2019年高考物理雙基突破--靜電感應(yīng)示波器(共2套含解析)與2019年高考物理雙基突破--帶電粒子在交變電場中的運動(共2套有解析)
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2019 年高考物理雙基突破- 靜電感應(yīng)示波器(共 2套含解析)與 2019 年高考物理雙基突破 -帶電粒子在交變電場中的運動(共 2 套有解析)2019 年高考物理雙基突破-靜電感應(yīng)示波器(共 2套含解析)1(多選)如圖所示,A、B 為兩個帶等量異號電荷的金屬球,將兩根不帶電的金屬棒 C、D 放在兩球之間,則下列敘述正確的是AC 棒的電勢一定高于 D 棒的電勢B在用導(dǎo)線將 C 棒的 x 端與 D 棒的 y 端連接的瞬間,將有從 y 流向 x 的電子流C若將 B 球接地,B 所帶的負(fù)電荷全部流入大地D若將 B 球接地,B 所帶的負(fù)電荷 還將保留一部分【答案】ABD【解析】由如圖所示的電場線方向可知 A、B、C、D 的電勢高低為ACD B。在用導(dǎo)線將 C 棒的 x 端與 D 棒的 y 端連接的瞬間,將有自由電子從電勢低的 D 棒流向電勢高的 C 棒,這時 C 與 D 已 通過導(dǎo)線連接為一個導(dǎo)體了,靜電平衡后,它們的電勢相等,C 的 x 端仍帶負(fù)電,D 的 y 端仍帶正電,而 C 的右端及 D 的左端均不帶電,即 C 右端的 正電荷與 D 左端的負(fù)電荷中和掉了。當(dāng)將 B 球接地時,一部分自由電子從低于大地電勢的 B 球流向大地,而另一部分電子受到 D 棒 y 端正電荷的吸引而保留在靠近 y 的近端處,如果把帶正電的 A 球移走,接地的 B 球上的負(fù)電荷才全部流入大地。故選項A、B、D 正確。5某農(nóng)村小塑料場的高頻熱合機(jī)產(chǎn)生的電磁波頻率和電視信號頻率接近,由于該村尚未接通有線電視信號,空中的信號常常受到干擾,在電視熒屏上出現(xiàn)網(wǎng)狀條紋,影響正常收看。為了使電視機(jī)不受干擾,可采取的辦法是A將電視機(jī)用一金屬籠子罩起來 B將電視機(jī)用一金屬籠子罩起來,并將金屬籠子接地C將高頻熱合機(jī)用一金屬籠子罩起來D將高頻熱合機(jī)用一金屬籠子罩起來,并將金屬籠子接地【答案】D【解析】 為了使電視機(jī)能接收電磁波信號,但又不接收高頻熱合機(jī)產(chǎn)生的電磁波,應(yīng)將高頻熱合機(jī)產(chǎn)生的電磁波信號屏蔽,而接地金屬籠子具有屏蔽內(nèi)電場的作用,故選項 D 正確。6一個勻強(qiáng)電場的電場線分布如圖甲所示,把一個空心導(dǎo)體引入到該勻強(qiáng)電場后的電場線分布如圖乙。在電場中有 A、B、C、D 四個點,下面說法正確的是AAB BBC BCEAEB DEBEC【答案】B7將懸掛在細(xì)線上的帶正電的小球 A 放在不帶電的金 屬空心球 C 內(nèi)(不與球接觸),另有一個懸掛在細(xì)線上的帶負(fù)電的小球 B 向 C 靠近,如圖所示,于是有AA 向左偏離豎直方向,B 向右偏離豎直方向BA 的位置不變,B 向右偏離豎直方向CA 向左偏離豎直方向,B 的位置不變D A 和 B 的位置都不變【答案】B【解析】帶正電的小球 A 放 在不帶電的空心球 C 內(nèi),由于靜 電感應(yīng),空心球外殼帶正電,內(nèi)壁帶負(fù)電,因此 B 所在處有電場,所以 B 在電場力作用下向右偏靠近 C;由于空心球能屏蔽 B 球的電場,所以,A 所在處 場強(qiáng)為零,故 A球不受電場力,位置不變。 罩 B 內(nèi)放有一個不帶電的驗電器 C,如把一帶有正電荷的絕緣體 A 移近金屬網(wǎng)罩 B,則A在 B 的內(nèi)表面帶正電荷,BC0B 在 B 的右側(cè)外表面帶正電荷 C驗電器的金屬箔片將張開, BEB(4)AB 導(dǎo)體處于負(fù)電荷的電場中,其電勢低于大地的零電勢,負(fù)電荷要從AB 流向大地,則導(dǎo)體帶正電,與 A、B 哪端接地?zé)o關(guān)(5)A 端和 B 端等勢,電荷不沿導(dǎo)體移動,電荷不會中和21如圖所示,絕緣開口空心金屬球殼 A 已帶電,今把驗電器甲的小金屬球與A 的內(nèi)部用導(dǎo)線連接,用帶絕緣柄的金屬小球 B 與 A 內(nèi)壁接觸后再與驗電器乙的小球接觸,甲、乙驗電器離球殼 A 足夠遠(yuǎn)。那么甲驗電器的箔片_,乙驗電器的箔片_ 。(填 “張開”或“不張開”)【答案】張開 不張開22如圖所示,長為 L 的金屬桿原來不帶電,在距其左端 r 處放一個電荷量為q 的點電荷。問:(1)金屬桿中點處的場強(qiáng)為多少?(2)金屬桿上的感應(yīng)電荷在桿中點 P 處產(chǎn)生的場強(qiáng)?!敬鸢浮浚?)0 (2)k 方向向左2019 年高考物理雙基突破-帶電粒子在交變電場中的運動(共 2 套有解析)1A、B 兩金屬板平行放置,在 t0 時刻將電子從 A 板附近由靜止釋放(電子的重力忽略不計)。分別在 A、B 兩板間加上右邊哪種電壓時,有可能使電子到不了 B 板【答案】B2將如圖交變電壓加在平行板電容器 A、B 兩極板上,開始 B 板電勢比 A 板電勢高,這時有一個原來靜止的電子正處在兩板的中間,它在電場力作用下開始運動,設(shè) A、B 兩極板的距離足夠大,下列說法正確的是A電子一直向著 A 板運動 B電子一直向著 B 板運動C電子先向 A 運動,然后返回向 B 板運動,之后在 A、B 兩板間做周期性往復(fù)運動D電子先向 B 運動,然后返回向 A 板運動,之后在 A、B 兩板間做周期性往復(fù)運動【答案】D【解析】根據(jù)交變電壓的變化規(guī)律,不難確定電子所受電場力的變化規(guī)律,從而作出電子的加速度 a、速度 v 隨時間變化的圖線,如圖所示,從圖中可知,電子在第一個 T4 內(nèi)做勻加速運動,第二個 T4 內(nèi)做勻減速運動,在這半個周期內(nèi),因初始 B 板電勢高于 A 板電勢,所以電子向 B 板運動,加速度大小為eUmd。在第三個 T4 內(nèi)做勻加速運動,第四個 T4 內(nèi)做勻減速運動,但在這半個周期內(nèi)運動方向與前半個周期相反,向 A 板運動,加速度大小為 eUmd,所以,電子做往復(fù)運動,綜上分析正確選項應(yīng)為 D。7如圖甲所示,真空室中電極 K 發(fā)出的電子(初速度不計)經(jīng)過電勢差為 U1的加速電場加速后,沿兩水平金屬板 C、D 間的中心線射入兩板間的偏轉(zhuǎn)電場,最后打在熒光屏上。C、 D 兩板間的電勢差 UCD 隨時間變化的圖象如圖乙所示,設(shè) C、D 間的電場可看作勻強(qiáng)電場,且兩板外無電場。已知電子的質(zhì)量為 m、電荷量為 e(重力不計), C、D 極板長為 l,板間距離為 d,偏轉(zhuǎn)電壓 U2,熒光屏距 C、D 右端的距離為 l6,所有電子都能通過偏轉(zhuǎn)電極。(1)求電子通過偏轉(zhuǎn)電場的時間 t0;(2)若 UCD 的周期 Tt0,求熒光屏上電子能夠到達(dá)的區(qū)域的長度;(3)若 UCD 的周期 T2t0,求到達(dá)熒光屏上 O 點的電子的動能?!敬鸢浮浚?)lm2U1e( 2)U2l24dU1(3)U1eeU22l236U1d2(2)當(dāng) Tt0 時,電子在偏轉(zhuǎn)電場中沿豎直方向加速半個周期,減速半個周期,最終水平飛出時,電子在豎直方向的位移最大。t0 時刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的電子向上側(cè)移距離最大值 y 上12U2edm (t02 )22U2l28dU1 同理得向下側(cè)移距離最大值 y 下12U2edm (t02)22U2l28dU1所以電子能到達(dá)的區(qū)域長 yy 下y 上U2l24dU1。(3)當(dāng) T2t0 時,電子要到達(dá) O 點必須在豎直方向有先加速后減速再反向加速的過程,并且加速度大小相等,整個過程向上的位移和向下的位移大小相等。設(shè)向上加速時間為 t,加速度大小為 a,則在豎直方向上有 y 上12at22 y 下12a (t02t )2a (t02t)l6v0要到達(dá) O 點,y 上y 下聯(lián)立得 tt03所以到達(dá) O 點的電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場時電場力做功 W12ma(t02t)2eU22l236U1d2電子從 K 到 O 過程由動能定理得 EkU1eWU1eeU22l236U1d2。8如圖甲所示,真空中相距 d5 cm 的兩塊平行金屬板 A、B 與電源連接(圖中未畫出),其中 B 板接地(電勢為零),A 板電勢變化的規(guī)律如圖乙所示。將一個質(zhì)量 m2.01027kg 、電量 q1.610 19C 的帶電粒子從緊鄰 B 板處釋放,不計重力。求:(1)在 t0 時刻釋放該帶電粒子,釋放瞬間粒子加速度的大?。唬?)若 A 板電勢變化周期 T1.0105 s,在 t0 時將帶電粒子從緊鄰 B板處無初速度釋放,粒子到達(dá) A 板時速度的大小;(3)A 板電勢變化頻率 f 滿足什么條件時,在 tT4 時從緊鄰 B 板處無初釋放該帶電粒子,粒子不能到達(dá) A 板?【答案】(1)4.0109 m/s2(2)2.0104 m/s(3)f52104 Hz可以發(fā)現(xiàn),位移大小與極板間的距離相等,故粒子在 tT2 時恰好到達(dá) A 板,由 vat解得 v2.0104 m/s。(3)粒子在 T4T2 向 A 板做勻加速運動,在 T2 3T4 向 A 板做勻減速運動,由運動的對稱性可知,在 t3T4 時速度為零,故在 3T4T 時間內(nèi),粒子反向向 B 板加速運動粒子運動時間 T 內(nèi)的運動圖像,如圖所示。粒子向 A 板運動可能的最大位移 xmax212a( )2116aT2。要求粒子不能到達(dá) A 板,有 xd 。結(jié)合 f1T,解得 f a16d,代入數(shù)據(jù)解得 f52104 Hz。9如圖甲所示,水平放置的平行金屬板 AB 間的距離 d0.1 m,板長 L0.3 m,在金屬板的左端豎直放置一帶有小孔的擋板,小孔恰好位于 AB 板的正中間。距金屬板右端 x0.5 m 處豎直放置一足夠大的熒光屏。現(xiàn)在 AB 板間加如圖乙所示的方波形電壓,已知 U01.0102 V。在擋板的左側(cè),有大量帶正電的相同粒子以平行于金屬板方向的速度持續(xù)射向擋板,粒子的質(zhì)量m1.0107 kg,電荷量 q1.0102 C,速度大小均為 v01.0104 m/s。帶電粒子的重力不計。求:(1)在 t0 時刻進(jìn)入的粒子射出電場時豎直方向的速度;(2)熒光屏上出現(xiàn)的光帶長度;(3)若撤去擋板,同時將粒子的速度均變?yōu)?v2.0104 m/s,則熒光屏上出現(xiàn)的光帶又為多長。【答案】(1)103 m/s(2)4.0102 m(3 )0.15 m射出電場時豎直方向的速度 va23Ta13T103 m/s。(2)無論何時進(jìn)入電場,粒子射出電場時的速度均相同。偏轉(zhuǎn)最大的粒子偏轉(zhuǎn)量 d112a( )223aT13T12a(13T)23.5102 m反方向最大偏轉(zhuǎn)量 d2 12a(13T)213aT23T12a( )20.5102 m形成光帶的總長度 ld1d2 4.0102 m。(3)帶電粒子在電場中運動的時間變?yōu)?T2,打在熒光屏上的范圍如圖所示。d1 aT2xv3.7510 2 m d2aT6xv1.25102 m形成的光帶長度 ld1dd20.15 m。10如圖甲,A、B 為兩塊平行金屬板,極板間電壓為 UAB1125V,兩板中央各有小孔 O 和 O。現(xiàn)有足夠多的電子源源不斷地從小孔 O 由靜止進(jìn)入A、B 之間。在 B 板右側(cè),平行金屬板 M、N 長 L14102m,板間距離d4103m,在距離 M、N 右側(cè)邊緣 L20.1 m 處有一熒光屏 P,當(dāng)M、N 之間未加電壓時電子沿 M 板的下邊沿穿過,打在熒光屏上的 O點并發(fā)出熒光?,F(xiàn)在金屬板 M、N 之間加一個如圖乙所示的變化電壓 u,在 t0 時刻,M 板電勢低于 N 板電勢。已知電子質(zhì)量為 me9.01031 kg,電荷量為 e1.610 19 C。(1)每個電子從 B 板上的小孔 O射出時的速度為多大?(2)電子打在熒光屏上的范圍是多少?(3)打在熒光屏上的電子的最大動能是多少?【答案】(1)2107 m/s(2)范圍為從 O向下 0.012 m 內(nèi)(3)1.81016 J(2)當(dāng) u22.5V 時,電子經(jīng)過 M、N 板向下的偏移量最大,為y112eumd ( )2 121.6101922.59.010 31410 3( )2m2103 my1d,說明所有的電子都可以飛出平行金屬板 M、N ,此時電子在豎直方向的速度大小為vyeumdL1v01.6101922.59.010 31410341022107 m/s2106 m/s,電子射出金屬板 M、N 后到達(dá)熒光屏 P 的時間為 t2L2v00.12107 s5109 s電子射出金屬板 M、N 后到達(dá)熒光屏 P 的偏移量為y2vyt221065109 m0.01 m電子打在熒光屏 P 上的最大偏移量為 yy1 y2 0.012 m,即范圍為從 O向下 0.012 m 內(nèi)。(3)當(dāng) u22.5 V 時,電子飛出電場的動能最大Ek12m(v02vy2 ) 129.01031 (2107)2(2106)2J1.810 16 J或由動能定理得 Eke (UAB+ )1.61019(112511.25)J1.810 16 J。11如圖甲,極板 A、B 間電壓為 U0,極板 C、D 間距為 d,熒光屏到 C、D板右端的距離等于 C、D 板的板長。A 板 O 處的放射源連續(xù)無初速地釋放質(zhì)量為 m、電荷量為q 的粒子,經(jīng)電場加速后,沿極板 C、D 的中心線射向熒光屏(熒光屏足夠 大且與中心線垂直),當(dāng) C、D 板間未加電壓時,粒子通過兩板間的時間為 t0;當(dāng) C、D 板間加上如圖乙所示電壓(圖中電壓 U1 已知)時,粒子均能從 C、D 兩板間飛出,不計粒子的重力及相互間的作用。求:(1)C 、D 板的長度 L;(2)粒子從 C、D 板間飛出時垂直于極板方向偏移的最大距離;(3)粒子打在熒光屏上區(qū)域的長度?!敬鸢浮浚?)t02qU0m(2)qU1t022md (3)3qU1t022md(2)粒子從 nt0(n0、2、4 )時刻進(jìn)入 C、D 間,偏移距離最大,粒子做類平拋運動,偏移距離 y12at02,加速度 aqU1md,得:y qU1t022md。(3)粒子在 C、D 間偏轉(zhuǎn)距離最大時打在熒光屏上的位置距中心線最遠(yuǎn),從C、D 板飛出時的偏轉(zhuǎn)角 tan vyv0 ,vy at0 ,打在熒光屏上的位置距中心線最遠(yuǎn)距離, sy Ltan 。粒子打在熒光屏上區(qū)域的長度 ss3qU1t022md 。12真空室中有如圖甲所示的裝置,電極 K 持續(xù)發(fā)出的電子(初速不計)經(jīng)過電場加速后,從小孔 O 沿水平放置的偏轉(zhuǎn)極板 M、N 的中心軸線 OO射入。M、N 板長均為 L,間距為 d,偏轉(zhuǎn)極板右邊緣到熒光屏 P(足夠大)的距離為S。M 、N 兩板間的電壓 UMN 隨時間 t 變化的圖線如圖乙所示。調(diào)節(jié)加速電場的電壓,使得每個電子通過偏轉(zhuǎn)極板 M、N 間的時間等于圖乙中 電壓 UMN的變化周期 T。已知電子的質(zhì)量、電荷量分別為 m、e ,不計電子重力。(1)求加速電場的電壓 U1;(2)欲使不同時刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的電子都能打到熒光屏 P 上,求圖乙中電壓U2 的范圍;(3)證明在(2 )問條件下電子打在熒光屏上形成亮線的長度與距離 S 無關(guān)?!敬鸢浮浚?)mL22eT2(2 )U24md23eT2(3)見解析(2)t0 時刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的電子,先作類平拋運動,后做勻速直線運動,射出電場時沿垂直平板面方向偏移的距離 y 最大。y112eU2md(T2)2 y22y1 y1y2d2得 U24md23eT2。(3)對滿足(2 )問條件下任意確定的 U2,不同時刻射出偏轉(zhuǎn)電場的電子沿垂直于極板方向的速度均為 vyqU2T2md電子速度偏轉(zhuǎn)角的正切值均為 tan qU2T2mdv0qU2T22mdL電子射出偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)角度均相同, 即速度方向相同不同時刻射出偏轉(zhuǎn)電場的電子沿垂直于極板方向的側(cè)移距離可能不同,側(cè)移距離的最大值與最小值之差 yeU2md (T2)2, y 與 U2 有關(guān)。因電子射出時速度方向相同,所以在屏上形成亮線的長度等于 y,可知,屏上形成亮線的長度與 P 到極板 M、N 右邊緣的距離 S 無關(guān)。13制備納米薄膜裝置的工作電極可簡化為真空中間距為 d 的兩平行極板,如圖甲所示。加在極板 A、B 間的電壓 UAB 作周期性變化,其正向電壓為 U0,反向電壓為 kU0(k1),電壓變化的周期為 2t,如圖乙所示。在 t0 時,極板 B 附近的一個電子,質(zhì)量為 m、電荷量為 e,受電場作用由靜止開始運動。若整個運動過程中,電子未碰到極板 A,且不考慮重力作用。若 k54 ,電子在 0 2t 時間內(nèi)不能到達(dá)極板 A,求 d 應(yīng)滿足的條件?!敬鸢浮縟 9eU0t210m14在如圖甲所示的平面坐標(biāo)系內(nèi),有三個不同的靜電場:第一象限內(nèi)有位于O 點且電荷量為 Q 的點電荷產(chǎn)生的電場 E1,第二象限內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場 E2,第四象限內(nèi)有方向水平、大小按圖乙所示規(guī)律變化的電場 E3,E3 以水平向右為 正方向,變化周期 T4mx30kQq。一質(zhì)量為 m、電荷量為q 的離子從(x0, x0)點由靜止釋放,進(jìn)入第一象限后恰能繞 O 點做圓周運動。以離子經(jīng)過 x 軸時為計時起點,已知靜電力常量為 k,不計離子重力。求:(1)離子剛進(jìn)入第四象 限時的速度;(2)E2 的大??;(3)當(dāng) tT2 時,離子的速度;(4)當(dāng) tnT 時,離子的坐標(biāo)。【答案】(1)kQqmx0 (2 )kQ2x20 (3 )2kQqmx0(4) (n1)x0,2nx0(3)離子進(jìn)入第四象限后,在水平方向上,有 v 水平atqE3mT2,得 v 水平kQqmx0v0,v 合v20 v2 水平2v02kQqmx0 ,方向與水平方向成 45角斜向右下。(4)離子在第四象限中運動時,y 方向上做勻速直線運動,x 方向上前半個周期向右勻加速運動,后半個周期向右勻減速運動直到速度為 0;每半個周期向右前進(jìn) v 水平 2T2,每個周期前進(jìn) x0,xx0nx0,y v0nT2nx0故 tnT 時,離子的坐標(biāo)為(n1)x0 ,2nx0- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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- 2019 年高 物理 突破 靜電感應(yīng) 示波器 解析 帶電 粒子 交變電場 中的 運動
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