高中物理必修3物理全册全单元精选试卷测试卷(含答案解析).docx

高中物理必修3物理 全册全单元精选试卷测试卷（含答案解析） 一、必修第3册静电场及其应用解答题易错题培优（难） .竖直放置的平行金属板A、B带等量异种电荷（如图），两板之间形成的电场是匀强电 场.板间用绝缘细线悬挂着的小球质量m=4.0xl0-5kg,带电荷量q=3 . OxlO-c,平衡时 细线与竖直方向之间的夹角a=37。.求： （1）A、B之间匀强电场的场强多大？ ⑵若剪断细线，计算小球运动的加速度，小球在A、B板间将如何运动？ 【答案】⑴E=1x1（）3n/c （2） 12.5m/s2 【解析】 【详解】 （1）小球受到重力mg、电场力F和绳的拉力7■的作用，由共点力平衡条件有： F=qE=mgtar\a 解得： E = 〃吆㈣ J 4 x 10一、x 10 x 0.75 = ] 0 * ]即 q 3x10" 匀强电场的电场强度的方向与电场力的方向相同，即水平向右： （2）剪断细线后，小球做偏离竖直方向，夹角为37。匀加速直线运动，设其加速度为a 由牛顿第二定律有： cos。 解得： a = ―-- = 12.5ni/s2 cos 8 【点睛】 本题是带电体在电场中平衡问题，分析受力情况是解题的关键，并能根据受力情况判断此 后小球的运动情况. .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1的轻质绝缘棒OA, 端可绕O点在竖直平而内自由转动，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或 （1）求此时金属板间电场的场强大小日; （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？应调节为多大？ （3）若金属板不转动，将BP段的电阻突然调行为3R,则棒摆动中小球最大动能为多少? 【解析】 【详解】 （1）由平衡可知 ￡ig=mgtan300 解得 u 岛琢 fi=—— 3q （2）金属板旋转30。后电场强度方向也相应旋转30。，而合力方向仍与竖直方向成30。角, 受力如右图所示。 Eiq=mg 解得 金属板旋转前，两板间电势差 y/3niQ Ui= Eid= 3q 金属板旋转后，两板间电势差 y/3niQ 3 U2 = E2d= Ez dcos300=-~~- d=- Ui 2q 2 3 所以bp段的电阻 2 （3）BP段的电阻突然调节为3R, 3=3% Exc 小球摆动速度最大时棒与竖直方向夹角为60。，如右图所示。 根据动能定理有： EsqL (sin60°-sin30°) ?mgL (cos30°-cos60°) =fk-0Ek={2-y/3)mgL .如图，在空间中水平面MA/的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由 MN上方”处的A点以初速度u水平抛出，从8点进入电场，到达C点时速度方向恰好水 平，A、8、C三点在同一直线上，且A8=28C,求： (1)A、B两点间的距离 ⑵带电小球在电场中所受的电场力 【答案】(1),2 + ―~(2)3叫 【解析】 【详解】 ⑴小球在MN上方做平抛运动 竖直方向：H =# 水平方向：X = vt 8两点间的距离 L =《H2 +X2 联立以上各式解得 ⑵带电小球进入电场后水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀减速直线运动，对带电小 球运动的全过程，由动能定理得： 解得 F=3mg .如图所示，Aabc处在真空中，边长分别为ob=5cm , be = 3cm , co=4cm.两个带电小 球固定在a b两点，电荷量分别为质=6/xloTc , qb=-2.7x10-12c.已知静电力常量 k=96109N.m2/C2，求c点场强的大小及方向. 【答案】E = 45N/C方向与由。指向b的方向相同 【解析】 【详解】 如图所示，a、b两电荷在C点的场强分别为 Qa Ea 二吃二 36N/C E = 45N/C 方向与由。指向b的方向相同. .如图所示，48为固定在竖直平而内粗糙倾斜轨道，8c为光滑水平轨道，CD为固定在 竖直平面内的光滑圆弧轨道，且48与8c通过一小段光滑弧形轨道相连，8c与弧。相 切.已知48长为L=10m,倾角加37,, 8c长s=4m, CO弧的半径为R=2m, O为其圆心, Z COD= 1430 0整个装置处在水平向左的匀强电场中，电场强度大小为￡=1x103n/Cc —质 量为m=0.4kg、电荷量为q=+3xl0 -3C的物体从八点以初速度vA=15m/s沿A8轨道开始运 动。若物体与轨道48间的动摩擦因数为〃=0.2, sin 37° =0.6, cos37° =0.8> g=10m/s2,物 体运动过程中电荷量不变。求： ⑴物体在4