2019-2020年高二物理上學期期末復習備考黃金30題 專題02 大題好拿分（基礎版20題）.doc

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2019-2020年高二物理上學期期末復習備考黃金30題 專題02 大題好拿分（基礎版，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ON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，磁感應強度為B。一質量為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??； （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，開關閉合時，間距為d的平行板電容器C的正中間有一質量為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S斷開，流過R2的電荷量△Q； （3）斷開開關，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在導軌上沿x軸正向運動（金屬桿與導軌接觸良好），g取10m/s2． （1）求金屬桿CD運動過程中產(chǎn)生的感應電動勢E及運動到x=0.8m處電勢差UCD； （2）推導金屬桿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，勻強磁場磁感應強度B=2.0T，垂直與導軌平面向上，MP間接有阻值R=2.0Ω的電阻，其它電阻不計，質量m=2.0kg的金屬桿ab垂直導軌放置，如圖（a）所示．用恒力F沿導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?。? （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、形成的偏轉電場中（偏轉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，電子的質量為，電荷量為．問： （1）電子離開板，剛進入偏轉電場時的速度． （2）電子從偏轉電場射出的側移量． （3）熒光屏上點到點的距離． 14．場是物理學中的重要概念、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和磁感應強度B大小均未知．求： (1)OQ的距離； (2)磁感應強度B的大??； (3)若在O點右側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軌MN、PQ間距為L=0.5m，其電阻不計，兩導軌及其構成的平面均與水平面成30角。完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導軌放置，每棒兩端都與導軌始終有良好接觸，已知兩棒的質量均為0.02kg，電阻均為R=0.1Ω，整個裝置處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，磁感應強度為B=0.2T，棒ab在平行于導軌向上的力F作用下，沿導軌向上勻速運動，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】偏轉問題的分析處理方法類似于平拋運動的分析處理，應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：對于復雜電路一般先進行電路的簡化，明確電路的結構，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S斷開，電容器的電壓 開關S斷開，流過R2的電荷量： （3）開關S閉合時，小球靜止時，由平衡條件有： 開關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)幾何關系可得： 由幾何關系得到： 洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得到： ，聯(lián)立得到： ； （2）設絕緣介質與y軸交點為M，與絕緣介質相切的粒子切點為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，金屬桿在導軌教案的電勢差為零，設此時桿在導軌外的長度為，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）桿在導軌間的長度l與位置x的關系是： ， 對應的電阻為 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)生感應電流與導體棒有效長度無關，同時巧用安培力與位移成線性關系，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）設在前0.5s內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量為Q， 則由功能關系可得： 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與力學知識的綜合，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，電子離開偏轉電場時在豎直方向的速度 電子離開偏轉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恰好與y軸相切，設半徑為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、法拉第電磁感應定律的應用與理解，同時學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ab棒勻速運動的速度大小為v，則產(chǎn)生的感應電動勢 E=Blv ⑥ 由閉合電路歐姆定律知 ⑦