2019-2020年高二物理上學(xué)期期末復(fù)習(xí)備考黃金30題 專題02 大題好拿分（基礎(chǔ)版，20題）1水平放置的兩塊平行金屬板長L=5.0cm，兩板間距d=1.0cm，兩板間電壓為90v，且上板為正，一個電子沿水平方向以速度v0=2.0107m/s，從兩板中間射入，如圖，求：(電子質(zhì)量m=9.0110-31kg) (1)電子飛出電場時沿垂直于板方向偏移的距離是多少？(2)電子離開電場后，打在屏上的P點(diǎn)，若S=10cm，求OP的長？2勻強(qiáng)電場中，將一電荷量為210-5C的負(fù)電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，其電勢能增加了0.1J，已知A、B兩點(diǎn)間距為2cm，兩點(diǎn)連線與電場方向成60角，如圖所示，問： (1)在電荷由A移到B的過程中，電場力做了多少功？(2)該勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為多大？3如圖所示，在寬度為d的條形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)電場，電場方向平行于區(qū)域邊界有一個質(zhì)量為m的帶正電粒子(不計(jì)重力)從左邊界上的P點(diǎn)，以初速度v0沿垂直于電場方向射入電場，粒子從右側(cè)邊界上的Q點(diǎn)射出時的速度與邊界的夾角為37，已知sin370.6，cos370.8(1)求粒子從右側(cè)邊界射出時，沿電場方向的位移y的大??；(2)在上述過程中，粒子的機(jī)械能變化了多少? 4如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy內(nèi)，第象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，第象限以O(shè)N為直徑的半圓形區(qū)域內(nèi)，存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子，從y軸上y=h處的M點(diǎn)，以速度v0垂直于y軸射入電場，經(jīng)x軸上x=2h處的P點(diǎn)進(jìn)入磁場，最后以垂直于y軸的方向射出磁場。不計(jì)粒子重力。求：（1）電場強(qiáng)度E的大?。唬?）粒子從M點(diǎn)運(yùn)動到離開磁場所經(jīng)過的總時間；（3）粒子離開磁場時的位置坐標(biāo)。5在右圖所示的電路中，電阻R1=12,R2=R3=R4=6.0。當(dāng)電鍵K打開時，電壓表的示數(shù)為12V，全電路消耗的電功率為13W。求電鍵K閉合后，電壓表及電流表的示數(shù)各是多大？（電流表的內(nèi)阻忽略不計(jì)，電壓表的內(nèi)阻非常大） 6某一用直流電動機(jī)提升重物的裝置，如圖所示，重物的質(zhì)量m=50kg，不計(jì)各處的摩擦，當(dāng)電動機(jī)以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物時，此時電路中的電流I=5A，已知電動機(jī)線圈的電阻R為4。(g=10m/s2)求： (1)電動機(jī)工作電壓U； (2)此時這臺電動機(jī)的機(jī)械效率(結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。7如圖所示，電源電動勢為E=10V，內(nèi)阻r=1，R1=R2=R3=R4=1，電容器電容C=6F，開關(guān)閉合時，間距為d的平行板電容器C的正中間有一質(zhì)量為m，電荷量為q的小球正好處于靜止?fàn)顟B(tài).求 （1）電路穩(wěn)定后通過R4的電流I；（2）開關(guān)S斷開，流過R2的電荷量Q；（3）斷開開關(guān)，電路穩(wěn)定后，小球的加速度a的大小。8如圖所示，電源的電動勢為6V、內(nèi)阻為0.5，小型電動機(jī)M的線圈電阻為0.5，限流電阻R0的阻值為2.5，若理想電壓表的示數(shù)為2.5V時，求： （1）電源的輸出功率；（2）電動機(jī)輸出的機(jī)械功率.9如圖所示，在半徑為R的圓形區(qū)域存在垂直于紙面向里的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，AB和CD是兩個直徑，O點(diǎn)為圓心，P點(diǎn)為圓周上的一定，P點(diǎn)到AB的距離為，在P點(diǎn)有一粒源，沿平面向各個方向發(fā)射電荷量為q，質(zhì)量為m的帶負(fù)電的粒子。 (1)若一粒子的速度大小為，沿平行于AB的方向射入磁場，則該粒子在磁場中的運(yùn)動時間為多少？(2)若一粒子的速度大小為，沿平行于AB的方向射入磁場，則該粒子在磁場中的運(yùn)動時間為多少？(3)若粒子源所有粒子的速度均為，則所以粒子在磁場中運(yùn)動范圍的面積是多少？ 11如圖所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.5T，其方向垂直于傾角為30的斜面向上，絕緣斜面上固定有“”形狀的光滑金屬導(dǎo)軌MPN（電阻忽略不計(jì)），MP和NP長度均為2.5m，MN連線水平，長為3m，以MN的中點(diǎn)O為原點(diǎn)，OP為x軸建立一維坐標(biāo)系Ox，一根粗細(xì)均勻的金屬桿CD，長度d為3m，質(zhì)量m為1kg，電阻R為0.3，在拉力F的作用下，從MN處以恒定速度v=1m/s在導(dǎo)軌上沿x軸正向運(yùn)動（金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好），g取10m/s2 （1）求金屬桿CD運(yùn)動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E及運(yùn)動到x=0.8m處電勢差UCD；（2）推導(dǎo)金屬桿CD從MN處運(yùn)動到P點(diǎn)過程中拉力F與位置坐標(biāo)x的關(guān)系式；（3）求金屬桿CD從MN處運(yùn)動到P點(diǎn)的全過程產(chǎn)生的焦耳熱12光滑平行的金屬導(dǎo)軌MN和PQ，間距L=1.0m，與水平面之間的夾角=30，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0T，垂直與導(dǎo)軌平面向上，MP間接有阻值R=2.0的電阻，其它電阻不計(jì)，質(zhì)量m=2.0kg的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，如圖（a）所示用恒力F沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬桿ab，由靜止開始運(yùn)動，v-t圖象如圖（b）所示g=10m/s2，導(dǎo)軌足夠長求： （1）恒力F的大?。唬?）金屬桿速度為2.0m/s時的加速度大?。唬?）根據(jù)v-t圖象估算在前0.8s內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量（已知在前0.8s內(nèi)桿的位移為1.12m）13如圖，電子從燈絲發(fā)出（初速度不計(jì)），經(jīng)燈絲與板間的加速電壓加速，從板中心孔沿中心線射出，然后進(jìn)入兩塊平行金屬板、形成的偏轉(zhuǎn)電場中（偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強(qiáng)電場），電子進(jìn)入、間電場時的速度與電場方向垂直，電子經(jīng)過電場后打在熒光屏上的點(diǎn)已知加速電壓為， 、兩板間的電壓為，兩板間的距離為，板長為，板右端到熒光屏的距離為，電子的質(zhì)量為，電荷量為問： （1）電子離開板，剛進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的速度（2）電子從偏轉(zhuǎn)電場射出的側(cè)移量（3）熒光屏上點(diǎn)到點(diǎn)的距離14場是物理學(xué)中的重要概念、有電場、磁場、重力場等等現(xiàn)真空中存在空間范圍足夠大的、水平向右的勻強(qiáng)電場在電場中，若將一個質(zhì)量為、帶正電的小球由靜止釋放，運(yùn)動中小球的速度與豎直方向夾角為現(xiàn)將該小球從電場中某點(diǎn)以初速度豎直向上拋出已知重力加速度為，（取， ）求運(yùn)動過程中（1）小球從拋出點(diǎn)至最高點(diǎn)電場力做的功（2）小球的最小速度的大小及方向（3）如果將小球受到的重力和電場力的合力等效為一個新的場力，仿照電場強(qiáng)度的定義，把新的場力與小球的質(zhì)量的比值定義為新場場強(qiáng)求該新場場強(qiáng)的大小和方向15兩個平行金屬板、如圖乙所示放置， 、兩板電勢差時間做周期性變化，大小總保持為，周期為，如圖甲所示，極板附近有一個粒子源，可以釋放初速度為零、質(zhì)量為，帶電荷量為的粒子，由于電場力的作用由靜止開始運(yùn)動不計(jì)粒子的重力 （1）若在時發(fā)出的電子在時恰好到達(dá)極板，求兩極板間距離（2）若已知兩極板間距離為，在時發(fā)出的粒子不能到達(dá)極板，求此時發(fā)出的粒子距板的最大距離（3）求兩極板間距離滿足怎樣的條件時，粒子到達(dá)極板時的動能最大16如圖所示的xOy坐標(biāo)系中，在第象限內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，第象限內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，從y軸上的P點(diǎn)垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場，經(jīng)過x軸上的Q點(diǎn)以速度v進(jìn)入磁場，方向與x軸正向成30角若粒子在磁場中運(yùn)動后恰好能再回到電場，已知OP，粒子的重力不計(jì)，電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小均未知求： (1)OQ的距離；(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；(3)若在O點(diǎn)右側(cè)22L處放置一平行于y軸的擋板，粒子能擊中擋板并被吸收，求粒子從P點(diǎn)進(jìn)入電場到擊中擋板的時間17如圖，半徑為的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)上套有一質(zhì)量為帶正電的珠子，空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，珠子所受靜電力是其重力的倍，將珠子從環(huán)上最低位置點(diǎn)靜止釋放，求 (1)珠子所能獲得的最大動能?(2)要使珠子做完整的圓周運(yùn)動，在點(diǎn)至少給珠子以多大的初速度?18如圖（a）所示，面積S=0.2m2、匝數(shù)n=630匝，總電阻r=1.0的線圈處在變化的磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t按圖（b）所示規(guī)律變化，方向垂直線圈平面，圖（a）中的傳感器可看成一個純電阻R，并標(biāo)有“3V、0.9W”，滑動變阻器R0上標(biāo)有“10、1A”，試回答下列問題： （1）設(shè)磁場垂直紙面向外為正方向，試判斷通過理想電流表的電流方向（2）若滑動變阻器觸頭置于最左端，為了保證電路的安全，圖（b）中的t0最小值是多少？19如圖所示，在一傾角為37的粗糙絕緣斜面上，靜止地放置著一個正方形單匝線圈ABCD，E、F分別為AB、CD的中點(diǎn)，線圈總電阻、總質(zhì)量、正方形邊長如果向下輕推一下此線圈，則它剛好可沿斜面勻速下滑現(xiàn)在將線圈靜止放在斜面上后，在虛線EF以下的區(qū)域中，加上垂直斜面向內(nèi)的、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小按圖中所示規(guī)律變化的磁場，已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，sin37=0.6，cos37=0.8，取g=10m/s2求： （1）線圈與斜面間的動摩擦因數(shù)；（2）線圈在斜面上保持靜止時，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小與方向；（3）線圈剛要開始運(yùn)動時t的大小20如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為L=0.5m，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30角。完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸，已知兩棒的質(zhì)量均為0.02kg，電阻均為R=0.1，整個裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.2T，棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動，而棒cd恰好能保持靜止。取g=10m/s2，問： （1）通過cd棒的電流I是多少，方向如何？（2）棒ab受到的力F多大？（3）棒cd每產(chǎn)生Q=0.1J的熱量，力F做的功W是多少？ 1（1）0.5cm （2）0.025m【解析】【點(diǎn)睛】偏轉(zhuǎn)問題的分析處理方法類似于平拋運(yùn)動的分析處理，應(yīng)用運(yùn)動的合成和分解的方法解：（1）豎直方向做勻加速直線運(yùn)動，根據(jù)電容器電壓與電場的關(guān)系得又因?yàn)?，所以水平方向做勻速運(yùn)動，故，所以（2）豎直方向速度 從平行板出去后做勻速直線運(yùn)動，水平和豎直方向都是勻速運(yùn)動，水平方向： 豎直方向： ， 2（1）0.1J （2）5105V/m則3（1）（2）【解析】(1)由平拋運(yùn)動和幾何知識得：tan dv0 t vya t 解得：a 而：y解得：y (2)粒子由P到Q的過程，電場力做功為：WqE yma y 解得： 4（1） （2） （3）（2）粒子在電場中運(yùn)動的時間： ，粒子在磁場中運(yùn)動的周期： ， 根據(jù)粒子入射磁場時與x軸成45，射出磁場時垂直于y軸，可求出粒子在磁場中運(yùn)動的圓弧所對的圓心角為=135故粒子在磁場中運(yùn)動的時間為： ，粒子的運(yùn)動時間：t=t1+t2=；（3）根據(jù)動能定理：Eqh=mv2mv02將E的表達(dá)式代入上式，可求出v=v0，再根據(jù) 求出 根據(jù)粒子入射磁場時與x軸成45，射出磁場時垂直于y軸，可求出粒子在磁場中運(yùn)動的圓弧所對的圓心角為135。所以x=2h-rcos450 ，y=-r-rsin450出磁場的位置坐標(biāo)為（ ， ）5U10.5V； I2. 1A解得：r=1； S閉合時電路如圖2電路中R34的電阻為：R34=3； 電路中總電阻 R= 則電壓表示數(shù)為：UV=E=10.5V電路中流過R2的電流：I2=1.75A流過R3的電流：I3=0.35AIA=I2+I3=1.75+0.35=2.1A故電壓的示數(shù)為10.5V，電流表示數(shù)為2.1A點(diǎn)睛：對于復(fù)雜電路一般先進(jìn)行電路的簡化，明確電路的結(jié)構(gòu)，然后再利用歐姆定律及串并聯(lián)電路的特點(diǎn)求解即可6（1）110V （2）81.8%解得： （2）這臺電動機(jī)的機(jī)械效率為： 點(diǎn)睛：本題主要考查了電動機(jī)問題，在求解時要注意電動機(jī)的總功率等于熱功率和輸出機(jī)械功率之和。7（1）4A（2）（3）1.67m/s2【解析】（1）開關(guān)S閉合時， 并聯(lián)與串聯(lián)， 中沒有電流通過有：電容器的電壓 由歐姆定律得通過的電流 ； （2）開關(guān)S斷開，電容器的電壓 開關(guān)S斷開，流過R2的電荷量： （3）開關(guān)S閉合時，小球靜止時，由平衡條件有： 開關(guān)S斷開，根據(jù)牛頓第二定律得聯(lián)立解得。點(diǎn)睛：本題考查綜合運(yùn)用物理知識解決問題的能力，對于帶電小球在電場中運(yùn)動的問題，電壓是聯(lián)系電場與電路的橋梁，要注意電路穩(wěn)定時，與電容器串聯(lián)的電阻無電壓和電流。8（1）5.5W；（2）2.5W.電動機(jī)消耗的功率為： 電動機(jī)內(nèi)阻發(fā)熱功率為： 所以電動機(jī)輸出的機(jī)械功率為： 。點(diǎn)睛：對于電功率的計(jì)算，一定要分析清楚是不是純電阻電路，對于非純電阻電路，總功率和發(fā)熱功率的計(jì)算公式是不一樣的。9(1) (2) (3) （2）當(dāng)速度為時，半徑為，畫出粒子的運(yùn)動軌跡，粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的圓心角，在磁場中運(yùn)動時間為， ； （3）根據(jù)幾何關(guān)系，粒子運(yùn)動區(qū)域分為三部分，第一部分是以為直徑的半圓，半徑為；第二部分是扇形PME，半徑為，圓心角為；第三部分是弦PM和圓弧PAM圍成的面積。第一部分的面積： 第二部分的面積： 第三部分的面積： 所以粒子在磁場中運(yùn)動范圍的面積為： 。 10（1） （2）2a （3）3a O1為圓心，根據(jù)幾何關(guān)系可得： 由幾何關(guān)系得到： 洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得到： ，聯(lián)立得到： ；（2）設(shè)絕緣介質(zhì)與y軸交點(diǎn)為M，與絕緣介質(zhì)相切的粒子切點(diǎn)為Q，圓心為O1，OO2與x軸負(fù)方向夾角為300，則： 擊中區(qū)域的長度。（3）從P點(diǎn)進(jìn)入電場的粒子到達(dá)y軸上離薄板介質(zhì)最遠(yuǎn)，速度為： 與x軸負(fù)向夾角600角，根據(jù)速度的合成和分解可得： ， 加速度為： ，根據(jù)位移時間公式： y方向的距離為： 可得： 點(diǎn)睛：本題主要考查了帶電粒子在磁場和電場中的運(yùn)動，首先要畫出運(yùn)動軌跡，利用幾何關(guān)系找出極值點(diǎn)，在進(jìn)行計(jì)算求解。11（1）-0.6v （2） （3）7.5J當(dāng)x=0.8m時，金屬桿在導(dǎo)軌教案的電勢差為零，設(shè)此時桿在導(dǎo)軌外的長度為，則得，聯(lián)立并帶入數(shù)據(jù)解得： 由楞次定律判斷D點(diǎn)電勢高，故CD兩端電勢差（2）桿在導(dǎo)軌間的長度l與位置x的關(guān)系是： ，對應(yīng)的電阻為電流為： 桿受安培力為： 根據(jù)平均條件可得， （3）外力F所做的功等于F-x圖線下所圍成的面積，即而桿的重力勢能增加量，則有： 故全過程產(chǎn)生的焦耳熱點(diǎn)睛：本題主要考查了法拉第電磁感應(yīng)定律，閉合電路歐姆定律，共點(diǎn)力平衡條件及安培力表達(dá)式，要注意產(chǎn)生感應(yīng)電流與導(dǎo)體棒有效長度無關(guān)，同時巧用安培力與位移成線性關(guān)系，由安培力平均值來求焦耳熱。12（1）18N （2）2.0m/s2 （3）4.12J v-t圖像可知導(dǎo)軌最后勻速運(yùn)動且vmax=4m/s沿斜面方向： ，安培力為： 電流為： 聯(lián)立并帶入數(shù)據(jù)解得： （2）對金屬桿由牛頓第二定律可得： 代入數(shù)據(jù)解得： （3）設(shè)在前0.5s內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量為Q，則由功能關(guān)系可得： 由v-t圖像可知0.8s時速度為：v=2.2m/s，代入數(shù)據(jù)解得： 點(diǎn)睛：本題主要考查了電磁感應(yīng)與力學(xué)知識的綜合，根據(jù)速度圖象即可求出斜率等于加速度，“面積”等于位移輔助求解估算位移時，采用近似的方法。13（1）（2）（3）（3）由（3）分析知，電子離開偏轉(zhuǎn)電場時在豎直方向的速度電子離開偏轉(zhuǎn)電場后做勻速直線運(yùn)動，電子在水平方向的分速度，產(chǎn)生位移為S，電子運(yùn)動時間電子在豎直方向的分速度，產(chǎn)生位移所以電子偏離O點(diǎn)的距離14（1）；（2）0.6v0；垂直合力方向向右上方；（3） 方向與豎直方向夾角【解析】試題分析：小球靜止釋放時，由于所受電場力與重力均為恒力，故其運(yùn)動方向和合外力方向一致，根據(jù)這點(diǎn)可以求出電場力大小，然后根據(jù)運(yùn)動的分解，求解小球在電場方向上的位移，進(jìn)而求得電場力做的功；小球拋出后，水平方向做勻加速直線運(yùn)動，豎直方向上做豎直上拋運(yùn)動，用運(yùn)動的合成求出運(yùn)動過程中合速度的表達(dá)式，然后利用數(shù)學(xué)求極值的辦法即可求出最小速度；新場強(qiáng)為合力的加速度和方向（1）電場力的大小，方向水平向右小球豎直向上做勻減速運(yùn)動，加速度為： 水平方向做勻加速運(yùn)動，加速度小球上升到最高點(diǎn)的時間此過程小球沿電場方向的位移為電場力做功（2）水平速度： ，豎直速度： ，小球的速度，由以上各式得出： ，計(jì)算得出當(dāng)時， 有最小值， ，垂直合力方向向右上方（3）依據(jù)幾何關(guān)系，即，方向與豎直方向夾角15（1）；（2）；（3） 16(1)3L (2)B （3）t總【解析】（1）粒子在Q點(diǎn)進(jìn)入磁場時，vx=vcos30，vy=vsin30，OP間的距離 OQ間的距離解得x=OQ=3L （2）粒子恰好能回到電場，即粒子在磁場中軌跡的左側(cè)恰好與y軸相切，設(shè)半徑為RR+Rsin30=3L，qvB=m可得B= 17（1）（2）【解析】【分析】由三角函數(shù)與動能定理，從而求出最大動能，從點(diǎn)到點(diǎn)過程，由動能定理即可求解初速度。解：(1)如圖，在珠子能夠靜止的一點(diǎn)進(jìn)行受力分析， 設(shè)與之間的夾角為，則： 所以： 珠子在等效最低點(diǎn)時具有最大的動能由動能定理得最大動能(2)如圖，此時珠子做圓周運(yùn)動“最高點(diǎn)”為，在點(diǎn)，珠子速度為零， 從點(diǎn)到點(diǎn)過程，由動能定理得18（1）向右 （2）40s滑動變阻器觸頭位于最左端時外電路的電阻為，故電源電動勢的最大值由法拉第電磁感應(yīng)定律可得帶入數(shù)據(jù)解得：t0=40s 點(diǎn)睛：本題主要考查了次定律、閉合電路的歐姆定律、法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用與理解，同時學(xué)會運(yùn)用圖象來分析求解即可。19（1）=0.75（2），方向ADCBA（3） 20（1）I=1A，方向由d到c（2）F=0.2N （3）W=0.4J【解析】（1）棒cd受到的安培力 棒cd在共點(diǎn)力作用下平衡，則 由式代入數(shù)據(jù)解得 I=1A，方向由右手定則可知由d到c。（2）棒ab與棒cd受到的安培力大小相等 Fab=Fcd對棒ab由共點(diǎn)力平衡有 代入數(shù)據(jù)解得 F=0.2N （3）設(shè)在時間t內(nèi)棒cd產(chǎn)生Q=0.1J熱量，由焦耳定律可知 設(shè)ab棒勻速運(yùn)動的速度大小為v，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 E=Blv 由閉合電路歐姆定律知