高中物理 静电场及其应用精选测试卷易错题(Word版 含答案)

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高中物理 静电场及其应用精选测试卷易错题(Word 版 含答案)

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,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+q 1的点电荷.将另一质量为m 、电荷量为+q 2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

23N 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

3

q q

mg

k

R

+

方向竖直向下,故D正确.

2.如图所示,用两根等长的绝缘细线各悬挂质量分别m A和m B的小球,分别带q A和q B的正电荷,悬点为O,当小球由于静电力作用张开一角度时,A球悬线与竖直线夹角为α,B 球悬线与竖直线夹角为β,则()

A.

sin

sin

A

B

m

m

β

α

=

B.

sin

sin

A B

B A

m q

m q

β

α

=

C.

sin

sin

A

B

q

q

β

α

=

D.两球接触后,再静止下来,两绝缘细线与竖直方向的夹角变为α'、β',有

sin sin

sin sin

αα

ββ

'

=

'

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】

AB.如下图,对两球受力分析,根据共点力平衡和几何关系的相似比,可得

A m g OP F PA =库,

B m g OP

F PB

=库 由于库仑力相等,联立可得

A B m PB

m PA

= 由于sin cos OA PA αθ?=

,sin cos OB PB β

θ

?=,代入上式可得

sin sin A B m m βα

= 所以A 正确、B 错误;

C .根据以上分析,两球间的库仑力是作用力与反作用力,大小相等,与两个球带电量的多少无关,所以不能确定电荷的比例关系,C 错误;

D .两球接触后,再静止下来,两绝缘细线与竖直方向的夹角变为α'、β',对小球A 、B 受力分析,根据上述的分析,同理,仍然有相同的关系,即

sin sin A B m m βα'

='

联立可得

sin sin sin sin ααββ'

='

D 正确。 故选AD 。

3.如图所示,空间有竖直方向的匀强电场,一带正电的小球质量为m ,在竖直平面内沿与水平方向成30o角的虚线以速度v 0斜向上做匀速运动.当小球经过O 点时突然将电场方向旋转一定的角度,电场强度大小不变,小球仍沿虚线方向做直线运动,选O 点电势为零,重力加速度为g ,则

A .原电场方向竖直向下

B .改变后的电场方向垂直于ON

C .电场方向改变后,小球的加速度大小为g

D .电场方向改变后,小球的最大电势能为2

04

mv

【答案】CD 【解析】 【分析】

开始时,小球沿虚线做匀速运动,可知小球受向下的重力和向上的电场力平衡Eq=mg ,小球带正电,则电场竖直向上,选项A 错误;改变电场方向后,小球仍沿虚线做直线运动,可知电场力与重力的合力沿着NO 方向,因Eq=mg ,可知电场力与重力关于ON 对称,电场方向与NO 成600,选项B 错误;电场方向改变后,电场力与重力夹角为1200,故合力大小为mg ,小球的加速度大小为g ,选项C 正确;电场方向改变后,小球能沿ON 运动的距离为

202m v x g = ,则克服电场力做功为:22

0011cos 60224

m v W Eq x mg mv g ==?= ,故小球的

电势能最大值为

2

014

mv ,选项D 正确;故选CD.

4.如图所示,带电小球a 由绝缘细线PM 和PN 悬挂而处于静止状态,其中PM 水平,地面上固定一绝缘且内壁光滑的圆弧细管道GH ,圆心P 与a 球位置重合,管道底端H 与水平地面相切,一质量为m 可视为质点的带电小球b 从G 端口由静止释放,当小球b 运动到H 端时对管道壁恰好无弹力,重力加速度为g 。在小球b 由G 滑到H 过程中,下列说法中正确的是( )

A .小球b 机械能保持不变

B .小球b 所受库仑力大小始终为2mg

C .细线PM 的拉力先增大后减小

D .小球b 加速度大小一直变大 【答案】ACD 【解析】 【详解】

A .小球b 所受库仑力和管道的弹力始终与速度垂直,即只有重力做功,所以小球b 机械能守恒,故A 正确;

B .小球b 机械能守恒,从G 滑到H 过程中,有:

212

mgR mv =

H 处有:

2

-库m F mg =R

v

则有:

F 库=3mg

C .设PN 与竖直方向成α角,对球a 受力分析,将其分解: 竖直方向上有:

F PN cos α=mg +F 库sin θ

水平方向上有:

F 库cos θ+F PN sin α=F PM 。

解得:

(3)

PM mgcos F mgtan cos θααα

-=+

下滑时θ从0增大90°,细线PM 的拉力先增大后减小,故C 正确;

D .设b 与a 的连线与水平方向成θ角,则有:任意位置加速度为向心加速度和切向加速度合成,即为:

()22

2

221

2

()5322

v cos a a a gcos g R θθ-=+=+=

可知小球的加速度一直变大,故D 正确。 故选ACD 。

5.如图所示,某电场的电场线分布关于 y 轴(沿竖直方向)对称,O 、M 、N 是 y 轴上的三 个点,且 OM=MN 。P 点在 y 轴右侧,MP ⊥ON 。则

A .M 点场强大于 N 点场强

B .M 点电势与 P 点的电势相等

C .将正电荷由 O 点移动到 P 点,电场力做负功

D .在 O 点静止释放一带正电粒子,该粒子将沿 y 轴正方向做直线运动 【答案】AD 【解析】 【详解】

A 、从图像上可以看出,M 点的电场线比N 点的电场线密集,所以M 点场强大于 N 点场强,故A 对;

B 、沿着电场线电势在降低,由于电场不是匀强电场,所以M 和P 点不在同一条等势线上,所以M 点电势与 P 点的电势不相等,故B 错;

C 、结合图像可知:O 点的电势高于P 点的电势,正电荷从高电势运动到低电势,电场力做正功,故C 错;

D 、在 O 点静止释放一带正电粒子,根据电场线的分布可知,正电荷一直受到向上的电场力,力与速度在一条直线上,故粒子做直线运动,故D 对;

6.如图所示,轻质弹簧一端系在墙上,另一端系在三根长度相同的轻绳上,轻绳的下端各系质量与电荷量均相同的带正电小球,且三个小球均处于静止状态,已知重力加速度为g 。四种情形下每个小球受到的电场力大小与轻绳长度、小球质量、小球电荷量的关系如表所示,以下说法正确的是( )

情形 轻绳长度 小球质量 小球电荷量 小球受到的电场力大小

1

L

m

33mg 2 2L m ②

33

mg 3 L 2m ③ 23

3mg 4

L

m

3mg

A 2倍

B 2倍

C 32

倍 D .情形④下弹簧的伸长量最大 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

由于三个小球质量和电荷量均相等,由对称性可知,三个小球必构成等边三角形,且每个小球受到的电场力相等,设绳的拉力为T ,与竖直方向夹角为θ,两小球之间的距离为r 、一个小球受到另外两个小球的电场力的合力为F ,对其中一个小球受力分析可得

sin T mg θ=

2

2cos kq T θF r

==

22tan kq mg

F r θ

==

由几何关系可知,

tan θr =

=

整理得

22kq F r == A .对比①和②可知,并应用上式可得

211213kq F r ===

2

2222kq F r ===

解得

1r

=

2r =

故电荷量之间的关系为

112212

q r q r == 故A 错误; B

.由③可知,

23323kq F r ===

解得

32

r L =

3222

q q == 故B 错误; C .由④可知

244

422244

33kq F mg r L r ===-

解得

432

r L =

443333222

q r q r == 故C 正确;

D .以三个小球为整体可知,小球受到的弹力应该等于其重力,故小球质量越大,弹簧弹力越大,故情形③下弹簧的伸长量最大,故D 错误; 故选C 。

7.如右图,M 、N 和P 是以MN 为直径的半圆弧上的三点,O 点为半圆弧的圆心,

.电荷量相等、符号相反的两个电荷分别置于M 、N 两点,这时O 点电场强

度的大小为E 1;若将N 点处的点电荷移至P

点,则O 点的场强大小变为E 2.E 1与E 2之比为( )

A .1:2

B .2:1

C .

D .

【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 试题分析:由

得:;若将N 点处的点电荷移至P 点,则O 点

的场强大小变为E 2,知两点电荷在O 点的场强夹角为1200,由矢量的合成知,

得:

,B 对

8.如图所示,A 、B 、C 为放置在光滑水平面上的三个带电小球(可视为点电荷),其中B 与C 之间用长为L 的绝缘轻质细杆相连,现把A 、B 、C 按一定的位置摆放,可使三个小球都保持静止状态。已知小球B 的带电量为-q ,小球C 的带电量为+4q ,则以下判断正确的是( )

A .小球A 的带电量可以为任何值

B .轻质细杆一定处于被拉伸状态

C .小球A 与B 之间的距离一定为

4

L D .若将A 向右平移一小段距离,释放后A 一定向左运动 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】

AC .小球A 受力平衡,设小球AB 之间的距离为x ,根据平衡条件有

()

A A 224q q q q

k

k x L x ?=+ 解得

x L =

所以小球A 的电荷量可以为任意值,可以带正电,也可以带负电,A 正确,C 错误; B .对小球B ,小球A 和小球C 对其静电力的合力为

A 224q q q q F k

k x L

?=- 由于不知道小球A 的带电量,所以无法确定小球A 和小球C 对小球B 的静电力的合力是否为零,故无法判断轻杆是否被拉伸,B 错误;

D .小球A 在原来的位置是平衡的,若将A 向右平移一小段距离,小球B 和小球C 对其的静电力均增加,且小球B 对其的静电力增加的更快,但由于小球A 的电性不确定,所以释放后A 的运动方向也不确定,D 错误。 故选A 。

9.如图所示,光滑绝缘半球形的碗固定在水平地面上,可视为质点的带电小球1、2的电荷分别为Q 1、Q 2,其中小球1固定在碗底A 点,小球2可以自由运动,平衡时小球2位于碗内的B 位置处,如图所示.现在改变小球2的带电量,把它放置在图中C 位置时也恰好能平衡,已知AB 弦是AC 弦的两倍,则( )

A .小球在C 位置时的电量是

B 位置时电量的一半 B .小球在

C 位置时的电量是B 位置时电量的四分之一

C .小球2在B 点对碗的压力大小等于小球2在C 点时对碗的压力大小

D .小球2在B 点对碗的压力大小大于小球2在C 点时对碗的压力大小 【答案】C 【解析】

【详解】

AB.对小球2受力分析,如图所示,小球2受重力、支持力、库仑力,其中F1为库仑力F 和重力mg的合力,根据三力平衡原理可知,F1=F N.由图可知,△OAB∽△BFF1

设半球形碗的半径为R,AB之间的距离为L,根据三角形相似可知,

1

F

mg F

OA OB AB

==

1

F

mg F

R R L

==

所以

F N=mg①

L

F mg

R

=②

当小球2处于C位置时,AC距离为

2

L

,故

'

1

2

F F

=,

根据库仑定律有:

2

A B

Q Q

F k

L

=

'

2

1

()

2

A C

Q Q

F k

L

=

所以

1

8

C

B

Q

Q

=,

即小球在C位置时的电量是B位置时电量的八分之一,故AB均错误;

CD.由上面的①式可知F N=mg,即小球2在B点对碗的压力大小等于小球2在C点时对碗的压力大小,故C正确,D错误。

故选C。

10.如图所示,真空中有两个点电荷Q1和Q2,Q1=+9q,Q2=-q,分别固定在x轴上x=0处和x=6cm处,下列说法正确的是()

A .在x =3cm 处,电场强度为0

B .在区间上有两处电场强度为0

C .在x >9cm 区域各个位置的电场方向均沿x 轴正方向

D .将试探电荷从x =2cm 移到x =4cm 处,电势能增加 【答案】C 【解析】 【详解】

A .某点的电场强度是正电荷Q 1和负电荷Q 2在该处产生的电场的叠加,是合场强。根据点电荷的场强公式E =

2

kq

r ,所以要使电场强度为零,那么正电荷Q 1和负电荷Q 2在该处产生的场强必须大小相等、方向相反。因为它们电性相反,在中间的电场方向都向右。设距离

Q 2为x 0处的电场强度矢量合为0,则:

12

2200

(6)kQ kQ x x =+ 可得:x 0=3cm ,故A 错误;

B .由选项A 的分析可知,合场强为0的点不会在Q 1的左边,因为Q 1的电荷量大于Q 2,也不会在Q 1Q 2之间,因为它们电性相反,在中间的电场方向都向右。所以,只能在Q 2右边。即在x 坐标轴上电场强度为零的点只有一个。故B 错误; C.设距离Q 2为x 0处的电场强度矢量合为0,则:

122200

(6)kQ kQ x x =+ 可得:x 0=3cm ,结合矢量合成可知,在x >9cm 区域各个位置的电场方向均沿x 轴正方向。故C 正确;

D.由上分析,可知,在0<x <6cm 的区域,场强沿x 轴正方向,将试探电荷+q 从x =2cm 处移至x =4cm 处,电势能减小。故D 错误。

11.如图所示,小球A 、B 质量均为m ,初始带电荷量均为+q ,都用长为L 的绝缘细线挂在绝缘的竖直墙上O 点,A 球紧靠绝缘的墙壁且其悬线刚好竖直,球B 悬线偏离竖直方向θ角而静止.如果保持B 球的电荷量不变,使小球A 的电荷量缓慢减小,当两球间距缓慢变为原来的

1

3

时,下列判断正确的是( )

A .小球

B 受到细线的拉力增大 B .小球B 受到细线的拉力变小

C .两球之间的库仑力大小不变

D .小球A 的电荷量减小为原来的

127

【答案】D 【解析】 【详解】

AB.小球B 受力如图所示,两绝缘线的长度都是L ,则△OAB 是等腰三角形,如果保持B 球

的电量不变,使A 球的电量缓慢减小,当两球间距缓慢变为原来的

1

3

时,θ变小,F 减小; 线的拉力T 与重力G 相等,G =T ,即小球B 受到细线的拉力不变;对物体A :

cos()22

A A T G F πθ

=+-

则θ变小,T A 变小;故AB 错误;

CD.小球静止处于平衡状态,当两球间距缓慢变为原来的1/3时,由比例关系可知,库仑力变为原来的1/3,因保持B 球的电量不变,使A 球的电量缓慢减小,由库仑定律

2

A B

Q Q F k

r = 解得:球A 的电量减小为原来的

1

27

,故C 错误,D 正确;

12.用长为1.4m 的轻质柔软绝缘细线,拴一质量为1.0×10-2kg 、电荷量为2.0×10-8C 的小球,细线的上端固定于O 点.现加一水平向右的匀强电场,平衡时细线与铅垂线成370,如图所示.现向左拉小球使细线水平且拉直,静止释放,则(sin370=0.6)

A .该匀强电场的场强为3.75×107N/C

B .平衡时细线的拉力为0.17N

C .经过0.5s ,小球的速度大小为6.25m/s

D .小球第一次通过O 点正下方时,速度大小为7m/s 【答案】C

【解析】 【分析】 【详解】

AB .小球在平衡位置时,由受力分析可知:qE=mgtan370,解得

268

1.010100.75/ 3.7510/

2.010E N C N C --???==??,细线的拉力:T=20 1.01010

0.125cos370.8

mg T N N ??===-,选项AB 错误;

C .小球向左被拉到细线水平且拉直的位置,释放后将沿着电场力和重力的合力方向做匀加速运动,其方向与竖直方向成370角,加速度大小为

2220.125/12.5/1.010T a m s m s m =

==?-,则经过0.5s ,小球的速度大小为v=at=6.25m/s ,选项C 正确; D .小球从水平位置到最低点的过程中,若无能量损失,则由动能定理:

2

12

mgL qEL mv +=

,带入数据解得v=7m/s ;因小球从水平位置先沿直线运动,然后当细绳被拉直后做圆周运动到达最低点,在绳子被拉直的瞬间有能量的损失,可知到达最低点时的速度小于7m/s ,选项D 错误.

13.如图所示,真空中有三个带等电荷量的点电荷a 、b 和c ,分别固定在水平面内正三角形的顶点上,其中a 、b 带正电,c 带负电。O 为三角形中心,A 、B 、C 为三条边的中点。设无穷远处电势为零。则( )

A .

B 、

C 两点电势相同 B .B 、C 两点场强相同 C .电子在O 点电势能为零

D .在O 点自由释放电子(不计重力),将沿OA 方向一直运动 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】

A .

B 、

C 两点分别都是等量正负电荷连线的中点,由对称性知电势为零,剩下的正电荷产生了相等的电势,则 B 、C 两点电势相同,故A 正确;

B .电场强度是矢量,场强的合成满足平行四边形定则,通过矢量的合成可得,B 、

C 点的场强大小相同,但方向不同,故B 错误;

C .两等量异种电荷在O 点产生的总电势为零,但剩下的正电荷在O 点产生的电势为正,则 O 点的总电势为正,故电子在O 点的电势能不为零,故C 错误;

D .ab 两个点电荷在OA 线段上的合场强方向向下,过了A 点后,ab 两个点电荷在OA 直线上向上;点电荷c 在OA 线段上的场强方向向下,过了A 点后,场强方向向下也向下,故在O 点自由释放电子(不计重力),会沿直线做加速运动,后做减速运动,直到静止,故D 错误。 故选A 。

14.如图所示,三个带电小球A 、B 、C 可视为点电荷,所带电荷分别为+Q 、-Q 、+q ;A 、B 固定在绝缘水平桌面上,C 带有小孔,穿在摩擦因数处处相同的粗糙的绝缘直杆上,绝缘杆竖直放置在A 、B 连线的中点处,将C 从杆上某一位置由静止释放,下落至桌面时速度恰好为零。C 沿杆下滑时带电量保持不变,那么C 在下落过程中,以下判断正确的是( )

A .电场力做正功

B .小球

C 所受摩擦力先减小后增大 C .小球C 下落一半高度时速度一定最大

D .摩擦产生的内能等于小球重力势能减少量

【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

A .A

B 为等量异种点电荷,故产生的电场在AB 连线垂直平分线上,从垂足向两侧场强逐渐减小且中垂线为等势面,小球在下滑过程中沿等势面运动,电场力不做功,故A 错误; B .小球

C 在下滑的过程中,由于场强增大,电场力也将逐渐增大,滑动摩擦力为

f F qE μμ==

故受到的摩擦力一直增大,故B 错误;

C .小球C 的速度先增加后减小,开始时重力大于摩擦力,C 的加速度向下;后来重力小于摩擦力,加速度向上,C 做减速运动;当摩擦力等于重力时加速度为零,此时速度最大,但是此位置不一定在下落的高度一半的位置,故C 错误;

D .小球在下滑过程中沿等势面运动,电场力不做功,初末状态的动能相同,摩擦产生的内能等于小球重力势能减少量,故D 正确; 故选D 。 【点睛】

等量异种点电荷连线的中垂线是等势面,从垂足向两侧场强逐渐减小。

15.如图所示,绝缘水平面上一绝缘轻弹簧一端固定在竖直墙壁上,另一端栓接一带负电小物块,整个装置处在水平向右的匀强电场中。现保持匀强电场的场强大小不变,仅将其

方向改为指向左偏下方向,物块始终保持静止,桌面摩擦不可忽略,则下列说法正确的是()

A.弹簧一定处于拉伸状态

B.相比于电场变化前,变化后的摩擦力的大小一定减小

C.变化后的摩擦力不可能为零

D.相比于电场变化前,变化后弹簧的弹力和摩擦力的合力大小一定变小

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A.如果电场力和弹力都远小于最大静摩擦力,那么无论怎么样改变电场,物块都是静止,弹簧可以处于压缩也可以处于伸长状态,故 A错误;

B.不知道弹簧处于拉伸还是压缩状态,不知道电场力和弹力的大小和方向,故无法判断摩擦力方向及大小变化,故B;

C.如果变化后电场力的水平分力与弹簧的弹力等大反向,摩擦力为零,故C错误;D.由题根据三个力的平衡可知,弹簧的弹力和摩擦力的合力与水平方向电场力等大反向,水平方向电场力变小,弹簧的弹力和摩擦力的合力必定变小,故D正确。

故选D。

二、第九章静电场及其应用解答题易错题培优(难)

16.如图所示,两块竖直放置的平行金属板A、B,两板相距d,两板间电压为U,一质量为m的带电小球从两板间的M点开始以竖直向上的初速度v0运动,当它到达电场中的N 点时速度变为水平方向,大小变为2v0

求(1)M、N两点间的电势差

(2)电场力对带电小球所做的功(不计带电小球对金属板上电荷均匀分布的影响,设重力加速度为g)

【答案】

2

MN

Uv

U

dg

【解析】

【详解】

竖直方向上小球受到重力作用而作匀减速直线运动,则竖直位移大小为h =20

2v g

小球在水平方向上受到电场力作用而作匀加速直线运动,则 水平位移x =0

22

v t ? h =

2

v t ? 联立得,x =2h =20

v g

故M 、N 间的电势差为U MN =-Ex =-20v U d g =-2

0Uv gd

从M 运动到N 的过程,由动能定理得 W 电+W G =

12m 20(2)v -2

012

mv 所以联立解得W 电=2

02mv

答:M 、N 间电势差为-2

0Uv gd

,电场力做功2

02mv .

17.如图所示,在光滑绝缘水平面上,质量为m 的均匀绝缘棒AB 长为L 、带有正电,电量为Q 且均匀分布.在水平面上O 点右侧有匀强电场,场强大小为E ,其方向为水平向左,BO 距离为x 0,若棒在水平向右的大小为QE/4的恒力作用下由静止开始运动.求:

(1)棒的B 端进入电场L /8时的加速度大小和方向; (2)棒在运动过程中的最大动能.

(3)棒的最大电势能.(设O 点处电势为零) 【答案】(1)/8qE m ,向右(2)0()48qE L

x + (3)0(2)6

qE x L + 【解析】 【分析】 【详解】

(1)根据牛顿第二定律,得

48QE L QE ma L -?=解得 8QE a m

=,方向向右. (2)设当棒进入电场x 时,其动能达到最大,则此时棒受力平衡,有

4QE QE x L

?= 解得1

4

x L = 由动能定理得:

()00

044()()4

2442448

K o QE QE

L

QE

QE L QE L E W x x x x x ==

==+

?∑+-+-+? (3)棒减速到零时,棒可能全部进入电场,也可能不能全部进入电场,设恰能全部进入电场, 则有:()0

042

QE QE

x L L +-=, 得 x 0=L ;()42

QE QEL

L L ε+=

当x 0<L ,棒不能全部进入电场,设进入电场x

根据动能定理得()00 004

2

xQE

QE L x x x +

+-

-=

解之得:x

则0 (4F QE W x ε+==

当x 0>L ,棒能全部进入电场,设进入电场x ()()0

042

QE QE

x x L QE x L +---= 得:023

x L

x += 则()()000242 4436

QE x L x L QE QE x x ε+++?=

==

18.“顿牟掇芥”是两千多年前我国古人对摩擦起电现象的观察记录,经摩擦后带电的琥珀能吸起小物体,现用下述模型分析研究。在某处固定一个电荷量为Q 的点电荷,在其正下方h 处有一个原子。在点电荷产生的电场(场强为E )作用下,原子的负电荷中心与正电荷中心会分开很小的距离l ,形成电偶极子。描述电偶极子特征的物理量称为电偶极矩p ,q =p l ,这里q 为原子核的电荷量。实验显示,p E α=,α为原子的极化系数,反映其极化的难易程度。被极化的原子与点电荷之间产生作用力F 。在一定条件下,原子会被点电荷“掇”上去。

(1)F 是吸引力还是排斥力?简要说明理由;

(2)若将固定点电荷的电荷量增加一倍,力

F 如何变化,即求

(2)

()

F Q F Q 的值; (3)若原子与点电荷间的距离减小一半,力F 如何变化,即求()

2()

h F F h 的值。

【答案】(1)吸引力,(2)4,(3)32。 【解析】 【详解】

(1)F 为吸引力。理由:当原子极化时,与Q 异种的电荷移向Q ,而与Q 同种的电荷被排斥而远离Q ,这样异种电荷之间的吸引力大于同种电荷的排斥力,总的效果是吸引; (2)设电荷Q 带正电(如图所示):

电荷Q 与分离开距离l 的一对异性电荷间的总作用力为:

2332222

()222()()22(4

)

kQ q kQq hl kQql kQp

F kQq l l l h h h h h --=

+=≈-=--+- 式中:

q =p l

为原子极化形成的电偶极矩,负号表示吸引力,由于l

h ,故:

2

2

24

l h h -≈

又已知:

p E α=

而电荷Q 在离它h 处的原子所在位置产生的电场场强大小为:

2

kQ E h =

于是,电荷Q 与极化原子之间的作用力为:

5

22

2k Q F h

α=- 它正比于固定电荷的平方,反比于距离的五次方,因此不管电荷Q 的符号如何,它均产生吸引力。当固定点电荷的电荷量增加一倍时,力F 变为原来的4倍,即:

(2)

4()

F Q F Q =;

(3)

当原子与点电荷间的距离减小一半时,力F变为原来的32倍,即:

()

232

()

h

F

F h

=。

19.如图所示,长l=1m的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角θ=37°.已知小球所带电荷量q=1.0×10-6C,匀强电场的场强E=3.0×103N/C,取重力加速度g=10m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:

(1)小球所受电场力F的大小;

(2)小球的质量m;

(3)将电场撤去,小球回到最低点时速度v的大小.

【答案】(1)F=3.0×10-3N(2)m=4.0×10-4kg(3)v=2.0m/s

【解析】

【分析】

【详解】

(1)根据电场力的计算公式可得电场力633

1.010 3.010N 3.010N

F qE--

==???=?;

(2)小球受力情况如图所示:

根据几何关系可得

tan

qE

mg

θ

=,所以

3

4

310

kg410kg

tan10tan37

qE

m

-

-

?

===?

??

;(3)电场撤去后小球运动过程中机械能守恒,则2

1

(1cos37)

2

mgl mv

-?=,解得v=2m/s.20.如图所示,MPQO为有界的竖直向下的匀强电场,电场强度为E,ACB为光滑固定的半圆形轨道,轨道半径为R,A、B为圆水平直径的两个端点,AC为

1

4

圆弧一个质量为

m ,电荷量为+q 的带电小球,从A 点正上方高为H 处由静止释放,并从A 点沿切线进入半圆轨道不计空气阻力及一切能量损失.

(1)小球在A 点进入电场时的速度;

(2)小球在C 点离开电场前后瞬间对轨道的压力分别为多少; (3)小球从B 点离开圆弧轨道后上升到最高点离B 点的距离. 【答案】(12gH (2)233mgH mg qE R ++、232mgH

mg qE R

++; (3)

qER

H mg

+. 【解析】 【详解】

(1)对从释放到A 点过程,根据动能定理,有:

2

102

A mgH mv =

- 解得:

2A v gH =(2)对从释放到最低点过程,根据动能定理,有:

2

1()02

mg H R qER mv +=

-+ ……① 小球在C 点离开电场前瞬间,根据牛顿第二定律,有:

2

1N mg q v E R

m --= ……..②

小球在C 点离开电场后瞬间,根据牛顿第二定律,有:

2

2v N mg m R

-=……. ③

联立①②③解得:

1233mgH

N mg qE R =++ 2232mgH

N mg qE R

=++

根据牛顿第三定律,小球在C 点离开电场前后瞬间对轨道的压力分别为

2010高中物理易错题分析集锦——11电磁感应

第11单元电磁感应 [内容和方法] 本单元内容包括电磁感应现象、自感现象、感应电动势、磁通量的变化率等基本概念,以及法拉第电磁感应定律、楞次定律、右手定则等规律。 本单元涉及到的基本方法,要求能够从空间想象的角度理解法拉第电磁感应定律。用画图的方法将题目中所叙述的电磁感应现象表示出来。能够将电磁感应现象的实际问题抽象成直流电路的问题;能够用能量转化和守恒的观点分析解决电磁感应问题;会用图象表示电磁感应的物理过程,也能够识别电磁感应问题的图像。 [例题分析] 在本单元知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:概念理解不准确;空间想象出现错误;运用楞次定量和法拉第电磁感应定律时,操作步骤不规范;不会运用图像法来研究处理,综合运用电路知识时将等效电路图画错。 例1在图11-1中,CDEF为闭合线圈,AB为电阻丝。当滑动变阻器的滑动头向下滑动时,线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时,电源的哪一端是正极? 【错解分析】错解:当变阻器的滑动头在最上端时,电阻丝AB因被短路而无电流通过。由此可知,滑动头下移时,流过AB中的电流是增加的。当线圈CDEF中的电流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时,由楞次定律可知AB中逐渐增加的电流在G处产生的磁感强度的方向是“×”,再由右手定则可知,AB中的电流方向是从A流向B,从而判定电源的上端为正极。 楞次定律中“感生电流的磁场总是要阻碍引起感生电流的磁通量的变化”,所述的“磁通量”是指穿过线圈内部磁感线的条数,因此判断感应电流方向的位置一般应该选在线圈的内部。 【正确解答】 当线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时,它在线圈内部产生磁感强度方向应是“×”,AB中增强的电流在线圈内部产生的磁感强度方向是“·”,所以,AB中电流的方向是由B流向A,故电源的下端为正极。 【小结】 同学们往往认为力学中有确定研究对象的问题,忽略了电学中也有选择研究对象的问题。学习中应该注意这些研究方法上的共同点。 例2长为a宽为b的矩形线圈,在磁感强度为B的匀强磁场中垂直于磁场的OO′轴以恒定的角速度ω旋转,设t= 0时,线圈平面与磁场方向平行,则此时的磁通量和磁通量的变化率分别是[ ]

(完整版)高中物理选修3-1静电场测试题单元测试及答案

静电场单元测试 一、选择题 1.如图所示,a 、b 、c 为电场中同一条电场线上的三点,c 为ab 的中点,a 、b 点的电势分别为φa =5 V ,φb =3 V ,下列叙述正确的是( ) A .该电场在c 点处的电势一定为4 V B .a 点处的场强一定大于b 处的场强 C .一正电荷从c 点运动到b 点电势能一定减少 D .一正电荷运动到c 点时受到的静电力由c 指向a 2.如图所示,一个电子以100 eV 的初动能从A 点垂直电场线方向飞入匀强电场,在B 点离开电场时,其速度方向与电场线成150°角,则A 与B 两点间的电势差为( ) A .300 V B .-300 V C .-100 V D .-100 3 V 3.如图所示,在电场中,将一个负电荷从C 点分别沿直线移到A 点和B 点,克服静电力做功相同.该电场可能是( ) A .沿y 轴正向的匀强电场 B .沿x 轴正向的匀强电场 C .第Ⅰ象限内的正点电荷产生的电场 D .第Ⅳ象限内的正点电荷产生的电场 4.如图所示,用绝缘细线拴一带负电小球,在竖直平面内做圆周运动, 匀强电场方向竖直向下,则( ) A .当小球运动到最高点a 时,线的张力一定最小 B .当小球运动到最低点b 时,小球的速度一定最大 C .当小球运动到最高点a 时,小球的电势能最小 D .小球在运动过程中机械能不守恒 5.在静电场中a 、b 、c 、d 四点分别放一检验电荷,其电量可变,但很小,结果测出检验电荷所受电场力与电荷电量的关系如图所示,由图线可知 ( ) A .a 、b 、c 、d 四点不可能在同一电场线上 B .四点场强关系是E c =E a >E b >E d C .四点场强方向可能不相同 D .以上答案都不对 6.如图所示,在水平放置的光滑接地金属板中点的正上方,有带正电的点电荷Q , 一表面绝缘带正电的金属球(可视为质点,且不影响原电场)自左以速度v 0开始在 金属板上向右运动,在运动过程中 ( ) A .小球做先减速后加速运动 B .小球做匀速直线运动 C .小球受的电场力不做功 D .电场力对小球先做正功后做负功 7.如图所示,一个带正电的粒子以一定的初速度垂直进入水平方向的匀强电场.若不计重

高中物理必修第3册 静电场及其应用测试卷测试卷附答案

高中物理必修第3册 静电场及其应用测试卷测试卷附答案 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,a 、b 、c 、d 四个质量均为 m 的带电小球恰好构成“三星拱月”之形,其中 a 、b 、c 三个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕 O 点做半径为 R 的匀速圆周运动,三小球所在位置恰好将圆周等分。小球 d 位于 O 点正上方 h 处,且在外力 F 作用下恰处于静止状态,已知 a 、b 、c 三小球的电荷量大小均为 q ,小球 d 的电荷量大小为 6q ,h =2R 。重力加速度为 g ,静电力常量为 k 。则( ) A .小球 a 一定带正电 B .小球 c 的加速度大小为2 2 33kq mR C .小球 b 2R mR q k πD .外力 F 竖直向上,大小等于mg +2 2 6kq R 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】 A .a 、b 、c 三小球所带电荷量相同,要使三个做匀速圆周运动,d 球与a 、b 、c 三小球一定是异种电荷,由于d 球的电性未知,所以a 球不一定带正电,故A 错误。 BC .设 db 连线与水平方向的夹角为α,则 223cos 3R h α==+ 22 6sin 3 R h α= += 对b 球,根据牛顿第二定律和向心力得: 22222264cos 2cos302cos30()q q q k k mR ma h R R T πα?-?==+? 解得 23R mR T q k π=

2 2 33kq a mR = 则小球c 的加速度大小为2 33kq mR ,故B 正确,C 错误。 D .对d 球,由平衡条件得 2 226263sin q q kq F k mg mg h R R α?=+=++ 故D 正确。 故选BD 。 2.如图所示,带电量为Q 的正点电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底端C 点,斜面上有A 、B 、D 三点,A 和C 相距为L ,B 为AC 中点,D 为A 、B 的中点。现将一带电小球从A 点由静止释放,当带电小球运动到B 点时速度恰好为零。已知重力加速度为g ,带电小球在A 点处的加速度大小为 4 g ,静电力常量为k 。则( ) A .小球从A 到 B 的过程中,速度最大的位置在D 点 B .小球运动到B 点时的加速度大小为 2 g C .BD 之间的电势差U BD 大于DA 之间的电势差U DA D .AB 之间的电势差U AB =kQ L 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】 A .带电小球在A 点时,有 2 sin A Qq mg k ma L θ-= 当小球速度最大时,加速度为零,有 '2sin 0Qq mg θk L -= 联立上式解得 '22 L L = 所以速度最大的位置不在中点D 位置,A 错误;

高中物理易错题分析集锦——7热学之令狐文艳创作

第七单元:热学 令狐文艳 [内容和方法] 本单元内容包括两部分,一是微观的分子动理论部分,一是宏观的气体状态变化规律。其中分子动理论部分包括分子动理论的基本观点、分子热运动的动能、分子间相互作用的势能和物体的内能等概念,及分子间相互作用力的变化规律、物体内能变化的规律、能量转化和守恒定律等基本规律;气体状态变化规律中包括热力学温度、理想气体和气体状态参量等有关的概念,以及理想气体的等温、等容、等压过程的特点及规律(包括公式和图象两种描述方法)。 本单元中所涉及到的基本方法是理想化的模型方法,其中在分子动理论中将微观分子的形状视为理想的球体,这是通过阿伏伽德罗常数对微观量进行估算的基础;在气体状态变化规律中,将实际中的气体视为分子没有实际体积且不存在相互作用力的理想气体,从而使气体状态变化的规律在误差允许的范围内得以大大的简化。 [例题分析] 在本单元知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:对较为抽象的分子热运动的动能、分子相互作用的势能及分子间相互作用力的变化规律理解不到位,导致这些微观量及规律与宏观的温度、物体的体积之间关系不能建立起正确的关系。

对于宏观的气体状态的分析,学生的问题通常表现在对气体压强的分析与计算方面存在着困难,由此导致对气体状态规律应用出现错误;另外,本单元中涉及到用图象法描述气体状态变化规律,对于p—V,p—T,V—T图的理解,一些学生只观注图象的形状,不能很好地理解图象上的点、线、斜率等的物理意义,因此造成从图象上分析气体温度变化(内能变化)、体积变化(做功情况)时出现错误,从而导致利用图像分析气体内能变化等问题时的困难。 例1 下列说法中正确的是[ ] A.温度低的物体内能小 B.温度低的物体分子运动的平均速率小 C.做加速运动的物体,由于速度越来越大,因此物体分子的平均动能越来越大 D.外界对物体做功时,物体的内能不一定增加 【错解分析】错解一:因为温度低,动能就小,所以内能就小,所以应选A 而温度低的物体分子平均动能小,所以速率也小。所以应选B。 错解三:由加速运动的规律我们了解到,物体的速度大小由初速和加速度与时间决定,随着时间的推移,速度肯定越来越快再由动能公式

高一物理易错题(整理)

易错题第四季 【例1】 如图所示,质量为M 的楔形木块放在水平桌面上,它的顶角为90 ,两 底角为α和β.a 、b 为两个位于斜面上的质量均为m 的小木块,已 知所有的接触面都是光滑的,现发现a 、b 沿斜面下滑,而楔形木块不 动,这时楔形木块对水平桌面的压力等于( ) A .Mg mg + B .2Mg mg + C .(sin sin )Mg mg αβ++ D .(cos cos )Mg mg αβ++ 例题1: 【答案】A 【解析】本体最好以整体的方法受力分析,直接就可以得到N F Mg mg =+ 下面我们用隔离的方法来解决一下: 取a 为研究对象,受到重力和支持力的作用,则加速度沿斜面向下,设大小为1a ,由牛顿第二定律得1sin mg ma α= ?1sin a g α= 同理,b 的加速度也沿斜面向下,大小为2sin a g β=. 将1a 和2a 沿水平方向和竖直方向进行分解,a 、b 竖直方向的分加速度分别为 2212sin sin y y a g a g αβ== 再取a 、b 和楔形木块的组成的整体作为研究对象,仅在竖直方向受到重力和桌面支持力N F ,由牛顿第二定律得22(2)sin sin N M m g F mg mg αβ+-=+ 又o 90αβ+=,所以sin cos αβ= 则(2)N M m g F mg +-= ? N F Mg mg =+ 【例2】 如图所示,用三根轻绳将质量均为m 的A 、B 两小球以及水平天花板上的固 定点O 之间两两连接.然后用一水平方向的力F 作用于A 球上,此时三根轻 绳均处于直线状态,且OB 绳恰好处于竖直方向,两球均处于静止状态.三根 轻绳的长度之比为::3:4:5OA AB OB =.则下列说法正确的是( ) A .O B 绳中的拉力小于mg B .OA 绳中的拉力大小为53 mg C .拉力F 大小为45mg D .拉力F 大小为43 mg 例题2: 【答案】BD 易错:先分析B 球,根据平衡应该知道AB 绳子是不受力的,而不是受到三个力。 【解析】由于A 、B 两球均处于静止状态,且OB 绳中的拉力等于mg ,AB 绳中的拉力为零,此时,A 球受重力、 拉力F 、OA 绳拉力T F 三个力作用处于平衡,据平衡条件可求得5/3,4/3T F mg F mg = =,故B D 、正确. 【例3】 一根轻质弹簧一端固定,用大小为1F 的力压弹簧的另一端,平衡时长度为1l ;改用大小为2F 的力拉弹簧, 平衡时长度为2l 。弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为 A .2121F F l l -- B .2121F F l l ++ C .2121F F l l +- D .2 121F F l l -+ b a β α

高中物理易错题分析集锦——4动量

第四单元:动量、动量守恒定律 [内容和方法] 本单元内容包括动量、冲量、反冲等基本概念和动量定理、动量守恒定律等基本规律。冲量是物体间相互作用一段时间的结果,动量是描述物体做机械运动时某一时刻的状态量,物体受到冲量作用的结果,将导致物体动量的变化。冲量和动量都是矢量,它们的加、减运算都遵守矢量的平行四边形法则。 本单元中所涉及到的基本方法主要是一维的矢量运算方法,其中包括动量定理的应用和动量守定律的应用,由于力和动量均为矢量。因此,在应用动理定理和动量守恒定律时要首先选取正方向,与规定的正方向一致的力或动量取正值,反之取负值而不能只关注力或动量数值的大小;另外,理论上讲,只有在系统所受合外力为零的情况下系统的动量才守恒,但对于某些具体的动量守恒定律应用过程中,若系统所受的外力远小于系统内部相互作用的内力,则也可视为系统的动量守恒,这是一种近似处理问题的方法。 [例题分析] 在本单元知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:只注意力或动量的数值大小,而忽视力和动量的方向性,造成应用动量定理和动量守恒定律一列方程就出错;对于动量守恒定律中各速度均为相对于地面的速度认识不清。对题目中所给出的速度值不加分析,盲目地套入公式,这也是一些学生常犯的错误。 例1 、从同样高度落下的玻璃杯,掉在水泥地上容易打碎,而掉在草地上不容易打碎,其原因是:[ ] C.掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快,掉在草地上的玻璃杯动量改变慢 D.掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时,相互作用时间短,而掉在草地上的玻璃杯与地面接触时间长。 【错解分析】错解:选B。 认为水泥地较草地坚硬,所以给杯子的作用力大,由动量定理I=△P,即F·t =△P,认为F大即△P,大,所以水泥地对杯子的作用力大,因此掉在水泥地上的动量改变量大,所以,容易破碎。 【正确解答】设玻璃杯下落高度为h。它们从h高度落地瞬间的 量变化快,所以掉在水泥地上杯子受到的合力大,冲力也大,所以杯子 所以掉在水泥地受到的合力大,地面给予杯子的冲击力也大,所以杯子易碎。正确答案应选C,D。 【小结】判断这一类问题,应从作用力大小判断入手,再由动量

高二物理《静电场》单元测试题附答案

高二物理《静电场》单元测试题A卷 1.下列物理量中哪些与检验电荷无关() A.电场强度E B.电势U C.电势能ε D.电场力F 2.如图所示,在直线MN上有一个点电荷,A、B是直线MN上的两点,两点的间距为L, 场强大小分别为E和2E.则() A.该点电荷一定在A点的右侧 B.该点电荷一定在A点的左侧 C.A点场强方向一定沿直线向左 D.A点的电势一定低于B点的电势 3.平行金属板水平放置,板间距为0.6cm,两板接上6×103V电压,板间有一个带电液滴质量为×10-10 g,处于静止状态,则油滴上有元电荷数目是(g取10m/s2)() A.3×106 B.30 C.10 D.3×104 4.如图所示,在沿x轴正方向的匀强电场E中,有一动点A以O为圆心、以r为半径逆时针转动,θ为OA与x轴正方向间的夹角,则O、A 两点问电势差为( ). (A)U OA =Er (B)U OA =Ersinθ (C)U OA =Ercosθ(D) θ rcos E U OA = 5.如图所示,平行线代表电场线,但未标明方向,一个带正电、电量为10-6 C的微粒在电场中仅受电场力作用,当它从A点运动到B点时动能减 少了10-5 J,已知A点的电势为-10 V,则以下判断正确 的是() A.微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示;

B.微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示; C.B点电势为零; D.B点电势为-20 V 6.如图所示,在某一真空空间,有一水平放置的理想平行板电容器充电后与电源断开,若正极板A以固定直线00/为中心沿竖直方向作微小振 幅的缓慢振动时,恰有一质量为m带负电荷的粒子 (不计重力)以速度v沿垂直于电场方向射入平行板 之间,则带电粒子在电场区域内运动的轨迹是(设负 极板B固定不动,带电粒子始终不与极板相碰) () A.直线 B.正弦曲线 C.抛物线 D.向着电场力方向偏转且加速度作周期性变化的曲线 7.如图所示,一长为L的绝缘杆两端分别带有等量异种电荷,电量的绝对值为Q,处在场强为E的匀强电场中,杆与电场线夹角α=60°,若使杆沿顺时针方向转过60°(以杆上某一点为圆心转动),则下列叙述中正确的是( ). (A)电场力不做功,两电荷电势能不变 (B)电场力做的总功为QEL/2,两电荷的电势能减少 (C)电场力做的总功为-QEL/2,两电荷的电势能增加 (D)电场力做总功的大小跟转轴位置有关 8.如图,在真空中有两个点电荷A和B,电量分别为-Q和 +2Q,它们相距L,如果在两点电荷连线的中点O有一个半

高三物理易错题训练(二)——教师版

易错题训练(二) 17.如图所示,在光滑的水平地面上,有两个质量相等的物体,中间用劲度系数为k 的轻质弹簧相连,在外力作用下运动,已知12F F >,当运动达到稳定时,弹簧的伸长量为( D ) A. 12F F k - B. 12F F 2k - C. 12F +F k D. 12F +F 2k 18.如图所示,皮带平面可当作是一个与水平方向夹角为a 的斜面,皮带足够长并作逆时针 方向的匀速转动,将一质量为m 的小物块轻轻放在斜面上 后,物块受到的摩擦力( ) (A)一直沿斜面向下. (B)一直沿斜面向上. (C)可能先沿斜面向下后沿斜面向上. (D)可能先沿斜面向下后来无摩擦力. 19.如图所示,轻弹簧的一端与物块P 相连,另一端固定在木板上.先将木板水平放置,并使弹簧处于拉伸状态.缓慢抬起木板的右端,使倾角逐渐增大,直至 物块P 刚要沿木板向下滑动,在这个过程中,物块P 所 受静摩擦力的大小变化情况是( ) A .先减小后增大 B .先增大后减小 C .一直增大 D .保持不变 20.如图所示,石拱桥的正中央有一质量为m 的对称 楔形石块,侧面与竖直方向的夹角为α,重力加速度 为g ,若接触面间的摩擦力忽略不计,求石块侧面所受弹力的大小为( ) A.2sin mg α B. 2cos mg α C.1tan 2mg α D. 1cot 2 mg α 21.如图所示,质量为m 的木块甲放在斜面体乙上,若甲和乙沿水平 方向以相同的速度v 0一起向左做匀速直线运动,则甲和乙之间的相 互作用力大小为( ) A.mg B. sin mg θ C. cos mg θ D.0 22.如图所示,将一质量为3m 的长木板静止地放在水平地面 上,另一质量为m 的木块以 水平初速度v 0滑上长木板,若木 块与木板、木板与地面间的动摩擦因数均为μ,则在木块与长 木板相对静止之前,长木板受地面的摩擦力大小为( ) A. μmg B. 2μmg C.3μmg D.4μmg 23.两光滑平板MO 、NO 构成一具有固定夹角θ0=75°的V 形槽,一球置于槽内,用θ表示NO 板与水平面之间的夹 角,如图所示.若球对板NO 压力的大小正好等于球所受 重力的大小,则θ为( )

高三试题解析高中物理易错题热学

热学 [内容和方法] 本单元内容包括两部分,一是微观的分子动理论部分,一是宏观的气体状态变化规律。其中分子动理论部分包括分子动理论的基本观点、分子热运动的动能、分子间相互作用的势能和物体的内能等概念,及分子间相互作用力的变化规律、物体内能变化的规律、能量转化和守恒定律等基本规律;气体状态变化规律中包括热力学温度、理想气体和气体状态参量等有关的概念,以及理想气体的等温、等容、等压过程的特点及规律(包括公式和图象两种描述方法)。 本单元中所涉及到的基本方法是理想化的模型方法,其中在分子动理论中将微观分子的形状视为理想的球体,这是通过阿伏伽德罗常数对微观量进行估算的基础;在气体状态变化规律中,将实际中的气体视为分子没有实际体积且不存在相互作用力的理想气体,从而使气体状态变化的规律在误差允许的范围内得以大大的简化。 [例题分析] 在本单元知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:对较为抽象的分子热运动的动能、分子相互作用的势能及分子间相互作用力的变化规律理解不到位,导致这些微观量及规律与宏观的温度、物体的体积之间关系不能建立起正确的关系。对于宏观的气体状态的分析,学生的问题通常表现在对气体压强的分析与计算方面存在着困难,由此导致对气体状态规律应用出现错误;另外,本单元中涉及到用图象法描述气体状态变化规律,对于p—V,p—T,V —T图的理解,一些学生只观注图象的形状,不能很好地理解图象上的点、线、斜率等的物理意义,因此造成从图象上分析气体温度变化(内能变化)、体积变

化(做功情况)时出现错误,从而导致利用图像分析气体内能变化等问题时的困难。 例1 下列说法中正确的是[ ] A.温度低的物体内能小 B.温度低的物体分子运动的平均速率小 C.做加速运动的物体,由于速度越来越大,因此物体分子的平均动能越来越大 D.外界对物体做功时,物体的内能不一定增加 【错解分析】错解一:因为温度低,动能就小,所以内能就小,所以应选A 而温度低的物体分子平均动能小,所以速率也小。所以应选B。 错解三:由加速运动的规律我们了解到,物体的速度大小由初速和加速度与时间决定,随着时间的推移,速度肯定越来越快再由动能公式 错解一是没有全面考虑内能是物体内所有分子的动能和势能的总和。温度低只表示物体分子平均动能小,而不表示势能一定也小,也就是所有分子的动能和势能的总和不一定也小,所以选项A是错的。 实际上因为不同物质的分子质量不同,而动能不仅与速度有关,也与分子质量有关,单从一方面考虑问题是不够全面的,所以错解二选项B也是错的。 错解三的原因是混淆了微观分子无规则运动与宏观物体运动的差别。分子的平均动能只是分子无规则运动的动能,而物体加速运动时,物体内所有分子

高中物理 静电场及其应用精选测试卷易错题(Word版 含答案)

高中物理 静电场及其应用精选测试卷易错题(Word 版 含答案) 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,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+q 1的点电荷.将另一质量为m 、电荷量为+q 2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 23N 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 3 q q mg k R + 方向竖直向下,故D正确. 2.如图所示,用两根等长的绝缘细线各悬挂质量分别m A和m B的小球,分别带q A和q B的正电荷,悬点为O,当小球由于静电力作用张开一角度时,A球悬线与竖直线夹角为α,B 球悬线与竖直线夹角为β,则() A. sin sin A B m m β α = B. sin sin A B B A m q m q β α = C. sin sin A B q q β α = D.两球接触后,再静止下来,两绝缘细线与竖直方向的夹角变为α'、β',有 sin sin sin sin αα ββ ' = ' 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】 AB.如下图,对两球受力分析,根据共点力平衡和几何关系的相似比,可得

高一物理易错题整理)

易错题第四季 【例1】 如图所示,质量为 M 的楔形木块放在水平桌面上,它 的顶角为90,两底角为α和β.a 、b 为两个位于斜面 上的质量均为m 的小木块,已知所有的接触面都是光滑的,现发现a 、b 沿斜面下滑,而楔形木块不动,这时楔形木块对水平桌面的压力等于() A .Mg mg + B .2Mg mg + C .(sin sin )Mg mg αβ++ D .(cos cos )Mg mg αβ++ 例题1: 【答案】A 【解析】本体最好以整体的方法受力分析,直接就可以得到N F Mg mg =+ 下面我们用隔离的方法来解决一下: 取a 为研究对象,受到重力和支持力的作用,则加速度沿斜面向下,设大小为1a ,由牛顿第二定律得1sin mg ma α=?1sin a g α= 同理,b 的加速度也沿斜面向下,大小为2sin a g β=. 将1a 和2a 沿水平方向和竖直方向进行分解,a 、b 竖直方向的分加速度 分别为 再取a 、b 和楔形木块的组成的整体作为研究对象,仅在竖直方向受到重力和桌面支持力N F ,由牛顿第二定律得22(2)sin sin N M m g F mg mg αβ+-=+ 又o 90αβ+=,所以sin cos αβ= 则(2)N M m g F mg +-=?N F Mg mg =+ 【例2】 如图所示,用三根轻绳将质量均为m 的A 、B 两小球以及水 平天花板上的固定点O 之间两两连接.然后用一水平方向的力F 作用于A 球上,此时三根轻绳均处于直线状态,且OB 绳恰好处于竖直方向,两球均处于静止状态.三根轻绳的长度之比为::3:4:5OA AB OB =.则下列说法正确的是() A .O B 绳中的拉力小于mg B .OA 绳中的拉力大小为 5 3 mg C .拉力F 大小为45 mg D .拉力F 大小为43 mg 例题2: 【答案】BD 易错:先分析B 球,根据平衡应该知道AB 绳子是不受力的,而不是受到三个 力。 b a β α

高中物理高三试题解析高中物理易错题分析集锦——光学

第13单元:光学 [内容和方法] 本单元内容包括光的直线传播、棱镜、光的色散、光的反射、光的折射、法线、折射率、全反射、临界角、透镜(凸、凹)的焦点及焦距、光的干涉、光的衍射、光谱、红外线、紫外线、X射线、γ射线、电磁波谱、光电子、光子、光电效应、等基本概念,以及反射定律、折射定律、透镜成像公式、放大率计算式,光的波粒二象性等基本规律,还有光本性学说的发展简史。 本单元涉及到的方法有:运用光路作图法理解平面镜、凸透镜、凹透镜等的成像原理,并能运用作图法解题;根据透镜成像规律,运用逻辑推理的方法判断物象变化情况。 [例题分析] 在本单元知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:解题操作过程不规范导致计算错误;将几何光学与物理光学综合时概念不准确;不善于用光路图对动态过程作分析。 例1 光从玻璃射入空气里时传播方向如图13-l所示,请在图中标出入射角和折射角。 【错解分析】错解: 如图13-2所示,α为入射角,β为折射角。 错解原因一是受思维定势的影响,不加分析地认定玻璃与空气总是上下接触的;二是对光的折射及其规律未吃透,将题设文字条件与图形条件结合起来的分析能力差。根据光的折射规律,光从水或玻璃等透明物质射入空气里时,折射角大于入射角,题设文字条件是“从玻璃射入空气”,因此折射角大于入射角,再结合题设所给图形,可知CD为界面,AB为法线。 【正确解答】 如图 13-3所示,α′为入射角,β′折射角(CD左面为玻璃,右面为空气)。

【小结】 解光的折射现象的题目,首先应对光线是从光疏媒质进入光密媒质呢?还是光线是从光密媒质进入光疏媒质作出判断。为了保证你每次做题时,能够不忘判断,建议同学们做光的折射题时,先画出光路图,标出入射光线和出射光线的方向,在界面处标出哪一个是光密媒质,哪一个是光疏媒质。然后再解题。 例2 一束白光从玻璃里射入稀薄空气中,已知玻璃的折射率为1.53,求入射角为下列两种情况时,光线的折射角各为多少? (1)入射角为50° (2)入射角为30° 【错解分析】错解: r=30°3′ r=19°4′ 此解法中没有先分析判断光线是从光疏媒质进入光密媒质,还是从光密媒质进入光疏媒质,会不会发生全反射。而是死套公式,引起错误。 【正确解答】 光线由玻璃里射入空气中,是由光密媒质射入光疏媒质,其临界角为 由已知条件知,当i=50°时,i>A,所以光线将发生全反射,不能进入空气中。当i=30°时,i<A,光进入空气中发生折射现象。 sinr=n·sini=1.53×sin30°=0.765 r= 49°54′ 【小结】 解光的折射现象的题目时,首先应做出判断:光线是从光疏媒质进入光密媒质,还是光线是从光密媒质进入光疏媒质。如是前者则i>r,如是后者则i<r。其次,如果是从光密媒质进入光疏媒质中,还有可能发生全反射现象,应再判断入射角是否大于临界角,明确有无折射现象。 例3如图13-4所示,放在空气中折射率为n的平行玻璃砖,表面M和N平行,P,Q两个面相互平行且与M,N垂直。一束光射到表面M上(光束不与M平行),则: [ ]

高中物理 静电场及其应用 静电场及其应用精选测试卷测试卷附答案

高中物理 静电场及其应用 静电场及其应用精选测试卷测试卷附答案 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,带电量为Q 的正点电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底端C 点,斜面上有A 、B 、D 三点,A 和C 相距为L ,B 为AC 中点,D 为A 、B 的中点。现将一带电小球从A 点由静止释放,当带电小球运动到B 点时速度恰好为零。已知重力加速度为g ,带电小球在A 点处的加速度大小为 4 g ,静电力常量为k 。则( ) A .小球从A 到 B 的过程中,速度最大的位置在D 点 B .小球运动到B 点时的加速度大小为 2 g C .BD 之间的电势差U BD 大于DA 之间的电势差U DA D .AB 之间的电势差U AB =kQ L 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】 A .带电小球在A 点时,有 2sin A Qq mg k ma L θ-= 当小球速度最大时,加速度为零,有 '2sin 0Qq mg θk L -= 联立上式解得 '22 L L = 所以速度最大的位置不在中点D 位置,A 错误; B .带电小球在A 点时,有 2sin A Qq mg k ma L θ-= 带电小球在B 点时,有 2sin 2 B Qq k mg θma L -=() 联立上式解得

2 B g a = B 正确; C .根据正电荷的电场分布可知,B 点更靠近点电荷,所以B D 段的平均场强大小大于AD 段的平均场强,根据U Ed =可知,BD 之间的电势差U BD 大于DA 之间的电势差U DA ,C 正确; D .由A 点到B 点,根据动能定理得 sin 02 AB L mg θqU ? += 由2 sin A Qq mg k ma L θ-=可得 214Qq mg k L = 联立上式解得 AB kQ U L =- D 错误。 故选BC 。 2.如图所示,竖直平面内固定一倾斜的光滑绝缘杆,轻质绝缘弹簧上端固定,下端系带正电的小球A ,球A 套在杆上,杆下端固定带正电的小球B 。现将球A 从弹簧原长位置由静止释放,运动距离x 0到达最低点,此时未与球B 相碰。在球A 向下运动过程中,关于球A 的速度v 、加速度a 、球A 和弹簧系统的机械能E 、两球的电势能E p 随运动距离x 的变化图像,可能正确的有( ) A . B . C . D . 【答案】CD 【解析】 【分析】

高一必修一物理易错题回顾

高一二部物理期末错题回顾 1. 一物体做匀变速直线运动,某时刻速度的大小为5m/s,1s 后速度的大小变为7m/s,在这1s 内该物体的运动情况是 A.该物体一定做匀加速直线运动 B.该物体的速度可能先减小后增加 C.该物体的加速度大小可能为2m/s 2 D.该物体的位移大小可能为6m 2.物体沿直线运动,下列说法中正确的是 A 、若物体某1秒内的平均速度是5m/s ,则物体在这1s 内的位移一定是5m B 、若物体在10s 内的平均速度是5m/s ,则物体在其中1s 内的位移一定是5m C 、若物体在第1s 内的平均速度是5m/s ,则物体在0.5s 时的瞬时速度一定是5m/s D 、物体通过某位移的平均速度是5m/s ,则物体在通过这段位移一半时的速度一定是2.5m/s 3.做匀加速直线运动的物体,先后经过A 、B 两点时,其速度分别为v 和7v ,经历时间为t ,则下列判断中正确的是 A .经过A 、 B 中点时速度为5v B .经过A 、B 中点时速度为4v C .从A 到B 所需时间的中间时刻的速度为4v D .在后一半时间所通过的距离比前一半时间通过的距离多1.5vt 4.关于静摩擦力的说法,下列说法中正确的是 A 、运动的物体一定不可能受静摩擦力作用。 B 、静摩擦力总是阻碍物体的相对运动趋势的。 C 、静摩擦力可以是使物体运动的动力。 D 、受静摩擦力作用的物体,一定受到弹力作用。 5.人用手竖直地握着玻璃瓶,始终保持静止,则 A .手握瓶子的力越大,手与瓶子间的摩擦力就越大 B .往瓶子里加水后,手与瓶子间的摩擦力将增大 C .手握瓶子的力大小等于手与瓶子间的摩擦力 D .若手握瓶子的力大小为F N ,手与瓶子间的动摩擦因素为μ,则手与瓶子间的摩擦力大小为μF N 6.一根轻质弹簧一端固定,用大小为1F 的力压弹簧的另一端,平衡时长度为1l ;改用大小为2F 的力拉弹簧,平衡时长度为2l .弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为 A 、 2121F F l l -- B 、2121F F l l ++ C 、2121F F l l +- D 、2 1 21 F F l l -+ 7.木块A 、B 分别重50 N 和60 N ,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25 ;夹在A 、B 之间的轻弹簧被压缩了2 cm ,弹簧的劲度系数为400N/m 。系统置于水平地面上静止不动。现用F =1N 的水平拉力作用在木块B 上。如右图所示.力F 作用后 A. 木块A 所受摩擦力大小是12.5 N B. 木块A 所受摩擦力大小是8N C. 木块B 所受摩擦力大小是9 N D. 木块B 所受摩擦力大小是7 N 8.如图所示,一倾斜木板上放一物体,当板的倾角θ逐渐增大时,物体始终保持静 止,则物体所受( ) A .摩擦力变大 B .支持力变大 C .合外力恒为零 D .合外力变大 9.如图所示是物体在某段运动过程中的v —t 图象,在t 1和t 2时刻的瞬时速度分别为v 1和v 2,则时间由t 1到t 2的过程中 A .加速度不断增大 B .加速度不断减小 C .平均速度122v v v += D .平均速度12 2 v v v +> 10.轻绳一端系在质量为m 的物体A 上,另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN 的圆环上.现用水平力F 拉住绳子上一点O ,使物体A 从图中实线位置缓 慢下降到虚线位置,圆环仍保持在原来位置不动.则在这一过程中,环对杆的摩擦力F 1和环对杆的 压力F 2的变化情况是

高中物理--静电场测试题(含答案)

高中物理--静电场测试题(含答案) 一、选择题(本题共10小题,每小题4分。在每个小题给出的四个选项中,至少有一个选项是正确的,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分) 1.下列物理量中哪些与检验电荷无关? ( ) A .电场强度E B .电势U C .电势能ε D .电场力F 2.真空中两个同性的点电荷q 1、q 2 ,它们相距较近,保持静止。今释放q 2 且q 2只在q 1的库 仑力作用下运动,则q 2在运动过程中受到的库仑力( ) A .不断减小 B .不断增加 C .始终保持不变 D .先增大后减小 3.如图所示,在直线MN 上有一个点电荷,A 、B 是直线MN 上的两点,两点的间距为L , 场强大小分别为E 和2E.则( ) A .该点电荷一定在A 点的右侧 B .该点电荷一定在A 点的左侧 C .A 点场强方向一定沿直线向左 D .A 点的电势一定低于B 点的电势 4.在点电荷 Q 形成的电场中有一点A ,当一个-q 的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A 点时,电场力做的功为W ,则检验电荷在A 点的电势能及电场中A 点的电势分别为( ) A .,A A W W U q ε=-= B .,A A W W U q ε==- C .,A A W W U q ε== D .,A A W U W q ε=-=- 5.平行金属板水平放置,板间距为0.6cm ,两板接上6×103V 电压,板间有一个带电液滴质量为4.8×10-10 g ,处于静止状态,则油滴上有元电荷数目是(g 取10m/s 2)( ) A .3×106 B .30 C .10 D .3×104 6.两个等量异种电荷的连线的垂直平分线上有A 、B 、C 三点,如图所示,下列说法正确的是

高中物理易错题错误分析及正确解法

高中物理易错题错误分析及正确解法 第9单元稳恒电流 [内容和方法] 本单元内容包括电流、产生持续电流的条件、电阻、电压、电动势、内电阻、路端电压、电功、电功率等基本概念,以及电阻串并联的特点、欧姆定律、电阻定律、闭合电路的欧姆定律、焦耳定律、串联电路的分压作用、并联电路的分流作用等规律。 本单元涉及到的基本方法有运用电路分析法画出等效电路图,掌握电路在不同连接方式下结构特点,进而分析能量分配关系是最重要的方法;注意理想化模型与非理想化模型的区别与联系;熟练运用逻辑推理方法,分析局部电路与整体电路的关系[例题分析] 在本单元知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:不对电路进行分析就照搬旧的解题套路乱套公式;逻辑推理时没有逐步展开,企图走“捷径”;造成思维“短路”;对含有电容器的问题忽略了动态变化过程的分析。 例1 如图9-1所示,ε1=3V,r1=0.5Ω,R1=R2=5.5Ω,平行板电容器的两板距离d=1cm,当电键K接通时极板中的一个质量m=4×10-3g,电量为q=1.0×10-7C的带电微粒恰好处于静止状态。求:(1)K断开后,微粒向什么方向运动,加速度多大?(2)若电容为1000pF,K断开后,有多少电量的电荷流过R2?

在直流电路中,如果串联或并联了电容器应该注意,在与电容器串联的电路中没有电流,所以电阻不起降低电压作用(如R2),但电池、电容两端可能出现电势差,如果电容器与电路并联,电路中有电流通过。电容器两端的充电电压不是电源电动势ε,而是路端电压U。 【正确解答】 (1)当K接通电路稳定时,等效电路图如图9-2所示。

【小结】 本题考查学生对电容器充放电物理过程定性了解程度,以及对充电完毕后电容所在支路的电流电压状态是否清楚。学生应该知道电容器充电时,随着电容器内部电场的建立,

【2010高考轻松过系列专题】高中物理易错题分析——动量、动量守恒定律

高中物理易错题分析——动量、动量守恒定律 [内容和方法] 本单元内容包括动量、冲量、反冲等基本概念和动量定理、动量守恒定律等基本规律。冲量是物体间相互作用一段时间的结果,动量是描述物体做机械运动时某一时刻的状态量,物体受到冲量作用的结果,将导致物体动量的变化。冲量和动量都是矢量,它们的加、减运算都遵守矢量的平行四边形法则。 本单元中所涉及到的基本方法主要是一维的矢量运算方法,其中包括动量定理的应用和动量守定律的应用,由于力和动量均为矢量。因此,在应用动理定理和动量守恒定律时要首先选取正方向,与规定的正方向一致的力或动量取正值,反之取负值而不能只关注力或动量数值的大小;另外,理论上讲,只有在系统所受合外力为零的情况下系统的动量才守恒,但对于某些具体的动量守恒定律应用过程中,若系统所受的外力远小于系统内部相互作用的内力,则也可视为系统的动量守恒,这是一种近似处理问题的方法。 [例题分析] 在本单元知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:只注意力或动量的数值大小,而忽视力和动量的方向性,造成应用动量定理和动量守恒定律一列方程就出错;对于动量守恒定律中各速度均为相对于地面的速度认识不清。对题目中所给出的速度值不加分析,盲目地套入公式,这也是一些学生常犯的错误。 例1 、从同样高度落下的玻璃杯,掉在水泥地上容易打碎,而掉在草地上不容易打碎,其原因是:[ ] A.掉在水泥地上的玻璃杯动量大,而掉在草地上的玻璃杯动量小 B.掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大,掉在草地上的玻璃杯动量改变小 C.掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快,掉在草地上的玻璃杯动量改变慢 D.掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时,相互作用时间短,而掉在草地上的玻璃杯与地面接触时间长。 【错解分析】错解:选B。 认为水泥地较草地坚硬,所以给杯子的作用力大,由动量定理I=△P,即F·t =△P,认为F大即△P,大,所以水泥地对杯子的作用力大,因此掉在水泥地上的动量改变量大,所以,容易破碎。 【正确解答】设玻璃杯下落高度为h。它们从h高度落地瞬间的 量变化快,所以掉在水泥地上杯子受到的合力大,冲力也大,所以杯子 所以 掉在水泥地受到的合力大,地面给予杯子的冲击力也大,所以杯子易碎。正确答案应选C,D。

高中物理---《静电场》单元测试题

高中物理---《静电场》单元测试题 一、选择题(本题共10小题,每小题4分。在每个小题给出的四个选项中,至少有一个选项是正确的,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分) 1. 下列物理量中哪些与检验电荷无关? ( ) A.电场强度E B.电势U C.电势能ε D.电场力F 2.真空中两个同性的点电荷q 1、q 2 ,它们相距较近,保持静止。今释放q 2 且q 2只在q 1的库 仑力作用下运动,则q 2在运动过程中受到的库仑力( ) A.不断减小 B.不断增加 C.始终保持不变 D.先增大后减小 3.如图所示,在直线MN 上有一个点电荷,A 、B 是直线MN 上的两点,两点的间距为L , 场强大小分别为E 和2E.则( ) A .该点电荷一定在A 点的右侧 B .该点电荷一定在A 点的左侧 C .A 点场强方向一定沿直线向左 D .A 点的电势一定低于B 点的电势 4.在点电荷 Q 形成的电场中有一点A ,当一个-q 的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A 点时,电场力做的功为W ,则检验电荷在A 点的电势能及电场中A 点的电势分别为( ) A.,A A W W U q ε=-= B.,A A W W U q ε==- C.,A A W W U q ε== D.,A A W U W q ε=-=- 5.平行金属板水平放置,板间距为0.6cm ,两板接上6×103V 电压,板间有一个带电液滴质量为4.8×10 -10 g ,处于静止状态,则油滴上有元电荷数目是(g 取10m/s 2 )( ) A.3×106 B.30 C.10 D.3×104 6.两个等量异种电荷的连线的垂直平分线上有A 、B 、C 三点,如图所 示,下列说法正确的是( ) A .a 点电势比b 点高 B .a 、b 两点的场强方向相同,b 点场强比a 点大

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