高考物理二轮复习 计算题专练(三)

计算题专项训练三1. 如图所示,一比荷为105 C/kg的带正电粒子A以速度v0=104 m/s从O点沿y轴正方向射入磁感应强度为B=1 T的圆形匀强磁场区域(图中未画出),磁场方向垂直纸面向外.粒子飞出磁场区域后,经过一段时间又从点P处经过x轴,速度方向与x轴正方向的夹角为30°,同时进入场强为E=43×103 V/m,方向沿与x轴正方向成60°角斜向上的匀强电场中.粒子的重力不计,试求:(1) P点的坐标.(2) 圆形匀强磁场区域的最小面积.(3) 若在A进入电场的同时,在电场中适当的位置由静止释放另一与A完全相同的带电粒子B.可使两粒子在离开电场前相遇.求所有满足条件的释放点的集合(不计两粒子之间的相互作用力).2. 如图所示,空间存在匀强电场和匀强磁场,电场方向沿y轴负方向,磁场方向垂直于xOy平面(纸面)向里,电场和磁场均可以随意加上或撤除,重新加上的电场或磁场与撤除前的一样.一带正电的粒子从P点以一定的速度平行于x轴正方向入射.若只有磁场,粒子将做半径为R0的圆周运动;若同时存在电场和磁场,粒子恰好做直线运动.现只加电场,当粒子从P点运动到x=R0平面(图中虚线所示)时,立即撤除电场,并立即加上磁场,粒子恰好不打在x轴上,不计粒子的重力.(1) 求粒子到达x=R0平面时速度方向与x轴的夹角.(2) 求粒子在虚线右侧做圆周运动的半径以及P点离x轴的距离h.(3) 若粒子再次运动到x=R0平面时,立即撤除磁场并同时换上电场,求该粒子打到y轴上的点离P点的距离以及该粒子在电场中与磁场中运动时间之比.3. 以竖直向上为y轴正方向的平面直角坐标系xOy,如图所示.在第一、四象限内存在沿x轴负方向的匀强电场E1,在第二、三象限内存在着沿y轴正方向的匀强电场E2和垂直于xOy平面向外的匀强磁场.现有一质量为m、电荷量为q的带正电小球从坐标原点O以初速度v0沿与x轴正方向成45°角的方向射出.已知两电场的电场强度E1=E2=mgq,磁场的磁感应强度为B.(1) 求小球离开O点后第一次经过y轴所用的时间.(2) 求小球离开O点后第三次经过y轴的坐标.(3) 若小球从O点以某一初速度沿与x轴正方向成135°角的方向射出且能再次回到O 点,则该初速度的大小为多少?4. 如图所示,在长度足够长、宽度d=5 cm的区域MNPQ内,有垂直纸面向里的水平匀强磁场,磁感应强度B=0.33 T.水平边界MN上方存在范围足够大的竖直向上的匀强电场,电场强度E=200 N/C.现有大量质量m=6.6×10-27 kg、电荷量q=3.2×10-19 C的带负电的粒子,同时从边界PQ上的O点沿纸面向各个方向射入磁场,射入时的速度大小均为v=1.6×106 m/s,不计粒子的重力和粒子间的相互作用.求:(1) 求带电粒子在磁场中运动的半径r.(2) 求与x轴负方向成60°角射入的粒子在电场中运动的时间t.(3) 当从MN边界上最左边射出的粒子离开磁场时,求仍在磁场中的粒子的初速度方向与x轴正方向的夹角范围,并写出此时这些粒子所在位置构成的图形的曲线方程.计算题专项训练三1. (1) 作出粒子A 的运动轨迹如图所示. 设A 进入磁场后做匀速圆周运动轨道半径为R,则qv 0B=m 20v R ,代入数值可解得R=0mv qB =0.1m.由几何关系可知P 点的坐标x P=3R=0.3m.(2) 由几何关系知当磁场面积最小时,其最大半径为r=Rcos30°=320m, 故磁场最小面积S=πr 2=3π400m 2.(3) 由于粒子B 与A 完全相同,所以只需在A 离开磁场时速度方向的直线上的PQ'范围内任一点释放粒子B,可保证两者在离开电场前相碰. 直线方程为y=-33x+310.粒子A 从P 点进入电场后做类平抛运动,设A 离开电场时距P 点距离为L,如图所示,则 Lcos30°=v 0t,Lsin30°=12qEm t 2,代入数值可解得L=1m,PQ'=Lcos30°=32m.故Q'的横坐标x Q'=0.3m+0.75m=1.05m.所以在直线y=-33x+310上满足0.3m≤x≤1.05m的任一点释放粒子B都能满足要求.2. (1) 做直线运动有qE=qv0B,做圆周运动有qv0B=m2v R,只有电场时,粒子做类平抛运动a=qEm,R=v0t,vy=at,解得vy=v0.此时粒子速度大小为v=220yv v=2v0,速度方向与x轴夹角为θ=π4.(2) 撤除电场加上磁场后qvB=m2v R,解得R=2R0.粒子在电场方向的位移y1=12at2=12R,P点离x轴的距离h=12R+(2R0-R0)=2R0-12R.(3) 粒子再次进入电场后的运动轨迹可以看成上述类平抛运动的延续,根据运动学知识,粒子沿电场方向的位移y 2=3y1=32R,而粒子在磁场中运动的入场点和出场点A、B间距离为2R0, 粒子打在y轴上的Q点与P点重合,即yPQ=0.粒子在电场中运动的时间t1=2Rv,粒子在磁场中运动的时间t2=34·2π22Rv=3π2Rv,粒子在电场中与磁场中运动时间之比为12tt=43π.3. (1) 设小球在第一象限中的加速度为a,由牛顿第二定律有22()(qE)mg =ma,得到a=2g,方向与v0的方向相反.在第一象限中小球先匀减速运动再反向匀加速运动,所以t1=2va =2vg.(2) 小球第一次经过y轴后,在第二、三象限内由qE=mg,得电场力与重力平衡.甲故做匀速圆周运动.如图甲所示,设轨迹半径为R.有qv0B=m2vR,得R=mvqB,小球第二次经过y轴的坐标y1=2R=2m vqB,t'时间后第三次经过y轴,在第一、四象限内做类平抛运动,有v0t'=122gt2,得t'=2vg,小球第二次经过y轴与第三次经过y轴的距离为Δy=2v0t'=22v g,小球第三次经过y轴的坐标y 2=y1-Δy=2m vqB-22vg.乙(3) 若小球沿与x轴正方向成135°射出时,小球的运动轨迹如图乙所示,有Δy'=22R',即22vg =22mvqB,得v=2mg qB.4. (1) 由qvB=m2v r,解得r=0.1 m.(2) 粒子的运动轨迹如图甲所示,由几何关系知,在磁场中运动的圆心角为30°,粒子平行于场强方向进入电场.甲粒子在电场中运动的加速度 a=qEm ,粒子在电场中运动的时间 t=2va ,解得t=3.3×10-4 s.(3) 如图乙所示,由几何关系可知,从MN 边界上最左边射出的粒子在磁场中运动的圆心角为60°,圆心角小于60°的粒子已经从磁场中射出,此时刻仍在磁场中的粒子运动轨迹的圆心角均为60°.乙则仍在磁场中的粒子的初速度方向与x 轴正方向的夹角范围为30°60°. 所有粒子此时分布在以O 点为圆心,弦长0.1 m 为半径的圆周上.曲线方程为x 2+y 2=R 2(R=0.1 m,320 m ≤x ≤0.1 m,0≤y ≤0.05 m).。

新高考物理二轮总复习题型计算题专项训练31.(2020河南高三模拟)如图所示,将横截面积S=100 cm2、容积为V=5 L,开口向上的导热良好的气缸,置于t1=-13 ℃的环境中。

用厚度不计的轻质活塞将体积为V1=4 L的理想气体封闭在气缸中,气缸底部有一个单向阀门N。

外界大气压强p0=1.0×105 Pa,重力加速度g取10 m/s2,不计一切摩擦。

求:(1)将活塞用卡销Q锁定,用打气筒通过阀门N给气缸充气,每次可将体积V0=100 mL,压强为p0的理想气体全部打入气缸中,则打气多少次,才能使其内部压强达到1.2p0;(2)当气缸内气体压强达到1.2p0时,停止打气,关闭阀门N,将质量为m=20 kg的物体放在活塞上,然后拔掉卡销Q,则环境温度为多少摄氏度时,活塞恰好不脱离气缸。

2.(2020山东高三二模)如图所示,足够长的传送带与水平面的夹角θ=30°,传送带顺时针匀速运动的速度大小v0=2 m/s,物块A的质量m1=1 kg,与传送带间的动摩擦因数μ1=√3;物块B的质量5。

将两物块由静止开始同时在传送带上释放,经过一m2=3 kg,与传送带间的动摩擦因数μ2=2√35段时间两物块发生碰撞并粘在一起,碰撞时间极短。

开始释放时两物块间的距离L=13 m。

已知重力加速度g取10 m/s2,A、B相对传送带滑动时会留下浅痕,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

求:(1)两物块刚释放后各自加速度的大小;(2)两物块释放后经过多长时间发生碰撞;(3)传送带上痕迹的长度。

3.(2020浙江高三模拟)相距2 m的两平行金属导轨MN、PQ固定在水平面上,两导轨左端连接阻值为3 Ω的电阻R。

导轨所在处的空间分布一系列磁场区域,如图甲所示,每个磁场区的宽度和相邻磁场区的间距均为1.5 m,每个磁场区内的磁场均为匀强磁场,磁场方向垂直轨道平面,磁感应强度从左到右依次记为B1、B2、B3、…、B n,B1随时间变化的图像如图乙所示,其他磁场保持不变,规定磁场方向竖直向下为正方向。

高考物理二轮复习:计算题规范练31．天文学家观测河外星系大麦哲伦云时，发现了LMCX­3双星系统，它由可见星A 和不可见的暗星B 构成．两星均可视为质点，不考虑其他天体的影响，A 、B 围绕两者连线上的O 点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图所示．引力常量为G ，由观测结果能够得到可见星A 的速率v 和运行周期T .(1)可见星A 所受暗星B 的引力F A 可等效成位于O 点处的质量为m ′的星体(可视为质点)对它的引力，设A 和B 的质量分别为m 1、m 2，试求m ′(用m 1、m 2表示)．(2)求暗星B 的质量m 2与可见星A 的速率v 、运行周期T 和质量m 1之间的关系式． 解析：(1)设A 、B 的圆轨道半径分别为r 1、r 2，角速度均为ω，由双星所受的向心力大小相等，可得m 1ω2r 1＝m 2ω2r 2，设A 、B 之间的距离为L ，则L ＝r 1＋r 2， 联立可得L ＝m 1＋m 2m 2r 1， 由万有引力定律得，双星间的引力F ＝G m 1m 2L 2＝Gm 1m 32m 1＋m 22r21，由题意，将此引力等效成在O 点处的质量为m ′的星体对可见星A 的引力，则有：F ＝Gm 1m ′r 21解得m ′＝m 32m 1＋m 22.(2)对可见星A ，有G m 1m ′r 21＝m 1v 2r 1，可见星A 的轨道半径r 1＝vT2π， 联立解得m 32m 1＋m 22＝v 3T2πG . 答案：(1)m 32m 1＋m 22 (2)m 32m 1＋m 22＝v 3T2πG2．如图所示，直角边长为0.4 m 的等腰直角斜面体AOB 固定在水平地面上，C 为斜面的中点．一小球从C 点正上方与A 等高的位置自由落下与斜面碰撞后做平抛运动，不计碰撞时的能量损失．g 取10 m/s 2.(1)求小球从开始下落到落到水平地面上所用的时间．(2)以OB 为x 轴，OA 为y 轴，建立xOy 坐标系．小球从坐标为(x ，y )处自由下落，与斜面碰撞一次后落到B 点，写出y 与x 的关系式．解析：(1)自由下落至C 点过程，则有：h 2＝12gt 21，代入数据解得：t 1＝0.2 s ， 平抛过程下落高度也为h2，故下落运动的时间：t ＝2t 1＝0.4 s.(2)由释放点落至斜面过程，设落至斜面时的速度为v ，则有：v 2＝2g [y －(h －x )]， 平抛运动过程设运动时间为t ′，则有：h －x ＝12gt ′2，h －x ＝vt ′，联立消去t ′解得：y ＝－54x ＋12(0<x <0.4)．答案：(1)0.4 s (2)y ＝－54x ＋12(0<x <0.4)3．如图，一半径为R 的圆表示一柱形区域的横截面(纸面)．在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场，一质量为m 、电荷量为q 的粒子沿图中直线从圆上的a 点射入柱形区域，从圆上的b 点离开该区域，离开时速度方向与直线垂直．圆心O 到直线的距离为35R .现将磁场换为平行于纸面且垂直于直线的匀强电场，同一粒子以同样速度沿直线从a 点射入柱形区域，也从b 点离开该区域．若磁感应强度大小为B ，不计重力，求电场强度的大小．解析：粒子在磁场中做圆周运动．设圆周的半径为r ，由牛顿第二定律和洛伦兹力公式得qvB ＝m v 2r，①式中v 为粒子在a 点的速度．过b 点和O 点作直线的垂线，分别与直线交于c 点和d 点．由几何关系知，线段ac 、bc 和过a 、b 两点的圆弧轨迹的两条半径(未画出)围成一正方形．因此ac ＝bc ＝r ，②设cd ＝x ，由几何关系得ac ＝45R ＋x ，③bc ＝35R ＋R 2－x 2，④联立②③④式得r ＝75R .⑤再考虑粒子在电场中的运动．设电场强度的大小为E ，粒子在电场中做类平抛运动，设其加速度大小为a ，由牛顿第二定律和带电粒子在电场中的受力公式得qE ＝ma ⑥粒子在电场方向和直线方向运动的距离均为r ，由运动学公式得r ＝12at 2⑦r ＝vt ⑧式中t 是粒子在电场中运动的时间．联立①⑤⑥⑦⑧式得E ＝14qRB25m .答案：14qRB 25m。

二轮复习计算题专题训练1、航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m=1kg，动力系统提供的恒定升力F=14N，试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升，设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取10m/s2．(1)第一次试飞，飞行器飞行t1=8s时到达高度S m=64m，求飞行器阻力f的大小；(2)第二次试飞，飞行器飞行t2=6s时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力，求飞行器能达到的最大高度．2、如图所示，滑块b静止在光滑水平面上，滑块a右端与一轻弹簧相连后以某一速度冲向滑块b，与b碰撞后弹簧不与b相粘连，b在与弹簧分离后，冲上半径为R的竖直光滑固定半圆轨道，且恰好能从轨道顶端水平飞出。

已知a、b两个滑块的质量分别为2m和m，重力加速度为g，求：(滑块a、b可视为质点，弹簧始终处在弹性限度内)，求：(1)滑块b与弹簧分离时的速度大小；(2)滑块a碰撞前的速度大小；(3)a、b在碰撞过程中弹簧获得的最大弹性势能。

3、如图所示，半径R=0.4m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角θ=30°，下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切，一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上。

质量m=0.1kg的小物块(可视为质点)从空中的A点以v0=2m/s的速度被水平拋出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，经过C点后沿水平面向右运动至D点时，弹簧被压缩至最短，此时弹簧的弹性势能E pm=0.8J，已知小物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.5，g取10m/s2。

求：(1)小物块从A点运动至B点的时间。

(2)小物块经过圆弧轨道上的C点时，对轨道的压力大小。

(3)C、D两点间的水平距离L。

4、如图所示，装置的左边AB部分是长为L1=1m的水平面，一水平放置的轻质弹簧左端固定并处于原长状态。

装置的中间BC部分是长为L2=2m的水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接，传送带始终以v=2m/s的速度顺时针转动。

计算题专项训练(时间:80分钟满分:100分)题型专项能力训练第53页1.(14分)如图甲所示,水平传送带AB逆时针匀速转动,一个质量为m0=1.0kg的小物块以某一初速度由传送带左端滑上,通过速度传感器记录下物块速度随时间的变化关系如图乙所示(图中取向左为正方向,以物块滑上传送带时为计时零点)。

已知传送带的速度保持不变,g取10m/s2。

求:(1)物块与传送带间的动摩擦因数μ;(2)物块在传送带上的运动时间;(3)整个过程中系统产生的热量。

答案:(1)0.2(2)4.5s(3)18J解析:(1)由题中v-t图像可得,物块做匀变速运动的加速度a=Δ Δ 4.02m/s2=2.0m/s2由牛顿第二定律得F f=m0a得到物块与传送带间的动摩擦因数μ= 0 0 2.010=0.2。

(2)由题中v-t图像可知,物块初速度大小v=4m/s、传送带速度大小v'=2m/s,物块在传送带上滑动t1=3s后,与传送带相对静止。

前2s内物块的位移大小x1= 2t1'=4m,向右后1s内的位移大小x2= '2t1″=1m,向左3s内位移x=x1-x2=3m,向右物块再向左运动时间t2= '=1.5s物块在传送带上运动时间t=t1+t2=4.5s。

(3)物块相对传送带滑动的3s内,传送带的位移x'=v't1=6m,向左;物块的位移x=x1-x2=3m,向右相对位移为Δx'=x'+x=9m所以转化的热能E Q=F f×Δx'=18J。

2.(14分)如图所示,两固定的绝缘斜面倾角均为θ,上沿相连。

两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L,质量分别为2m和m;用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca,并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上,使两金属棒水平。

右斜面上存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上。

2021高考物理二轮复习专题3第1课带电粒子在电场中的运动试题考点一电场的性质1．电场强度.2.电场力做功与电势能．(1)电势和电势能的相对性：电场中某点的电势、电荷在电场中某点的电势能的数值大小与电势零点选取有关；(2)电场力做功与电势能的关系：电场力对电荷做的功等于电荷的电势能的减少量，即W＝－ΔE p.3．电势、电势差．(1)电势与电势能：E p＝qφ(运算时带正负号)．电势和电势能均为标量，电势的正负反映电势的高低，电势能的正负反映电荷电势能的大小．(2)电势差与电场力做功：W AB＝qU AB＝q(φA－φB)(运算时带正负号)．注意：①电势与场强无直截了当关系，零电势处能够人为选取，而场强是否为零则由电场本身决定；②电场力做功与路径无关．考点二电场的形象描述(1)电场线与等势面关系：①电场线与等势面垂直；②电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面(沿着电场线的方向电势降低得最显著)；③电场线越密处，等差等势面也越密．(2)等量异、同种电荷周围的电场.考点三电场的应用(1)电容器：电容定义式C＝QU；平行板电容器的决定式C＝εr S4πkd.(2)加速和偏转：带电粒子在电场中的加速问题一样选用动能定理求解，带电粒子在电场中的轨迹问题一样用曲线运动的速度、合力与轨迹的关系求解，带电粒子在匀强电场中的偏转一样用运动的分解与合成的方法求解．课时过关(A 卷)一、单项选择题1．(2020·安徽高考)由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电荷量分别为q 1和q 2.其间距离为r 时，它们之间相互作用力的大小为F ＝k q 1q 2r 2，式中k 为静电力常量．若用国际单位制的差不多单位表示，k 的单位应为(B )A ．kg ·A 2·m 3B ．kg ·A －2·m 3·s －4C ．kg ·m 2·C －2D ．N ·m 2·A －2解析：由k ＝Fr 2q 1q 2可得单位为N ·m 2C 2＝kg ·m/s 2·m 2C 2＝kg ·m ·m 2（A ·s ）2·s 2＝kg ·m 3A 2·s 4，故选B. 2．如图，将两个等量正点电荷Q 固定放置．一试探电荷q 在它们连线垂直平分线上的P 点由静止开释，仅在电场力作用下向下运动，则(B)A ．q 带负电B ．q 带正电C ．q 在运动过程中电势能不断增大D ．q 在运动过程中动能先增大后减小解析：因两个场源电荷在中垂线下侧的合场强向下，q 受的力向下才向下运动，故其带正电，运动过程电场力做正功，电势能减小，动能增大．3．如图所示，电场中的一簇电场线关于y 轴对称分布，O 点是坐标原点，M 、N 、P 、Q 是以O 为圆心的一个圆周上的四个点，其中M 、N 在y 轴上，Q 点在x 轴上，则(D )A．M点电势比P点电势高B．OM间的电势差等于NO间的电势差C．一正电荷在O点的电势能小于在Q点的电势能D．将一负电荷从M点移到P点，电场力做正功解析：由图可知，场源电荷必定在O点以下的y轴上，电场线与等势面处处正交，沿电场线方向电势降低最快，则过P点的等势面对应的电势较高，选项A错误；电场线密处，等势面也越密，因此NO之间的电势差较大，选项B错误；正电荷的电势能的高低能够看电势的高低，过O点的等势面与x轴相切，过Q点的等势面与x轴相交，因此O点的电势比Q 点高，选项C错误；用同样的方法作等势面，MP之间的电势差小于零，将负电荷从M点移到P点，电场力做正功，选项D正确．4．(2020·安徽高考)图示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹，M、N、P、Q是轨迹上的四点，在散射过程中能够认为重金属原子核静止不动．图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是(C)A．M点 B．N点 C．P点 D．Q点解析：由库仑定律，可得两点电荷间的库仑力的方向在两者的两线上，同种电荷相互排斥，由牛顿第二定律，加速度的方向确实是合外力的方向，故C正确，A、B、D错误．5．(2020·浙江高考)如图所示为静电力演示仪，两金属极板分别固定于绝缘支架上，且正对平行放置．工作时两板分别接高压直流电源的正负极，表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在金属极板中间，则(D)A ．乒乓球的左侧感应出负电荷B ．乒乓球受到扰动后，会被吸在左极板上C ．乒乓球共受到电场力，重力和库仑力三个力的作用D ．用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞解析：从图中可知金属板右侧连接电源正极，因此电场水平向左，故乒乓球上的电子移动到右侧，即乒乓球的右侧感应出负电荷，A 错误；乒乓球右侧带负电，受到的电场力向右，乒乓球左侧带正电，受到的电场力向左，因为左右两侧感应出的电荷量相等，因此受到的电场力相等，乒乓球受到扰动后，最终仍会静止，可不能吸附到左极板上，B 错误；乒乓球受到重力和电场力作用，库仑力即为电场力，C 错误；用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，乒乓球带正电，在电场力作用下，与左极板接触，然后乒乓球带负电，又在电场力作用下，运动到右极板，与右极板接触后乒乓球带正电，在电场力作用下，运动到左极板，如此重复，即乒乓球会在两极板间来回碰撞，D 正确．二、多项选择题6．(2020·广东卷)如图所示，光滑绝缘的水平桌面上，固定着一个带电量为＋Q 的小球P ，带电量分别为－q 和＋2q 的小球M 和N ，由绝缘细杆相连，静止在桌面上，P 与M 相距L ，P 、M 和N 视为点电荷，下列说法正确的是(BD )A ．M 与N 的距离大于LB ．P 、M 和N 在同一直线上C ．在P 产生的电场中，M 、N 处的电势相同D ．M 、N 及细杆组成的系统所受合外力为零解析：将M 、杆、N 看作整体，M 、N 分别所受P 施加的库仑力必为一对等大反向的平稳力，选项B 正确，由k Qq L 2＝k Q ×2q r 2，得r ＝2L ，∴MN ＝(2－1)L <L ，选项A 错．由单个正点电荷电场中的电势分布规律知φM >φN ，选项C 错．P 、M 、杆、N 整体静止，合外力必为零，选项D 正确．7．如图所示，MN 是一正点电荷产生的电场中的一条电场线．一个带负电的粒子(不计重力)从a 运动到b 穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示．下列结论正确的是(CD )A ．点电荷一定位于M 点的左侧B ．带电粒子从a 运动到b 的过程中动能逐步减小C ．带电粒子在a 点的加速度小于在b 点的加速度D ．带电粒子在a 点时的电势能大于在b 点时的电势能解析：由题意知，当粒子通过MN 时，电场力的方向在MN 这条直线上，又因力指向轨迹弯曲的内侧，故电场力的方向为M 到N ，又粒子带负电，因此电场线的方向为N 到M ，该电场线为正点电荷产生电场中的一条，因此正点电荷在N 的右侧，因此A 错误；b 点更靠近点电荷，依照点电荷的场强公式E ＝k Q 2r2知，b 点的电场强度大于a 点的电场强度，粒子在b 点受电场力大，加速度大，因此C 正确；由上述分析知，粒子从a 运动到b 的过程中电场力做正功，因此动能增大，电势能减小，故带电粒子在a 点时的电势能大于在b 点时的电势能，因此B 错误，D 正确．8．(2020·江苏高考)一带正电的小球向右水平抛入范畴足够大的匀强电场，电场方向水平向左，不计空气阻力，则小球(BC )A ．做直线运动B ．做曲线运动C ．速领先减小后增大D ．速领先增大后减小解析：由题意知，小球受重力、电场力作用，合外力的方向与初速度的方向夹角为钝角，故小球做曲线运动，因此A 错误；B 正确；在运动的过程中合外力先做负功后做正功，因此C 正确、D 错误．9．(2020·郴州模拟)如图所示，A 板发出的电子经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板间，金属板间所加的电压为U ，电子最终打在光屏P 上，关于电子的运动，下列说法中正确的是(BD )A ．滑动触头向右移动时，电子打在荧光屏上的位置上升B ．滑动触头向左移动时，电子打在荧光屏上的位置上升C ．电压U 增大时，电子打在荧光屏上的速度大小不变D ．电压U 增大时，电子从发出到打在荧光屏上的时刻不变解析：由题意知，电子在加速电场中加速运动，依照动能定理得eU 1＝12mv 2，电子获得的速度为v ＝2eU 1m ；电子进入偏转电场后做类平抛运动，也确实是平行电场方向做初速度为0的匀加速直线运动，加速度为a ＝eU md ；电子在电场方向偏转的位移为y ＝12at 2，垂直电场方向做匀速直线运动，电子在电场中运动时刻为t ＝L v.滑动触头向右移动时，加速电压变大，因此电子获得的速度v 增加，可知，电子在电场中运动时刻t 减少，故电子偏转位移y 变小，因为电子向上偏转，故在屏上的位置下降，A 错误；滑动触头向左移动时，加速电压变小，因此电子获得的速度v 减小，可知，电子在电场中运动时刻t 变大，故电子偏转位移y 变大，因为电子向上偏转，故在屏上的位置上升，B 正确；偏转电压增大时，电子在电场中受到的电场力增大，即电子偏转的加速度a 增大，又因为加速电压不变，电子进入电场的速度没有变化，电子在电场中运动的时刻t 没有发生变化，故D 正确；电子在偏转电场中偏转位移增大，电子打在荧光屏上的速度增大，C 错误．三、运算题10．(2020·安徽高考)在xOy 平面内，有沿y 轴负方向的匀强电场，场强大小为E (图中未画出)，由A 点斜射出一质量为m ，带电荷量为＋q 的粒子，B 和C 是粒子运动轨迹上的两点，如图所示，其中l 0为常数．粒子所受重力忽略不计．求：(1)粒子从A 到C 过程中电场力对它做的功；(2)粒子从A 到C 过程所经历的时刻；(3)粒子通过C 点时的速率．解析：(1)W AC ＝qE (y A －y C )＝3qEl 0.(2)依照抛体运动的特点，粒子在x 方向做匀速直线运动，由对称性可知轨迹最高点D 在y 轴上，可令t AB ＝t DB ＝T ，则t BC ＝T由qE ＝ma ，得a ＝qE m又y D ＝12aT 2，y D ＋3l ＝12a (2T )2，解得T ＝2ml 0qE 则A 到C 过程所经历的时刻t ＝32ml 0qE. (3)粒子在DC 段做平抛运动，因此有2l 0＝v Cx (2T )，v Cy ＝a (2T )v C ＝v 2Cx ＋v 2Cy ＝17qEl 02m. 答案：(1)W AC ＝3qEl 0 (2)t ＝32ml 0qE(3)v C ＝17qEl 02m课时过关(B 卷)一、单项选择题1．(2020·江苏高考)静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载《春秋纬考异邮》中有玳瑁吸衣若之说，但下列不属于静电现象的是(C )A ．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑B ．带电小球移至不带电金属球邻近，两者相互吸引C ．小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流D ．从干燥的地毯走过，手碰到金属把手时有被电击的感受解析：小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生感应电流是电磁感应现象，不是静电现象，因此C 正确．2．(2020·海南高考)如图，一充电后的平行板电容器的两极板相距l ，在正极板邻近有一质量为M 、电荷量为q (q ＞0)的粒子，在负极板邻近有另一质量为m 、电荷量为－q 的粒子，在电场力的作用下，两粒子同时从静止开始运动．已知两粒子同时通过一平行于正极板且与其相距25l 的平面．若两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则M ∶m 为(A )A ．3∶2B ．2∶1C ．5∶2D ．3∶1解析：设电场强度为E ，两粒子的运动时刻相同，对M 有，a ＝Eq M ，25l ＝12Eq M t 2；对m 有a ′＝Eq m ，35l ＝12Eq m t 2，联立解得M m ＝32，A 正确． 3．(2020·浙江高考)下列说法正确的是(C )A ．电流通过导体的热功率与电流大小成正比B ．力对物体所做的功与力的作用时刻成正比C ．电容器所带电荷量与两极板间的电势差成正比D ．弹性限度内，弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比解析：依照公式P ＝I 2R 可得在电阻一定时，电流通过导体的发热功率与电流的平方成正比，A 错误；依照公式W ＝Fs 可得力对物体所做的功与力的作用时刻无关，B 错误；依照公式C ＝Q U可得电容器所带电荷量与两极板间的电势差成正比，C 正确；弹簧的劲度系数与弹簧的伸长量无关，和弹簧的材料等自身因素有关，D 正确．4.如图所示，竖直直线为某点电荷Q 所产生的电场中的一条电场线，M 、N 是其上的两个点．另有一带电小球q 自M 点由静止开释后开始运动，到达N 点时速度恰变为零．由此能够判定(B)A．Q必为正电荷，且位于N点下方B．M点的电场强度小于N点的电场强度C．M点的电势高于N点的电势D．q在M点的电势能大于在N点的电势能解析：由于电荷在竖直线上运动，因此一开始重力大于电场力，后来电场力大于重力而减速，直至速度变为零，这些信息只能判定出场源电荷在N的这端，由于试探电荷的电性未知，因此也无法判定场源电荷的电性，选项A、C错误；越是靠近场源电荷，电场越强，选项B正确；从M点向N点运动的过程中，重力势能减少，转化为电势能，选项D错误．5．(2020·安徽高考)已知平均带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为δ2ε0，其中为平面上单位面积所带的电荷量，ε0为常量．如图所示的平行板电容器，极板正对面积为S，其间为真空，带电荷量为Q.不计边缘效应时，极板可看作无穷大导体板，则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为(D)和Q2ε0S和Q2ε0S和Q22ε0S和Q22ε0S解析：由公式E＝δ2ε0，δ＝QS正负极板都有场强，由场强的叠加可得E＝Qε0S，电场力F＝Q2ε0S·Q，故选D.二、多项选择题6．(2020·浙江高考)如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1 kg 的小球A 悬挂到水平板的MN 两点，A 上带有Q ＝×10－6 C 的正电荷．两线夹角为120°，两线上的拉力大小分别为F 1和的正下方0.3 m 处放有一带等量异种电荷的小球B ，B 与绝缘支架的总质量为0.2 kg(重力加速度取g ＝10 m/s 2；静电力常量k ＝×109 N ·m 2/C 2，AB 球可视为点电荷)，则(BC)A ．支架对地面的压力大小为 NB ．两线上的拉力大小F 1＝F 2＝ NC ．将B 水平右移，使M 、A 、B 在同一直线上，现在两线上的拉力大小为F 1＝ N ，F 2＝ ND ．将B 移到无穷远处，两线上的拉力大小F 1＝F 2＝ N解析：对B 和支架分析可知，受到竖直向下的重力，和A 对B 竖直向上的库仑力，故对地面的压力为F N ＝G B 支－k ·q A ·q B r 2＝2 N － N ＝ N ，A 错误，对A 分析，A 受到竖直向下的重力，竖直向下的库仑力，两线上的拉力，三力的夹角正好是120°，处于平稳状态，因此F 1＝F 2＝G A ＋k q A ·q B r 2＝ N ，B 正确；将B 水平右移，使M 、A 、B 在同一直线上，则两小球的距离变为r ′＝错误! m ＝ m ，故有F 1－k ·错误!＝F 2＝G A ，解得F 1＝ N ，F 2＝ N ，C 正确；将B 移到无穷远处，两小球之间的库仑力为零，则两线上的拉力大小F 1＝F 2＝G A ＝1 N ，D 错误．7．(2020·江苏高考)两个相同的负电荷和一个正电荷邻近的电场线分布如图所示，c 是两负电荷连线的中点，d 点在正电荷的正上方，c 、d 到正电荷的距离相等，则(ACD )A ．a 点的电场强度比b 点的大B ．a 点的电势比b 点的高C ．c 点的电场强度比d 点的大D ．c 点的电势比d 点的低解析：由图知，a 点处的电场线比b 点处的电场线密集，c 点处电场线比d 点处电场密集，因此A 、C 正确；过a 点画等势线，与b 点所在电场线的交点在b 点沿电场线的方向上，因此b 点的电势高于a 点的电势，故B 错误；同理可得d 点电势高于c 点电势，故D 正确．8．如图所示的匀强电场E的区域内，由A、B、C、D、A′、B′、C′、D′作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面ABCD垂直．下列说法正确的是(BD)A．AD两点间电势差U AD与AA′两点间电势差U AA′大小相等B．带正电的粒子从A点沿路径A→D→D′移到D′点，电场力做正功C．带负电的粒子从A点沿路径A→D→D′移到D′点，电势能减小D．带电的粒子从A点移到C′点，沿对角线AC′与沿路径A→B→B′→C′电场力做功相同解析：电场方向与面ABCD垂直，因此面ABCD是等势面，A、D两点的电势差为0，又因A、A′两点沿电场线的方向有距离，因此U AA′不为0，A错误；带正电的粒子从A点到D电场力不做功，而由D→D′电场力做正功，B正确；同理，带负电的粒子从A点沿路径A→D →D′移到D′点，电场力做负功，电势能增大，C错误；由电场力做功的特点，电场力做功与路径无关，只与初末位置的电势差有关，D正确．9．(2020·海南高考)如图，两电荷量分别为Q(Q＞0)和－Q的点电荷对称地放置在x 轴上原点O的两侧，a点位于x轴上O点与点电荷Q之间，b位于y轴O点上方．取无穷远处的电势为零，下列说法正确的是(BC)A．b点的电势为零，电场强度也为零B．正的试探电荷在a点的电势能大于零，所受电场力方向向右C．将正的试探电荷从O点移到a点，必须克服电场力做功D．将同一正的试探电荷先后从O、b点移到a点，后者电势能的变化较大解析：因为等量异种电荷在其连线的中垂线上的电场方向为水平指向负电荷，因此电场方向与中垂线方向垂直，故中垂线为等势线，因为中垂线延伸到无穷远处，因此中垂线的电势为零，故b点的电势为零，然而电场强度不为零，A错误；等量异种电荷连线上，电场方向由正电荷指向负电荷，方向水平向右，在中点O处电势为零，O点左侧电势为正，右侧电势为负，又明白正电荷在正电势处电势能为正，故B正确；O点的电势低于a点的电势，电场力做负功，因此必须克服电场力做功，C正确；O点和b点的电势相等，因此先后从O、b 点移到a点，电场力做功相等，电势能变化相同，D错误．三、运算题10．如图甲所示为一组间距d 足够大的平行金属板，板间加有随时刻变化的电压(如图乙所示)，设U 0和T 已知．A 板上O 处有一静止的带电粒子，其带电量为q ，质量为m (不计重力)，在t ＝0时刻起该带电粒子受板间电场加速向B 板运动，途中由于电场反向，粒子又向A 板返回(粒子未曾与B 板相碰)．(1)当U x ＝2U 0时，求带电粒子在t ＝T 时刻的动能；(2)为使带电粒子在t ＝T 时刻恰能回到O 点，U x 等于多少？解析：(1)粒子在两种不同电压的电场中运动的加速度分别为a 1＝U 0q dma 2＝2U 0q dm通过T 2时粒子的速度：v 1＝a 1T 2 t ＝T 时刻粒子的速度：v 2＝v 1－a 2T 2＝a 1T 2－a 2T 2＝－TU 0q 2dmt ＝T 时刻粒子的动能：E k ＝12mv 22＝T 2U 20q 28d 2m. (2)经0～T 2时粒子的位移：x 1＝12a 1⎝ ⎛⎭⎪⎫T 22T 2～T 时粒子的位移：x x ＝v 1T 2－12a x ⎝ ⎛⎭⎪⎫T 22 又v 1＝a 1T 2，x 1＝－x x 解得：a x ＝3a 1因为a 1＝U 0q dm ，a x ＝U x q dm解得：U x ＝3U 0答案：(1)T 2U 20q 28d 2m(2)3U 0。

专题三电场与磁场专题综合训练(三)1.如图所示,某区域电场线左右对称分布,M、N为对称线上两点。

下列说法正确的是()A.M点电势一定高于N点电势B.M点电场强度一定大于N点电场强度C.正电荷在M点的电势能小于在N点的电势能D.将电子从M点移动到N点,静电力做正功2.如图所示,菱形ABCD的对角线相交于O点,两个等量异种点电荷分别固定在AC连线上的M点与N点,且OM=ON,则()A.A、C两处电势、电场强度均相同B.A、C两处电势、电场强度均不相同C.B、D两处电势、电场强度均相同D.B、D两处电势、电场强度均不相同3.如图所示,正方形线框由边长为L的粗细均匀的绝缘棒组成,O是线框的中心,线框上均匀地分布着正电荷,现在线框上边框中点A处取下足够短的带电量为q的一小段,将其沿OA连线延长线向上移动的距离到B点处,若线框的其他部分的带电量与电荷分布保持不变,则此时O点的电场强度大小为()A.kB.kC.kD.k4.如图,在竖直方向的匀强电场中有一带负电荷的小球(初速度不为零),其运动轨迹在竖直平面(纸面)内,截取一段轨迹发现其相对于过轨迹最高点O的竖直虚线对称,A、B为运动轨迹上的点,忽略空气阻力,下列说法不正确的是()A.B点的电势比A点高B.小球在A点的动能比它在B点的大C.小球在最高点的加速度不可能为零D.小球在B点的电势能可能比它在A点的大5.如图所示,真空中同一平面内MN直线上固定电荷量分别为-9Q和+Q的两个点电荷,两者相距为L,以+Q点电荷为圆心,半径为画圆,a、b、c、d是圆周上四点,其中a、b在MN直线上,c、d 两点连线垂直于MN,一电荷量为q的负点电荷在圆周上运动,比较a、b、c、d四点,则下列说法错误的是()A.a点电场强度最大B.负点电荷q在b点的电势能最大C.c、d两点的电势相等D.移动负点电荷q从a点到c点过程中静电力做正功6.真空中,两个固定点电荷A、B所带电荷量分别为Q1和Q2,在它们共同形成的电场中,有一条电场线如图实线所示,实线上的箭头表示电场线的方向,电场线上标出了C、D两点,其中D点的切线与AB连线平行,O点为AB连线的中点,则()A.B带正电,A带负电,且|Q1|>|Q2|B.O点电势比D点电势高C.负检验电荷在C点的电势能大于在D点的电势能D.在C点静止释放一带正电的检验电荷,只在电场力作用下将沿电场线运动到D点7.如图所示,矩形虚线框的真空区域内存在着沿纸面方向的匀强电场(具体方向未画出),一粒子从bc边上的M点以速度v0垂直于bc边射入电场,从cd边上的Q点飞出电场,不计粒子重力。

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计算题专练(三)1．(14分)如图,在粗糙水平台阶上静止放置一质量为m ＝0.5 kg 的小物块，它与水平台阶表面的动摩擦因数μ＝0.5，且与台阶边缘O 点的距离s ＝5 m ．在台阶右侧固定了一个错误!圆弧挡板，圆弧半径R ＝1 m ，圆弧的圆心也在O 点．今以O 点为原点建立平面直角坐标系．现用F ＝5 N 的水平恒力拉动小物块，一段时间后撤去拉力,小物块最终水平抛出并击中挡板．(1）若小物块恰能击中挡板上的P 点(OP 与水平方向夹角为37°)，求其离开O 点时的速度大小;(2)为使小物块击中挡板，求拉力F 作用的最短时间；(3）改变拉力F 的作用时间，使小物块击中挡板的不同位置，求击中挡板时小物块动能的最小值．解析：（1）小物块从O 到P ,做平抛运动水平方向：R cos 37°＝v 0t （1分）竖直方向:R sin 37°＝错误!gt 2（1分）由以上两式解得v 0＝错误!＝错误! m/s(1分）(2)为使小物块击中挡板，小物块必须能运动到O 点，由动能定理得 Fx －μmgs ＝0（1分）解得x ＝2。

5 m由牛顿第二定律得F －μmg ＝ma （1分）解得力F 作用时的加速度a ＝5 m/s 2由运动学公式得x ＝错误!at 2(1分）解得t ＝1 s(1分)（3）设小物块击中挡板的任意点坐标为（x ，y ),则 x ＝v 0t （1分)y ＝错误!gt 2（1分)由机械能守恒定律得E k ＝12mv 错误!＋mgy (1分） 又由击中挡板满足:x 2＋y 2＝R 2（1分) 则E k ＝mgR 24y＋错误!，（1分）当y＝错误! m时，E k有最小值,E kmin＝错误! J（2分)答案：(1)错误! m/s （2）1 s (3）错误! J2．（18分)如图所示，第二、三象限存在足够大的匀强电场，电场强度为E，方向平行于纸面向上，一个质量为m、电荷量为q的正粒子,在x轴上M点（－4r,0）处以某一水平速度释放,粒子经过y轴上N点（0,2r)进入第一象限,第一象限存在一个足够大的匀强磁场，其磁感应强度B＝2错误!，方向垂直于纸面向外，第四象限存在另一个足够大的匀强磁场，其磁感应强度B ＝2错误!，方向垂直于纸面向里，不计粒子重力，r为坐标轴每个小格的标度．试求：(1）粒子初速度v0；（2）粒子第1次穿过x轴时的速度大小和方向；（3)画出粒子在磁场中运动轨迹并求出粒子第n次穿过x轴时的位置坐标．解析：(1)粒子在电场中做类平抛运动，则x方向：4r＝v0t(1分）y方向:2r＝错误!at2（1分)qE＝ma(1分)可解得v0＝2错误!（1分)(2）x方向：4r＝v0t(1分)y方向：2r＝错误!v y t(1分）则v x＝v y（1分）可知粒子射出电场时v＝错误!v0＝2 错误!，方向与水平成45°斜向上(2分）粒子在磁场中运动半径R＝错误!＝错误!r(1分)由几何关系可知粒子第1次穿过x轴时速度v＝2错误!，方向与水平成45°斜向左下方．(2分）(3）粒子轨迹如图所示．（4分）分析粒子轨迹可知，粒子第n次穿过x轴时的位置坐标为(2nr，0)．(2分）答案：（1）2错误!(2)2错误!方向与水平成45°斜向左下方（3)(2nr,0)3．（12分）如图所示，传送带的水平部分ab＝2 m,斜面部分bc＝4 m，bc与水平面的夹角α＝37°.一个小物体A与传送带的动摩擦因数μ＝0。

2020届（人教）高考物理二轮提升练习计算题选（三）及答案1、如图所示，物块A、B、C的质量分别为2m、2m、m，并均可视为质点，三个物块用轻绳通过轻质滑轮连接，在外力作用下现处于静止状态，此时物块A置于地面，物块B到C、C到地面的距离均是L，现将三个物块由静止释放。

若C与地面、B到C相碰后速度立即减为零，A与滑轮间的距离足够大，且不计一切阻力，重力加速度为g。

求：(1)刚释放时A的加速度大小及轻绳对A的拉力大小。

(2)物块A由最初位置上升的最大高度。

(3)若改变A的质量使系统由静止释放后物块C能落地且物块B与C不相碰，则A的质量应满足的条件。

【解题指导】解答本题应注意以下三点：(1)整体法与隔离法结合牛顿第二定律求解加速度和轻绳的拉力。

(2)C落地前A、B、C三个物块组成的系统机械能守恒，C落地后A、B两物块组成的系统机械能守恒。

(3)由物块C能落地和物块B与C不相碰确定系统的两个临界状态。

【解析】(1)设刚释放时A、B、C的共同加速度大小为a，绳子对A拉力大小为F，由牛顿第二定律得：对A：F-2mg=2ma对于B、C整体：3mg-F=3ma，解得：a=F=2.4 mg(2)设C下落L落地时A的速度大小为v由v2=2aL得：v=C落地后，由于A、B的质量相等，故B匀速下落，A匀速上升，当A上升L 距离后再做竖直上抛运动，上抛过程由机械能守恒定律得：2mgh=·2mv2解得：h=0.2 L因此物块由最初位置上升的最大高度：H=2 L+h=2.2 L(3)若改变A的质量使系统由静止释放后物块C能落地，由题意可知A的质量需满足m A<3 m若B与C不相碰，即C落地后B减速下降到地面时速度为0，从释放到C落地的过程A、B、C系统机械能守恒，则：3mgL-m A gL= (3m+m A)v′2解得：v′=从C落地到B减速到地面速度为0的过程中，A、B系统机械能守恒，则：2mgL+ (2m+m A)v′2=m A gL解得：m A=m因此，系统由静止释放后物块C能落地且物块B与C不相碰的条件为：m<m A<3m答案：(1) 2.4 mg(2)2.2 L(3)m<m A<3m2、在交管部门强行推出了“电子眼”后，机动车擅自闯红灯的现象大幅度减少。