2017_2018学年高二物理上学期期末复习备考黄金30题专题02大题好拿分（基础版，20题）.docx

期末复习大题好拿分【基础版】（20题）1水平放置的两块平行金属板长L=5.0cm，两板间距d=1.0cm，两板间电压为90v，且上板为正，一个电子沿水平方向以速度v0=2.0107m/s，从两板中间射入，如图，求：(电子质量m=9.0110-31kg) (1)电子飞出电场时沿垂直于板方向偏移的距离是多少？(2)电子离开电场后，打在屏上的P点，若S=10cm，求OP的长？2匀强电场中，将一电荷量为210-5C的负电荷由A点移到B点，其电势能增加了0.1J，已知A、B两点间距为2cm，两点连线与电场方向成60角，如图所示，问： (1)在电荷由A移到B的过程中，电场力做了多少功？(2)该匀强电场的电场强度为多大？3如图所示，在宽度为d的条形区域内有匀强电场，电场方向平行于区域边界有一个质量为m的带正电粒子(不计重力)从左边界上的P点，以初速度v0沿垂直于电场方向射入电场，粒子从右侧边界上的Q点射出时的速度与边界的夹角为37，已知sin370.6，cos370.8(1)求粒子从右侧边界射出时，沿电场方向的位移y的大小；(2)在上述过程中，粒子的机械能变化了多少? 4如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第象限以ON为直径的半圆形区域内，存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从y轴上y=h处的M点，以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上x=2h处的P点进入磁场，最后以垂直于y轴的方向射出磁场。不计粒子重力。求：（1）电场强度E的大小；（2）粒子从M点运动到离开磁场所经过的总时间；（3）粒子离开磁场时的位置坐标。5在右图所示的电路中，电阻R1=12,R2=R3=R4=6.0。当电键K打开时，电压表的示数为12V，全电路消耗的电功率为13W。求电键K闭合后，电压表及电流表的示数各是多大？（电流表的内阻忽略不计，电压表的内阻非常大） 6某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量m=50kg，不计各处的摩擦，当电动机以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物时，此时电路中的电流I=5A，已知电动机线圈的电阻R为4。(g=10m/s2)求： (1)电动机工作电压U； (2)此时这台电动机的机械效率(结果保留三位有效数字）。7如图所示，电源电动势为E=10V，内阻r=1，R1=R2=R3=R4=1，电容器电容C=6F，开关闭合时，间距为d的平行板电容器C的正中间有一质量为m，电荷量为q的小球正好处于静止状态.求 （1）电路稳定后通过R4的电流I；（2）开关S断开，流过R2的电荷量Q；（3）断开开关，电路稳定后，小球的加速度a的大小。8如图所示，电源的电动势为6V、内阻为0.5，小型电动机M的线圈电阻为0.5，限流电阻R0的阻值为2.5，若理想电压表的示数为2.5V时，求： （1）电源的输出功率；（2）电动机输出的机械功率.9如图所示，在半径为R的圆形区域存在垂直于纸面向里的磁场，磁感应强度为B，AB和CD是两个直径，O点为圆心，P点为圆周上的一定，P点到AB的距离为，在P点有一粒源，沿平面向各个方向发射电荷量为q，质量为m的带负电的粒子。 (1)若一粒子的速度大小为，沿平行于AB的方向射入磁场，则该粒子在磁场中的运动时间为多少？(2)若一粒子的速度大小为，沿平行于AB的方向射入磁场，则该粒子在磁场中的运动时间为多少？(3)若粒子源所有粒子的速度均为，则所以粒子在磁场中运动范围的面积是多少？ 11如图所示，匀强磁场的磁感应强度B为0.5T，其方向垂直于倾角为30的斜面向上，绝缘斜面上固定有“”形状的光滑金属导轨MPN（电阻忽略不计），MP和NP长度均为2.5m，MN连线水平，长为3m，以MN的中点O为原点，OP为x轴建立一维坐标系Ox，一根粗细均匀的金属杆CD，长度d为3m，质量m为1kg，电阻R为0.3，在拉力F的作用下，从MN处以恒定速度v=1m/s在导轨上沿x轴正向运动（金属杆与导轨接触良好），g取10m/s2 （1）求金属杆CD运动过程中产生的感应电动势E及运动到x=0.8m处电势差UCD；（2）推导金属杆CD从MN处运动到P点过程中拉力F与位置坐标x的关系式；（3）求金属杆CD从MN处运动到P点的全过程产生的焦耳热12光滑平行的金属导轨MN和PQ，间距L=1.0m，与水平面之间的夹角=30，匀强磁场磁感应强度B=2.0T，垂直与导轨平面向上，MP间接有阻值R=2.0的电阻，其它电阻不计，质量m=2.0kg的金属杆ab垂直导轨放置，如图（a）所示用恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab，由静止开始运动，v-t图象如图（b）所示g=10m/s2，导轨足够长求： （1）恒力F的大小；（2）金属杆速度为2.0m/s时的加速度大小；（3）根据v-t图象估算在前0.8s内电阻上产生的热量（已知在前0.8s内杆的位移为1.12m）13如图，电子从灯丝发出（初速度不计），经灯丝与板间的加速电压加速，从板中心孔沿中心线射出，然后进入两块平行金属板、形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入、间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的点已知加速电压为， 、两板间的电压为，两板间的距离为，板长为，板右端到荧光屏的距离为，电子的质量为，电荷量为问： （1）电子离开板，刚进入偏转电场时的速度（2）电子从偏转电场射出的侧移量（3）荧光屏上点到点的距离14场是物理学中的重要概念、有电场、磁场、重力场等等现真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场在电场中，若将一个质量为、带正电的小球由静止释放，运动中小球的速度与竖直方向夹角为现将该小球从电场中某点以初速度竖直向上抛出已知重力加速度为，（取， ）求运动过程中（1）小球从抛出点至最高点电场力做的功（2）小球的最小速度的大小及方向（3）如果将小球受到的重力和电场力的合力等效为一个新的场力，仿照电场强度的定义，把新的场力与小球的质量的比值定义为新场场强求该新场场强的大小和方向15两个平行金属板、如图乙所示放置， 、两板电势差时间做周期性变化，大小总保持为，周期为，如图甲所示，极板附近有一个粒子源，可以释放初速度为零、质量为，带电荷量为的粒子，由于电场力的作用由静止开始运动不计粒子的重力 （1）若在时发出的电子在时恰好到达极板，求两极板间距离（2）若已知两极板间距离为，在时发出的粒子不能到达极板，求此时发出的粒子距板的最大距离（3）求两极板间距离满足怎样的条件时，粒子到达极板时的动能最大16如图所示的xOy坐标系中，在第象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，第象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从y轴上的P点垂直进入匀强电场，经过x轴上的Q点以速度v进入磁场，方向与x轴正向成30角若粒子在磁场中运动后恰好能再回到电场，已知OP，粒子的重力不计，电场强度E和磁感应强度B大小均未知求： (1)OQ的距离；(2)磁感应强度B的大小；(3)若在O点右侧22L处放置一平行于y轴的挡板，粒子能击中挡板并被吸收，求粒子从P点进入电场到击中挡板的时间17如图，半径为的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一质量为带正电的珠子，空间存在水平向右的匀强电场，珠子所受静电力是其重力的倍，将珠子从环上最低位置点静止释放，求 (1)珠子所能获得的最大动能?(2)要使珠子做完整的圆周运动，在点至少给珠子以多大的初速度?18如图（a）所示，面积S=0.2m2、匝数n=630匝，总电阻r=1.0的线圈处在变化的磁场中，磁感应强度B随时间t按图（b）所示规律变化，方向垂直线圈平面，图（a）中的传感器可看成一个纯电阻R，并标有“3V、0.9W”，滑动变阻器R0上标有“10、1A”，试回答下列问题： （1）设磁场垂直纸面向外为正方向，试判断通过理想电流表的电流方向（2）若滑动变阻器触头置于最左端，为了保证电路的安全，图（b）中的t0最小值是多少？19如图所示，在一倾角为37的粗糙绝缘斜面上，静止地放置着一个正方形单匝线圈ABCD，E、F分别为AB、CD的中点，线圈总电阻、总质量、正方形边长如果向下轻推一下此线圈，则它刚好可沿斜面匀速下滑现在将线圈静止放在斜面上后，在虚线EF以下的区域中，加上垂直斜面向内的、磁感应强度大小按图中所示规律变化的磁场，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37=0.6，cos37=0.8，取g=10m/s2求： （1）线圈与斜面间的动摩擦因数；（2）线圈在斜面上保持静止时，线圈中产生的感应电流大小与方向；（3）线圈刚要开始运动时t的大小20如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为L=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒的质量均为0.02kg，电阻均为R=0.1，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=0.2T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能保持静止。取g=10m/s2，问： （1）通过cd棒的电流I是多少，方向如何？（2）棒ab受到的力F多大？（3）棒cd每产生Q=0.1J的热量，力F做的功W是多少？ 1（1）0.5cm （2）0.025m【解析】【点睛】偏转问题的分析处理方法类似于平抛运动的分析处理，应用运动的合成和分解的方法解：（1）竖直方向做匀加速直线运动，根据电容器电压与电场的关系得又因为，所以水平方向做匀速运动，故，所以（2）竖直方向速度 从平行板出去后做匀速直线运动，水平和竖直方向都是匀速运动，水平方向： 竖直方向： ， 2（1）0.1J （2）5105V/m则3（1）（2）【解析】(1)由平抛运动和几何知识得：tan dv0 t vya t 解得：a 而：y解得：y (2)粒子由P到Q的过程，电场力做功为：WqE yma y 解得： 4（1） （2） （3）（2）粒子在电场中运动的时间： ，粒子在磁场中运动的周期： ， 根据粒子入射磁场时与x轴成45，射出磁场时垂直于y轴，可求出粒子在磁场中运动的圆弧所对的圆心角为=135故粒子在磁场中运动的时间为： ，粒子的运动时间：t=t1+t2=；（3）根据动能定理：Eqh=mv2mv02将E的表达式代入上式，可求出v=v0，再根据 求出 根据粒子入射磁场时与x轴成45，射出磁场时垂直于y轴，可求出粒子在磁场中运动的圆弧所对的圆心角为135。所以x=2h-rcos450 ，y=-r-rsin450出磁场的位置坐标为（ ， ）5U10.5V； I2. 1A解得：r=1； S闭合时电路如图2电路中R34的电阻为：R34=3； 电路中总电阻 R= 则电压表示数为：UV=E=10.5V电路中流过R2的电流：I2=1.75A流过R3的电流：I3=0.35AIA=I2+I3=1.75+0.35=2.1A故电压的示数为10.5V，电流表示数为2.1A点睛：对于复杂电路一般先进行电路的简化，明确电路的结构，然后再利用欧姆定律及串并联电路的特点求解即可6（1）110V （2）81.8%解得： （2）这台电动机的机械效率为： 点睛：本题主要考查了电动机问题，在求解时要注意电动机的总功率等于热功率和输出机械功率之和。7（1）4A（2）（3）1.67m/s2【解析】（1）开关S闭合时， 并联与串联， 中没有电流通过有：电容器的电压 由欧姆定律得通过的电流 ； （2）开关S断开，电容器的电压 开关S断开，流过R2的电荷量： （3）开关S闭合时，小球静止时，由平衡条件有： 开关S断开，根据牛顿第二定律得联立解得。点睛：本题考查综合运用物理知识解决问题的能力，对于带电小球在电场中运动的问题，电压是联系电场与电路的桥梁，要注意电路稳定时，与电容器串联的电阻无电压和电流。8（1）5.5W；（2）2.5W.电动机消耗的功率为： 电动机内阻发热功率为： 所以电动机输出的机械功率为： 。点睛：对于电功率的计算，一定要分析清楚是不是纯电阻电路，对于非纯电阻电路，总功率和发热功率的计算公式是不一样的。9(1) (2) (3) （2）当速度为时，半径为，画出粒子的运动轨迹，粒子在磁场中做圆周运动的圆心角，在磁场中运动时间为， ； （3）根据几何关系，粒子运动区域分为三部分，第一部分是以为直径的半圆，半径为；第二部分是扇形PME，半径为，圆心角为；第三部分是弦PM和圆弧PAM围成的面积。第一部分的面积： 第二部分的面积： 第三部分的面积： 所以粒子在磁场中运动范围的面积为： 。 10（1） （2）2a （3）3a O1为圆心，根据几何关系可得： 由几何关系得到： 洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得到： ，联立得到： ；（2）设绝缘介质与y轴交点为M，与绝缘介质相切的粒子切点为Q，圆心为O1，OO2与x轴负方向夹角为300，则： 击中区域的长度。（3）从P点进入电场的粒子到达y轴上离薄板介质最远，速度为： 与x轴负向夹角600角，根据速度的合成和分解可得： ， 加速度为： ，根据位移时间公式： y方向的距离为： 可得： 点睛：本题主要考查了带电粒子在磁场和电场中的运动，首先要画出运动轨迹，利用几何关系找出极值点，在进行计算求解。11（1）-0.6v （2） （3）7.5J当x=0.8m时，金属杆在导轨教案的电势差为零，设此时杆在导轨外的长度为，则得，联立并带入数据解得： 由楞次定律判断D点电势高，故CD两端电势差（2）杆在导轨间的长度l与位置x的关系是： ，对应的电阻为电流为： 杆受安培力为： 根据平均条件可得， （3）外力F所做的功等于F-x图线下所围成的面积，即而杆的重力势能增加量，则有： 故全过程产生的焦耳热点睛：本题主要考查了法拉第电磁感应定律，闭合电路欧姆定律，共点力平衡条件及安培力表达式，要注意产生感应电流与导体棒有效长度无关，同时巧用安培力与位移成线性关系，由安培力平均值来求焦耳热。12（1）18N （2）2.0m/s2 （3）4.12J v-t图像可知导轨最后匀速运动且vmax=4m/s沿斜面方向： ，安培力为： 电流为： 联立并带入数据解得： （2）对金属杆由牛顿第二定律可得： 代入数据解得： （3）设在前0.5s内电阻上产生的热量为Q，则由功能关系可得： 由v-t图像可知0.8s时速度为：v=2.2m/s，代入数据解得： 点睛：本题主要考查了电磁感应与力学知识的综合，根据速度图象即可求出斜率等于加速度，“面积”等于位移辅助求解估算位移时，采用近似的方法。13（1）（2）（3）（3）由（3）分析知，电子离开偏转电场时在竖直方向的速度电子离开偏转电场后做匀速直线运动，电子在水平方向的分速度，产生位移为S，电子运动时间电子在竖直方向的分速度，产生位移所以电子偏离O点的距离14（1）；（2）0.6v0；垂直合力方向向右上方；（3） 方向与竖直方向夹角【解析】试题分析：小球静止释放时，由于所受电场力与重力均为恒力，故其运动方向和合外力方向一致，根据这点可以求出电场力大小，然后根据运动的分解，求解小球在电场方向上的位移，进而求得电场力做的功；小球抛出后，水平方向做匀加速直线运动，竖直方向上做竖直上抛运动，用运动的合成求出运动过程中合速度的表达式，然后利用数学求极值的办法即可求出最小速度；新场强为合力的加速度和方向（1）电场力的大小，方向水平向右小球竖直向上做匀减速运动，加速度为： 水平方向做匀加速运动，加速度小球上升到最高点的时间此过程小球沿电场方向的位移为电场力做功（2）水平速度： ，竖直速度： ，小球的速度，由以上各式得出： ，计算得出当时， 有最小值， ，垂直合力方向向右上方