2023届浙江高三物理高考复习精讲精练 单体或多体在电场中的运动之力、电综合问题(含详解)
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第49讲电场线与等势线(面)的应用1.(2021•辽宁)等量异号点电荷固定在水平向右的匀强电场中,电场分布如图所示,实线表示电场线,虚线表示等势线。
将同一负电荷先后置于a、b两点,电势能分别为E pa和E pb,电荷所受电场力大小分别为F a和F b,则()A.E pa>E pb,F a>F b B.E pa>E pb,F a<F bC.E pa<E pb,F a>F b D.E pa<E pb,F a<F b【解答】解:根据对称性可知,a点与a′点电势和电场强度大小都相同,如图所示。
根据沿电场线方向电势降低可得a点的电势高于b,根据E P=qφ可知,负电荷在电势高的地方电势能小,则有E pa<E pb;根据电场线密的地方电场强度大,可知E a<E b,根据F=qE可知F a<F b,根据D正确、ABC错误。
故选:D。
2.(2021•浙江)某书中有如图所示的图,用来表示横截面是“<”形导体右侧的电场线和等势面,其中a、b是同一条实线上的两点,c是另一条实线上的一点,d是导体尖角右侧表面附近的一点。
下列说法正确的是()A.实线表示电场线B.离d点最近的导体表面电荷密度最大C.“<”形导体右侧表面附近电场强度方向均相同D.电荷从a点到c点再到b点电场力做功一定为零【解答】解:A、电场线起于正电荷(或无穷远),终止于负电荷(或无穷远),由图可知,图中的实线不是起于导体,也不是终止于导体,可知实线是等势线,故A错误;B、等势线越密的地方,电场强度强度越强,d点场强较弱,可知离d点最近的导体表面电荷密度最小,故B错误;C、电场强度方向与等势线垂直,由图可知,“<”形导体右侧表面附近电场强度方向不一定相同,故C错误;D、a、b两点在同一条等势线上,ac两点的电势差和bc两点的电势差相等,电荷从a点到c点再到b点电场力做功一定为零,故D正确。
故选:D。
3.(2022•浙江)某种气体一电子放大器的局部结构是由两块夹有绝缘介质的平行金属薄膜构成,其上存在等间距小孔,其中相邻两孔截面上的电场线和等势线的分布如图所示。
第48讲 非点电荷电场强度的叠加及计算的五种方法1.(安徽)如图所示,xOy 平面是无穷大导体的表面,该导体充满z <0的空间,z >0的空间为真空。
将电荷为+q 的点电荷置于z 轴上z =h 处,则在xOy 平面上会产生感应电荷。
空间任意一点处的电场皆是由点电荷q 和导体表面上的感应电荷共同激发的。
已知静电平衡时导体内部场强处处为零,则在z 轴上z =ℎ3处的场强大小为(k 为静电力常量)( )A .k4q ℎ2B .k45q16ℎ2C .k32q 9ℎ2D .k40q 9ℎ2【解答】解:在z 轴上−ℎ3处,合场强为零,该点场强为q 和导体近端感应电荷产生电场的场强的矢量和;q 在−ℎ3处产生的场强为: E 1=kq(43ℎ)2=9kq 16ℎ2;由于导体远端离−ℎ3处很远,影响可以忽略不计,故导体在−ℎ3处产生场强近似等于近端在−ℎ3处产生的场强;−ℎ3处合场强为0,故导体在−ℎ3处产生场强大小 E 2=E 1=9kq 16ℎ2,方向向上。
根据对称性,导体近端在ℎ3处产生的场强也为E 2=9kq 16ℎ2,方向向下。
电荷q 在ℎ3处产生的场强为:E 3=kq(23ℎ)2=9kq 4ℎ2,方向向下。
故在ℎ3处的合场强为:E =E 2+E 3=9kq 16ℎ2+9kq 4ℎ2=k45q 16ℎ2,方向向下。
故选:B 。
2.(新课标Ⅰ)如图,一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、b 、d 三个点,a 和b 、b 和c 、c 和d 间的距离均为R ,在a 点处有一电荷量为q (q >0)的固定点电荷。
已知b 点处的场强为零,则d 点处场强的大小为(k 为静电力常量)( )A.k 3qR2B.k10q9R2C.kQ+qR2D.k9Q+q9R2【解答】解:电荷量为q的点电荷在b处产生电场强度为E=k qR2,而半径为R均匀分布着电荷量为Q的圆盘上电荷,与在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷,在b点处的场强为零,则圆盘在此处产生电场强度也为E=k qR2.那么圆盘在此d产生电场强度则仍为E=kqR2。
浙江省2023届高三全真演练物理选考综合测试卷(三)一、单选题 (共7题)第(1)题均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。
如图所示,在半球面上均匀分布正电荷,总电荷量为,球面半径为,为通过半球顶点与球心的轴线,在轴线上有、两点,已知点的场强大小为,则点的场强大小为( )A.B.C.D.第(2)题已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍,若某行星的平均密度为地球平均密度的一半,它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍,则该行星的自转周期约为( )A.6小时B.12小时C.24小时D.36小时第(3)题在体能测试跳绳时,质量为50kg的某同学一分钟跳了150次,若他每次跳起时,重心上升的高度约为5cm,则他一分钟内克服重力做功的大小约为( )A.2500J B.3570J C.7500J D.375000J第(4)题静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升,在某一高度撤去恒力。
不计空气阻力,在整个上升过程中,物体机械能随时间变化关系是( )A.B.C.D.第(5)题如图所示,在平面内有一个以O为圆心、半径R=0.1m的圆,P为圆周上的一点,O、P两点连线与轴正方向的夹角为。
若空间存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小,则O、P两点的电势差可表示为()A.B.C.D.第(6)题2022年12月4日,“神舟十四号”载人飞船返回舱顺利返回,见证了属于中国航天的多个“首次”,航天员们在六个月的时间内,有序开展了载人环境建立、空间站平台维护与照料、空间科学实验等工作。
若“天和”核心舱绕地圆周运动的周期为T,设地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,下列说法正确的是()A.“神舟十四号”载人飞船在发射过程中处于完全失重状态B.航天员可以漂浮在“天和”核心舱中,航天员处于平衡状态C.“天和”核心舱离地高度为D.“天和”核心舱所在处的重力加速度大小为第(7)题如图所示,倾角为θ的斜面体c置于水平地面上,小物块b置于斜面上,通过绝缘细绳跨过光滑的定滑轮与带正电小球M连接,定滑轮左侧连接物块b的一段细绳与斜面平行,带负电的小球N用绝缘细线悬挂于P点。
第34讲单体机械能守恒问题1.(2022·江苏)如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与物块A连接在一起,处于压缩状态.A由静止释放后沿斜面向上运动到最大位移时,立即将物块B轻放在A右侧,A、B由静止开始一起沿斜面向下运动,下滑过程中A、B始终不分离,当A回到初始位置时速度为零.A、B与斜面间的动摩擦因数相同、弹簧未超过弹性限度,则()A.当上滑到最大位移的一半时,A的加速度方向沿斜面向下B.A上滑时,弹簧的弹力方向不发生变化C.下滑时,B对A的压力先减小后增大D.整个过程中A、B克服摩擦力所做的总功大于B的重力势能减小量2.(2022·山东)我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。
如图所示,发射舱内的高压气体先将火箭竖直向上推出,火箭加速度接近零时再点火飞向太空。
从火箭开始运动到点火的过程中()A.火箭的加速度为零时,动能最大B.高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能C.高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量D.高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量一.知识回顾1重力势能(1)定义:物体由于被举高而具有的能量,叫作重力势能。
(2)表达式:E p=mgh,其中h是相对于参考平面的高度。
(3)特点:①系统性:重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的。
②相对性:重力势能的数值与所选参考平面有关。
③标量性:重力势能是标量,正负表示大小。
(4)重力做功的特点①物体运动时,重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关,而跟物体运动的路径无关。
②重力做功不引起物体机械能的变化。
(5)重力做功与重力势能变化的关系①)定性关系:重力对物体做正功,重力势能减小,重力对物体做负功,重力势能增大。
②定量关系:重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量,即W G=E p1-E p2=-(E p2-E p1)=-ΔE p。
③重力势能的变化量是绝对的,与参考平面的选取12无关。
第38讲功与能综合1.(2021·甲卷)如图,一倾角为θ的光滑斜面上有50个减速带(图中未完全画出),相邻减速带间的距离均为d,减速带的宽度远小于d;一质量为m的无动力小车(可视为质点)从距第一个减速带L处由静止释放。
已知小车通过减速带损失的机械能与到达减速带时的速度有关。
观察发现,小车通过第30个减速带后,在相邻减速带间的平均速度均相同。
小车通过第50个减速带后立刻进入与斜面光滑连接的水平地面,继续滑行距离s后停下。
已知小车与地面间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g。
(1)求小车通过第30个减速带后,经过每一个减速带时损失的机械能;(2)求小车通过前30个减速带的过程中在每一个减速带上平均损失的机械能;(3)若小车在前30个减速带上平均每一个损失的机械能大于之后每一个减速带上损失的机械能,则L应满足什么条件?一.知识回顾1.多过程运动特点:由三个及三个以上的运动过程组成的复杂运动。
2.解题理论(1)动力学:涉及到时间、加速度等物理量,可能用到运动学公式和牛顿定律。
(2)动能定理:涉及到变力做功、曲线运动、非匀变速运动等运动过程,可能用到动能定理。
(3)功能关系:涉及到不同形式能量之间关系或功与能之间关系,可能用到功能关系或能量守恒定律。
3.解题技巧:(1)仔细审题,弄清有哪几个运动过程,并画简图示意。
(2)对各运动过程要进行受力与运动特点、做功与能量变化分析。
(3)边审题,边提取已知信息或隐含信息,对每个运动过程,列出可能的方程式。
(4)一般要有探索过程,不要企图一步到位,最后根据需要,列出必要的方程或方程组。
4.注意事项(1)一个方程不能解决问题,就多设内个未知量,列方程组求解。
(2)列方程式时依据要明确,概念要清楚:如运用动能定理,就涉及到功与动能的关系,不要弹性势能、重力势能列在式中;如运用机械能与系统外力和非保守力做关系时,重力做功或弹簧弹力做功就不要列在式中;如运用能量守恒定律列式,只是寻找能量之间的关系,不要把功写在式中。
第7讲 应用整体法与隔离法解决连接体模型1.(2022·海南)我国的石桥世界闻名,如图,某桥由六块形状完全相同的石块组成,其中石块1、6固定,2、5质量相同为m ,3、4质量相同为m′,不计石块间的摩擦,则m :m′为( )A .√32B .√3C .1D .22.(2022·浙江)如图所示,水平放置的电子秤上有一磁性玩具,玩具由哑铃状物件P 和左端有玻璃挡板的凹形底座Q 构成,其重量分别为G P 和G Q 。
用手使P 的左端与玻璃挡板靠近时,感受到P 对手有靠向玻璃挡板的力,P 与挡板接触后放开手,P 处于“磁悬浮”状态(即P 和Q 的其余部分均不接触),P 与Q 间的磁力大小为F 。
下列说法正确的是( )A .Q 对P 的磁力大小等于G PB .P 对Q 的磁力方向竖直向下C .Q 对电子秤的压力大小等于G Q +FD .电子秤对Q 的支持力大小等于G P +G Q一.知识总结一.模型特点及解决问题的方法、技巧、思路1.连接体的类型(1)弹簧连接体(2)物物叠放连接体(3)物物并排连接体(4)轻绳连接体(5)轻杆连接体2.连接体的运动特点(1)轻绳——轻绳在伸直状态下,两端的连接体沿绳方向的速度总是相等。
(2)轻杆——轻杆平动时,连接体具有相同的平动速度;轻杆转动时,连接体具有相同的角速度,而线速度与转动半径成正比。
一般情况下,连接体沿杆方向的分速度相等。
(3)轻弹簧——在弹簧发生形变的过程中,两端连接体的速度不一定相等;在弹簧形变最大时,两端连接体的速率相等。
3.连接体的受力特点轻绳、轻弹簧的作用力沿绳或弹簧方向,轻杆的作用力不一定沿杆。
4.处理连接体问题的方法(1)整体法若连接体内各物体具有相同的加速度,且不需要求物体之间的作用力,可以把它们看成一个整体,分析整体受到的合力,应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量)。
(2)隔离法若连接体内各物体的加速度不相同,或者要求出系统内各物体之间的作用力时,就需要把物体从系统中隔离出来,应用牛顿第二定律列方程求解。
静电力的性质1. 高考真题考点分布题型考点考查考题统计选择题等量异种电荷电场分布2024浙江卷、2024北京卷选择题等量同种电荷电场分布2024海南卷、河北卷2. 命题规律及备考策略【命题规律】高考对电场力性质的考查非常频繁,大多在选择题中出现,题目难度各省份大多不是太难,主要围绕着电场线展开考查有关电场力的性质。
【备考策略】1.和掌握库仑定律,并会用库仑定律处理有关带电体的平衡和加速问题。
2.理解和掌握电场强度的概念,并会求解有关电场强度的叠加问题。
3.理解和掌握电场线的特点,并会根据其特点处理有关问题。
【命题预测】重点关注特殊电场的电场线的分布特点。
一、点电荷 电荷守恒定律1.点电荷有一定的电荷量,忽略形状和大小的一种理想化模型。
2.电荷守恒定律(1)内容:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,在转移过程中,电荷的总量保持不变。
(2)起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电。
(3)带电实质:物体带电的实质是得失电子。
二、库仑定律1.内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比。
作用力的方向在它们的连线上。
2.表达式:F =k q 1q 2r 2,式中k =9.0×109 N·m 2/C 2,叫作静电力常量。
3.适用条件:(1)真空中;(2)点电荷。
三、电场强度 点电荷的电场1.定义:放入电场中某点的电荷受到的静电力F 与它的电荷量q 的比值。
2.定义式:E =Fq。
单位为N/C 或V/m 。
3.点电荷的电场强度:真空中点电荷形成的电场中某点的电场强度,E =kQr 2。
4.方向:规定正电荷在电场中某点所受静电力的方向为该点的电场强度方向。
5.电场强度的叠加:电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和,遵从平行四边形定则。
四、电场线1.定义:为了形象地描述电场中各点电场强度的大小及方向,在电场中画出一些曲线,曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致,曲线的疏密表示电场强度的大小。
2023新考案一轮复习第八章专项突破6电场中的力电综合问题精炼一、多选题1.如图甲所示,一绝缘的圆环上均匀分布着正电荷,一光滑细杆过圆心且垂直于圆环平面,杆上套有带正电的小球。
尸0时刻把小球从。
点由静止释放后,小球沿细杆运动经过仄C两点,小球运动的Lf图像如图乙所示。
下列判断正确的是()A.小球从。
点运动到点的过程中电势能增大B.圆环在圆心处产生的电场强度为0C.。
点的电场强度大于b点的电场强度D. a、Z?两点电势差4,小于氏C,两点电势差Ubr二、单选题2.如图所示,在绝缘水平面上方存在着足够大的水平向右的匀强电场,带正电的小金属块以一定初速度从A点开始沿水平面向左做直线运动,经L长度到达2B点,速度变为零.此过程中,金属块损失的动能有M转化为电势能.金属块继续运动到某点C (图中未标出)时的动能和A点时的动能相同,则金属块从A 开始运动到C整个过程中经过的总路程为()A. 1.5LB.2LC.3LD.4L三、多选题3.在电场方向水平向右的匀强电场中,一带电小球从A点竖直向上抛出,其运动的轨迹如图所示,小球运动的轨迹上A、8两点在同一水平线上,M为轨迹的最高点,小球抛出时的动能为8 J,在M点的动能为6 J,不计空气阻力,则下列判断正确的是()A.小球水平位移汨与尼的比值为1 : 3B.小球水平位移汨与电的比值为1 : 4C.小球落到B点时的动能为32 JD,小球落到8点时的动能为14 J四、单选题4.如图所示,一半径为R的绝缘圆形轨道竖直放置,圆轨道最低点与一条水平轨道相连,轨道都是光滑的。
轨道所在空间存在水平向右的匀强电场。
从水平轨道上的A点由静止释放一质量为的带正电的小球,已知小球受到的电场力3大小等于小球重力的4倍。
为使小球刚好在圆轨道内做圆周运动,则释放点A 距圆轨道最低点B的距离S为()五、多选题5.如图所示,一平行板电容器的电容为C,带有等量异种电荷的两极板A、B倾斜放置,质量为m带电荷量为-q的油滴,从极板A上的小孔P以初速度V。
第3讲 共点力下的动态平衡问题1.(2022·辽宁)如图所示,蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上,并处于静止状态。
蛛丝OM 、ON 与竖直方向夹角分别为α、β(α>β)。
用F 1、F 2分别表示OM 、ON 的拉力,则( )A .F 1的竖直分力大于F 2的竖直分力B .F 1的竖直分力等于F 2的竖直分力C .F 1的水平分力大于F 2的水平分力D .F 1的水平分力等于F 2的水平分力2.(2022·浙江)如图所示,一轻质晒衣架静置于水平地面上,水平横杆与四根相同的斜杆垂直,两斜杆夹角θ=60°。
一重为G 的物体悬挂在横杆中点,则每根斜杆受到地面的( )A .作用力为√33G B .作用力为√36GC .摩擦力为√34G D .摩擦力为√38G3.(2022·浙江)如图所示,水平放置的电子秤上有一磁性玩具,玩具由哑铃状物件P 和左端有玻璃挡板的凹形底座Q 构成,其重量分别为G P 和G Q 。
用手使P 的左端与玻璃挡板靠近时,感受到P 对手有靠向玻璃挡板的力,P 与挡板接触后放开手,P 处于“磁悬浮”状态(即P 和Q 的其余部分均不接触),P 与Q 间的磁力大小为F 。
下列说法正确的是( )A .Q 对P 的磁力大小等于G PB .P 对Q 的磁力方向竖直向下C .Q 对电子秤的压力大小等于G Q +FD .电子秤对Q 的支持力大小等于G P +G Q4.(2022·浙江)如图所示,学校门口水平地面上有一质量为m 的石墩,石墩与水平地面间的动摩擦因数为μ,工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石墩时,两平行轻绳与水平面间的夹角均为θ,则下列说法正确的是( )A .轻绳的合拉力大小为μmg cosθB .轻绳的合拉力大小为μmg cosθ+μsinθC .减小夹角θ,轻绳的合拉力一定减小D .轻绳的合拉力最小时,地面对石墩的摩擦力也最小 一.知识总结1.共点力作用于物体的同一点或作用线相交于一点的几个力。
第54讲 电容器的充电与放电实验一.知识回顾1.电容器的组成:由两个彼此绝缘又相距很近的导体组成。
最简单的电容器是平行板电容器。
2.电容器的充电、放电①充电:两极板的电荷量增加,极板间的电场强度增大,电源的能量不断储存在电容器中。
②放电:电容器把储存的能量通过电流做功转化为电路中其他形式的能量。
③充电时电流流入正极板,放电时电流流出正极板。
3.电容(1)定义:电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板之间的电势差U 之比,叫作电容器的电容。
其中“电容器所带的电荷量Q ”,是指一个极板所带电荷量的绝对值。
(2)定义式:C =Q U 。
推论:C =ΔQ ΔU。
(3)单位:法拉(F),1 F =106 μF =1012 pF 。
(4)物理意义:表示电容器容纳电荷本领的物理量。
(5)决定因素电容C 的大小由电容器本身结构(大小、形状、正负极相对位置及电介质)决定,与电容器是否带电及所带电荷量(或两端所加电压)无关。
4.平行板电容器的电容(1)影响因素:平行板电容器的电容与极板的正对面积成正比,与两极板间电介质的相对介电常数成正比,与极板间的距离成反比。
(2)决定式: C =εr S 4πkd,k 为静电力常量。
5.常用电容器(1)分类:从构造上看,可分为固定电容器和可变电容器。
(2)击穿电压与额定电压:加在电容器极板上的电压不能超过某一限度,超过这个限度,电介质将被击穿,电容器损坏,这个极限电压叫作击穿电压;电容器外壳上标的电压是工作电压,或称额定电压,这个数值比击穿电压低。
二.实验:观察电容器的充、放电现象1.实验电路及器材如图所示,把直流电源、电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关组装成实验电路。
2.实验步骤(1)把开关S接1,观察电流表及电压表指针的偏转。
(2)把开关S接2,观察电流表及电压表指针的偏转。
3.实验现象(1)充电现象:把开关S接1时,可以看到电压表示数迅速增大,随后逐渐稳定在某一数值。
第47讲 库仑力作用下的平衡问题和变速运动问题1.(2022•上海)水平面上有一带电量为Q 的均匀带电圆环,圆心为O 。
其中央轴线上距离O 点为d 的位置处有一带电量为q 的点电荷。
若点电荷受到的电场力为F ,则F k Qq d 2(k 为静电力恒量)(选填“>”、“<”或“=”)。
静电力恒量k 的单位可表示为 (用“SI 单位制”中的基本单位表示)。
2.(2021•海南)如图,V 型对接的绝缘斜面M 、N 固定在水平面上,两斜面与水平面夹角均为α=60°,其中斜面N 光滑。
两个质量相同的带电小滑块P 、Q 分别静止在M 、N 上,P 、Q 连线垂直于斜面M ,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
则P 与M 间的动摩擦因数至少为( )A .√36B .12C .√32D .√333.(2020•浙江)如图所示,在倾角为α的光滑绝缘斜面上固定一个挡板,在挡板上连接一根劲度系数为k 0的绝缘轻质弹簧,弹簧另一端与A 球连接。
A 、B 、C 三小球的质量均为M ,q A =q 0>0,q B =﹣q 0,当系统处于静止状态时,三小球等间距排列。
已知静电力常量为k ,则( )A .q c =47q 0B .弹簧伸长量为Mgsinαk 0 C .A 球受到的库仑力大小为2MgD .相邻两小球间距为q 0√3k 7Mg一.知识回顾(一)库仑力作用下的平衡问题1.解题思路及步骤涉及库仑力的平衡问题,其解题思路与力学中的平衡问题一样,只是在原来受力的基础上多了库仑力。
注意库仑力的方向:同性相斥,异性相吸,沿两电荷连线方向。
2.求解带电体平衡问题的方法分析带电体平衡问题的方法与力学中分析物体受力平衡问题的方法相同。
(1)当两个力在同一直线上使带电体处于平衡状态时,根据二力平衡的条件求解;(2)在三个力作用下带电体处于平衡状态时,一般运用勾股定理、三角函数关系以及矢量三角形等知识求解;(3)在三个以上的力作用下带电体处于平衡状态时,一般用正交分解法求解。
第32讲 动能定理的准确理解与实际应用1.(2022·甲卷)北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示。
运动员从a 处由静止自由滑下,到b 处起跳,c 点为a 、b 之间的最低点,a 、c 两处的高度差为h 。
要求运动员经过c 点时对滑雪板的压力不大于自身所受重力的k 倍,运动过程中将运动员视为质点并忽略所有阻力,则c 点处这一段圆弧雪道的半径不应小于( )A .ℎk+1B .ℎkC .2ℎkD .2ℎk−1 【解答】解:从a 到c 根据动能定理有:mgh =12mv 2在c 点根据牛顿第二定律有:kmg ﹣mg =mv 2R联立解得:R =2ℎk−1故ABC 错误,D 正确;故选:D 。
(多选)2.(2022·湖南)下端附着重物的粗细均匀木棒,竖直浮在河面,在重力和浮力作用下,沿竖直方向做频率为1Hz 的简谐运动;与此同时,木棒在水平方向上随河水做匀速直线运动,如图(a )所示。
以木棒所受浮力F 为纵轴,木棒水平位移x 为横轴建立直角坐标系,浮力F 随水平位移x 的变化如图(b )所示。
已知河水密度为ρ,木棒横截面积为S ,重力加速度大小为g 。
下列说法正确的是 ( ) A .x 从0.05m 到0.15m 的过程中,木棒的动能先增大后减小B .x 从0.21m 到0.25m 的过程中,木棒加速度方向竖直向下,大小逐渐变小C .x =0.35m 和x =0.45m 时,木棒的速度大小相等,方向相反D .木棒在竖直方向做简谐运动的振幅为F 1−F 22ρSgE.木棒的运动为向x轴正方向传播的机械横波,波速为0.4m/s【解答】解:A、木棒在竖直方向做简谐运动,根据图(b)可知x=0.1m处,木棒达到平衡位置,此时的速度最大,所以x从0.05m到0.15m的过程中,木棒的动能先增大后减小,故A正确;B、x=0.2m时木棒浮力最小,此时木棒在上方最大位移处,重力大于浮力,木棒开始向下振动,x从0.21m到0.25m的过程中,木棒的浮力增大,但小于重力,说明在木棒加速度方向竖直向下,大小逐渐变小,故B正确;C、在x=0.35m和x=0.45m时,木板的浮力相同,说明木板处于同一位置,根据简谐运动的对称性可知,在x=0.35m和x=0.45m时木棒竖直方向的速度大小相等,方向相反,但木棒水平方向速度相同,根据速度的合成可知,木棒的速度方向不是相反,故C错误;D、设木棒在平衡位置处浸没的深度为h,振幅为A。
浙江省2023届高三全真演练物理选考综合测试卷(一)一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分,在每小题给出的答案中,只有一个符合题目要求。
(共8题)第(1)题在匀强电场中有一菱形,其所在平面与电场线平行。
已知,菱形的边长三点的电势分别是,,,,。
下列说法中正确的是( )A.电场中点的电势为B.匀强电场的电场强度大小为C.电子在点的电势能大于在点的电势能D.在点由静止释放一电子,电子将沿直线由向运动第(2)题如图所示为一种光电效应实验装置,其中A为内壁镀银的真空玻璃球,阴极金属球C被玻璃球A包围且比A小得多,连接C的导线与镀银层不相连,连接微安表的导线与镀银层相连。
一定强度的入射光穿过小窗W照射到C上时发生光电效应,打到镀银层上的光电子全部被吸收,微安表有示数。
下列说法正确的是( )A.滑片P向右移动,微安表示数逐渐增大B.滑片P向左移时,微安表示数保持不变C.滑片P向左移时,微安表示数逐渐减小D.开关S断开,微安表示数为零第(3)题近年来,我国在新能源汽车领域取得了巨大的突破和发展。
目前,核能汽车处于试验阶段,车上主要搭载了核动力电池,利用原子核衰变释放的核能转化为电池的电能。
某种核动力电池利用了钚的衰变,衰变方程为,下列说法正确的是( )A.X为粒子B.该反应的发生需要吸收能量C.的结合能大于的结合能D.的原子核比的原子核更加稳定第(4)题在桌面上有一倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,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,有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合。
已知玻璃的折射率为1.5,则光束在桌面上形成的光斑半径为( )A.r B.1.5r C.2r D.2.5r第(5)题2023年8月29日,华为最新款手机Mate60Pro开始发售,该手机搭载了我国自主设计和研发的5G芯片,引起了全世界的瞩目。
它还可以直连我国自主研发的天通一号卫星系统,实现全球卫星通话功能。
浙江省2023届高三全真演练物理选考综合测试卷(九)一、单选题 (共7题)第(1)题导体球壳内有一M点,球壳外N点处有一电荷量为的点电荷。
取无穷远处电势为零,若将该点电荷的电荷量增加,则( )A.M点的电势升高B.M点的电势不变C.M点的电场强度增大D.M点的电场强度减小第(2)题如图所示的x-t图像反映了甲、乙两车在同一平直公路上行驶的位移随时间变化的关系,已知乙车做匀变速直线运动,其图线与t轴相切于10s处,则不正确的是( )A.甲车与乙车t=0的时刻相距80mB.0~10s过程中乙车的初速度大小为16m/sC.0~5s过程中乙车的平均速度小于12m/sD.0~10s过程中甲车的位移大小为40m第(3)题如图所示是一列简谐横波在某时刻的波形图,已知图中b位置的质点起振比a位置的质点晚0.5s,b和c之间的距离是5m,则此列波的波长和频率应分别为()A.5m,1Hz B.10m, 2Hz C.5m,2Hz D.10m,1Hz第(4)题小滑块以一定的初速度沿粗糙斜面从底端C点上滑,到达最高点B后返回到底端。
利用频闪仪分别对上滑和下滑过程进行拍摄,频闪照片示意图如图所示,两图中最上端和最下端的滑块均为刚好运动到B、C两点时被拍摄到,A点为B、C间的一点。
若滑块与斜面间动摩擦因数处处相同,不计空气阻力。
关于图甲与图乙中滑块在A、B两点间( )A.摩擦力做功之比为1:1B.加速度大小之比为4:3C.运动时间之比为4:3D.过A点时的速度之比为4:3第(5)题一倾角为θ的斜面体C始终静止在水平地面上,斜面光滑,底面粗糙,如图所示。
轻质弹簧两端分别与质量相等的A、B两球连接。
B球靠在挡板上,系统处于静止状态。
重力加速度大小为。
当撒去挡板瞬间,下列说法正确的是( )A.球A的瞬时加速度沿斜面向下,大小为B.球B的瞬时加速度沿斜面向下,大小为C.地面对斜面体C的支持力等于球A、B和C的重力之和D.地面对斜面体C的摩擦力方向水平向左第(6)题如图所示,、为某静电场的一根电场线(直线)上的两点。
第53讲单体或多体在电场中的运动之力、电综合问题1.(2022•广东)密立根通过观测油滴的运动规律证明了电荷的量子性,因此获得了1923年的诺贝尔奖。
如图是密立根油滴实验的原理示意图,两个水平放置、相距为d的足够大金属极板,上极板中央有一小孔。
通过小孔喷入一些小油滴,由于碰撞或摩擦,部分油滴带上了电荷。
有两个质量均为m0、位于同一竖直线上的球形小油滴A 和B,在时间t内都匀速下落了距离h1。
此时给两极板加上电压U(上极板接正极),A继续以原速度下落,B经过一段时间后向上匀速运动。
B在匀速运动时间t内上升了距离h2(h2≠h1),随后与A合并,形成一个球形新油滴,继续在两极板间运动直至匀速。
已知球形油滴受到的空气阻力大小为f=k m 13v,其中k为比例系数,m为油滴质量,v为油滴运动速率。
不计空气浮力,重力加速度为g。
求:(1)比例系数k;(2)油滴A、B的带电量和电性;B上升距离h2电势能的变化量;(3)新油滴匀速运动速度的大小和方向。
一.知识回顾1.解题思路22.用动力学的观点分析带电粒子的运动(1)由于匀强电场中带电粒子所受静电力和重力都是恒力,这两个力的合力为一恒力。
(2)类似于处理偏转问题,将复杂的运动分解为正交的简单直线运动,化繁为简。
(3)综合运用牛顿运动定律和匀变速直线运动公式,注意受力分析要全面,特别注意重力是否需要考虑,以及运动学公式里的物理量的正负号,即其矢量性。
3.用能量的观点来分析带电粒子的运动(1)运用能量守恒定律分析,注意题中有哪些形式的能量出现。
(2)运用动能定理分析,注意过程分析要全面,准确求出过程中的所有功,判断是分阶段还是全过程使用动能定理。
4.力电综合问题的处理方法力电综合问题往往涉及共点力平衡、牛顿第二定律、平抛运动规律、动能定理、能量守恒定律等知识点,考查的知识点多,综合分析能力的要求高,试题难度较大,解答时要注意把握以下几点:(1)处理这类问题,首先要进行受力分析以及各力做功情况分析,再根据题意选择合适的规律列式求解。
(2)对于带电小球在重力场和电场叠加区域内的运动,可以利用运动的合成与分解的方法,将小球的运动分解为水平和竖直两个方向上的分运动,再对两个分运动分别运用牛顿运动定律和匀变速直线运动规律或动能定理解答。
(3)带电小球在重力场和电场叠加区域内运动时,若重力和静电力为恒力,可以将重力和静电力合成为一个恒力,可以将这个复合场当作等效重力场,则F 合为等效重力场中的“重力”,g ′=F 合m 为等效重力场中的“等效重力加速度”,F 合的方向等效为“重力”的方向。
当此恒力F 合的方向与运动方向垂直时,其速度(或动能)取得极值,小球在等效重力场中能够做竖直平面内的圆周运动的临界条件是恰好能够通过圆周轨道上等效重力场的最高点。
二.例题精析题型一:单一带电体在电场中的运动(引入等效重力概念)例1.如图所示,一半径为R 的绝缘圆形轨道竖直放置,圆轨道最低点与一条水平轨道相连,轨道都是光滑的。
轨道所在空间存在水平向右的匀强电场。
从水平轨道上的A 点由静止释放一质量为m 的带正电的小球,已知小球受到的电场力大小等于小球重力的34倍。
为使小球刚好在圆轨道内做圆周运动,则释放点A 距圆轨道最低点B 的距离s 为( )A .7R 2B .10R 3C .13R 6D .23R 6题型二:球杆连接体例2.在动摩擦因数μ=0.2的粗糙绝缘足够长的水平槽中,长为2L 的绝缘轻质细杆两端各连接一个质量均为m 的带电小球A 和B ,如图为俯视图(槽两侧光滑)。
A 球的电荷量为+2q ,B 球的电荷量为﹣3q (均可视为质点,也不考虑两者间相互作用的库仑力)。
现让A 球处于如图所示的有界匀强电场区域MPQN 内,已知虚线MP 恰位于细杆的中垂线,MP 和NQ 的距离为3L ,匀强电场的场强大小为E =1.2mg q,方向水平向右。
释放带电系统,让A 、B 从静止开始运动(忽略小球运动中所产生的磁场造成的影响,重力加速度为g )。
求:(1)小球B 第一次到达电场边界MP 所用的时间;(2)小球A 第一次离开电场边界NQ 时的速度大小;(3)带电系统运动过程中,B 球电势能增加量的最大值。
题型三:板块叠加模型+运动的合成与分解例3.在足够长的粗糙绝缘板A 上放一个质量为m 、电荷量为+q 的小滑块B .用手托起A 置于方向水平向左、场强大小为E 的匀强电场中,此时A 、B 均能静止,如图所示,现将绝缘板A 从图中位置P 垂直电场线移至位置Q ,发现小滑块B 相对于A 发生了运动,为研究方便可以将绝缘板A 的运动简化成线匀加速接着匀减速到静止的过程,测量发现竖直方向加速的时间为0.8s ,减速的时间为0.2s ,P 、Q 位置高度差为0.5m ,已知匀强电场的场强E =0.3mg q,A 、B 之间动摩擦因数μ=0.4,g =10m/s 2,求:(1)绝缘板A 加速和减速的加速度大小分别为多大?(2)滑块B 最后停在离出发点距离为多大处?题型四:往复运动模型例4.如图所示,四分之一光滑绝缘圆弧轨道AB与水平绝缘地面BC平滑连接,且O、A两点高度相同,圆弧的半径R=0.5m,水平地面上存在匀强电场,场强方向斜向上与地面成θ=37°角,场强大小E=1×104V/m,从A点由静止释放一带负电的小金属块(可视为质点),质量m=0.2kg,电量大小为q=5×10﹣4C,小金属块与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g=10m/s2(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8)。
求:(1)金属块第一次到达B点(未进入电场)时对轨道的压力。
(2)金属块在水平面上滑行的总路程。
三.举一反三,巩固练习如图所示,在绝缘的水平面上,一带正电的滑块以5m/s的速度从A点经时间t1到达B点时的速度为3m/s,再经时间t2到达C点时的速度为0,平面上方的空间有水平向左的匀强电场,下列说法正确的是()A.A、B间的距离与B、C间的距离之比为5:3B.A、B间的距离与B、C间的距离之比为3:1C.t1与t2之比为3:2D.t1与t2之比为2:31.如图所示,在光滑水平面上,有一绝缘长木板B静止在水平向右的匀强电场中,电场强度大小为E,现把电荷量为+q的小物块A从B的左端由静止释放,经过一段时间后(A未从B上掉落),A向右运动的位移大小为x1,B向右运动的位移大小为x2,已知A与B接触面间的动摩擦因数为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,A、B的质量均为m,下列说法正确的是()A.若qE≤2μmg,则x1>x2B.若qE>2μmg,则x1=x2C.若qE>2μmg,则该过程中因摩擦产生的热量Q=μmg(x1﹣x2)D.该过程中,A、B系统的电势能减小qEx1,机械能增加qEx12.如图所示,空间中存在与水平方向成45°角斜向右上方的匀强电场,电场强度为E,在电场中的P点有一个质量为m,电荷量为q的带正电的小球。
已知电场强度E=√2mgq,其中g为重力加速度,忽略空气阻力,下列对小球运动情况分析正确的是()A.若小球从静止释放,小球将做曲线运动B.若小球以某一速度竖直向下抛出,小球的动能一直增加C.若小球以某一速度竖直向上抛出,小球电势能先减小后增大D.若小球初速度方向与电场线方向相同,最终小球可能竖直向下做直线运动3.如图所示,质量为m的物块带电量为﹣q,开始时让它静止倾角α=53°的固定光滑绝缘斜面顶端。
若整个装置放在水平向右的匀强电场中,物块由静止释放到落地所经历的时间为t1;若仅将匀强电场的方向改为水平向左,物块在相同的位置由静止释放到落地所经历的时间为t2,已知匀强电场的电场强度E=mgq,cos53°=0.6,sin53°=0.8,则t1与t2的比值()A.5:1B.5:2C.4:3D.5:44.如图所示,在地面上方的水平匀强电场中,一个质量为m、电荷为+q的小球,系在一根长为L的绝缘细线一端,可以在竖直平面内绕O点做圆周运动。
AB为圆周的水平直径,CD为竖直直径,已知重力加速度为g,电场强度E=mgq,不计空气阻力,下列说法正确的是()A.若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,则它运动的最小速度v=√2gLB.若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,则小球运动到A点时的机械能最小C.若将小球在A点由静止开始释放,则小球运动到B点时的速度为v=√2gLD.若将小球在A点以大小为v=√gL的速度竖直向上抛出,它将沿圆周到达B点空间存在与水平方向成30°角斜向右上的匀强电场,场强E=1×109V/m,质量为m=2kg的带电量为q=2×10﹣8C的正电小球,套在光滑绝缘且长度未知的轻杆上,轻杆的一端固定在过O点转轴上,重力加速度g=10m/s2。
O点距倾角为60°的挡板L=0.6m,小球由O点静止释放,则关于小球沿杆到达挡板的最短时间及此情形下的杆长应为()A.t min=0.2s,l=√310m B.t min=0.3s,l=9√3 40mC.t min=0.4s,l=2√35m D.t min=0.5s,l=5√38m5.固定的足够长斜面顶端有一个质量为m、电荷量为q的带正电荷的小球,以速度v0平抛。
整个装置处在竖直向下的匀强电场之中,场强大小E=mg2q,小球从抛出到落到斜面的时间为t1,重力做功为W G1,电势能减少量为E p1,落到斜面上时的动能为E k1;若将电场方向改为竖直向上,其他条件不变,小球从抛出到落到斜面的时间为t2,重力做功为W G2,电势能增加量为E p2,落到斜面上时的动能为E k2,则下列关系式不正确的是()A.t1:t2=1:3B.E k1:E k2=1:1C.W G1:W G2=1:1D.E p1:E p2=1:36.如图所示,六面体真空盒置于水平面上,它的ABCD面与EFGH面为金属板,其他面为绝缘材料。
ABCD面带正电,EFGH面带负电。
从ABCD平面的一小孔P从左向右沿水平方向以相同速度射入三个质量相同的带正电液滴A、B、C,最后分别落在BCGF面上的1、2、3三点。
则下列说法正确的是()A.三个液滴在真空盒中都做平抛运动B.三个液滴在真空盒中都做匀变速运动C.三个液滴的运动时间不一定相同D.三个液滴落到底板时的速率相同7.如图所示,在一带电竖直平行金属板之间,有一质量为m,带电荷量为+q的小球被绝缘细线悬挂静止于A点,剪断细线后,小球恰能沿直线AB运动,经时间t后到达B点,已知直线AB 与水平方向的夹角为45°,重力加速度为g,规定A点的电势为零,下列说法正确的是()A.电场强度大小为E=√2mg qB.B点的电势φB=mg2t2 2qC.B点的电势能E D=mg2t2 2qD.小球机械能的变化量为mg2t228. 在与x 轴平行的匀强电场中,一电荷量为q =+1.0×10﹣7C 、质量为m =2.5×10﹣3kg 的物体在绝缘水平面上沿着x 轴正方向从A 点以初速度v 0=1.6m/s 做直线运动,经时间t =4s 物体的速度刚好为0。