得 cos=23 在力的矢量三角形中,应用余弦定理有 AB=()2+B2 2Bcos=34 9 故 B 正确。9、如图为静电植
11、绒的装置及简图,将表面涂有黏合剂的被植体放在金属板上,打开电源开关后,在金属网与金属板间会产生3kV的高压,放在金属网上的绒毛将粘植在被植体上。金属网和金属板间的距离为2cm,忽略边缘效应,将网与板间的电场视为匀强电场,则下列说法正确的是()A绒毛在飞往被植体的过程中电势能不断增大 B若增大金属网和金属板的距离,则网和板的电势差也增大 C若减小金属网与金属板间的电势差,会安全点,效果会更好 D在干燥的环境中进行植绒效果会更好 答案:D A绒毛在飞往被植体的过程中,电场力做正功,电势能减少,A 错误;B由于金属网与金属板与电源连接,因此增大金属网和金属板的距离,网和板间的电势差仍保持不变,B 错
12、误;C若减小金属网与金属板间的电势差,会安全点,但效果会差,C 错误;D在干燥的环境中,绝缘性能更好,板间介电常数增加,进行植绒的效果会更好,D 正确。故选 D。10 10、如图所示,真空中固定两个等量异种点电荷A、B,其连线中点为O。在A、B所形成的电场中,以O点为圆心、半径为R的圆面垂直AB,以O为几何中心、边长为 2R的正方形abcd平面垂直圆面且与AB共面,两平面边线交点分别为e、f,g为圆面边缘上一点。下列说法中错误的是()Ae、f、g 三点电势均相同 Be、f、g 三点电场强度均相同 C将一正试探电荷沿线段eOf从e移动到f过程中试探电荷受到的电场力一定先增大后减小 D若给某一正电
13、荷一个合适的初速度,此电荷可以绕图示圆周做圆周运动 答案:D A整个圆面为等势面,因此e、f、g 三点电势均相同,A 正确;B等势面与电场线垂直,可知e、f、g 三点场强的方向相同;由于三点到A、B的距离完全相同,根据对称性,可知场强的大小也相同,B 正确;C在AB连线中垂线上,O点的场强最大,从O点向外逐渐减小,因此正试探电荷沿线段eOf从e移动到f过程中试探电荷受到的电场力先增大后减小,C 正确;D若正电荷在该圆周上,所受电场力与该平面垂直,不会指向圆心,不可能提供向心力,因此只在电场力的作用下,不可能绕图示圆周做圆周运动,D 错误。故错误的选 D。11、如图所示,xOy平面是无穷大导体的
14、表面,该导体充满z0 的空间,z0 的空间为真空。将电荷为+q的点电荷置于z轴上zh处,则在xOy平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零,则在z轴上=3处的场强大小为(k为静11 电力常量)()Ak42Bk45162Ck3292Dk4092 答案:B 在z轴上3处,合场强为零,该点场强为q和导体近端感应电荷产生电场的场强的矢量和;q在3处产生的场强为 E1k(43)2=9162 由于导体远端离3处很远,影响可以忽略不计,故导体在3处产生场强近似等于近端在3处产生的场强;3处合场强为 0,故导体在3处产生场强大
15、小 E2E1=9162 方向向上。根据对称性,导体近端在3处产生的场强也为E2=9162,方向向下。电荷q在3处产生的场强为 E3k(23)2=942 方向向下。故在3处的合场强为 EE2+E3=9162+942=45162 方向向下。B 正确。故选 B。12 12、如图所示为等量同种电荷的电场线分布规律,则A、B两点的场强关系为()AEAEBCEA=EBD无法判断 答案:A 电场线的疏密反映电场强度的大小,由于A处电场线比B处的电场线稀疏,所以 EA,若同时剪断两根细线,空气阻力不计,两球带电荷量不变,则()A、两球飞行的水平距离相等 B、两球同时落地 C球的电荷量比球的大 D球的质量比球的
16、大 答案:BD D对a、b球受力分析,如图所示 根据共点力平衡条件有 magtan=F1,mbgtan=F2 根据牛顿第三定律有 16 F1=F2 根据题意有 则有 mamb D 正确;C不管两个小球电量大小关系如何,它们间的静电力是相互作用力,总是等大、反向、共线,故无法知道带电量大小的关系,C 错误;AB剪断绳子后,a、b两球竖直方向做自由落体运动,故同时落地,水平方向受库仑斥力作用做加速运动,由于 mamb 故水平方向a的加速度小于b的加速度,故b的水平位移大于a的水平位移,A 错误,B 正确。故选 BD。17、以下四种情况:(1)在固定点电荷+Q的电场中;(2)两个固定的等量异种电荷+
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