高中物理第一章静电场19粒子在电场中的运动学案选修31.docx

高中物理第一章静电场19粒子在电场中的运动学案选修31.docx

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高中物理第一章静电场19粒子在电场中的运动学案选修31

第一章第9节粒子在电场中的运动

【学习目标】

1．了解带电粒子在电场中的运动——只受电场力，带电粒子做匀变速运动。

2．重点掌握初速度与场强方向垂直的带

电粒子在电场中的运动——类平抛运动。

3.知道示波管的构造和基本原理．

【学习过程】

学习任务一：

回顾相关知识。

1.牛顿第二定律的内容：

2.动能定理的表达式：

3.平抛运动的运动规律:

水平方向：

竖直方向：

速度

偏转角度

：

位移偏转角度：

学习任务二：

粒子如何完成加速和偏转？

用到了哪些知识？

完成以下例题。

真空中水平放置一对平行金属板，板间距为d，板长为L，板

间电压为U，带电粒

子质量为m，电量为+q，以初速度v0水平射入匀强电场，求电子射出电场时偏移的距离y和偏转的角度ϕ

学习任务三：

在上题的基础上，若带电粒子的初速v0是在电场的电势差U1下加速而来的（从零开始），那么上面的结果又

如何呢?

（y，ϕ）

学习任务四：

阅读课本，了解示波管的原理。

学习

任务五：

完成下列题目，检测学习收获。

1.如图，带

负电的小球静止在水平放置两板间距离为2.0cm的平行板电容器两板间，距下板0.8cm处，两极间电势差为300V，如果两板间电势差减小为60V，则带电小球运动到极板上需要多长时间？

2.如图，水平平行金属A、B接在电源上，一个

带正电的液滴从P由静止释放，从孔S2射出时速度为

v1，若B板不动，A板稍向上移一些，相同的液滴仍从P静止释放，经S2射出时的速度为v

2，则有

A．v1=v2

B．v1>v2

C．v1

D．无法确定v1、v2的大小

3.一束电子流，在电压为U=50

00V的电场作用下获得一定速度后，在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两板间距d=1.0cm，板长L=5.0cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多加多大的电压？

高考理综物理模拟试卷

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题

1．如图所示，电源电动势E=1.5V，内电阻r=0.5Ω，滑动变阻器R1的最大，电阻Rm=5.0Ω，定值电阻R2=2.0Ω，C为平行板电容器，其电容为3μF。

将开关S与a接触，则

A．当R1的阻值增大时，R2两端的电压减小

B．当R1接入电路阻值为0.5Ω时，R1消耗的功率最大

C．将开关从a接向b，流过R3的电流流向为d→>c

D．将开关从a接向b，待电路稳定，流过R3的电荷量为9×10－3C

2．2018年6月14日11时06分，探月工程嫦娥四号任务“鹊桥”中继星成为世界首颗成功进入地月拉格朗日L2点的Halo使命轨道的卫星，为地月信息联通搭建“天桥”。

如图所示，该L2点位于地球与月球连线的延长线上，“鹊桥”位于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做圆周运动，已知地球、月球和“鹊桥”的质量分别为Me、Mm、m，地球和月球之间的平均距离为R，L2点离月球的距离为x，则（）

A．“鹊桥”的线速度小于月球的线速度

B．“鹊桥”的向心加速度小于月球的向心加速度

C．x满足

D．x满足

3．如图所示，一光滑细杆固定在水平面上的C点，细杆与水平面的夹角为30°，一原长为L的轻质弹性绳，下端固定在水平面上的B点，上端与质量为m的小环相连，当把小环拉到A点时，AB与地面垂直，弹性绳长为2L，将小环从A点由静止释放，当小环运动到AC的中点D时，速度达到最大。

重力加速度为g，下列说法正确的是

A．在下滑过程中小环的机械能先减小后增大

B．小环刚释放时的加速度大小为g

C．小环到达AD的中点时，弹性绳的弹性势能为零

D．小环的最大速度为

4．阿联酋迪拜哈利法塔，原名迪拜塔，塔高828m，也被称为世界第一高楼。

楼层总数162层，配备56部电梯，最高速可达17.4m/s。

游客乘坐观光电梯大约1min就可以到达观光平台。

若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t＝0时由静止开始上升，其加速度a与时间t的关系如图所示。

下列相关说法正确的是（）

A．t＝6s时，电梯处于失重状态

B．7s～53s时间内，绳索拉力最小

C．t＝59s时，电梯处于超重状态

D．t＝60s时，电梯速度恰好为0

5．如图所示，一质量为M=2kg、倾角为θ=45°的斜面体放在光滑水平地面上，斜面上叠放一质量为m=1kg的光滑楔形物块，物块在水平恒力F作用下与斜面体一起恰好保持相对静止地向右运动。

重力加速度为g=10m/s2。

下列判断正确的是（）

A．物块对斜面的压力大小FN=5

N

B．斜面体的加速度大小为a=10m/s2

C．水平恒力大小F=15N

D．若水平作用力F作用到M上系统仍保持相对静止，则F将变小

6．如图所示，在竖直平面内，两质量均为m、电荷量均为+q的小球（视为质点）P、Q用一段绝缘细线连接，整个装置始终处在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中。

让小球P固定不动，将细线水平拉直后由静止释放小球2，当绳与水平方向夹角为α（小于90°）时，小球的加速度大小为（）

A．

B．

C．

D．

二、多项选择题

7．如图所示，一列简谐横波以

的速率沿

轴传播，某时刻波形如图中实线所示，经过

时间波形如图中虚线所示，已知

不超过半个周期.下列说法正确的是______

A．波的波长是

B．波的频率是

C．

D．

时间内波传播距离是

E.

时间内波传播距离是

8．2022年第24届冬季奥林匹克运动会将在中国举行，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。

跳台滑雪赛道可简化为助滑道、着陆坡、停止区三部分，如图所示。

一次比赛中，质量m的运动员从A处由静止下滑，运动到B处后水平飞出，落在了着陆坡末端的C点，滑入停止区后，在与C等高的D处速度减为零。

已知B、C之间的高度差为h，着陆坡的倾角为θ，重力加速度为g。

只考虑运动员在停止区受到的阻力，不计其他能量损失。

由以上信息可以求出

A．运动员在空中飞行的时间

B．A、B之间的高度差

C．运动员在停止区运动过程中克服阻力做功

D．C、D两点之间的水平距离

9．1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖．若速度相同的一束粒子由极板间左端射入质谱仪后分裂为a、b、c三束，分别运动到磁场边界的胶片上，它们的运动轨迹如图所示．则下列相关说法中正确的是（）

A．极板P1带正电

B．a离子的电荷量最大

C．所有离子从射入到打在胶片上所用时间相等

D．若a、b、c离子为氢的三种同位素原子核，则c离子为氚核

10．如图，光滑水平面上放着长木板B，质量m＝2kg的木块A以速度v0＝2m/s滑上原来静止的长木板B的上表面，由于A、B之间存在有摩擦，之后，A、B的速度随时间变化情况如右图所示，重力加速度g＝10m/s2。

则下列说法正确的是（）

A．A、B之间动摩擦因数为0.1

B．长木板的质量为1kg

C．长木板长度至少为2m

D．A、B组成系统损失机械能为4J

三、实验题

11．如图所示，半径R=0.2m的四分之一光滑圆弧轨道AB在最低点B与水平轨道BC相切。

质量mb=0.2kg的小球b静止在B点上，另一质量ma=0.1kg的小球a自圆弧轨道顶端以竖直向下的初速度沿轨道向下运动，运动到B点时与小球b发生弹性碰撞，碰后小球a恰好能返回到最高点A，忽略空气阻力，小球a与b均可视为质点，重力加速度g=10m/s2。

求：

（1）小球a与b碰后瞬间小球a对圆弧轨道的压力大小；

（2）小球a的初速度大小v0。

12．用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。

两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。

横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。

如图是探究过程中某次实验时装置的状态。

（1）在研究向心力的大小F与质量m关系时，要保持_____相同。

A．ω和rB．ω和mC．m和rD．m和F

（2）图中所示，两个钢球质量和半径相等，则是在研究向心力的大小F与______的关系。

A．质量mB．半径rC．角速度ω

（3）若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1:

9，与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为______。

A．1:

3B．3:

1C．1:

9D．9:

1.

四、解答题

13．如图所示，两段粗细均匀内壁光滑的玻璃管竖直放置，开口向上，下端一段粗，横截面积为S=7.5×10－3m2，上端横截面为S=2.5×10－3m2。

粗管中静止着一段长度为h1=5cm的水银柱，水银柱上表面到细管下端口的距离为h2=20cm，水银柱下端封闭了一段长度为L=30m的理想气体。

此时管中气体温度为t=27℃，当地大气压强p0为75cmHg，水银密度为p=13.6×103kg/m3，整个气缸均是绝热的。

水银柱的下端粘有一薄层轻质绝热材料。

在气体中有一段金属丝（图中未画出）和外界组成电路，可以通过给金属丝通电来加热气体，重力加速度g=10m/s2

（i）若给管中封闭的气体缓缓加热，气体吸收热量Q=188J后温度为127℃，求此过程中气体内能的变化?

（ⅱ）若管中封闭的气体缓缓加热到477℃稳定下来，求系统静止后封闭气体的体积?

14．如图所示，透热的汽缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量M＝200kg，活塞质量m＝10kg，活塞横截面积S＝100cm2。

活塞与汽缸壁无摩擦且不漏气。

此时，缸内气体的温度为27℃，活塞位于汽缸正中，整个装置都静止。

已知大气压恒为p0＝1.0×105Pa，重力加速度为g＝10m/s2。

求：

（1）汽缸内气体的压强p1；

（2）汽缸内气体的温度升高到多少时，活塞恰好会静止在汽缸缸口AB处？

【参考答案】

一、单项选择题

题号

1

2

3

4

5

6

答案

A

C

B

D

C

C

二、多项选择题

7．ABE;

8．ABC

9．AD

10．AB

三、实验题

11．

（1）3N

（2）4

m/s

12．

（1）A

（2）B

四、解答题

13．（i）106.4J；（ii）

14．

（1）

（2）

高考理综物理模拟试卷

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题

1．如图所示，半径为R的光滑大圆环用一细杆固定在竖直平面内，质量为m的小球A套在大圆环上。

上端固定在杆上的轻质弹簧与质量为m的滑块B连接井一起套在杆上，小球A和滑块B之间用长为2R的轻杆分别通过铰链连接，当小球A位于圆环最高点时、弹簧处于原长；此时给A一个微小扰动（初速度视为0），使小球A沿环顺时针滑下，到达环最右侧时小球A的速度为

（g为重力加速度）。

不计一切摩擦，AB均可慢为质点，则下列说法正确的是

A．小球A、滑块B和轻杆组成的系统在下滑过程中机械能守恒

B．小球A从圆环最高点到达环最右刻的过程中滑块B的重力能减小

C．小球A从腰环最高点到达医环最右的过程中小球A的重力能小了

D．小球A从圆环最高点到达环最右侧的过程中弹簧的弹性势能增加了

2．如图所示，三角形abc的三个顶点各自固定一个点电荷，A处点电荷受力如图所示，则B处点电荷受力可能是

A．F1B．F2C．F3D．F4

3．二十一世纪新能源环保汽车在设计阶段要对其各项性能进行测试，某次新能源汽车性能测试中，图甲显示的是牵引力传感器传回的实时数据随时间变化关系，但由于机械故障，速度传感器只传回了第20s以后的数据，如图乙所示，已知汽车质量为1500kg，若测试平台是水平的，且汽车由静止开始直线运动，设汽车所受阻力恒定，由分析可得（）

A．由图甲可得汽车所受阻力为1000N

B．20s末的汽车的速度为26m/s

C．由图乙可得20s后汽车才开始匀速运动

D．前20s内汽车的位移为426m

4．放射性同位素钍

Th经一系列α、β衰变后生成氡

Rn，以下说法正确的是（）

A．每经过一次α衰变原子核的质量数会减少2个

B．每经过一次β衰变原子核的质子数会增加1个

C．放射性元素钍

Th的原子核比氡

Rn原子核的中子数少4个

D．钍

Th衰变成氡

Rn一共经过2次α衰变和3次β衰变

5．如图所示，理想变压器电路原线圈匝数可调，调节触头为S，副线圈电路中r为光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照的增强而减小，滑动变阻器R与灯泡L并联在电路中，关于电路变化问题，下列说法正确的是（）

A．保持S位置和光照强度不变，将P向上滑，灯泡L变亮

B．保持S位置和光照强度不变，将P向下滑，电流表示数变小

C．保持P位置和光照强度不变，将S向下滑，光敏电阻的功率变小

D．保持P位置和S位置不变，使光线变暗，原线圈的输入功率变大

6．如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场．两个质子M、N沿平行于直径cd的方向从圆周上同一点P射入磁场区域，P点与cd间的距离为

，质子M、N入射的速度大小之比为1:

2．ab是垂直cd的直径，质子M恰好从b点射出磁场，不计质子的重力和质子间的作用力．则两质子M、N在磁场中运动的时间之比为

A．2:

1B．3:

1C．3:

2D．3:

4

二、多项选择题

7．下列说法正确的是_________（填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．理想气体吸热后温度一定升高

B．可视为理想气体的相同质量和温度的氢气与氧气相比，平均动能一定相等，内能定不相等

C．某理想气体的摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为NA，则该理想气体单个的分子体积为

D．甲、乙两个分子仅在分子力的作用下由无穷远处逐渐靠近直到不能再靠近的过程中，分子引力与分子斥力都增大，分子势能先减小后增大

E.扩散现象与布朗运动都能说明分子在永不停息地运动

8．在如图所示的电路中，电容器

的上极板带正电．为了使该极板仍带正电且电量增大，下列办法中可采用的是：

A．增大

，其他电阻不变B．增大

，其他电阻不变

C．增大

，其他电阻不变D．增大

，其他电阻不变

9．2012年至2015年进入了我国北斗系统卫星发射的高峰期，北斗卫星系统由地球同步轨道卫星与低轨道卫星两种卫星组成，在轨正常运行的这两种卫星比较（）

A．低轨卫星运行的周期较大B．同步卫星运行的周期较大

C．低轨卫星运行的加速度较大D．同步卫星运行的线速度较大

10．如图所示，真空中有一个固定的点电荷，电荷量为＋Q图中的虚线表示该点电荷形成的电场中的四个等势面．有两个一价离子M、N（不计重力，也不计它们之间的电场力）先后从a点以相同的速率v0射入该电场，运动轨迹分别为曲线apb和aqc，其中p、q分别是它们离固定点电荷最近的位置．以上说法中正确的是

A．M一定是正离子，N一定是负离子

B．M在p点的速率一定大于N在q点的速率

C．M在b点的速率一定大于N在c点的速率

D．M从p→b过程电势能的增量一定小于N从a→q过程电势能的增量

三、实验题

11．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，为了消除打点计时器和木板对小车阻力的影响，关于该操作环节，下列四种装置图中正确的是（）

A．

B．

C．

D．

12．如图所示,定值电阻

、

电容

电源电动势

、内阻

若电路稳定时,理想电流表的读数

试求：

（1）电阻

的阻值；

（2）电容C的电量．

四、解答题

13．如图为半径为R的半球玻璃体的横截面，圆心为O，MN为过圆心的一条竖直线。

现有一单色光沿截面射向半球面，方向与底面垂直，入射点为B，且

。

已知该玻璃的折射率为

，求：

（1）光线PB经半球体折射后出来的光线与MN直线的交点到顶点A的距离并作出光路图；

（2）光线PB以B点为轴，从图示位置沿顺时针方向逐渐旋转60°的过程，请说出光线在经半球体的底面第二次折射时会有什么情况发生？

14．在桌面上有一个倒立的玻璃圆锥，其顶点O恰好与桌面接触，圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示。

离轴线距离为r的光束垂直入射到圆锥的底面上。

已知玻璃的折射率n=

，光在真空中的传播速度为c。

（i）画出光线在图示平面内从B点传播到桌面上的光路图；

（ii）求光束从圆锥内B点传播到桌面上的时间。

【参考答案】

一、单项选择题

题号

1

2

3

4

5

6

答案

D

B

B

B

A

A

二、多项选择题

7．BDE

8．AD

9．BC

10．BD

三、实验题

11．B

12．

（1）

；

（2）5.4×10-5C

四、解答题

13．

（1）如图所示：

；

（2）会有全反射现象发生

14．（i）

（ii）