云南省2011届高三物理一轮复习试题 电厂单元小结 旧人教版

1 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 u 夸克 组成的 它们的带电荷量如下表所示 表中 e 为元电荷 d udu 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 2 6 10 8 J 的功 那么 2006 年高考 四川理综卷 2 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 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 3 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 qEx 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 4 探针 找出电压表读数相同的另一点 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 由题意可 1 22 B mv2 B 2qs cos 75000 cos 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 mv2 B 2s 2s g v2 B 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电 T 4 T 2 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 5 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 板做匀减速运动 T 4 T 2 T 2 3T 4 速度减为零后将返回 粒子向 A 板运动可能的最大位移 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 md 2 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 6 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 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间