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
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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
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=2.0×107m/s,从两板中间射入,如图,求:
(电子质量m=9.01×10-31kg)
(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2×10-5C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θ=37°,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8.
(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Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ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=12Ω,R2=R3=R4=6.0Ω。
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4Ω。
(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=1Ω,R1=R2=R3=R4=1Ω,电容器电容C=6μF,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0.5Ω,小型电动机M的线圈电阻为0.5Ω,限流电阻R0的阻值为2.5Ω,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θ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0.3Ω,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α=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=2.0Ω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Ⅰ象限内存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ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=1.0Ω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“10Ω、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μ;
(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=0.1Ω,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)5×105V/m
则
3.
(1)
(2)
【解析】
(1)由平抛运动和几何知识得:
tanθ=
d=v0t
vy=at
解得:
a=
而:
y=
解得:
y=
(2)粒子由P到Q的过程,电场力做功为:
W=qEy=may
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θ=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=mv2-mv02
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45º,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135º。
所以x=2h-rcos450,y=-r-rsin450
出磁场的位置坐标为(,)
5.U=10.5V;I=2.1A
解得:
r=1Ω
;
S闭合时电路如图2
电路中R34的电阻为:
R34=3Ω;
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==0.35A
IA=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
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