2017_2018学年高二物理上学期期末复习备考黄金30题专题04大题好拿分（提升版20题）.docx

期末复习大题好拿分【提升版】（20题）1在光滑绝缘的水平面上，用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B.A球的带电量为+2q，B球的带电量为-3q，组成一带电系统,如图所示，虚线MP为AB两球连线的垂直平分线，虚线NQ与MP平行且相距4L.最初A和B分别静止于虚线MP的两侧,距MP的距离均为L，且A球距虚线NQ的距离为3L，若视小球为质点,不计轻杆的质量,在虚线MP, NQ间加上水平向右的匀强电场E后，求: (1)B球刚进入电场时,带电系统的速度大小；(2)带电系统从开始运动到速度第一次为零所需时间以及B球电势能的变化量。 2如图所示，边长为4l的正方形ABCD内存在两个场强大小相等、方向相反的有界匀强电场，中位线OO/上方的电场方向竖直向下，OO/下方的电场方向竖直向上。从某时刻起，在A、O两点间（含A点，不含O点）连续不断地有电量为+q、质量为m的粒子以相同速度v0沿水平方向射入电场。其中从A点射入的粒子第一次穿越OO/后就恰好从C点沿水平方向射出正方形电场区。不计粒子的重力及粒子间的相互作用。求： （1）从AO间入射的粒子穿越电场区域的时间t和匀强电场的场强E的大小；（2）在AO间离O点高度h为多大的粒子，最终能沿水平方向从CD间射出正方形电场区？（3）上一问中能沿水平方向射出正方形电场区的这些粒子，在穿越OO/时的速度大小v3如图所示，与水平面成37的倾斜轨道AC，其延长线在D点与半圆轨道DF相切，全部轨道为绝缘材料制成且位于竖直面内，整个空间存在水平向左的匀强电场，MN的右侧存在垂直于纸面向里的匀强磁场（C点在MN边界上）。一质量为0.4 kg的带电小球沿轨道AC下滑，至C点时速度为，接着沿直线CD运动到D处进入半圆轨道，进入时无动能损失，恰好能通过F点，通过F 点时速度为4 m/s，取g=10 m/s2 求： （1）小球带正电还是负电；（2）小球在半圆轨道部分克服摩擦力所做的功；（3）小球从F点飞出时磁场同时消失，小球离开F点后的运动轨迹与AC轨道所在直线的交点为G（G点未标出），求G点到D点的距离。4如图所示，在xoy坐标系中，x轴上N点到O点的距离是24cm，虚线NP与x轴负向的夹角是30。第象限内NP的上方有匀强磁场，磁感应强度B=1T，第象限有匀强电场，方向沿y轴正方向。一质量为，电荷量带正电粒子，从电场中M（24，-16）点由静止释放，经电场加速后从N点进入磁场，又从y轴上P点穿出磁场。不计粒子重力，取，求： （1）粒子在磁场中运动的速度v；（2）匀强电场的电场强度E；（3）粒子从M点运动到P点的过程中所用时间t。5在一个水平面上建立x轴，在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场，场强大小E=6105N/C，方向与x轴正方向相同，在原点O处放一个质量m=0.01kg带负电荷的绝缘物块，其带电量q=-510-8C物块与水平面间的动摩擦因数=0.2，给物块一个沿x轴正方向的初速度v0=2m/s如图所示试求： （1）物块沿x轴正方向运动离O点的最远距离；（2）物体运动的总时间为多长;6如图所示，电源电动势E0=15V内阻r0=1，电阻R1=30，R2=60。间距d=0.2m的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度B=1T的匀强磁场。闭合开关S，板间电场视为匀强电场，将一带正电的小球以初速度v=0.1m/s沿两板间中线水平射入板间。设滑动变阻器接入电路的阻值为R，忽略空气对小球的作用，取g=10m/s2。 （1）当R=29时，电阻R2消耗的电功率是多大？（2）若小球进入板间做匀速度圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为600，则R是多少？7如图所示，电源的电动势E=110V，电阻R1=21，电动机绕组的电阻R0=0.5，电键S1始终闭合。当电键S2断开时，电阻R1的电功率是525W；当电键S2闭合时，电阻R1的电功率是336W，求（1）电源的内电阻；（2）当电键S2闭合时流过电源的电流； （3）电动机的输出的功率。 8如图所示，是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图电动机内电阻r=1.0，电路中另一电阻R=4，直流电压U=120V，电压表示数UV=100V试求： （1）通过电动机的电流；（2）输人电动机的电功率；（3）若电动机以V=1m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量？（g取10m/s2）9如图所示,在xOy平面内,第象限内的虚线OM是电场与磁场的边界，OM与y轴负方向成45角。在x0且OM的左侧空间存在着沿x轴负方向的匀强电场E,场强大小为0.32N/C，在y0且OM的右侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场B,磁感应强度大小为0.10T,不计重力的带负电的微粒,从坐标原点O沿y轴负方向以v0=2.0103m/s的初速度进入磁场，已知微粒的带电荷量为q=5.010-18C，质量为m=1.010-24kg,求: (1)带电微粒第一次经过磁场边界点的位置坐标;(2)带电微粒在磁场区域运动的总时间;(3)带电微粒最终离开电、磁场区域点的位置坐标。(保留两位有效数字)10如图所示，一个质量为m=2.010-11kg，电荷量q=+1.010-5C的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经U1=25V电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中金属板长L=20cm，两板间距求： （1）微粒进入偏转电场时的速度V0是多大？（2）若微粒射出电场过程的偏转角为=30，并接着进入一个方向垂直与纸面向里的匀强磁场区，则两金属板间的电压U2是多大？（3）若该匀强磁场的宽度为，为使微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?这种情况下磁场中运动时间是多少？11如图所示,竖直放置的平行金属板,板间电压为U0，质量为m,电量为q的带正电的粒子(不计重力)自左极板的a处由静止释放，加速后从右极板的小孔b射出。由o点垂直于mf边的方向射入边长为L的正方形场区，o为mf边的中点。 (1)若正方形区域内仅存在垂直于mn方向的匀强电场，求电场强度E多大能使粒子从n点射出场区；(2)若正方形区域内仅存在垂直于纸面方向的匀强磁场，求磁感应强度B大小满足什么条件能使粒子从m、n两点间射出场区。12如图（甲）所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道相距L=1m，两轨道之间用R=4的电阻连接，一质量m=1kg的导体杆与两轨道垂直，静止放在轨道上，轨道的电阻可忽略不计整个装置处于磁感应强度B=4T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上，现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆，拉力F与导体杆运动的位移s间的关系如图（乙）所示，当拉力达到最大时，导体杆开始做匀速运动，当位移s=2.5m时撤去拉力，导体杆又滑行了一段距离后停止已知在拉力F作用过程中，通过电阻R上电量q为1.25C在滑行的过程中电阻R上产生的焦耳热为求： （1）导体杆运动过程中的最大速度；（2）拉力F的最大值；（3）拉力F作用过程中，电阻R上产生的焦耳热13如图所示，两根足够长的直金属 MN、PQ平行放置在倾角为q 的绝缘斜面上， 两导轨间距为 L。M、P 两点间接有阻值为 R 的电阻。一根质量为 m的均匀直金属杆 ab 放 在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为 B的匀强磁场中，磁场方向垂直 斜面向下。导轨和金属杆的电阻可忽略。让 ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接 触良好，不计它们之间的摩擦。 (1)在加速下滑过程中，当 ab 杆的速度大小为 v 时，ab 杆中的电流及其加速度的大小；(2)求在下滑过程中 ab 杆可达到的最大速度。(3)从开始下滑到达到最大速度的过程中，棒沿导轨下滑了距离 s，求整个装置生热多少.14如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.3m导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻R=0.4导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.2的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下利用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始运动做匀加速直线运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑，获得电压U随时间t变化的关系如图乙所示 （1）求金属杆的瞬时速度随时间变化的表达式；（2）求第2s末外力F的大小；（3）如果水平外力从静止起拉动杆2s所做的功为1.2J，求整个回路中产生的焦耳热是多少15间距为l=0.5m两平行金属导轨由倾斜部分和水平部分平滑连接而成，如图所示，倾斜部分导轨的倾角=30，上端连有阻值R=0.5的定值电阻且倾斜导轨处于大小为B1=0.5T、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。水平部分导轨足够长，图示矩形虚线框区域存在大小为B2=1T、方向竖直向上的匀强磁场，磁场区域的宽度d=3m。现将质量m=0.1kg、内阻r=0.5、长l=0.5m的导体棒ab从倾斜导轨上端释放，达到稳定速度v0后进入水平导轨，当恰好穿过B2磁场时速度v=2m/s，已知导体棒穿过B2磁场的过程中速度变化量与在磁场中通过的距离满足（比例系数k未知），运动过程中导体棒始终与导轨垂直并接触良好，不计摩擦阻力和导轨电阻。求： （1）导体棒ab的速度v0；（2）导体棒ab穿过B2磁场过程中通过R的电荷量及导体棒ab产生的焦耳热；（3）若磁场B1大小可以调节，其他条件不变，为了使导体棒ab停留在B2磁场区域，B1需满足什么条件。16如图，在第一象限存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面（xy平面）向外；在第四象限存在匀强电场，方向沿x轴负向。在y轴正半轴上某点以与x轴正向平行、大小为v0的速度发射出一带正电荷的粒子，该粒子在（d，0）点沿垂直于x轴的方向进人电场。不计重力。若该粒子离开电场时速度方向与y轴负方向的夹角为，求： （1）电场强度大小和磁感应强度大小的比值；（2）该粒子在电场和磁场中运动的总时间。17如图所示，在xOy平面内，MN与y轴平行，间距为d，其间有沿x轴负方向的匀强电场。y轴左侧有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B1；MN右侧空间有垂直纸面不随时间变化的匀强磁场。质量为m、电荷量为q的粒子以v0的速度从坐标原点O沿x轴负方向射入磁场，经过一段时间后再次回到坐标原点，粒子在此过程中通过电场的总时间t总=，粒子重力不计，求： （1）左侧磁场区域的最小宽度；（2）电场区域电场强度的大小；（3）右侧磁场区域宽度及磁感应强度满足的条件。18一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率为50 kW，输出电压为500V，升压变压器原、副线圈匝数比为15，两个变压器间的输电导线的总电阻为15 ，降压变压器的输出电压为220 V，变压器本身的损耗忽略不计，在输电过程中电抗造成的电压损失不计，求： （1）升压变压器副线圈的端电压；（2）输电线上损耗的电功率；（3）降压变压器原、副线圈的匝数比。19如图所示，光滑固定斜面倾角为，斜面上有两个完全相同的正方形线框、用细线连接， 通过平行于斜面的细线绕过斜面顶端的定滑轮与一重物相连接，开始重物固定，线框处于静止，斜面上水平虚线MN上方有垂直于斜面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，线框的边长为L，线框间连线长及线框最上边到MN的距离也L，释放重物，使重物带动线框沿斜面向上运动，两个线框的质量均为，每个线框的电阻均为，重物的质量为2m，虚线上方的斜面足够长，重物离地面足够高，线框运动过程中，上边始终与MN平行，重力加速度为，当线框刚好完全进人磁场的一瞬间，重物的加速为零，求：(1)线框上边刚进人磁场时，重物的加速度多大?(2)线框进人磁场的过程中，线框通过截面的电量及线框中产生的焦耳热分别为多大?(3)如果线框Q进入磁场的过程所用的时间为，则线框Q刚好完全进入磁场时的速度多大? 20如图1所示，两根水平的金属光滑平行导轨，其末端连接等高光滑的圆弧，其轨道半径r=0.5m，圆弧段在图中的cd和ab之间，导轨的间距为L=0.5m，轨道的电阻不计，在轨道的顶端接有阻值为R=2.0的电阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=2.0T现有一根长度稍大于L、电阻不计，质量m=1.0kg的金属棒，从轨道的水平位置ef开始在拉力F作用下，从静止匀加速运动到cd的时间t0=2.0s，在cd时的拉力为F0=3.0N已知金属棒在ef和cd之间运动时的拉力随时间变化的图象如图2所示，重力加速度g=10m/s2，求： (1)求匀加速直线运动的加速度；(2)金属棒做匀加速运动时通过金属棒的电荷量q；(3)匀加到cd后，调节拉力使金属棒接着沿圆弧做匀速圆周运动至ab处，金属棒从cd沿圆弧做匀速圆周运动至ab的过程中，拉力做的功W 1（1）（2） 【解析】（1）带电系统开始运动到B球刚进入电场，应用动能定理： 解得： (2) 对带电系统进行分析，假设球A能达到右极板，电场力对系统做功为W，有： ，故带电系统速度第一次为零时，球A恰好到达右极板Q。B球进入电场后，减速到0前进的距离为B球未进入电场前，由牛顿第二定律得： 解得： ，B球进入电场后，由牛顿第二定律得： 解得： 带电系统从开始运动到速度第一次为零所需时间 因B球进入电场后，减速到0前进的距离为，B球电势能的变化量： 点睛：要分析系统第一次减速为零时，小球A的位置有没有出磁场。如不出磁场，则减速过程为两段匀变速直线运动；如A已出磁场，则减速过程至少为三段。2（1） （2） (n=1,2,3) （3）v0 (n=1,2,3) 在水平方向上，做匀速直线运动所以运动时间为： 又因为竖直方向先匀加速运动： 联立以上可得： (2) 满足题意的带电粒子运动轨迹如图2所示，每小段抛物线的水平长度为，则： ， 其中： 结合（1）中的E解得： 3(1)正电（2）27.6 J (3) 2.26 m【解析】（1）由小球离开C后仍能沿直线方向运动，电场力与洛仑兹力的合力一定与重力等大反向；则可得出小球只能带正电（2）依题意可知小球在CD间做匀速直线运动在D点速度为 在CD段受重力、电场力、洛伦兹力，且合力为0，设重力与电场力的合力为F，F=qvCB 又 解得： 在F点处由牛顿第二定律可得 把代入得，R=1 m小球在DF段克服摩擦力做功W，由动能定律可得： W=27.6 J （3）小球离开F点后做类平抛运动，其加速度为 由 ，得 交点G与D点的距离 4(1)4 104 m/s (2)2104 V/m (3) 1.6105s 则有 又有 得 t2=8106st= t1+ t2 得t=1.6105s5（1）物块沿x轴正方向运动离O点的最远距离是0.4m；（2）物体运动的总时间为1.74s接着物块向左作匀加速直线运动： 根据： 代入解得 物块离开电场后，向左作匀减速运动： 根据： 得： 物块运动的总时间为： 综上所述本题答案是：（1）物块沿x轴正方向运动离O点的最远距离是0.4m；（2）物体运动的总时间为1.74s点睛：本题首先要理清物块的运动过程，运用动能定理、牛顿第二定律和运动学公式结合进行求解6（1）0.6W（2）54【解析】（1）闭合电路的外电阻为RRx+(29+)49 根据闭合电路的欧姆定律IA0.3A R2两端的电压为U=E-I（r+Rx）=（15-0.330）V=6V R2消耗的功率为P2W0.6W 电阻R2消耗的电功率为0.6W；（2）小球进入电磁场做匀速圆周运动，则重力和电场力等大反向，洛仑兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，得Bqv=m qmg 联立化简得 小球做匀速圆周运动的初末速的夹角等于圆心角为60，根据几何关系得R=d 联立并代入数据干路电流为 则滑动变阻器的电阻；要使小球进入板间做匀速度圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为60，Rx应为54点睛：本题为带电粒子在复合场中的运动与闭合电路欧姆定律的综合性题目，解题的关键在于明确带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，所受到的电场力一定与重力大小时相等方向相反，同时要注意几何关系的应用7r=1，I=26A，P=1606W通过电动机的电流；(3) 根据求电动机的输出功率。(1)设S2断开时R1消耗的功率为P1，则，代入数据可得；(2)设S2闭合时R1两端的电压为U，消耗的功率为P2，则，代入数据可得，由闭合电路欧姆定律得，E=U+Ir，代入数据，得；(3)流过R1的电流为I1，流过电动机的电流为I2， ，而I1+I2=I，所以I2=22A，由代入数据得。点晴：解决本题的关键能够灵活运用闭合电路欧姆定律，以及知道电动机输入功率、输出功率、热功率的关系。8（1）5A（2）500W（3）47.5kg 9(1) (2) (3) 【解析】(1)带电微粒从O点射入磁场,运动轨迹如图。 第一次经过磁场边界上的A点，由得 A点位置坐标(-4010-3m,-4010-3m)(2)带电微粒在磁场中运动轨迹如(1)问图,设带电微粒在磁场中做圆周运动的周期为T，则 ，带电微粒在磁场区域运动的总时间，解得： (3)微粒从C点沿y轴正方向进入电场,速度方向与电场力方向垂直,微粒做类平抛运动 、 解得： 离开电、磁场时纵坐标离开电、磁场时的点的位置坐标为(0,0.19m)点睛：带电粒子在电磁场中运动时，一定要画出轨迹，根据轨迹寻找几何关系，结合运动规律求解相应问题。10（1）（2）（3）0.1T ； 则，微粒进入磁场时的速度 由牛顿第二定律得： 联立解得： 这种情况下粒子在磁场中运动的时间 ， 解得： 11（1）（2） 、 解得： 能使粒子从m、n两点间射出场区则 12（1）（2）8N（3）5J (2)杆匀速运动时，所受的安培力为： 由于匀速运动，所以有： (3)拉力F作用过程中，根据能量守恒定律得： 则得回路中产生的总焦耳热量为： 因为R=r，则电阻R上产生的焦耳热为： 【点睛】本题关键要能根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电量的公式，推导出电量的表达式，这是个常用的经验结论，要熟练推导，并明确电量与哪些因素有关13(1) , (2) (3) 14（1）2t （2）0.35N （3）0.4J【解析】（1）根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律推导出R两端的电压与速度的关系式，由电压图象写出电压与时间的关系式，即可求出速度的表达式；由速度的表达式求出金属加速度，由速度公式求出第2s末的速度，求出安培力，根据牛顿第二定律求出外力；外力做功，使金属杆获得动能、回路中产生内能，根据能量守恒定律可求出整个回路中产生的焦耳热。（1）设路端电压为U，杆的运动速度为v，则有感应电动势为：E=BLv 感应电流为： 根据：U=IR联立可得： 代入数据解得： 由图乙可得：U=0.2t（V） 可得速度为：v=2t（m/s）（2）由上式v=2t知，金属杆的加速度为a=2m/s2，在2s末金属杆的速度为：v=at=4m/s，此时杆受到的安培力大小为： 由牛顿第二定律，对杆有FF=ma代入数据解得：F=0.35N（3）在2s末，杆的动能为： 由能量守恒定律，回路产生的焦耳热 Q=WEk=0.4J点睛：本题主要考查了导体棒在磁场里滑动问题，应用法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿第二定律和能量守恒定律结合进行解题。15（1）8m/s（2）1.5C；1.5 J（3） （3）根据题意有， ，则若导体棒ab以速度v通过B2磁场时与在磁场中通过的距离x满足导体棒ab在B1磁场中达到稳定速度时，由平衡条件知又联立得根据题意， 联立以上二式并代入数据得T。【点睛】（1）由导体棒达到稳定速度后进入水平导轨，在区域受力平衡，根据受力平衡列方程，可求稳定速度；（2）根据平均电流求出电荷量；根据能量守恒定律求出回路产生的焦耳热，再根据电路的串联关系求出