2011届高三物理一轮复习优化测控试题 电厂单元小结（38套）

用心 爱心 专心 20112011 届高三物理一轮复习同步优化测控试题届高三物理一轮复习同步优化测控试题 第第 4848 讲讲 单单 元元 小小 结结 链接高考 1 带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用 能分别完成以下两种运动 在电场线 上运动 在等势面上做匀速圆周运动 该电场可能由 2008 年高考 天津理综卷 A 一个带正电的点电荷形成 B 一个带负电的点电荷形成 C 两个分立的带等量负电的点电荷形成 D 一带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成 解析 在仅受电场力作用下完成在电场线上的运动 只要电场线是直线的就可能实现 在等势面上做匀速圆周运动 就需要带负电的粒子在电场中所受的电场力提供向心力 根 据题目中给出的 4 个电场 同时符合两个条件的是选项 A 答案 A 2 水平放置的平行板电容器与一电池相连 在电容器的两板间有一带正电的质点处于 静止平衡状态 现将电容器两板间的距离增大 则 2005 年高考 全国理综卷 A 电容变大 质点向上运动 B 电容变大 质点向下运动 C 电容变小 质点保持静止 D 电容变小 质点向下运动 解析 一带正电的质点处于静止状态 则Eq mg 又极板始终与电池相连 则两极板 间电压不变 由E 可知d变大 E变小 又C d变大 则C变小 故选项 D 正确 U d S 4 kd 答案 D 3 已知 介子 介子都是由一个夸克 夸克 u 或夸克 d 和一个反夸克 反夸克 或反夸克 组成的 它们的带电荷量如下表所示 表中 e 为元电荷 u d ud u d 带电荷量 e e e 2 3 e 1 3 e 2 3 e 1 3 下列说法正确的是 2005 年高考 全国理综卷 A 由 u 和组成 B 由 d 和组成 d u C 由 u 和组成 D 由 d 和组成 d u 解析 由电荷量之和即可得出结果 答案 AD 4 图中a b是两个点电荷 它们的电荷量分别为Q1 Q2 MN是ab连线的中垂线 P 是中垂线上的一点 下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的左侧 2005 年高考 全国理 综卷 A Q1 Q2都是正电荷 且Q1 Q2 B Q1是正电荷 Q2是负电荷 且Q1 Q2 C Q1是负电荷 Q2是正电荷 且 Q1 Q2 D Q1 Q2都是负电荷 且 Q1 Q2 解析 利用公式E k 和平行四边形定则可得 Q r2 答案 ACD 5 带电粒子M只在电场力作用下由P点运动到Q点 在此过程中克服电场力做了 用心 爱心 专心 2 6 10 8 J 的功 那么 2006 年高考 四川理综卷 A M在P点的电势能一定小于它在Q点的电势能 B P点的场强一定小于Q点的场强 C P点的电势一定高于Q点的电势 D M在P点的动能一定大于它在Q点的动能 解析 带电粒子克服电场力做功 电势能增加 动能减少 则M在P点的电势能小于 在Q点的电势能 选项 A D 正确 场强和电势无法确定 选项 B C 错误 答案 AD 6 A B是一条电场线上 的两点 若 在A点释放一初速为零的电子 电 子仅受电场力作用 并沿电场线从A运动到B 其速度随时间变化的规律如 图所示 设A B两点的电场强度分别为EA EB 电势分别为UA UB 则 2006 年高考 上海物理卷 A EA EB B EA EB C UA UB D UA UB 解析 因负电荷所受电场力与电场强度方向相反 电子带负电 受电场 力方向由A指向B 所以电场强度方向由B指向A 则UA UB 由电子运动的 速度时间图象知电子做匀加速直线运动 故F电 Eq ma 所以电场为匀强 电场 故EA EB 故 选项 A D 正确 B C 错误 答案 AD 7 质子和中子是由更基本的粒子即所谓 夸克 组成的 两个强作用荷相反 类似于正 负电荷 的夸克在距离很近时几乎没有相互作用 称为 渐近自由 在距离较远时 它 们之间就会出现很 强的引力 导致所谓的 夸克禁闭 作为一个简单的模型 设这样的 夸克之间的相互作用力F与它们之间的距离r的关系为 F Error 式中F0为大于零的常 量 负号表示引力 用U表示夸克间的势能 令U0 F0 r2 r1 取无穷远为势能零点 下 列U r图象中正确的是 2008 年高考 海南物理卷 解析 题中取无穷远处电势能为零 当r r2时F 0 故 r2时电势能为零 当 r1 r r2时有引力作用 故r2 r1时引力做正功 电势能减小直至 U0 当 0 r r1时 F 0 故无力做功 电势能不变 答案 B 8 光滑水平面上有一边长为l的正方形区域处在场强为E的匀强电场中 电场方向与 正方形一边平行 一质量为m 带电荷量为q的小球由某一边的中点 以垂直于该边的水平 初速度v0进入该正方形区域 当小球再次运动到该正方形区域的边缘时 具有的动能可能 为 A 0 B mv qEl 1 22 0 1 2 C mv D mv qEl 1 22 0 1 22 0 2 3 解析 如图所示 设小球带正电 1 当它从bc边中点垂直该边以水平初速度v0进入电场时 由动能 定理得 qEl Ek mv 1 22 0 即Ek qEl mv 1 22 0 用心 爱心 专心 2 当它从ab边中点垂直该边进入 则可能沿ad边射出 也可能沿cd边射出 若从ad边射出 则 Ek mv 即 qEl 2 1 22 0 Ek mv qEl 2 1 22 0 若从cd边射出 射出点与射入点沿场强方向的距离为x 0 x 则q Ex Ek mv l 2 1 2 得 2 0 Ek mv qEl 2 1 22 0 3 若它从ad边中点垂直该边进入电场 则先做匀减速运动 若qEl mv 则到达bc边时速度为零 故选项 A B 正确 1 22 0 若qEl mv 则未出电场区 之后做反向匀加速运动 返回ad边时 动能仍为 1 22 0 mv 故选项 C 正确 D 错误 1 22 0 答案 ABC 9 图甲中给出器材为 电源E 电动势为 12 V 内阻不计 木板N 板上从下往上依次叠放白纸 复写纸 导 电纸各一张 两个金属条A B 平行放置在导电纸上 与导电纸接触良好 用作电极 滑动变阻器R 其总阻值小于两平行电极间导电纸的电阻 直流电压表 量程为 6 V 内 阻很大 其负接线柱与B极相连 正接线柱与探针P相连 开关 K 现要用图中仪器描绘两平行金属条AB间电场中的等势线 AB间的电压 要求取为 6 V 在图中连线 画成实验电路原理图 下面是主要的实验操作步骤 将所缺的内容填写在横线上方 a 接好实验电路 b c 合上 S 并将探针P与A相接触 d e 用探针压印的方法把A B的位置标记在白纸上 画一线段连接AB两极 在连线上选 取间距大致相等的 5 个点作为基准点 用探针把它们的位置印在白纸上 f 将探针与某一基准点相接触 这一点是此基准点的等势点 用探针把这一 点的位置也压印在白纸上 用相同的方法找出此基准点的其它等势点 g 重复步骤 f 找出其他 4 个基准点的等势点 取出白纸画出各条等势线 2004 年高 考 全国理综卷 分析 首先思考三个问题 1 AB间的电压要求取 6 V 而电源电动势为 12 V 且 滑动变阻器总阻值小于平行板间导电纸的电阻 应如何将变阻器连入电路 2 使AB间获 得 6 V 电压 应如何调节变阻器 怎样才能知道AB间的电压为 6 V 3 用电压表寻找等 势点的原理是什么 解析 据题意 必须运用滑动变阻器分压接法才能使两平行板间获得 6 V 电压 根据规范操作要求 合上 K 之前 滑动头应在D端附近 合上 K 后应向上移动滑 动头 将探针P接电极A 直到指示示数为 6 V 停止移动滑动头 电 压表探针移动时 读数相同的点即为等势点 答案 连接线路图如图乙所示 把变阻器的滑动触头移到靠近D端处 调节R 使电压表读数为 6 V 记下电压表读数 在导电纸上移动 探针 找出电压表读数相同的另一点 用心 爱心 专心 10 如图所示 一带正电小球的质量m 1 10 2 kg 电荷量q 1 10 6 C 置于光滑 绝缘水平面上的A点 当空间存在着斜向上的匀强电场时 该小球从静止开始始终沿水平面 做匀加速直线运动 当运动到B点时 测得其速度vB 1 5 m s 此时小球的位移s 0 15 m 求此匀强电场场强E的取值范围 取g 10 m s2 某同学求解如下 设电场方向与水平面之间夹角为 由动 能定理qEs cos mv 0 得E V m 1 22B mv2B 2qs cos 75000 cos 由题意可知 0 所以当E 7 5 104 V m 时小球将始终沿水平 面做匀速直线运动 经检查 计算无误 该同学所得结论是否有不完善之处 若有请予以补充 2005 年高 考 上海物理卷 解析 为使小球始终沿水平面运动 电场力在竖直方向的分力必须小于等于重力 即 qEsin mg 所以 tan mg mv2B 2s 2s g v2B 2 0 15 10 2 25 4 3 E V m 1 25 105 V m mg qsin 1 10 2 10 1 10 6 4 5 即 7 5 104 V m E 1 25 105 V m 该同学所得结论有不完善之处 答案 有不完善之处 7 5 104 V m E 1 25 105 V m 11 如图甲所示 真空中相距d 5 cm 的两块平行金属板A B与电源连接 图中未画出 其中B板接地 电势为零 A板电势变化的规律如图乙所示 将一个质量m 2 0 10 27 kg 电量q 1 6 10 19 C 的带电粒子从紧临B板处释放 不计重力 求 1 在t 0 时刻释放该带电粒子 释放瞬间粒子加速度的大小 2 若A板电势变化周期T 1 0 10 5 s 在t 0 时将带电粒子从紧临B板处无初速 度释放 粒子到达A板时动量的大小 3 A板电势变化频率多大时 在t 到t 时间内从紧临B板处无初速度释放该带 T 4 T 2 电粒子 粒子不能到达A板 2006 年高考 北京理综卷 解析 1 电场强度 E U d 带电粒子所受电场力F qE F ma qU d a 4 0 109 m s2 Uq dm 2 粒子在 0 时间内走过的距离为 T 2 a 2 5 0 10 2 m 1 2 T 2 故带电粒子在t 时恰好到达A板 T 2 根据动量定理 此时粒子动量 p Ft 4 0 10 23 kg m s 3 带电粒子在t 至t 向A板做匀加速运动 在t 至t 向A板做匀减速运 T 4 T 2 T 2 3T 4 动 速度减为零后将返回 粒子向A 板运动 可能的最大位移 用心 爱心 专心 s 2 a 2 aT2 1 2 T 4 1 16 要求粒子不能到达A板 有s d 由f 电势变化频率应满足 1 T f 5 104 Hz a 16d2 答案 1 4 0 109 m s2 2 4 0 10 23 kg m s 3 f 5 104 Hz 2 12 如图甲所示 真空室中电极K发出的电子 初速度不计 经过U0 1000 V 的加速电 场后 由小孔S沿两水平金属板A B间的中心线射入 A B板长l 0 20 m 相距 d 0 020 m 加在A B两板间的电压u随时间t变化的u t图象如图乙所示 设A B间 电场可看做是匀强电场 且两板外无电场 在每个电子通过电场区域的极短时间内 电场可 视做恒定的 两板右侧放一记录圆筒 筒的左侧边缘与极板右端相距b 0 15 m 圆筒绕其 竖直轴匀速转动 周期T 0 20 s 筒的周长s 0 20 m 筒能接收到通过A B板的全部 电子 1 以t 0 时 如图乙所示 此时u 0 电子打到圆筒记录纸上的点作为xOy坐标系的 原点O 并取y轴竖直向上 试计算电子打到记录纸上最高点的x坐标和y坐标 不计重力 作用 2 在图丙中给出的坐标纸上定量地画出电子打到记录纸上的点形成的图象 解析 1 计算电子打到记录纸上的最高点的坐标 设v0为电子沿A B板的中心线射入电场时的初速度 则 mv eu 1 22 0 电子在中心线方向的运动为匀速运动 设电子穿过A B板的时间为t0 则l v0t0 电子在垂直A B板方向做匀加速直线运动 对于恰能穿过A B板的电子 在它通过时 加在两板间的电压UC应满足 d t 1 2 1 2 eUC md2 0 联立解得 UC U0 20 V 2d2 l2 此电子从A B板射出时沿y轴方向的分速度为 vy t0 eUC md 丁 以后 此电子做匀速直线运动 它打在记录纸上的点最高 设纵坐标为y 由图丁可 得 用心 爱心 专心 y d 2 b vy v0 解得 y 2 5 cm db l d 2 注 此处也可用y b tan 求解 L 2 从题给的u t图象可知 加在两板上的电压U的周期T0 0 10 s u的最大值 Um 100 V 因为UC Um 在一个周期T0内 只有开始的一段时间