2019-2020年高二物理上學(xué)期期末復(fù)習(xí)備考黃金30題 專題02 大題好拿分(基礎(chǔ)版20題).doc
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2019-2020年高二物理上學(xué)期期末復(fù)習(xí)備考黃金30題 專題02 大題好拿分(基礎(chǔ)版,20題) 1.水平放置的兩塊平行金屬板長L=5.0cm,兩板間距d=1.0cm,兩板間電壓為90v,且上板為正,一個電子沿水平方向以速度v0=2.0107m/s,從兩板中間射入,如圖,求:(電子質(zhì)量m=9.0110-31kg) (1)電子飛出電場時沿垂直于板方向偏移的距離是多少? (2)電子離開電場后,打在屏上的P點,若S=10cm,求OP的長? 2.勻強電場中,將一電荷量為210-5C的負電荷由A點移到B點,其電勢能增加了0.1J,已知A、B兩點間距為2cm,兩點連線與電場方向成60角,如圖所示,問: (1)在電荷由A移到B的過程中,電場力做了多少功? (2)該勻強電場的電場強度為多大? 3.如圖所示,在寬度為d的條形區(qū)域內(nèi)有勻強電場,電場方向平行于區(qū)域邊界.有一個質(zhì)量為m的帶正電粒子(不計重力)從左邊界上的P點,以初速度v0沿垂直于電場方向射入電場,粒子從右側(cè)邊界上的Q點射出時的速度與邊界的夾角為θ=37,已知sin37=0.6,cos37=0.8. (1)求粒子從右側(cè)邊界射出時,沿電場方向的位移y的大??; (2)在上述過程中,粒子的機械能變化了多少? 4.如圖所示,在平面直角坐標系xOy內(nèi),第Ⅰ象限存在沿y軸負方向的勻強電場,第Ⅳ象限以O(shè)N為直徑的半圓形區(qū)域內(nèi),存在垂直于坐標平面向外的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子,從y軸上y=h處的M點,以速度v0垂直于y軸射入電場,經(jīng)x軸上x=2h處的P點進入磁場,最后以垂直于y軸的方向射出磁場。不計粒子重力。求: (1)電場強度E的大小; (2)粒子從M點運動到離開磁場所經(jīng)過的總時間; (3)粒子離開磁場時的位置坐標。 5.在右圖所示的電路中,電阻R1=12Ω,R2=R3=R4=6.0Ω。當電鍵K打開時,電壓表的示數(shù)為12V,全電路消耗的電功率為13W。求電鍵K閉合后,電壓表及電流表的示數(shù)各是多大?(電流表的內(nèi)阻忽略不計,電壓表的內(nèi)阻非常大) 6.某一用直流電動機提升重物的裝置,如圖所示,重物的質(zhì)量m=50kg,不計各處的摩擦,當電動機以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物時,此時電路中的電流I=5A,已知電動機線圈的電阻R為4Ω。(g=10m/s2)求: (1)電動機工作電壓U; (2)此時這臺電動機的機械效率(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。 7.如圖所示,電源電動勢為E=10V,內(nèi)阻r=1Ω,R1=R2=R3=R4=1Ω,電容器電容C=6μF,開關(guān)閉合時,間距為d的平行板電容器C的正中間有一質(zhì)量為m,電荷量為q的小球正好處于靜止狀態(tài).求 (1)電路穩(wěn)定后通過R4的電流I; (2)開關(guān)S斷開,流過R2的電荷量△Q; (3)斷開開關(guān),電路穩(wěn)定后,小球的加速度a的大小。 8.如圖所示,電源的電動勢為6V、內(nèi)阻為0.5Ω,小型電動機M的線圈電阻為0.5Ω,限流電阻R0的阻值為2.5Ω,若理想電壓表的示數(shù)為2.5V時,求: (1)電源的輸出功率; (2)電動機輸出的機械功率. 9.如圖所示,在半徑為R的圓形區(qū)域存在垂直于紙面向里的磁場,磁感應(yīng)強度為B,AB和CD是兩個直徑,O點為圓心,P點為圓周上的一定,P點到AB的距離為,在P點有一粒源,沿平面向各個方向發(fā)射電荷量為q,質(zhì)量為m的帶負電的粒子。 (1)若一粒子的速度大小為,沿平行于AB的方向射入磁場,則該粒子在磁場中的運動時間為多少? (2)若一粒子的速度大小為,沿平行于AB的方向射入磁場,則該粒子在磁場中的運動時間為多少? (3)若粒子源所有粒子的速度均為,則所以粒子在磁場中運動范圍的面積是多少? 11.如圖所示,勻強磁場的磁感應(yīng)強度B為0.5T,其方向垂直于傾角θ為30的斜面向上,絕緣斜面上固定有“”形狀的光滑金屬導(dǎo)軌MPN(電阻忽略不計),MP和NP長度均為2.5m,MN連線水平,長為3m,以MN的中點O為原點,OP為x軸建立一維坐標系Ox,一根粗細均勻的金屬桿CD,長度d為3m,質(zhì)量m為1kg,電阻R為0.3Ω,在拉力F的作用下,從MN處以恒定速度v=1m/s在導(dǎo)軌上沿x軸正向運動(金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好),g取10m/s2. (1)求金屬桿CD運動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E及運動到x=0.8m處電勢差UCD; (2)推導(dǎo)金屬桿CD從MN處運動到P點過程中拉力F與位置坐標x的關(guān)系式; (3)求金屬桿CD從MN處運動到P點的全過程產(chǎn)生的焦耳熱. 12.光滑平行的金屬導(dǎo)軌MN和PQ,間距L=1.0m,與水平面之間的夾角α=30,勻強磁場磁感應(yīng)強度B=2.0T,垂直與導(dǎo)軌平面向上,MP間接有阻值R=2.0Ω的電阻,其它電阻不計,質(zhì)量m=2.0kg的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置,如圖(a)所示.用恒力F沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬桿ab,由靜止開始運動,v-t圖象如圖(b)所示.g=10m/s2,導(dǎo)軌足夠長.求: (1)恒力F的大??; (2)金屬桿速度為2.0m/s時的加速度大小; (3)根據(jù)v-t圖象估算在前0.8s內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量(已知在前0.8s內(nèi)桿的位移為1.12m). 13.如圖,電子從燈絲發(fā)出(初速度不計),經(jīng)燈絲與板間的加速電壓加速,從板中心孔沿中心線射出,然后進入兩塊平行金屬板、形成的偏轉(zhuǎn)電場中(偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強電場),電子進入、間電場時的速度與電場方向垂直,電子經(jīng)過電場后打在熒光屏上的點.已知加速電壓為, 、兩板間的電壓為,兩板間的距離為,板長為,板右端到熒光屏的距離為,電子的質(zhì)量為,電荷量為.問: (1)電子離開板,剛進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度. (2)電子從偏轉(zhuǎn)電場射出的側(cè)移量. (3)熒光屏上點到點的距離. 14.場是物理學(xué)中的重要概念、有電場、磁場、重力場等等.現(xiàn)真空中存在空間范圍足夠大的、水平向右的勻強電場.在電場中,若將一個質(zhì)量為、帶正電的小球由靜止釋放,運動中小球的速度與豎直方向夾角為.現(xiàn)將該小球從電場中某點以初速度豎直向上拋出.已知重力加速度為,(取, ).求運動過程中 (1)小球從拋出點至最高點電場力做的功. (2)小球的最小速度的大小及方向. (3)如果將小球受到的重力和電場力的合力等效為一個新的場力,仿照電場強度的定義,把新的場力與小球的質(zhì)量的比值定義為新場場強.求該新場場強的大小和方向. 15.兩個平行金屬板、如圖乙所示放置, 、兩板電勢差時間做周期性變化,大小總保持為,周期為,如圖甲所示,極板附近有一個粒子源,可以釋放初速度為零、質(zhì)量為,帶電荷量為的粒子,由于電場力的作用由靜止開始運動.不計粒子的重力 (1)若在時發(fā)出的電子在時恰好到達極板,求兩極板間距離. (2)若已知兩極板間距離為,在時發(fā)出的粒子不能到達極板,求此時發(fā)出的粒子距板的最大距離. (3)求兩極板間距離滿足怎樣的條件時,粒子到達極板時的動能最大. 16.如圖所示的xOy坐標系中,在第Ⅰ象限內(nèi)存在沿y軸負方向的勻強電場,第Ⅳ象限內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子,從y軸上的P點垂直進入勻強電場,經(jīng)過x軸上的Q點以速度v進入磁場,方向與x軸正向成30角.若粒子在磁場中運動后恰好能再回到電場,已知OP=,粒子的重力不計,電場強度E和磁感應(yīng)強度B大小均未知.求: (1)OQ的距離; (2)磁感應(yīng)強度B的大??; (3)若在O點右側(cè)22L處放置一平行于y軸的擋板,粒子能擊中擋板并被吸收,求粒子從P點進入電場到擊中擋板的時間. 17.如圖,半徑為的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),環(huán)上套有一質(zhì)量為帶正電的珠子,空間存在水平向右的勻強電場,珠子所受靜電力是其重力的倍,將珠子從環(huán)上最低位置點靜止釋放,求 (1)珠子所能獲得的最大動能? (2)要使珠子做完整的圓周運動,在點至少給珠子以多大的初速度? 18.如圖(a)所示,面積S=0.2m2、匝數(shù)n=630匝,總電阻r=1.0Ω的線圈處在變化的磁場中,磁感應(yīng)強度B隨時間t按圖(b)所示規(guī)律變化,方向垂直線圈平面,圖(a)中的傳感器可看成一個純電阻R,并標有“3V、0.9W”,滑動變阻器R0上標有“10Ω、1A”,試回答下列問題: (1)設(shè)磁場垂直紙面向外為正方向,試判斷通過理想電流表的電流方向. (2)若滑動變阻器觸頭置于最左端,為了保證電路的安全,圖(b)中的t0最小值是多少? 19.如圖所示,在一傾角為37的粗糙絕緣斜面上,靜止地放置著一個正方形單匝線圈ABCD,E、F分別為AB、CD的中點,線圈總電阻、總質(zhì)量、正方形邊長.如果向下輕推一下此線圈,則它剛好可沿斜面勻速下滑.現(xiàn)在將線圈靜止放在斜面上后,在虛線EF以下的區(qū)域中,加上垂直斜面向內(nèi)的、磁感應(yīng)強度大小按圖中所示規(guī)律變化的磁場,已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,sin37=0.6,cos37=0.8,取g=10m/s2.求: (1)線圈與斜面間的動摩擦因數(shù)μ; (2)線圈在斜面上保持靜止時,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小與方向; (3)線圈剛要開始運動時t的大?。? 20.如圖所示,兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為L=0.5m,其電阻不計,兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30角。完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置,每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸,已知兩棒的質(zhì)量均為0.02kg,電阻均為R=0.1Ω,整個裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度為B=0.2T,棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下,沿導(dǎo)軌向上勻速運動,而棒cd恰好能保持靜止。取g=10m/s2,問: (1)通過cd棒的電流I是多少,方向如何? (2)棒ab受到的力F多大? (3)棒cd每產(chǎn)生Q=0.1J的熱量,力F做的功W是多少? 1.(1)0.5cm (2)0.025m 【解析】【點睛】偏轉(zhuǎn)問題的分析處理方法類似于平拋運動的分析處理,應(yīng)用運動的合成和分解的方法 解:(1)豎直方向做勻加速直線運動,根據(jù)電容器電壓與電場的關(guān)系得 又因為,所以 水平方向做勻速運動,故,所以 (2)豎直方向速度 從平行板出去后做勻速直線運動,水平和豎直方向都是勻速運動, 水平方向: 豎直方向: , 2.(1)﹣0.1J (2)5105V/m 則 3.(1)(2) 【解析】(1)由平拋運動和幾何知識得:tanθ= d=v0 t vy=a t 解得:a= 而:y= 解得:y= (2)粒子由P到Q的過程,電場力做功為:W=qE y=ma y 解得: 4.(1) (2) (3) (2)粒子在電場中運動的時間: , 粒子在磁場中運動的周期: , 根據(jù)粒子入射磁場時與x軸成45,射出磁場時垂直于y軸, 可求出粒子在磁場中運動的圓弧所對的圓心角為θ=135. 故粒子在磁場中運動的時間為: , 粒子的運動時間:t=t1+t2=; (3)根據(jù)動能定理:Eqh=mv2-mv02 將E的表達式代入上式,可求出v=v0,再根據(jù) 求出 根據(jù)粒子入射磁場時與x軸成45,射出磁場時垂直于y軸,可求出粒子在磁場中運動的圓弧所對的圓心角為135。 所以x=2h-rcos450 ,y=-r-rsin450 出磁場的位置坐標為( , ) 5.U=10.5V; I=2. 1A 解得:r=1Ω ; S閉合時電路如圖2 電路中R34的電阻為:R34=3Ω; 電路中總電阻 R′= 則電壓表示數(shù)為:UV=E=10.5V 電路中流過R2的電流:I2==1.75A 流過R3的電流:I3==0.35A IA=I2+I3=1.75+0.35=2.1A 故電壓的示數(shù)為10.5V,電流表示數(shù)為2.1A 點睛:對于復(fù)雜電路一般先進行電路的簡化,明確電路的結(jié)構(gòu),然后再利用歐姆定律及串并聯(lián)電路的特點求解即可. 6.(1)110V (2)81.8% 解得: (2)這臺電動機的機械效率為: 點睛:本題主要考查了電動機問題,在求解時要注意電動機的總功率等于熱功率和輸出機械功率之和。 7.(1)4A(2)(3)1.67m/s2 【解析】(1)開關(guān)S閉合時, 并聯(lián)與串聯(lián), 中沒有電流通過.有: 電容器的電壓 由歐姆定律得通過的電流 ; (2)開關(guān)S斷開,電容器的電壓 開關(guān)S斷開,流過R2的電荷量: (3)開關(guān)S閉合時,小球靜止時,由平衡條件有: 開關(guān)S斷開,根據(jù)牛頓第二定律得 聯(lián)立解得。 點睛:本題考查綜合運用物理知識解決問題的能力,對于帶電小球在電場中運動的問題,電壓是聯(lián)系電場與電路的橋梁,要注意電路穩(wěn)定時,與電容器串聯(lián)的電阻無電壓和電流。 8.(1)5.5W;(2)2.5W. 電動機消耗的功率為: 電動機內(nèi)阻發(fā)熱功率為: 所以電動機輸出的機械功率為: 。 點睛:對于電功率的計算,一定要分析清楚是不是純電阻電路,對于非純電阻電路,總功率和發(fā)熱功率的計算公式是不一樣的。 9.(1) (2) (3) (2)當速度為時,半徑為,畫出粒子的運動軌跡,粒子在磁場中做圓周運動的圓心角,在磁場中運動時間為, ; (3)根據(jù)幾何關(guān)系,粒子運動區(qū)域分為三部分,第一部分是以為直徑的半圓,半徑為; 第二部分是扇形PME,半徑為,圓心角為; 第三部分是弦PM和圓弧PAM圍成的面積。 第一部分的面積: 第二部分的面積: 第三部分的面積: 所以粒子在磁場中運動范圍的面積為: 。 10.(1) (2)2a (3)3a O1為圓心,根據(jù)幾何關(guān)系可得: 由幾何關(guān)系得到: 洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得到: ,聯(lián)立得到: ; (2)設(shè)絕緣介質(zhì)與y軸交點為M,與絕緣介質(zhì)相切的粒子切點為Q,圓心為O1,OO2與x軸負方向夾角為300,則: 擊中區(qū)域的長度。 (3)從P點進入電場的粒子到達y軸上離薄板介質(zhì)最遠,速度為: 與x軸負向夾角600角, 根據(jù)速度的合成和分解可得: , 加速度為: , 根據(jù)位移時間公式: y方向的距離為: 可得: 點睛:本題主要考查了帶電粒子在磁場和電場中的運動,首先要畫出運動軌跡,利用幾何關(guān)系找出極值點,在進行計算求解。 11.(1)-0.6v (2) (3)7.5J 當x=0.8m時,金屬桿在導(dǎo)軌教案的電勢差為零,設(shè)此時桿在導(dǎo)軌外的長度為,則得, 聯(lián)立并帶入數(shù)據(jù)解得: 由楞次定律判斷D點電勢高,故CD兩端電勢差 (2)桿在導(dǎo)軌間的長度l與位置x的關(guān)系是: , 對應(yīng)的電阻為 電流為: 桿受安培力為: 根據(jù)平均條件可得, (3)外力F所做的功等于F-x圖線下所圍成的面積,即 而桿的重力勢能增加量,則有: 故全過程產(chǎn)生的焦耳熱 點睛:本題主要考查了法拉第電磁感應(yīng)定律,閉合電路歐姆定律,共點力平衡條件及安培力表達式,要注意產(chǎn)生感應(yīng)電流與導(dǎo)體棒有效長度無關(guān),同時巧用安培力與位移成線性關(guān)系,由安培力平均值來求焦耳熱。 12.(1)18N (2)2.0m/s2 (3)4.12J v-t圖像可知導(dǎo)軌最后勻速運動且vmax=4m/s 沿斜面方向: , 安培力為: 電流為: 聯(lián)立并帶入數(shù)據(jù)解得: (2)對金屬桿由牛頓第二定律可得: 代入數(shù)據(jù)解得: (3)設(shè)在前0.5s內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量為Q, 則由功能關(guān)系可得: 由v-t圖像可知0.8s時速度為:v=2.2m/s, 代入數(shù)據(jù)解得: 點睛:本題主要考查了電磁感應(yīng)與力學(xué)知識的綜合,根據(jù)速度圖象即可求出斜率等于加速度,“面積”等于位移輔助求解.估算位移時,采用近似的方法。 13.(1)(2)(3) (3)由(3)分析知,電子離開偏轉(zhuǎn)電場時在豎直方向的速度 電子離開偏轉(zhuǎn)電場后做勻速直線運動, 電子在水平方向的分速度,產(chǎn)生位移為S,電子運動時間 電子在豎直方向的分速度, 產(chǎn)生位移 所以電子偏離O點的距離 14.(1);(2)0.6v0;垂直合力方向向右上方;(3) 方向與豎直方向夾角 【解析】試題分析:小球靜止釋放時,由于所受電場力與重力均為恒力,故其運動方向和合外力方向一致,根據(jù)這點可以求出電場力大小,然后根據(jù)運動的分解,求解小球在電場方向上的位移,進而求得電場力做的功;小球拋出后,水平方向做勻加速直線運動,豎直方向上做豎直上拋運動,用運動的合成求出運動過程中合速度的表達式,然后利用數(shù)學(xué)求極值的辦法即可求出最小速度;新場強為合力的加速度和方向. (1)電場力的大小,方向水平向右 小球豎直向上做勻減速運動,加速度為: 水平方向做勻加速運動,加速度 小球上升到最高點的時間 此過程小球沿電場方向的位移為 電場力做功 (2)水平速度: ,豎直速度: ,小球的速度, 由以上各式得出: ,計算得出當時, 有最小值, ,垂直合力方向向右上方. (3)依據(jù)幾何關(guān)系,即,方向與豎直方向夾角. 15.(1);(2);(3) 16.(1)3L (2)B= (3)t總= 【解析】(1)粒子在Q點進入磁場時,vx=vcos30,vy=vsin30, OP間的距離 . OQ間的距離 解得x=OQ=3L (2)粒子恰好能回到電場,即粒子在磁場中軌跡的左側(cè)恰好與y軸相切,設(shè)半徑為R R+Rsin30=3L, qvB=m 可得B=. 17.(1)(2) 【解析】【分析】由三角函數(shù)與動能定理,從而求出最大動能,從點到點過程,由動能定理即可求解初速度。 解:(1)如圖,在珠子能夠靜止的一點進行受力分析, 設(shè)與之間的夾角為,則: 所以: 珠子在等效最低點時具有最大的動能 由動能定理得 最大動能 (2)如圖,此時珠子做圓周運動“最高點”為,在點,珠子速度為零, 從點到點過程,由動能定理 得 18.(1)向右 (2)40s 滑動變阻器觸頭位于最左端時外電路的電阻為,故電源電動勢的最大值 由法拉第電磁感應(yīng)定律可得 帶入數(shù)據(jù)解得:t0=40s 點睛:本題主要考查了次定律、閉合電路的歐姆定律、法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用與理解,同時學(xué)會運用圖象來分析求解即可。 19.(1)μ=0.75(2),方向ADCBA(3) 20.(1)I=1A,方向由d到c(2)F=0.2N (3)W=0.4J 【解析】(1)棒cd受到的安培力 ① 棒cd在共點力作用下平衡,則 ② 由①②式代入數(shù)據(jù)解得 I=1A,方向由右手定則可知由d到c。 (2)棒ab與棒cd受到的安培力大小相等 Fab=Fcd 對棒ab由共點力平衡有 ③ 代入數(shù)據(jù)解得 F=0.2N ④ (3)設(shè)在時間t內(nèi)棒cd產(chǎn)生Q=0.1J熱量,由焦耳定律可知 ⑤ 設(shè)ab棒勻速運動的速度大小為v,則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 E=Blv ⑥ 由閉合電路歐姆定律知 ⑦- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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