黑龙江哈尔滨市第三中学校群力校区必修3物理 全册全单元精选试卷检测题
黑龙江哈尔滨市第三中学校群力校区物理第十章 静电场中的能量精选测试卷
黑龙江哈尔滨市第三中学校群力校区物理第十章 静电场中的能量精选测试卷一、第十章 静电场中的能量选择题易错题培优（难）1．一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动，取该直线为x 轴，起始点O 为坐标原点，其电势能p E 与位移x 的关系如图所示，下列图象中合理的是( )A ．B ．C ．D ．【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】粒子仅受电场力作用，做初速度为零的加速直线运动，电场力做功等于电势能的减小量，故：PE F x∆=∆ 即p E x -图象上某点的切线的斜率表示电场力；A.p E x - 图象上某点的切线的斜率表示电场力，故电场力逐渐减小，根据F E q=故电场强度也逐渐减小，故A 错误； B.根据动能定理，有：k F x E ⋅∆=∆故k E x -图线上某点切线的斜率表示电场力；由于电场力逐渐减小，与B 图矛盾，故B 错误；C.按照C 图，速度随着位移均匀增加，根据公式2202v v ax -=匀变速直线运动的2x v ﹣图象是直线，题图v x -图象是直线；相同位移速度增加量相等，又是加速运动，故增加相等的速度需要的时间逐渐减小，故加速度逐渐增加；而电场力减小导致加速度减小；故矛盾，故C 错误； D.粒子做加速度减小的加速运动，故D 正确．2．空间存在一静电场，电场中的电势φ随x (x 轴上的位置坐标)的变化规律如图所示，下列说法正确的是( )A ．x = 4 m 处的电场强度可能为零B ．x = 4 m 处电场方向一定沿x 轴正方向C ．沿x 轴正方向，电场强度先增大后减小D ．电荷量为e 的负电荷沿x 轴从0点移动到6 m 处，电势能增大8 eV 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A 、由x φ-图象的斜率等于电场强度，知x =4 m 处的电场强度不为零，选项A 错误；B 、从0到x =4 m 处电势不断降低，但x =4 m 点的电场方向不一定沿x 轴正方向，选项B 错误；C 、由斜率看出，沿x 轴正方向，图象的斜率先减小后增大，则电场强度先减小后增大，选项C 错误；D 、沿x 轴正方向电势降低，某负电荷沿x 轴正方向移动，电场力做负功，从O 点移动到6m 的过程电势能增大8 eV ，选项D 正确．故选D ． 【点睛】本题首先要读懂图象，知道φ-x 图象切线的斜率等于电场强度，场强的正负反映场强的方向，大小反映出电场的强弱．3．空间某一静电场的电势φ在x 轴上的分布如图所示，图中曲线关于纵轴对称。
黑龙江哈尔滨市第三中学校群力校区物理第十三章 电磁感应与电磁波精选测试卷
黑龙江哈尔滨市第三中学校群力校区物理第十三章 电磁感应与电磁波精选测试卷一、第十三章 电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优（难）1．三根通电长直导线垂直纸面平行固定，其截面构成一正三角形，O 为三角形的重心，通过三根直导线的电流分别用I 1、I 2、I 3表示，方向如图。
现在O 点垂直纸面固定一根通有电流为I 0的直导线，当1230I I I I ===时，O 点处导线受到的安培力大小为F 。
已知通电长直导线在某点产生的磁感应强度大小和电流成正比，则（ ）A ．当102303I I I I I ===、时，O 点处导线受到的安培力大小为4FB ．当102303I I I I I ===、时，O 点处导线受到的安培力大小为3FC ．当201303I I I I I ===、时，O 点处导线受到的安培力大小为3FD ．当301203I I I I I ===、时，O 点处导线受到的安培力大小为2F【答案】C【解析】【分析】【详解】根据安培定则画出123I I I 、、在O 点的磁感应强度123B B B 、、的示意图如图所示当1230I I I I ===时，三根导线在O 点产生的磁感应强度大小相等，设为0B ，根据磁场叠加原理可知，此时O 点的磁感应强度为02B B =此时O 点处对应的导线的安培力002F B I L =AB ．由于通电长直导线在某点产生的磁感应强度大小和电流成正比，当102303I I I I I ===、时，则有103B B =，230B B B ==根据磁场叠加原理可知，此时O 点的磁感应强度为04B B = 此时O 点处对应的导线的安培力0042F B I L F '==故AB 错误；C ．当201303I I I I I ===、时，有203B B =，130B B B ==如图所示根据磁场叠加原理可知023B B =此时O 点处对应的导线的安培力00233F B I L F '==故C 正确；D ．当301203I I I I I ===、时，有303B B =，120B B B ==如图所示根据磁场叠加原理可知023B B =此时O 点处对应的导线的安培力00233F B I L F '==故D 错误。
黑龙江省哈尔滨市三中2023-2024学年高三下学期联考物理试题含解析
黑龙江省哈尔滨市三中2023-2024学年高三下学期联考物理试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、如图所示，P球质量为2m,物体Q的质量为m,现用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点，物体Q位于墙壁和球P之间，已知P、Q均处于静止状态，轻绳与墙壁间的夹角为30°, 重力加速度为g,则下列说法正确的是( )A．P对Q有方向竖直向下的摩擦力，大小为mgB．若增大P球的质量，则P对Q的摩擦力一定变大C．若增大Q球的质量，则P对Q的摩擦力一定变大D．轻绳拉力大小为3mg2、如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，从此刻起横坐标位于x＝6m处的质点P在最短时间内到达波峰历时0.6s。
图中质点M的横坐标x=2.25m。
下列说法正确的是（）A．该波的波速为7.5m/sB．0～0.6s内质点P的路程为4.5mC．0.4s末质点M的振动方向沿y轴正方向D．0～0.2s内质点M的路程为10cm3、如图所示，条形磁铁静止放在桌面上，当在其左上方放一电流方向垂直纸面向里的通电直导线后，则磁铁受到的摩擦力和弹力A ．摩擦力为零B ．摩擦力方向向左C ．弹力保持不变D ．摩擦力方向向右4、某质点做匀加速直线运动，经过时间t 速度由v 0 变为kv 0(k >1)位移大小为x 。
则在随后的4t 内，质点的位移大小为（ ）A ．8(32)1k x k -+B ．8(21)1k x k -+C ．8(21)1k x k --D ．3(53)1k x k -+ 5、如图所示，一倾角为30°的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动，盘面上离转轴距离d 处有一带负电的电荷量为q 、质量为m 的小物体与圆盘始终保持相对静止．整个装置放在竖直向上的匀强电场中，电场强度2mg E q=,则物体与盘面间的动摩擦因数至少为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 为重力加速度）( )A ．23(34)9g d gω+ B ．22(31)3d g ω+ C ．23(4)3g d g ω+ D ．23(2)3g d gω+ 6、在光滑水平面上有一个内外壁都光滑的气缸质量为M ，气缸内有一质量为m 的活塞，已知M ＞m ．活塞密封一部分理想气体．现对气缸施加一个水平向左的拉力F （如图甲），稳定时，气缸的加速度为a 1，封闭气体的压强为p 1，体积为V 1；若用同样大小的力F 水平向左推活塞（如图乙），稳定时气缸的加速度为a 1，封闭气体的压强为p 1，体积为V 1．设密封气体的质量和温度均不变，则 ( )A ．a 1 =a 1，p 1＜p 1，V 1＞V 1B ．a 1＜a 1，p 1＞p 1，V 1＜V 1C ．a 1=a 1，p 1＜p 1，V 1＜V 1D．a1＞a1，p1＞p1，V1＞V1二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。
2024年黑龙江省哈尔滨市三中高三三模理综物理试题(基础必刷)
2024年黑龙江省哈尔滨市三中高三三模理综物理试题（基础必刷）一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）(共8题)第(1)题如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度转动，每面上有一质量为的小物体与圆盘始终保持相对静止，盘面与水平面的夹角为30°，重力加速度大小为，已知物体在最高点受到的摩擦力的大小为，则物体在最低点受到的摩擦力的大小为（ ）A．B．C．D．第(2)题一块铀矿石中含的质量为m，铀衰变后生成铅，的半衰期T。
则下列说法中正确的是（ ）A．一个原子核中含有92个中子B．加热该铀矿石能使铀核衰变速度变快C．经过2T时间后该矿石含的质量还剩D．400个原子核经半衰期T后还剩余200个第(3)题如图所示。
质量m=20g的导体棒ab垂直放在宽度l=0.5m的平行金属导轨上，导轨下端与一电源和电阻连接，导轨平面与水平面间的夹角为37°，磁感应强度大小B=1 T的匀强磁场（图中未画出）方向垂直导轨平面向上，导体棒中通有0.4A的电流时恰好能保持静止，取重力加速度大小g=10m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，导体棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
则导体棒与导轨间的动摩擦因数为是（ ）A．0.05B．0.25C．0.5D．0.8第(4)题物理课上老师做了这样一个实验，将一平整且厚度均匀的铜板固定在绝缘支架上，将一质量为m的永磁体放置在铜板的上端，t=0时刻给永磁体一沿斜面向下的瞬时冲量，永磁体将沿斜面向下运动，如图所示。
若永磁体下滑过程中所受的摩擦力f大小不变，且（式中θ为铜板与水平面的夹角）。
取地面为重力势能的零势面。
则图乙中关于永磁体下滑过程中动能E k和机械能E随磁体下滑高度h变化的图像一定错误的是（ ）A．B．C．D．第(5)题无线蓝牙耳机摆脱了线材束缚，可以在一定距离内与手机等设备实现无线连接。
哈尔滨市高中物理必修第3册第十二章 电能 能量守恒定律试卷检测题
哈尔滨市高中物理必修第3册第十二章电能能量守恒定律试卷检测题一、第十二章电能能量守恒定律实验题易错题培优（难）1．在练习使用多用电表的实验中，(1)某同学使用多用电表的欧姆档粗略测量一定值电阻的阻值R x，先把选择开关旋到“×10”挡位，测量时指针偏转如图所示．以下是接下来的测量过程：a．将两表笔短接，调节欧姆档调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，然后断开两表笔b．旋转选择开关至交流电压最大量程处（或“OFF”档），并拔出两表笔c．将选择开关旋到“×1”挡d．将选择开关旋到“×100”挡e．将选择开关旋到“×1k ”挡f．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值R x，断开两表笔以上实验步骤中的正确顺序是________（填写步骤前的字母）．(2)重新测量后，指针位于如图所示位置，被测电阻的测量值为____Ω．(3)如图所示为欧姆表表头，已知电流计的量程为I g=100μA，电池电动势为E=1.5V，则该欧姆表的内阻是____kΩ，表盘上30μA刻度线对应的电阻值是____kΩ．(4)为了较精确地测量另一定值电阻的阻值R y，采用如图所示的电路．电源电压U恒定，电阻箱接入电路的阻值可调且能直接读出．①用多用电表测电路中的电流，则与a点相连的是多用电表的____（选填“红”或“黑”）表笔．②闭合电键，多次改变电阻箱阻值R，记录相应的R和多用电表读数I，得到R－1I的关系如图所示．不计此时多用电表的内阻．则R y＝___Ω，电源电压U＝___V．(5)一半导体电阻的伏安特性曲线如图所示．用多用电表的欧姆挡测量其电阻时，用“×100”挡和用“×1k”挡，测量结果数值不同．用____（选填“×100”或“×1k”）挡测得的电阻值较大，这是因为____________．【答案】dafb 2200 15kΏ35kΩ红 200 8 ×1k 欧姆表中挡位越高，内阻越大；由于表内电池的电动势不变，所以选用的挡位越高，测量电流越小；该半导体的电阻随电流的增大而减小，所以选用的档位越高，测得的电阻值越大【解析】【分析】【详解】(1)[1]先把选择开关旋到“×10”挡位，测量时指针偏转如图所示．指针指在示数较大处，为使指针指在刻度盘中央附近，应换用“×100 ”挡(几百×10=几十×100)，再欧姆调零，测量，整理器材．实验步骤中的正确顺序是：dafb (2)[2]重新测量后，指针位于如图所示位置，被测电阻的测量值为221002200⨯Ω=Ω(3)[3]电表内阻461.5 1.51015k Ω10010g E R I -==Ω=⨯Ω=⨯内 [4]当电表指针指在30μA 刻度线上时E I R R =+内，整理得 4461.5 1.510 3.51035k Ω3010E R R I -=-=-⨯Ω=⨯Ω=⨯内 (4)[5]①多用电表测电路中的电流， a 点与电源正极相连，则与a 点相连的是多用电表的红表笔．[6][7]②由欧姆定律可得()y U I R R =+整理得y U R R I=- 由图象的纵截距得： 200y R =Ω由图象的斜率得：4000V 8V 7525U -==- (5)[8][9]欧姆表挡位越高，内阻越大；由于表内电池的电动势不变，所以选用的挡位越高，测量同一电阻时电路中电流越小；该半导体的电阻随电流的减小而增大，所以选用的档位越高，测得的电阻值越大．所以选“×1k”挡测得的电阻值较大．2．某同学设计了如图（a ）所示电路研究电源输出功率变化情况．电源E 电动势、内电阻恒定，R 1为滑动变阻器，R 2、R 3为定值电阻，A 、V 为理想电表．（1）若滑动片P 由a 滑至b 时A 示数一直变小，则R 1和R 2必须满足的关系是__________________．（2）若R 1＝6Ω，R 2＝12Ω，电源内电阻r ＝6Ω，，当滑动片P 由a 滑至b 时，电源E 的输出功率P 随外电路总电阻R 的变化关系如图（b ）所示，则R 3的阻值应该选择（ ） （A ）2Ω （B ）4Ω （C ）6Ω （D ）8Ω【答案】（1）R 1≤R 2，（2）B【解析】【详解】(1)电流表的示数： 3E I r R R =++并，欲使滑动片P 由a 滑至b 时A 示数一直变小，须使R 并一直变大，因为两电阻之和一定时，当二者相等时并联电阻最大，所以要求R 1≤R 2． （2）从图b 知，当R 外=6Ω时，电源E 的输出功率P 最大，即电源内阻为6Ω，而R 1和R 2部分的电阻变化范围是0～4Ω，因此R 3的阻值必须大于2Ω小于6Ω．所以A 、C 、D 错误，只能选B ．3．为测定干电池的电动势和内阻，提供的实验器材如下所示：A ．干电池2节，每节干电池的电动势约为1. 5V ，内阻约为0. 9ΩB ．电流表A （0～0. 6A ，内阻约为0. 5Ω）C ．滑动变阻器R 1（0～50Ω，额定电流为3A ）D ．滑动变阻器R 2（0～1000Ω，额定电流为1A ）E. 电流表G （0～3mA ，R g =10Ω）F. 定值电阻3990R =ΩG. 定值电阻490R =Ω（1）由于两节干电池的内阻较小，现将03R =Ω的定值电阻与两节干电池串联后作为一个整体进行测量。
高中物理必修3物理 全册全单元精选测试卷(提升篇)(Word版 含解析)
高中物理必修3物理 全册全单元精选测试卷（提升篇）（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，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v 0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2v 0 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】20MN 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 =202v 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 =022v t ⋅ h =2v t ⋅ 联立得，x =2h =20v g故M 、N 间的电势差为U MN =-Ex =-20v U d g =-20Uv gd从M 运动到N 的过程，由动能定理得 W 电+W G =12m 20(2)v -2012mv 所以联立解得W 电=202mv答：M 、N 间电势差为-20Uv gd，电场力做功202mv ．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）222kQ d ； 222kQqg md+ 【解析】 【详解】（1）小球p 由C 运动到O 的过程，由动能定理得2102CO mgd qU mv +=- 所以222COm mgd U qv -=（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22=2k QE d由牛顿第二定律得：mg+qE =ma所以222k Qqa g md=+3．如图，真空中xOy 平面直角坐标系上的ABC 三点构成等边三角形，边长L =2.0m 。
高中物理必修3物理 全册全单元精选试卷检测(提高,Word版 含解析)
高中物理必修3物理 全册全单元精选试卷检测（提高，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，一个内壁光滑的绝缘细直管竖直放置．在管子的底部固定一电荷量为Q （Q ＞0）的点电荷．在距离底部点电荷为h 2的管口A 处，有一电荷量为q （q ＞0）、质量为m 的点电荷由静止释放，在距离底部点电荷为h 1的B 处速度恰好为零．现让一个电荷量为q 、质量为3m 的点电荷仍在A 处由静止释放，已知静电力常量为k ，重力加速度为g ，则该点电荷运动过程中：（1）定性分析点电荷做何运动？（从速度与加速度分析） （2）速度最大处与底部点电荷的距离 （3）运动到B 处的速度大小【答案】（1）先做加速度减小的加速，后做加速度增大的减速运动； （2）3KQqr mg=（3）2123()3B v g h h =-【解析】 【详解】（1）由题意知，小球应先做加速运动，再做减速运动，即开始时重力应大于库仑力；而在下落中，库仑力增大，故下落时加速度先减小，后增大；即小球先做加速度减小的加速，后做加速度增大的减速运动；（2）当重力等于库仑力时，合力为零，此时速度最大，23kQqF mg r 库==解得：3kQqr mg=（3）点电荷在下落中受重力和电库仑力，由动能定理可得：mgh +W E =0；即W E =-mgh ；当小球质量变为3m 时，库仑力不变，故库仑力做功不变，由动能定理可得：3mgh-mgh =123mv 2； 解得：2123()3B v g h h =- 点睛：本题综合考查动力学知识及库仑力公式的应用，解题的关键在于明确物体的运动过程；同时还应注意点电荷由静止开始运动，故开始时重力一定大于库仑力．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 。
2023-2024学年哈尔滨市第三中学高三物理第一学期期末达标检测模拟试题含解析
2023-2024学年哈尔滨市第三中学高三物理第一学期期末达标检测模拟试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。
选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。
2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、2020年初，在抗击2019-nCoV，红外线体温计发挥了重要作用。
下列关于红外线的说法中正确的是（）A．红外线的波长比红光短B．利用红外线的热效应可以加热物体C．红外遥感是利用红外线的穿透能力强D．高温物体辐射红外线，低温物体不辐射红外线2、科学家已经成功检测定位了纳米晶体结构中的氢原子。
按玻尔氢原子理论，氢原子的能级图如图所示，下列判断正确的是（）A．氢原子从第4激发态跃迁到第2激发态需要吸收光子B．一个处于n=4激发态的氢原子向基态跃迁时，最多可能发出6条光谱线C．用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，可观测到多种不同频率的光子D．氢原子的核外电子由低能级跃迁到高能级时，电势能减小，动能增大3、科学家计划在1015年将首批宇航员送往火星进行考察．一质量为m的物体，假设在火星两极宇航员用弹簧测力计测得的读数为F1，在火星赤道上宇航员用同一把弹簧测力计测得的读数为F1．通过天文观测测得火星的自转角速度为ω，已知引力常量为G，将火星看成是质量分布均匀的球体，则火星的密度和半径分别为A ．()211234F G F F ωπ-和122F Fm ω-B ．234Gωπ和122F Fm ω-C ．()211234F G F F ωπ-和122F F m ω+D ．234Gωπ和122F F m ω+4、氢原子的能级示意图如图所示，锌的逸出功是3.34eV ，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征，下列说法正确的是（ ）A ．大量氢原子从高能级向3n =能级跃迁时发出的光可以使锌发生光电效应B ．大量氢原子从3n =能级向低能级跃迁时，最多发出两种不同频率的光C ．大量氢原子从3n =能级向低能级跃迁时，用其发出的光照射锌板，有两种光能使锌板发生光电效应D ．若入射光子的能量为1.6eV ，不能使3n =能级的氢原子电离5、如图所示为用某金属研究光电效应规律得到的光电流随电压变化关系的图象，用单色光1和单色光2分别照射该金属时，逸出的光电子的最大初动能分别为E k 1和E k 2，普朗克常量为h ，则下列说法正确的是（ ）A ．E k 1>E k 2B ．单色光1的频率比单色光2的频率高C ．增大单色光1的强度，其遏止电压会增大D ．单色光1和单色光2的频率之差为12-k k E E h6、如图所示为两条长直平行导线的横截面图，两导线中均通有垂直纸面向外、强度大小相等的电流，图中的水平虚线为两导线连线的垂直平分线，A 、B 两点关于交点O 对称，已知A 点与其中一根导线的连线与垂直平分线的夹角为θ=30°，且其中任意一根导线在A 点所产生的磁场的磁感应强度大小为B 。
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黑龙江哈尔滨市第三中学校群力校区必修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，在沿水平方向的匀强电场中，有一长度l =0. 5m 的绝缘轻绳上端固定在O点，下端系一质量21010m .-=⨯kg 、带电量82.010q -=⨯C 的小球（小球的大小可以忽略）在位置B 点处于静止状态，此时轻绳与竖直方向的夹角α=37°，空气阻力不计，sin37°=0. 6，cos37°=0. 8，g =10m/s 2. （1）求该电场场强大小；（2）在始终垂直于轻绳的外力作用下将小球从B 位置缓慢拉动到细绳竖直位置的A 点，求外力对带电小球做的功；（3）过B 点做一等势面交电场线于C 点（C 点未画出），使轻绳与竖直方向的夹角增大少许（不超过5°），再由静止释放，求小球从C 点第一次运动到B 点的时间，并写出分析求解过程.【答案】(1) 63.7510E =⨯N/C (2)21.2510F W J -=⨯ (3)0.31t s =【解析】 【详解】（1）带电小球静止，受到合力等于零，电场力与重力的关系是：tan Eq mg α=，即tan mgE qα=代入数值计算得电场场强大小：63.7510/E N C =⨯（2）小球在外力作用下从B 位置缓慢移动到A 位置过程中，根据动能定理有：sin (cos )0F W Eql mg l l αα-+-=所以sin tan (cos )F mgW q mg l l qααα=-- 代入数值解得电场场强大小：21.2510F W J -=⨯（3）分析受力可知：小球在运动过程中，重力和电场力的合力为恒力，大小为5cos 4mg F mg α== 类比研究单摆的方法可知，小球的运动与单摆类似，回复力由上述合力沿圆周切向的分力提供。
因为从C 到B 的角度θ很小，进一步可知回复力与相对平衡位置的位移大小成正比、方向相反，故小球的运动为简谐运动。
小球的运动可等效为在某个场强大小为5 4g mg'=，方向与竖直方向成α角斜向右下的场中做简谐运动，其周期为225/4l lTg gππ=='故从C到B最短的时间10.10.314t T sπ===2．“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 Eα=，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 QF 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()hFF 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 kQpF kQql l l h hh 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lh ，故：2224l 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：2kQ E h =于是，电荷Q 与极化原子之间的作用力为：5222k Q F hα=- 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 =。
3．如图所示，在绝缘水平面上，相距L 的A 、B 两点处分别固定着两个带电荷量相等的正点电荷，a 、b 是AB 连线上的两点，其中4LAa Bb ==，O 为AB 连线的中点，一质量为m 、带电荷量为+q 的小滑块（可以看作质点）以初动能E 从a 点出发，沿直线AB 向b 点运动，其中小滑块第一次经过O 点时的动能为初动能的n 倍(1)n >，到达b 点时动能恰好为零，小滑块最终停在O 点重力加速度为g ，求： （1）小滑块与水平面间的动摩擦因数； （2）O 、b 两点间的电势差； （3）小滑块运动的总路程.【答案】（1）k02E mgL μ= （2）k0(21)2Ob n E U q -=- （3）214n s L +=【解析】 【详解】（1）由4LAa Bb ==，0为AB 连线的中点知a 、b 关于O 点对称，则a 、b 两点间的电势差0ab U =;设小滑块与水平面间的摩擦力大小为f ，在滑块从a 点运动到b 点的过程中，由动能定理得k002ab LqU f E -⋅=- 又摩擦力f mg μ=解得2k E mgL μ=. （2）在滑块从O 点运动到b 点的过程中，由动能定理得004ob k LqU f nE -⋅=- 解得ko(21)2ob n E U q-=-. （3）对于小滑块从a 开始运动到最终在O 点停下的整个过程，由动能定理得000a x k qU f E -=-又(21)2kOaO Ob n E U U q-=-=解得214n s L +=.4．如图所示的绝缘细杆轨道固定在竖直面内，半径为R 的1/6圆弧段杆与水平段杆和粗糙倾斜段杆分别在A 、B 两点相切，圆弧杆的圆心O 处固定着一个带正电的点电荷．现有一质量为m 速度通过A 点，小球能够上滑的最高点为C ，到达C 后，小球将沿杆返回．若∠COB =30°，小球第一次过A 点后瞬间对圆弧细杆向下的弹力大小为83mg ，从A 至C 小球克服库仑力做的功为22mgR -，重力加速度为g ．求：(1)小球第一次到达B 点时的动能； (2)小球在C 点受到的库仑力大小；(3)小球返回A 点前瞬间对圆弧杆的弹力．（结果用m 、g 、R 表示） 【答案】（1）56mgR （2）34mg （3）2(833)- 【解析】 【分析】（1）由动能定理求出小球第一次到达B 点时的动能．（2）小球第一次过A 点后瞬间，由牛顿第二定律和库仑定律列式．由几何关系得到OC 间的距离，再由库仑定律求小球在C 点受到的库仑力大小．（3）由动能定理求出小球返回A 点前瞬间的速度，由牛顿运动定律和向心力公式求解小球返回A 点前瞬间对圆弧杆的弹力． 【详解】（1）小球从A 运动到B ，AB 两点为等势点，所以电场力不做功，由动能定理得：()0211cos602KB A mgR E mv --=-代入数据解得：56KB E mgR =（2）小球第一次过A 时，由牛顿第二定律得：22A v QqN k mg m R R+-=由题可知：83N mg =联立并代入数据解得：2Qqkmg R= 由几何关系得，OC 间的距离为：23cos30R r R ==︒小球在C 点受到的库仑力大小 ：2223Qq QqF kk r ==⎫⎪⎝⎭库联立解得3=4F mg 库 （3）从A 到C ，由动能定理得：2102f A W mgR W mv ---=-电从C 到A ，由动能定理得：212f A W mgR W mv +='-电 由题可知：23W mgR -=电 小球返回A 点时，设细杆对球的弹力方向向上，大小为N ′，由牛顿第二定律得：22Av Qq N k mg mR R'-'+= 联立以上解得： ()28333N mg -'=，根据牛顿第三定律得，小球返回A 点时，对圆弧杆的弹力大小为()28333mg -，方向向下．5．如图所示,一根长为l 的不可伸长的细丝线一端固定于O 点,另一端系住一个质量为m 的带电小球.将此装置放在水平向右的匀强电场E 中,待小球稳定后,细丝线与竖直方向夹角为α.求:(1)小球带什么电,电荷量为多少? (2)剪断绳子后小球做什么运动？ 【答案】(1)正电，tan mg q Eα= (2)做初速度是零的匀加速直线运动 【解析】 【详解】（1）对小球进行受力分析：由于小球所受电场力水平向右，E 的方向水平向右，所以小球带正电．小球受力如图所示，有：qE=mgtanα 即：tan mg q Eα=（2）剪断细绳后，小球受重力和电场力，其合力方向沿细绳方向斜向下，则小球将沿细绳的方向做初速度是零的匀加速直线运动．6．如图所示，小球的质量为0.1kgm=，带电量为51.010Cq-=⨯，悬挂小球的绝缘丝线与竖直方向成30θ=︒时，小球恰好在水平向右的匀强电场中静止不动．问：（1）小球的带电性质；（2）电场强度E的大小；（3）若剪断丝线，求小球的加速度大小．【答案】（1）小球带正电（2）45.7710N/CE=⨯（3）211.54m/sa=【解析】【详解】（1）对小球进行受力分析，如图；由电场力的方向可确定小球带正电；（2）根据共点力平衡条件，有qE=mgtan300解得：04531303=/ 5.7710/10mgtanE N C N Cq-≈⨯＝（3）当线断丝线后，小球的合力为30mgFcos＝由牛顿第二定律，则有：22/11.54/cos303F ga s m sm==＝＝小球将做初速度为零，加速度的方向沿着线的反向，大小为11.54m/s2，匀加速直线运动．【点睛】本题关键是对小球受力分析，明确带电小球受电场力、细线的拉力和重力，根据共点力平衡条件及牛顿第二定律列示求解．二、必修第3册静电场中的能量解答题易错题培优（难）7．电容器作为储能器件，在生产生活中有广泛的应用。
实际中的电容器在外形结构上有多种不同的形式，但均可以用电容描述它的特性。
(1)在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质就组成一个最简单的电容器，叫做平行板电容器。
图1为一平行板电容器的充电电路，在充电过程中两极板间电势差u 随电荷量q 的变化图像如图2所示。
类比直线运动中由v —t 图像求位移的方法，在图中画网格线表示当电荷量由Q 1增加到Q 2的过程中电容器增加的电势能；(2)同平行板电容器一样，一个金属球和一个与它同心的金属球壳也可以组成一个电容器，叫做球形电容器。