河北省保定市高阳中学高三物理上学期第二十一次周练试卷（含解析）.doc

2014-2015学年河北省保定市高阳中学高三（上）第二十一次周练物理试卷一、选择题1（3分）（2015安庆校级三模）如图所示，a、b、c、d是真空中一正四面体的四个顶点现在在a、b两点分别固定两个点电荷q1和q2，则关于c、d两点的场强和电势，下列说法正确的是（）a若q1和q2是等量异种电荷，则c、d两点电场强度不同，电势相同b若q1和q2是等量异种电荷，则c、d两点电场强度和电势均相同c若q1和q2是等量同种电荷，则c、d两点电场强度和电势均不相同d若q1和q2是等量同种电荷，则c、d两点电场强度和电势均相同2（3分）（2009遵义模拟）带有等量异种电荷的两块等大的平行金属板m、n水平正对放置两板间有一带电微粒以速度0沿直线运动，当微粒运动到p点时，将m板迅速向上平移一小段距离后，则此后微粒的可能运动情况是（）a沿轨迹运动b沿轨迹运动c沿轨迹运动d沿轨迹运动3（3分）（2012山西四模）真空中有一半径为r0的带电金属球壳，通过其球心的一直线上各点的电势分布如图，r表示该直线上某点到球心的距离，r1、r2分别是该直线上a、b两点离球心的距离下列说法中正确的是（）aa点的电势低于b点的电势ba点的电场强度方向由a指向bca点的电场强度小于b点的电场强度d正电荷沿直线从a移到b的过程中，电场力做负功4（3分）（2013济宁模拟）空间存在甲、乙两相邻的金属球，甲球带正电，乙球原来不带电，由于静电感应，两球在空间形成了如图所示稳定的静电场实线为其电场线，虚线为其等势线，a、b两点与两球球心连线位于同一直线上，c、d两点关于直线ab对称，则（）aa点和b点的电势相同bc点和d点的电场强度相同c正电荷从a点移至b点，电场力做正功d负电荷从c点沿直线cd移至d点，电势能先增大后减小5（3分）（2015上饶一模）两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有a、b、c三点，如图甲所示一个电量为2c，质量为1kg的小物块从c点静止释放，其运动的vt图象如图乙所示，其中b点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）则下列说法正确的（）ab点为中垂线上电场强度最大的点，场强e=2v/mb由c到a的过程中物块的电势能先减小后变大c由c点到a点的过程中，电势逐渐升高dab两点电势差uab=5 v6（3分）（2014秋铜陵期末）如图所示，光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块p，将另一个带电小物块q在斜面的某位置由静止释放，它将沿斜面向上运动设斜面足够长，则在q向上运动过程中（）a物块q的动能一直增大b物块q的机械能一直增大c物块q的电势能一直增大d物块p、q的重力势能和电势能之和一直增大7（3分）（2014春椒江区校级月考）如图所示，两个质量均为m，带电荷量均为+q的小球a、b，一个固定在o点的正下方l处，另一个用长为l的细线悬挂在o点，静止时，细线与竖直方向的夹角为60，以下说法正确的是（）ao点处的电场强度的大小为ba在b处产生的电场强度大小为c细绳上的拉力大小为db球所受a球的库仑力和绳的拉力的合力方向竖直向上8（3分）（2012汕头一模）将三个质量相等的带电微粒分别以相同的水平速度由p点射入水平放置的平行金属板间，已知上板带正电，下板接地三个微粒分别落在图中a、b、c三点，不计其重力作用，则（）a三个微粒在电场中运动时间相等b三个的带电量相同c三个微粒所受电场力的大小关系是fafbfcd三个微粒到达下板时的动能关系是ekcekbeka9（3分）（2013长沙一模）如图示，相互垂直的固定绝缘光滑挡板po、qo，竖直放置在重力场中，a、b为两个带有同种电量的小球（可以近似看成点电荷），当用水平向左作用力f作用于b时，a、b紧靠挡板处于静止状态现若稍改变f的大小，使b稍有向左移动一段小距离，则当a、b重新处于静止状态后（）aa、b间电场力增大b作用力f将减小c系统重力势能增加d系统的电势能将增加二、解答题10（12分）（2014余江县校级四模）如图，匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道，轨道平面与电场方向平行a、b为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行一电荷量为q（q0）的质点沿轨道内侧运动，经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为na和nb不计重力，求：（1）电场强度的大小e；（2）质点经过a点和b点时的动能11（16分）（2011广东校级二模）图甲所示的平行板电容器板间距离为d，两板所加电压随时间变化图线如图乙所示，t=0时刻，质量为m、带电量为q的粒子以平行于极板的速度v0射入电容器，t1=3t时刻恰好从下极板边缘射出电容器，带电粒子的重力不计，求：（1）平行板电容器板长l；（2）子射出电容器时偏转的角度；（3）子射出电容器时竖直偏转的位移y12（18分）（2014秋邵阳县校级月考）如图所示，区域内有电场强度为e、方向竖直向上的匀强电场；区域中有一光滑绝缘圆弧轨道，轨道半径为r=，轨道在a点的切线与水平方向成60角，在b点的切线与竖直线cd垂直；在区域内有一宽为d的有界匀强电场，电场强度大小未知，方向水平向右一质量为m、带电荷量为q的小球（可看做质点）从左边界的o点正上方的m点以速度v0水平射入区域，恰好从a点沿圆弧轨道切线进入轨道且恰好不能从电场右边界穿出，求：（1）om的长l；（2）区域中电场强度的大小e；（3）小球到达区域中电场的右边界上的点与oo的距离s2014-2015学年河北省保定市高阳中学高三（上）第二十一次周练物理试卷参考答案与试题解析一、选择题1（3分）（2015安庆校级三模）如图所示，a、b、c、d是真空中一正四面体的四个顶点现在在a、b两点分别固定两个点电荷q1和q2，则关于c、d两点的场强和电势，下列说法正确的是（）a若q1和q2是等量异种电荷，则c、d两点电场强度不同，电势相同b若q1和q2是等量异种电荷，则c、d两点电场强度和电势均相同c若q1和q2是等量同种电荷，则c、d两点电场强度和电势均不相同d若q1和q2是等量同种电荷，则c、d两点电场强度和电势均相同考点：电势；电场强度专题：电场力与电势的性质专题分析：若q1和q2是等量异种电荷，其电场线和等势面具有对称性，通过ab的中垂面是一等势面，c、d在同一等势面上，电势相等，根据对称性分析c、d场强关系若q1和q2是等量同种电荷，根据对称性分析场强和电势的关系解答：解：ab、若q1和q2是等量异种电荷，通过ab的中垂面是一等势面，c、d在同一等势面上，电势相等c、d两点的场强都与等势面垂直，方向指向b一侧，方向相同，根据对称性可知，场强大小相等，故c、d两点的场强、电势均相同故a错误，b正确cd、若q1和q2是等量同种电荷，由电场的分布情况和对称性可知，c、d两点电场强度大小相等，方向不同，则电场强度不同电势相等，故cd错误故选：b点评：本题要掌握等量异种和同种电荷电场线和等势线分布情况，抓住对称性，即可分析c、d场强与电势的关系2（3分）（2009遵义模拟）带有等量异种电荷的两块等大的平行金属板m、n水平正对放置两板间有一带电微粒以速度0沿直线运动，当微粒运动到p点时，将m板迅速向上平移一小段距离后，则此后微粒的可能运动情况是（）a沿轨迹运动b沿轨迹运动c沿轨迹运动d沿轨迹运动考点：带电粒子在混合场中的运动专题：带电粒子在复合场中的运动专题分析：平行金属板所带电量和正对面积不变，根据电容器板间场强e的推论分析板间场强是否变化，确定微粒的电场力的变化，分析微粒的可能运动情况解答：解：当微粒运动到p点时，迅速将m板上移一小段距离，由电容的决定式c=、定义式c=以及e=得，板间场强e=所以知电场强度不变，粒子的受到电场力也不变，微粒的运动方向不变，仍沿轨迹做直线运动故b正确，a、c、d错误故选b点评：本题的关键是能够掌握板间场强e的推论：e=，知道只改变板间距离时，板间场强不变3（3分）（2012山西四模）真空中有一半径为r0的带电金属球壳，通过其球心的一直线上各点的电势分布如图，r表示该直线上某点到球心的距离，r1、r2分别是该直线上a、b两点离球心的距离下列说法中正确的是（）aa点的电势低于b点的电势ba点的电场强度方向由a指向bca点的电场强度小于b点的电场强度d正电荷沿直线从a移到b的过程中，电场力做负功考点：电势；电场强度；电势能专题：电场力与电势的性质专题分析：根据直线上各点的电势分布图判断a点和b点电势沿电场线方向电势逐点降低根据电场力方向和运动方向判断做功情况解答：解：a、r1、r2分别是该直线上a、b两点离球心的距离所以a点的电势高于b点的电势，故a错误b、a到b电势降低，所以a点的电场强度方向由a指向b，故b正确c、根据场强公式e=得a点的电场强度大于b点的电场强度，故c错误d、正电荷沿直线从a移到b的过程中，电场力方向由a指向b，所以电场力做正功，故d错误故选b点评：解决该题要掌握根据电势高低判断电场方向，根据电场力和速度方向判断做功情况4（3分）（2013济宁模拟）空间存在甲、乙两相邻的金属球，甲球带正电，乙球原来不带电，由于静电感应，两球在空间形成了如图所示稳定的静电场实线为其电场线，虚线为其等势线，a、b两点与两球球心连线位于同一直线上，c、d两点关于直线ab对称，则（）aa点和b点的电势相同bc点和d点的电场强度相同c正电荷从a点移至b点，电场力做正功d负电荷从c点沿直线cd移至d点，电势能先增大后减小考点：电场线；功能关系；电场的叠加；电势能专题：电场力与电势的性质专题分析：电场线是从正电荷或者无穷远出发出，到负电荷或无穷远处为止，电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小解答：解：a、a点和b点不在同一个等势面上，所以它们的电势不同，所以a错误b、根据电场的对称性可知，c点和d点的电场强度的大小相同，但是它们的方向不同，所以b错误c、从a点移至b点，电势降低，所以正电荷从a点移至b点，电场力做正功，所以c正确d、c点和d点在同一个等势面上，电势能不变，负电荷从c点沿直线cd移至d点，电势能先减小后增大，所以d错误故选：c点评：加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，即可解决本题5（3分）（2015上饶一模）两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有a、b、c三点，如图甲所示一个电量为2c，质量为1kg的小物块从c点静止释放，其运动的vt图象如图乙所示，其中b点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）则下列说法正确的（）ab点为中垂线上电场强度最大的点，场强e=2v/mb由c到a的过程中物块的电势能先减小后变大c由c点到a点的过程中，电势逐渐升高dab两点电势差uab=5 v考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势专题：电场力与电势的性质专题分析：两个等量的同种正电荷，其连线中垂线上电场强度方向由o点沿中垂线指向外侧；电量为2c仅在运动方向上受电场力作用从c点到b、到a运动的过程中，根据vt图可知在b点的加速度为运动物体先做加速度增大后做加速度减小的加速运动，则判断电荷所受电场力大小变化情况和加速度变化情况解答：解：a、据vt图可知带电粒子在b点的加速度最大为2m/s2，所受的电场力最大为2n，据e=知，b点的场强最大为1n/c，故a错误b、据vt图可知带电粒子的速度增大，电场力做正功，电势能减小，故b错误c、据两个等量的同种正电荷，其连线中垂线上电场强度方向由o点沿中垂线指向外侧，故由c点到a点的过程中电势逐渐减小，故c错误d、据vt图可知a、b两点的速度，在根据动能定理得电场力做的功wba=10j，再用uab=5v，故 d正确故选：d点评：明确等量同种电荷电场的特点是解本题的关键，据vt图获取加速度、速度、动能等物理量是解本题的突破口6（3分）（2014秋铜陵期末）如图所示，光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块p，将另一个带电小物块q在斜面的某位置由静止释放，它将沿斜面向上运动设斜面足够长，则在q向上运动过程中（）a物块q的动能一直增大b物块q的机械能一直增大c物块q的电势能一直增大d物块p、q的重力势能和电势能之和一直增大考点：电势能专题：电场力与电势的性质专题分析：物体q在运动过程中存在三种能，动能、重力势能和电势能，根据能量守恒，运动过程中只存在这三种能互相转化由于斜面足够长，物体运动到无限远后静止，可以肯定的是这时物体只存在重力势能q在运动过程中，p、q之间越来越远，电势能越来越小，根据能量守恒，q的动能和重力势能之和（机械能）肯定越来越大，所以q的机械能一直增大解答：解：a、开始电场力大于重力的下滑分力，动能增大，但电场力不断减小，当电场力小于下滑力时，合力与运动方向相反，动能减小，故a错误bc、p、q之间越来越远，电场力对物块q做正功，其机械能一直增大，电势能一直减小，故b正确，c错误d、物块q的动能、重力势能、电场能总和守恒，动能先增大后减小，则物块p、q的重力势能和电势能之和就先减小后增大，故d错误故选：b点评：此题考查的是物体的运动过程中存在三种能，动能、重力势能和电势能，分析运动状态即可确定出三种能的变化情况7（3分）（2014春椒江区校级月考）如图所示，两个质量均为m，带电荷量均为+q的小球a、b，一个固定在o点的正下方l处，另一个用长为l的细线悬挂在o点，静止时，细线与竖直方向的夹角为60，以下说法正确的是（）ao点处的电场强度的大小为ba在b处产生的电场强度大小为c细绳上的拉力大小为db球所受a球的库仑力和绳的拉力的合力方向竖直向上考点：共点力平衡的条件及其应用；库仑定律分析：根据点电荷场强的公式e=k求出两个电荷在o点处的电场强度的大小，电场强度是矢量，运用用平行四边形法则进行矢量叠加，求出o点处的电场强度的大小以小球b为研究对象，分析受力，根据平衡条件求解细绳上的拉力大小，确定b球所受a球的库仑力和绳的拉力的合力方向解答：解：a、根据点电荷电场强度的公式e=k求：小球a、b在o点产生的场强大小都是e=根据平行四边形定则得o点处的电场强度的大小为e合=2ecos30=，故a正确b、根据点电荷电场强度的公式得a在b处产生的电场强度为，故b正确c、以小球b为研究对象，分析受力如图所示，根据平衡条件得细绳上的拉力t=f=故c错误d、根据平衡条件得b球所受a球的库仑力和绳的拉力的合力与b的重力等值反向，所以b球所受a球的库仑力和绳的拉力的合力方向竖直向上，故d正确故选：abd点评：熟悉电场强度的方向和点电荷电场强度的公式应用带电体在电场中平衡问题，当作力学问题去处理，关键是分析电场力大小和方向8（3分）（2012汕头一模）将三个质量相等的带电微粒分别以相同的水平速度由p点射入水平放置的平行金属板间，已知上板带正电，下板接地三个微粒分别落在图中a、b、c三点，不计其重力作用，则（）a三个微粒在电场中运动时间相等b三个的带电量相同c三个微粒所受电场力的大小关系是fafbfcd三个微粒到达下板时的动能关系是ekcekbeka考点：带电粒子在匀强电场中的运动专题：带电粒子在电场中的运动专题分析：微粒在电场中做类平抛运动，根据运动的合成与分解处理类平抛问题即可解答：解：带电微粒进入垂直电场方向进入电场后均做类平抛运动，可沿水平方向建立x轴，竖直方向建立y轴，则有题意有：a、b、c三个微粒在水平方向位移有：xaxbxc，在竖直方向位移有：ya=yb=yc因为微粒在水平方向做匀速直线运动，故满足x=v0t得运动时间有t=xaxbxctatbtc，所以a错误微粒在y轴方向做初速度为0的匀加速直线运动，有得：a=又ya=yb=yc，tatbtcaaabac微粒在电场中受电场力产生加速度，则由牛顿第二定律有：f=ma有fafbfc，所以c正确；在电场中有f=qe=得到qaqbqc，所以b错误；又因为微粒在电场中电场力对微粒做的功等于微粒动能的变化，由于微粒初动能相同，则可以比较电场力做功确定微粒末动能的大小由于fafbfc，ya=yb=yc 所以c正确；所以有电场力做功wcwbwa据w=ekek0由于初动能相同所以有三个微粒到达下板时的动能关系是ekcekbeka 故d正确故选cd点评：处理类平抛问题的关键是利用运动的分解，将曲线运动分解成两个方向上的直线运动，利用等时性处理即可9（3分）（2013长沙一模）如图示，相互垂直的固定绝缘光滑挡板po、qo，竖直放置在重力场中，a、b为两个带有同种电量的小球（可以近似看成点电荷），当用水平向左作用力f作用于b时，a、b紧靠挡板处于静止状态现若稍改变f的大小，使b稍有向左移动一段小距离，则当a、b重新处于静止状态后（）aa、b间电场力增大b作用力f将减小c系统重力势能增加d系统的电势能将增加考点：电势能；力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用专题：电场力与电势的性质专题分析：以a球为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件分析a、b间电场力和挡板对小球的弹力如何变化，由库仑定律分析两间距离的变化情况，根据电场力做功正负判断系统电势能的变化对整体研究，分析作用力f如何变化解答：解：a、b以a球为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件得： 电场力f电=，减小，cos增大，则电场力f电减小挡板对a的弹力n=mgtan，减小，n减小对整体研究：水平方向：f=n，则作用力f将减小故a错误，b正确c、d电场力f电减小，根据库仑定律得知，两球间的距离增大，电场力做正功功，系统的电势能减小，而f做正功，根据功能关系可知，系统重力势能增加故c正确，d错误故选bc点评：本题是动态平衡问题，关键要灵活选择研究对象，先对a研究，再对b研究，比较简便二、解答题10（12分）（2014余江县校级四模）如图，匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道，轨道平面与电场方向平行a、b为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行一电荷量为q（q0）的质点沿轨道内侧运动，经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为na和nb不计重力，求：（1）电场强度的大小e；（2）质点经过a点和b点时的动能考点：动能定理的应用；牛顿第二定律；向心力专题：动能定理的应用专题分析：根据牛顿第二定律，将电场力与支持力提供向心力列出方程，并由动能定理来联立求解解答：解：质点所受电场力的大小为f=qe 设质点质量为m，经过a点和b点时的速度大小分别为va和vb，由牛顿第二定律有： 设质点经过a点和b点时的动能分别为eka和ekb，有：eka=mva2 ekb=mvb2 根据动能定理有：ekbeka=2rf联立式得：答：（1）电场强度的大小e为（nbna）；（2）质点经过a点和b点时的动能分别为：（nb+5na）和（5nb+na）点评：考查牛顿第二定律、动能定理、向心力公式、电场力的表达式等规律的理解与应用，注意动能定理列式过程中的功的正负11（16分）（2011广东校级二模）图甲所示的平行板电容器板间距离为d，两板所加电压随时间变化图线如图乙所示，t=0时刻，质量为m、带电量为q的粒子以平行于极板的速度v0射入电容器，t1=3t时刻恰好从下极板边缘射出电容器，带电粒子的重力不计，求：（1）平行板电容器板长l；（2）子射出电容器时偏转的角度；（3）子射出电容器时竖直偏转的位移y考点：带电粒子在匀强电场中的运动专题：带电粒子在电场中的运动专题分析：（1）带电粒子在电场中受电场力作用做匀加速直线运动，在垂直电场方向粒子做匀速直线运动，根据运动的合成与分解求解板长l；（2）根据电压随时间变化的图象知，在t2t时间内板间无电场，粒子不受力做匀速直线运动，根据运动的合成与分解求解粒子在电场中偏转的倾角；（3）同样根据有电场时粒子在竖直方向做匀加速直线运动，没有电场时在竖直方向做匀速运动，分三段考虑粒子偏转的位移解答：解：（1）带电粒子在电场中运动的时间t=3t，由题意知，带电粒子在电场方向上做匀变速运动，在垂直电场方向上不受力做匀速直线运动，所以有：平行板电容器极板长度l=v0t=3v0t（2）粒子在电容器中运动时，在电场方向做匀加速运动，在垂直电场方向做匀速直线运动，根据电场图象可知：在0t的时间里，粒子在电场方向（垂直板的方向）做匀加速运动，加速度a=，初速度为0，末速度为at在t2t时间里，粒子不受电场力作用（垂直板的方向）粒子做速度v=at的匀速直线运动在2t3t时间里，粒子在电场方向做初速度v=at的匀加速直线运动，加速度a=，则末速度为2at所以粒子在垂直板的方向即y方向的末速度为vy=2at=2a=t粒子在平行板的方向即x方向的末速度vx=v0射出电容器时，偏转角度为，则tg=； （3）由（2）分析知，粒子在0t，垂直板的方向做初速度为0的匀加速直线运动，加速度a=，时间t=t，所以在y方向偏转的位移y1=a=t2；t2t，垂直板的方向做初速度v=at的匀速直线运动，则在y方向偏转的位移y2=vt=（at）t=t2； 2t3t，垂直板的方向做初速度v=at，加速度a= 的匀加速直线运动，故在y方向偏转的位y3=vt+at2=（at）t+at2=t2；所以在粒子射出电场的3t时间内竖直方向偏转的位移y=y1+y2+y3=； 答：（1）平行板电容器板长l=3v0t；（2）粒子从射入到射出电容器时速度偏转的角度tan=；（3）粒子从射入到射出电容器时竖直方向偏转的位移y=点评：根据运动的合成与分解，分析粒子在