广西柳州铁路第一中学2017届高三上学期物理限时训练（11-9）
广西柳州铁路第一中学2017届高三上学期物理限时训练
一、不定项选择（本大题共16个小题，有的仅一个选项符合要求，有的有多个选项符合要求）
1. 关于下列运动，说法正确的是（）
A. 物体做匀速直线运动，机械能一定守恒
B. 物体做平抛运动，机械能一定守恒
C. 物体做匀加速直线运动，机械能一定不守恒
D. 只要速度发生变化，则物体的机械能一定不守恒
【答案】B
【解析】物体做匀速直线运动，机械能不一定守恒，例如物体在竖直方向上做匀速直线运动时，选项A错误；物体做平抛运动，只有重力做功，机械能一定守恒，选项B正确；物体做匀加速直线运动，机械能可能守恒。例如做自由落体运动的物体，选项C错误；只要速度发生变化，则物体的机械能不一定不守恒，例如做自由落体运动的物体，选项D错误；故选B.
2. 在同一高度位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、竖直向上抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小( )
A. 一样大 B. 水平抛的最大
C. 斜向上抛的最大 D. 斜向下抛的最大
【答案】A
【解析】由于不计空气的阻力，所以三个球的机械能守恒，由于它们的初速度的大小相同，又是从同一个位置抛出的，最后又都落在了地面上，所以它们的初末的位置高度差相同，初动能也相同，由机械能守恒可知，末动能也相同，所以末速度的大小相同．故选A．
3. 如图所示，将一个内外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上，槽的左侧有一竖直墙壁．现让一小球自左端槽口a点由静止开始进入槽内，则下列说法正确的( )
A. 小球在半圆形槽内运动的全过程中，只有重力对它做功
B. 小球经过最低点b时处于失重状态
C. 小球能够到达与a点等高的右侧c点
D. 小球与槽构成的系统在整个过程中机械能守恒
【答案】D
点睛：考查动量守恒定律与机械能守恒定律．当球下落到最低点过程，由于左侧竖直墙壁作用，小球与槽组成的系统水平方向上的动量不守恒，但小球机械能守恒．当球从最低点上升时，小球与槽组成的系统水平方向上的动量守恒，但小球机械能不守恒，而小球与槽组成的系统机械能守恒．
4. 关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是( )
A. 随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低
B. 电场强度为零的地方，电势也为零
C. 电场强度的方向处处与等电势面垂直
D. 任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向
【答案】CD
【解析】随着电场强度的大小逐渐减小，电势不一定逐渐降低，例如在远离负点电荷的过程中，选项A错误；电场强度为零的地方，电势不一定为零，例如在等量同种电荷的连线的中点位置，选项B错误；电场强度的方向处处与等电势面垂直，选项C正确；任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向，选项D正确；故选CD.
5. 如图所示，一质量为m的带电小球用绝缘的丝线系住，静止于水平向右的匀强电场中。丝线质量忽略不计，现用激光烧断丝线，小球将（）
A. 依然静止
B. 自由落体运动
C. 类平抛运动
D. 匀加速直线运动
【答案】D
【解析】小球受重力、电场力和拉力处于平衡；剪断绳子后，重力和电场力不变，两个力的合力沿绳子的方向斜向下，则小球将沿绳子的方向斜向下做匀加速直线运动，故选D.
6. 直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图。M、N两点各固定一负点电荷，一电荷量为Q的正点电荷置于O点时，H点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到H点，则G点处场强的大小和方向分别为( )
A. ，沿y轴正向
B. ，沿y轴负向
C. ，沿y轴正向
D. ，沿y轴负向
【答案】A
【解析】试题分析：M、N两点各固定一负点电荷，一电荷量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零，故两个负电荷在G点形成的场强与电荷量为Q的正点电荷在G点形成的场强等大反向，大小；若将该正点电荷移到G点，则H点处电场强度的大小，方向沿y轴负向，故选B．
考点：电场的叠加
【名师点睛】此题是电场的叠加问题；关键是能找到两个负电荷在G、H两点的场强大小，根据点电荷场强公式求解正电荷Q的场强，最后叠加即可．
7. 如图所示，用两根等长的绝缘细线各悬挂质量分别为mA和mB的小球，悬点为O，两小球均带正电荷，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，如果α＝37°，β＝53°，已知，。则两小球mA和mB之比为( )
A. ∶1
B. 3∶4
C. 4∶3
D. 2∶1
【答案】C
【解析】对两球受力分析，根据共点力平衡和几何关系的相似比，得： ， ;
由于 FA=FB，且PA＜PB，则有m1＞m2．且有m1：m2= ，故C正确、ABD错误．故选C.
8. 如图所示，实线是一簇电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受到电场力作用，根据此图可知( )
A. 该粒子带负电
B. 粒子在a点的速度小于在b点的速度
C. 粒子在a点的加速度小于在b点的加速度
D. 粒子在a点的电势能小于在b点的电势能
【答案】AD
【解析】粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在a、b
两点受到的电场力沿电场线向左．可知粒子带负电．故A正确；粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左，则从a到b电场力对粒子做负功，粒子的动能减小，电势能增大，则粒子在a点的速度较大，在b点电势能较大．故D正确，B错误．根据电场线的疏密与电场强度的强弱的关系，判断出a点的电场强度大，故a点的电场力的大，根据牛顿第二定律可知，带电粒子在a点的加速度比b点的加速度大，故C错误；故选AD.
点睛：本题是电场中粒子的轨迹问题，首先要能根据轨迹的弯曲方向判断粒子受力方向，其次根据电场线的疏密可以判断电场强度的强弱，进而判断电场力的大小；再次判断粒子动能和电势能的变化要根据电场力做功情况．
9. 如图甲，直线MN表示某电场中一条电场线，a、b是线上的两点，将一带正电荷的粒子从a点处由静止释放，粒子从a运动到b过程中的v－t图象如图乙所示，设a、b两点的电势分别为φa、φb，场强大小分别为Ea、Eb，粒子在a、b两点的电势能分别为Wa、Wb，不计重力，则有( )
A. φa>φb
B. Ea>Eb
C. Ea
Wb
【答案】ABD
【解析】正电荷从a运动到b，做加速运动，可知电场力的方向水平向右，则电场线的方向水平向右，可知φa>φb．故A正确．从a到b的过程中，电荷的加速度逐渐减小，可知电场强度的大小逐渐减小，则Ea＞Eb．故B正确，C错误．从a到b的过程中，电场力做正功，电势能减小，则Wa＞Wb．故D正确．故选ABD．
点睛：解决本题的关键知道电荷做加速度逐渐增大的加速运动，知道沿电场线方向电势逐渐降低，以及知道电场力做功与电势能的关系．
10. 两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中C为ND段电势最低的点，则下列说法正确的是( )
A. C处的电场强度为零
B. N、C两点间场强方向沿x轴负方向
C. N、D两点间的电场强度大小沿x轴正方向先减小后增大
D. 将一正点电荷从N点移到D点，电势能先增大后减小
【答案】AC
.........
11. 空间有一沿x轴对称分布的电场，规定水平向右为电场的正方向，其电场强度E随x变化的图象如图所示。则下列说法中正确的是( )
A. O点的电势最低
B. 一带正电的点电荷在x2点的电势能大于在x1点的电势能
C. 将一带正电的点电荷从x1点移到－x1点，电场力做功为零
D. 一带正电的点电荷在x1和x3两点处的电势能相等
【答案】C
【解析】由图知，x＜0，E＜0，场强方向沿-x轴；x＞0，E＞0，场强方向沿+x轴；根据顺着电场线电势降低，则O电势最高，故A错误；x2点电势比x1点电势低，则一带正电的点电荷在x2点的电势能小于在x1点的电势能，选项B错误；从图线看出，电场强度关于原点O对称，则X轴上关于O点对称位置的电势相等，则将一带正电的点电荷从x1点移到－x1点，电势能变化为零，即电场力做功为零，故C正确；x1和x3
两点在电场线的不同位置，沿电场线电势降低，故两点电势不相等；故D错误；故选C．
12. 如图所示，一绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E.在与环心等高处放有一质量为m、带电荷量＋q的小球，由静止开始沿轨道运动，下述说法正确的是( )
A. 小球经过环的最低点时速度最大
B. 小球在运动过程中机械能守恒
C. 小球经过环的最低点时对轨道的压力为mg＋qE
D. 小球经过环的最低点时对轨道的压力为3(mg＋qE)
【答案】AD
【解析】试题分析：小球从最高点到最低点的过程中，合力做正功最多，则根据动能定理得知，动能增加最大，速率增大最大，所以小球经过环的最低点时速度最大．故A 正确。小球运动过程中电场力做功，机械能不守恒。故B错误。小球从最高点到最低点的过程，根据动能定理得：。又由，联立解得N=3（mg+qE）．故D正确，C错误．
故选：AD。
考点：电场力做功、动能定理。
【名师点睛】小球运动过程中电场力做功，机械能不守恒．根据动能定理知小球经过环的最低点时速度最大。根据动能定理求出小球经过在最低点时的速度，由牛顿第二定律求出环对球的支持力，得到球对环的压力。本题是带电体在匀强电场中做圆周运动的问题，由动能定理和牛顿运动定律结合求解是常用的思路。
13. 如图所示，在空间中存在竖直向上的匀强电场，质量为m、电荷量为＋q的物块从A点由静止开始下落，加速度为，下落高度H到B点后与一轻弹簧接触，又下落h后到达最低点C，整个过程中不计空气阻力，且弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，则带电物块在由A点运动到C点过程中，下列说法正确的是( )
A. 物块一碰到弹簧立即做减速运动
B. 带电物块和弹簧组成的系统机械能减少量为
C. 带电物块电势能的增加量为mg(H＋h)
D. 弹簧的弹性势能的增加量为
【答案】B
【解析】物块刚碰到弹簧时，弹力为零，然后弹力逐渐增加，则物块的加速度逐渐减小，直到加速度减到零时速度最大，选项A错误；物体静止开始下落时的加速度为g，根据牛顿第二定律得：mg-qE=ma，解得：．从A到C的过程中，除重力和弹力以外，只有电场力做功，电场力做功为：W=-qE（H+h）=-，可知机械能减小量为．故B正确．从A到C过程中，电场力做功为-，则电势能增加量为．故C错误．根据动能定理得：mg（H+h）-mg（H+h）+W弹=0，解得弹力做功为：W弹=-mg（H+h），即弹性势能增加量为mg（H+h），故D错误．故选B．
点睛：本题考查了功能关系，知道合力做功等于动能的变化量，电场力做功等于电势能的减小量，重力做功等于重力势能的减小量，除重力或弹力以外其它力做功等于机械能的增量．
14. 如图所示，斜面粗糙绝缘，A点处固定一点电荷甲，将一带电小物块乙从斜面上B点处由静止释放，乙沿斜面运动到C点时静止．则( )
A. 甲、乙有可能带异种电荷
B. 乙在B点的电势能一定大于在C点的电势能
C. 从B到C的过程中，乙可能做匀减速运动
D. 从B到C的过程中，乙的机械能的损失量一定小于克服摩擦力做的功
【答案】BD
【解析】乙沿斜面下滑时，甲、乙之间的距离增大，而电量都不变，根据库仑定律可知乙所受的库仑力逐渐减小．若两者是异种电荷，乙下滑的加速度将增大，速度不断增大，不可能到C处静止，所以得知甲一定带同种电荷，电场力对乙做正功，电势能减小，则乙在B点的电势能一定大于在C点的电势，故A错误，B正确．由于乙所受的库仑力不断减小，合外力在变化，所以乙不可能做匀减速度运动，故C错误．从B到C的过程中，库仑力对乙做正功，摩擦力做负功，重力做正功，根据功能关系可知：乙的机械能的损失量与系统电势能的损失量之和等于克服摩擦力做的功，则乙的机械能的损失量一定小于克服摩擦力做的功．故D正确．故选BD．
15. 两个较大的平行金属板A、B相距为d，分别接在电压为U的电源正、负极上，这时质量为m、带电荷量为－q的油滴恰好静止在两板之间，如图所示．在其他条件不变的情况下，如果将B板向下移动一小段距离，则该过程中( )
A. 油滴将向上加速运动，电流计中的电流从b流向a
B. 油滴将向下加速运动，电流计中的电流从a流向b
C. 油滴静止不动，电流计中的电流从b流向a
D. 油滴静止不动，电流计中的电流从a流向b
【答案】B
【解析】开始时油滴静止，则说明电场力与重力平衡；电容器与电源直接相连，故电压不变，当B板向下移动一小段距离，板间距离d增大，则由 可知，电场强度减小，电场力减小，故重力大于电场力，粒子向下加速运动； 由于d增大，则由可知，电容C减小，因电压不变，则由Q=UC可知，电量Q减小，电容器放电，电流计中有从a到b的电流；故B正确，ACD错误．故选B．
点睛：本题是电容器动态变化问题，要抓住电压不变，根据电容的决定式和电容的定义式 结合进行分析．同时还要明确电场强度和电势差之间的关系应用．
16. 如图甲，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示．t＝0
时刻，质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间，0～时间内微粒作匀速直线运动，T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出．微粒运动过程中未与金属板接触．重力加速度的大小为g.关于微粒在0～T时间内运动的描述，正确的是( )
A. 微粒末速度的大小为，与水平方向夹
B. 极板的长度
C. 重力势能减少了mgd
D. 克服电场力做功为
【答案】BD
【解析】0～T/3时间内微粒匀速运动，则有：qE0=mg，T/3～2T/3内，微粒只受到重力，粒子做平抛运动，下降的位移，2T/3～T时间内，微粒的加速度 ，方向竖直向上，微粒在竖直方向上做匀减速运动，T时刻竖直分速度为零，所以末速度的方向沿水平方向，大小为v0，故A错误；水平方向速度一直等于v0，则极板长为L=v0T，B正确．微粒在竖直方向上向下运动，位移大小为d，则重力势能的减小量为mgd，故C错误．在T/3～2T/3内和2T/3～T时间内竖直方向上的加速度大小相等，方向相反，时间相等，则位移的大小相等，为d，整个过程中克服电场力做功为2E0•q•d＝qE0d＝mgd，故D正确．故选BD．
点睛：解决本题的关键知道微粒在各段时间内的运动规律，抓住等时性，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解．知道在T/3～2T/3内和2T/3～T时间内竖直方向上的加速度大小相等，方向相反，时间相等，位移的大小相等．
