人教版 (2019)必修 第三册第十章 静电场中的能量综合与测试同步测试题

这是一份人教版 (2019)必修 第三册第十章 静电场中的能量综合与测试同步测试题，共6页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
专题强化练2　力电综合问题一、选择题1.(2021江苏南京外国语学校高二期末,)(多选)在空间中,水平面MN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上方的A点以一定初速度水平抛出,从B点进入电场,到达C点时速度方向恰好水平,A、B、C三点在同一直线上,且AB=2BC,如图所示。由此可见              (　　)　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 A.小球受到的静电力大小为3mgB.小球带正电C.小球从A到B与从B到C的运动时间相等D.小球从A到B与从B到C的速度变化量的大小相等2.(2021福建泉州模拟,)如图,在竖直向下的匀强电场中,质量为0.5 kg的带正电小物块从光滑绝缘斜面上的A点由静止释放,经过B点后进入绝缘水平面,最后停在C点。某些时刻物块的瞬时速率记录在下表中。若物块经过B点前后速度大小不变,电场力与重力大小相等,取g=10 m/s2,则              (　　)t/s0369v/(m·s-1)08128A.t=6 s时物块恰好经过B点B.t=12 s时物块恰好到达C点C.物块与水平面间的动摩擦因数为D.整个过程中物块电势能的减少量等于系统内能的增加量二、非选择题3.(2021吉林吉化一中高二上期中,)如图,圆心为O、半径为R的圆形区域内有一匀强电场,场强大小为E、方向与圆所在的平面平行。PQ为圆的一条直径,与场强方向的夹角θ=60°。质量为m、电荷量为+q的粒子从P点以某一初速度沿垂直于场强的方向射入电场,不计粒子重力。(1)若粒子能到达Q点,求粒子在P点的初速度大小v0;(2)若粒子在P点的初速度大小在0~v0之间连续可调,则粒子到达圆弧上哪个点电势能变化最大?求出电势能变化的最大值ΔEp。        4.(2021甘肃兰州一诊,)水平面上有一个竖直放置的部分圆弧轨道,A为轨道的最低点,半径OA竖直,圆心角AOB为60°,半径R=0.8 m,空间有竖直向下的匀强电场,场强E=1×104 N/C。一个质量m=2 kg、电荷量q=-1×10-3 C的带电小球,从轨道左侧与圆心O同一高度的C点水平抛出,恰好从B点沿切线方向进入圆弧轨道,到达最低点A时对轨道的压力FN=32.5 N。取g=10 m/s2,求:(1)小球抛出时的初速度v0的大小;(2)小球从B到A的过程中克服摩擦力所做的功Wf。        
答案全解全析专题强化练2　力电综合问题1.AD　小球从B运动到C的过程做匀变速曲线运动,其逆过程是类平抛运动,从A到B和从B到C两个过程水平方向的位移是二倍的关系,时间也是二倍的关系,故C错误;分别列出竖直方向的方程,即h=gt2,=×,解得F=3mg,故A正确;由于轨迹向上弯曲,加速度向上,小球受到的静电力向上,与电场方向相反,所以小球带负电,故B错误;速度变化量等于加速度与时间的乘积,即Δv=at,结合以上的分析可得,AB过程Δv=gt,BC过程Δv=×=gt,故D正确。2.C　根据表中的数据,可以求出物块下滑的加速度a1== m/s2,若t=6 s时物块恰好经过B点,则物块经过B点时的速度为v=a1t=×6 m/s=16 m/s>12 m/s,故t=6 s时物块已过B点。同样根据表中数据可知,物块在水平面上滑动时的加速度a2== m/s2=- m/s2。设物块在斜面上滑行时间为t1,从斜面底端到速度为12 m/s时时间为t2,则有a1t1+a2t2=12 m/s,t1+t2=6 s,解得t1=5 s,即物块加速5 s后到达B点,此时vB=a1t1= m/s,A错误。由速度与时间的关系可得物块在BC段运动的时间t3==10 s,即t=15 s时物块运动到C点,B错误。物块在水平面上运动时,由牛顿第二定律可得:-μ(mg+qE)=ma2,其中qE=mg,解得μ=,C正确。由能量守恒定律可知,整个过程中物块电势能和重力势能的减少量之和等于系统内能的增加量,D错误。3.答案　(1)　(2)圆形最低点　-解析　(1)粒子做类平抛运动,设粒子从P点运动到Q点的时间为t,加速度为a,有2R sin θ=v0t ①2R cos θ=at2 ②由牛顿第二定律得:Eq=ma ③由①②③解得v0= ④(2)粒子在电场中运动电场力做功为W=qEd ⑤ΔEp=-W=-qEd ⑥则粒子到达图中圆形最低点A时电势能变化量最大而d=R+R cos θ ⑦由⑥⑦解得ΔEp=- ⑧4.答案　(1) m/s　(2) J解析　(1)小球抛出后从C到B过程中受重力和竖直向上的电场力,做类平抛运动,则mg-qE=ma,解得小球的加速度a== m/s2=5 m/s2C与B的高度差h=R cos 60°=0.4 m设小球到B点时竖直分速度为vy,则=2ah,解得小球到B点时竖直分速度vy=2 m/s小球在B点时,速度方向与水平方向夹角为60°,则tan 60°=解得小球抛出时的初速度v0= m/s。(2)小球在B点时,sin 60°=,则vB= m/s小球在A点时,轨道对小球的支持力FN'=FN=32.5 N,则FN'+|q|E-mg=m,解得vA=3 m/s小球从B到A过程,由动能定理得(mg-qE)(R-R cos 60°)-Wf=m-m解得小球从B到A的过程中克服摩擦力所做的功Wf= J。