高考物理复习24

高三物理辅导讲义（一）24题第1题如图，ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨，MN和M′N′是两根用细线连接的金属杆，其质量分别为m和2m.竖直向上的外力F作用在杆MN上，使两杆水平静止，并刚好与导轨接触；两杆的总电阻为R，导轨间距为l.整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直．导轨电阻可忽略，重力加速度为g.在t＝0时刻将细线烧断，保持F不变，金属杆和导轨始终接触良好．求：（1）细线烧断后，任意时刻两杆运动的速度之比；（2）两杆分别达到的最大速度．第2题如图所示，在高出水平地面h＝1.8 m的光滑平台上放置一质量M＝2 kg、由两种不同材料连接成一体的薄板A，其右段长度l1＝0.2 m且表面光滑，左段表面粗糙．在A最右端放有可视为质点的物块B，其质量m＝1 kg，B与A左段间动摩擦因数μ＝0.4.开始时二者均静止，现对A施加F＝20 N水平向右的恒力，待B脱离A（A尚未露出平台）后，将A取走．B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离x＝1.2 m．（取g＝10 m/s2）求：（1）B离开平台时的速度v B.（2）B从开始运动到刚脱离A时，B运动的时间t B和位移x B.（3）A左段的长度l2.第3题反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似．如图所示，在虚线MN两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从A点由静止开始，在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动．已知电场强度的大小分别是E1＝2.0×103 N/C 和E2＝4.0×103 N/C，方向如图所示，带电微粒质量m＝1.0×10－20 kg，带电量q＝－1.0×10－9 C，A点距虚线MN的距离d1＝1.0 cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应．求：（1）B点距虚线MN的距离d2；（2）带电微粒从A点运动到B点所经历的时间t.。

Fm 高考常用24个物理模型物理复习和做题时需要注意思考、善于归纳整理，对于例题做到触类旁通，举一反三，把老师的知识和解题能力变成自己的知识和解题能力，下面是物理解题中常见的24个解题模型，从力学、运动、电磁学、振动和波、光学到原子物理，基本涵盖高中物理知识的各个方面。

主要模型归纳整理如下：模型一：超重和失重系统的重心在竖直方向上有向上或向下的加速度(或此方向的分量a y ) 向上超重(加速向上或减速向下)F =m (g +a )； 向下失重(加速向下或减速上升)F =m (g -a ) 难点：一个物体的运动导致系统重心的运动绳剪断后台称示数 铁木球的运动 系统重心向下加速 用同体积的水去补充斜面对地面的压力? 地面对斜面摩擦力? 导致系统重心如何运动？模型二：斜面搞清物体对斜面压力为零的临界条件斜面固定：物体在斜面上情况由倾角和摩擦因素决定μ=tg θ物体沿斜面匀速下滑或静止 μ> tg θ物体静止于斜面 μ< tg θ物体沿斜面加速下滑a=g(sin θ一μcos θ)aθ模型三：连接体是指运动中几个物体或叠放在一起、或并排挤放在一起、或用细绳、细杆联系在一起的物体组。

解决这类问题的基本方法是整体法和隔离法。

整体法：指连接体内的物体间无相对运动时,可以把物体组作为整体，对整体用牛二定律列方程。

隔离法：指在需要求连接体内各部分间的相互作用(如求相互间的压力或相互间的摩擦力等)时，把某物体从连接体中隔离出来进行分析的方法。

连接体的圆周运动：两球有相同的角速度；两球构成的系统机械能守恒(单个球机械能不守恒)与运动方向和有无摩擦(μ相同)无关，及与两物体放置的方式都无关。

平面、斜面、竖直都一样。

只要两物体保持相对静止记住：N=211212m F m F m m ++ (N 为两物体间相互作用力),一起加速运动的物体的分子m 1F 2和m 2F 1两项的规律并能应用⇒F 212m m m N+=讨论：①F 1≠0；F 2=0122F=(m +m )a N=m aN=212m F m m +② F 1≠0；F 2≠0 N= 211212m F m m m F ++(20F =是上面的情况) F=211221m m g)(m m g)(m m ++F=122112m (m )m (m gsin )m mg θ++F=A B B 12m (m )m Fm m g ++F 1>F 2 m 1>m 2 N 1<N 2例如：N 5对6=F Mm (m 为第6个以后的质量) 第12对13的作用力N 12对13=Fnm12)m -(nm 2 m 1 Fm 1 m 2╰ α模型四：轻绳、轻杆绳只能受拉力，杆能沿杆方向的拉、压、横向及任意方向的力。

限时规范训练24[基础巩固题组]1.如图所示，小明同学水平拉伸一个弹弓，放手后将弹珠射出，则橡皮筋的弹性势能( )A.在释放过程中增加B.在拉伸过程中减小C.在释放过程中转化为弹珠动能D.在拉伸过程中由弹珠动能转化得到解析：C 弹珠在释放过程中橡皮筋的弹性势能转化为弹珠的动能，则弹性势能减小，选项A 错误，C 正确；在拉伸过程中，人克服弹力做功，则橡皮筋的弹性势能增加，选项B 、D 错误。

2.滑沙运动类似滑雪和旱地雪橇，如图所示一游客从斜面上距水平地面h 高处以g 6的加速度由静止滑至地面，游客连同滑板质量为m ，斜面倾角为θ＝30°，当地重力加速度为g 。

下列说法中正确的是( )A.游客连同滑板克服摩擦力做功13mghB.游客连同滑板的机械能减少23mghC.游客连同滑板的动能增加16mghD.斜面对滑板的作用力不做功解析：B 游客连同滑板沿斜面做匀加速直线运动，根据v 2＝2ax 滑至地面的速度为v＝2ax＝2g6·hsin 30°＝2gh3。

设克服摩擦力做的功为W f，根据动能定理mgh－W f＝12m v2，解得W f＝23mgh，故A错误；根据功能关系，游客连同滑板机械能的减少量等于克服摩擦力做的功，为23mgh，故B正确；动能的增加量为ΔE k＝12m v2＝13mgh，故C错误；斜面对滑板的作用力为支持力和摩擦力，支持力垂直于斜面斜向左上方，与运动方向垂直不做功，摩擦力与运动方向相反做负功，故D错误。

故选B。

3.(多选)如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab与水平面的夹角为60°，光滑斜面bc与水平面的夹角为30°，顶角b处安装一定滑轮。

质量分别为M、m(M>m)的两滑块A和B，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。

两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动，A、B不会与定滑轮碰撞。

若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中()A.轻绳对滑轮作用力的方向竖直向下B.拉力和重力对M做功之和大于M动能的增加量C.拉力对M做的功等于M机械能的增加量D.两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功解析：BD根据题意可知，两段轻绳的夹角为90°，轻绳拉力的大小相等，根据平行四边形定则可知，合力方向与轻绳方向的夹角为45°，所以轻绳对滑轮作用力的方向不是竖直向下的，故A错误；对M受力分析，受到重力、斜面的支持力、轻绳的拉力以及滑动摩擦力作用，根据动能定理可知，M动能的增加量等于拉力、重力以及摩擦力做功之和，而摩擦力做负功，则拉力和重力对M做功之和大于M动能的增加量，故B正确；除由重力和弹力之外的力对物体做的功等于物体机械能的变化量可知，拉力和摩擦力对M做的功之和等于M机械能的增加量，故C错误；对两滑块组成系统分析可知，除了重力之外只有摩擦力对M做功，所以两滑块组成的系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功，故D正确。

(分钟：45分钟满分：100分)一、选择题(每小题8分，共72分)1．如右图所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子在管内的运动应该是( )A．当从a端通入电流时，电子做匀加速直线运动B．当从b端通入电流时，电子做匀加速直线运动C．不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动D．不管从哪端通入电流，电子都做匀速圆周运动[解析] 通电螺线管内部磁感线方向与螺线管轴线平行，电子束不受洛伦兹力，故做匀速直线运动．C项正确．[答案] C2．(2011·潍坊抽测)如图所示，实线圆环A、B是光滑绝缘水平面内两个固定的同心超导环，两环分别通上大小相等的电流后，在环间环形区域内产生了相同方向的磁场，在这两个磁场的共同“束缚”下，带电离子沿图中虚线做顺时针方向的圆周运动．已知A环中电流沿顺时针方向．则( )A．B环中电流沿顺时针方向B．B环中电流沿逆时针方向C．带电离子带正电D．带电离子带负电[解析] 因为在A、B环间环形区域内产生了相同方向的磁场，而A环中电流沿顺时针方向，可以判断B环中电流应为逆时针方向，A错误，B正确；同时可判断A、B环间环形区域内磁场为垂直纸面向里，一带电离子做顺时针方向的圆周运动，洛伦兹力指向圆心方向，可判断该带电离子带负电，C错误，D正确．[答案] BD3．(2011·海淀区期末)在我们生活的地球周围，每时每刻都会有大量的由带电粒子组成的宇宙射线向地球射来，地球磁场可以有效地改变这些宇宙射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义．若有一束宇宙射线在赤道上方沿垂直于地磁场方向射向地球，如图所示．在地磁场的作用下，射线方向发生改变的情况是( )A ．若这束射线由带正电荷的粒子组成，它将向南偏移B ．若这束射线由带正电荷的粒子组成，它将向北偏移C ．若这束射线由带负电荷的粒子组成，它将向东偏移D ．若这束射线由带负电荷的粒子组成，它将向西偏移[解析] 本题考查地磁场的分布以及带电粒子在磁场中的运动．由地磁场的分布可知，在赤道地区的磁场分布特点为：与地面平行由南指向北．若这束射线由带正电荷的粒子组成，由左手定则可得所受的安培力向东，所以将向东偏移，A 、B 错误；若这束射线由带负电荷的粒子组成，由左手定则可得所受的安培力向西，所以将向西偏移，C 错误，D 正确．[答案] D4．如右图所示，矩形MNPQ 区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧．这些粒子的质量、电荷量以及速度大小如下表所示.粒子编号质量电荷量(q >0)速度大小1 m2q v2 2m 2q 2v3 3m －3q 3v4 2m 2q 3v52m－q v( ) A ．3、5、4 B ．4、2、5 C ．5、3、2D ．2、4、5[解析] 本题考查带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动分析．根据qvB ＝m v 2R 得：R ＝mv qB ，将5个电荷的电量和质量、速度大小分别带入得：R 1＝mv2qB ，R 2＝2mv qB ，R 3＝3mv qB ，R 4＝3mv qB ，R 5＝2mv qB .令图中一个小格的长度l ＝mvqB，则R a ＝2l ，R b ＝3l ，R c ＝2l .如果磁场方向垂直纸面向里，则从a 、b 进入磁场的粒子为正电荷，从c 进入磁场的粒子为负电荷，则a 对应2，c 对应5，b 对应4，D 选项正确．磁场必须垂直纸面向里，若磁场方向垂直纸面向外，则编号1粒子的运动不满足图中所示．所以C 是错误的．[答案] D5．如右图所示，一带负电的质点在固定的正点电荷作用下绕该正电荷做匀速圆周运动，周期为T 0，轨道平面位于纸面内，质点的速度方向如右图中箭头所示．现加一垂直于轨道平面的匀强磁场，已知轨道半径并不因此而改变，则( )A ．若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将大于T 0B ．若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将小于T 0C ．若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将大于T 0D ．若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将小于T 0[解析] 当磁场方向指向纸里时，由左手定则可知电子受到背离圆心向外的洛伦兹力，向心力变小，由F ＝mr4π2T 2可知周期变大，A 对，B 错．同理可知，当磁场方向指向纸外时电子受到指向圆心的洛伦兹力，向心力变大，周期变小，C 错，D 对．[答案] AD6．(2011·浙江理综)利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子．图中板MN 上方是磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d和d 的缝，两缝近端相距为L .一群质量为m 、电荷量为q ，具有不同速度的粒子从宽度为2d 的缝垂直于板MN 进入磁场，对于能够从宽度为d 的缝射出的粒子，下列说法正确的是( )A ．粒子带正电B ．射出粒子的最大速度为qB 3d ＋L2mC ．保持d 和L 不变，增大B ，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大D ．保持d 和B 不变，增大L ，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大[解析] 本题考查带电粒子在磁场中的运动，意在考查考生应用数学知识处理问题的能力和分析问题的能力．由左手定则和粒子的偏转情况可以判断粒子带负电，A 错误；根据洛伦兹力提供向心力qvB ＝mv 2r 可得v ＝qBr m ，r 越大v 越大，由图可知r 最大值为r max ＝3d ＋L 2，B 正确；又r 最小值为r min ＝L2，将r 的最大值和最小值代入v 的表达式后得出速度之差为Δv ＝3qBd 2m，可见C 正确、D 错误． [答案] BC7．(2010·长沙模拟)随着生活水平的提高，电视机已进入千家万户，显像管是电视机的重要组成部分．如右图所示为电视机显像管及其偏转线圈L 的示意图．如果发现电视画面的幅度比正常时偏小，不可能是下列哪些原因引起的( )A ．电子枪发射能力减弱，电子数减少B ．加速电场的电压过高，电子速率偏大C ．偏转线圈匝间短路，线圈匝数减少D ．偏转线圈的电流过小，偏转磁场减弱[解析] 画面变小是由于电子束的偏转角减小，即轨道半径变大造成的，由公式r ＝mv qB知，因为加速电压增大，将引起v 增大，而偏转线圈匝数或电流减小，都会引起B 减小，从而使轨道半径增大，偏转角减小，画面变小．综上所述，只有A 项符合题意．[答案] A8．质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场．如右图所示为质谱仪的原理图．设想有一个静止的质量为m 、带电荷量为q 的带电粒子(不计重力)，经电压为U 的加速电场加速后垂直进入磁感应强度为B 的偏转磁场中，带电粒子打到底片上的P 点，设OP ＝x ，则在下图中能正确反映x 与U 之间的函数关系的是( )[解析] 带电粒子先经加速电场加速，故qU ＝12mv 2，进入磁场后偏转，OP ＝x ＝2r ＝2mvqB ，两式联立得，OP ＝x ＝8mUB 2q∝U ，所以B 为正确答案．[答案] B9．(2011·深圳调研)如图所示为圆柱形区域的横截面．在没有磁场的情况下，带电粒子(不计重力)以某一初速度沿截面直径方向入射时，穿过此区域的时间为t ；若该区域加垂直该区域的匀强磁场，磁感应强度为B ，带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射，带电粒子飞出此区域时，速度方向偏转了π3，根据上述条件可求得的物理量为( )A ．带电粒子的初速度B ．带电粒子在磁场中运动的半径C ．带电粒子在磁场中运动的周期D ．带电粒子的比荷[解析] 设圆柱截面半径为R ，则没有磁场时2R ＝v 0t ；加上磁场时，由几何关系可知，带电粒子运动半径为r＝3R ，已知速度偏转角为π3，可知带电粒子在磁场中的运动时间为t ′＝16T ＝π3rv 0，可求得周期T ；由周期T ＝2πmqB，可求得带电粒子的比荷，C 、D 正确；因半径R 不知，因此无法求出带电粒子的初速度及带电粒子在磁场中运动的半径．[答案] CD二、非选择题(共28分)10．(14分)(2011·枣庄市第三次联考)质谱仪可测定同位素的组成．现有一束一价的钾39和钾41离子经电场加速后，沿着与磁场边界均垂直的方向进入匀强磁场中，如图所示．测试时规定加速电压大小为U 0，但在实验过程中加速电压有较小的波动，可能偏大或偏小ΔU .为使钾39和钾41打在照相底片上的区域不重叠，ΔU 不得超过多少？(不计离子的重力)[解析] 设加速电压为U ，磁场的磁感应强度为B ，离子的电荷量为q ，质量为m ，运动半为R ，则由qU ＝12mv 2，qvB ＝m v 2R ，解得R ＝1B2mUq由此式可知，在B 、q 、U 相同时，m 小的半径小，所以钾39半径小，钾41半径大；在m 、B 、q 相同时，U 大半径大．设钾39质量为m 1，电压为U 0＋ΔU 时，最大半径为R 1；钾41质量为m 2，电压为U 0－ΔU 时，钾41最小半径为R 2，则R 1＝1B2m 1U 0＋ΔU q R 2＝1B2m 2U 0－ΔUq令R 1＝R 2，则m 1(U 0＋ΔU )＝m 2(U 0－ΔU ) 解得：ΔU ＝m 2－m 1m 2＋m 1U 0＝41－3941＋39＝140U 0. [答案]140U 0 11．(14分)(2011·海淀区期末)在水平放置的两块金属板A 、B 上加不同电压，可以使从炽热的灯丝释放的电子以不同速度沿直线穿过B 板中心的小孔O 进入宽度为L 的匀强磁场区域，匀强磁场区域的磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里．若在A 、B 两板间电压为U 0时，电子不能穿过磁场区域而打在B 板延长线上的P 点，如图所示．已知电子的质量为m ，电荷量为e ，并设电子离开A 板时的初速度为零．(1)求A 、B 两板间的电压为U 0时，电子穿过小孔O 的速度大小v 0； (2)求P 点距小孔O 的距离x ；(3)若改变A 、B 两板间的电压，使电子穿过磁场区域并从边界MN 上的Q 点射出，且从Q 点穿出时速度方向偏离v 0方向的角度为θ，则A 、B 两板间电压U 为多大？[解析] (1)电子在A 、B 两板间的电场中加速时，由动能定理得eU 0＝12mv 20，解得v 0＝2eU 0m(2)电子进入磁场区域做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得ev 0B ＝m v 20r 0，解得r 0＝1B2mU 0e所以x ＝2r 0＝2B 2mU 0e(3)若在A 、B 两板间加上电压U 时，电子在A 、B 两板间加速后穿过B 板进入磁场区域做圆周运动，并从边界MN 上的Q 点穿出，由动能定理可得eU ＝12mv 2由牛顿第二定律可得evB ＝m v 2r且由几何关系可知r sin θ＝L所以U ＝eB 2L 22m sin 2θ[答案] (1)2eU 0m(2)2B2mU 0e (3)eB 2L 22m sin 2θ拓展题：(2011·西城区期末)如图所示，相距为R 的两块平行金属板M 、N 正对着放置，S 1、S 2分别为M 、N 板上的小孔，S 1、S 2、O 三点共线，它们的连线垂直M 、N ，且S 2O ＝R .以O 为圆心、R 为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B 、方向垂直纸面向外的匀强磁场．D 为收集板，板上各点到O 点的距离以及板两端点的距离都为2R ，板两端点的连线垂直M 、N 两板．质量为m 、带电荷量为＋q 的粒子，经S 1进入M 、N 两板间的电场后，通过S 2进入磁场．粒子在S 1处的速度和粒子所受的重力均不计．(1)当M 、N 两板间的电压为U 时，求粒子进入磁场时速度的大小v ； (2)若粒子恰好打在收集板D 的中点上，求M 、N 两板间的电压值U 0；(3)当M 、N 两板间的电压不同时，粒子从S 1到打在D 上经历的时间t 会不同，求t 的最小值．[解析] (1)粒子从S 1到达S 2的过程中，根据动能定理得qU ＝12mv 2①解得粒子进入磁场时速度的大小v ＝2qUm(2)粒子进入磁场后在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，有qvB ＝m v 2r②由①②得加速电压U 与轨迹半径r 的关系为U ＝qB 2r 22m当粒子打在收集板D 的中点时，粒子在磁场中运动的半径r 0＝R 对应电压U 0＝qB 2R 22m(3)M 、N 两板间的电压越大，粒子进入磁场时的速度越大，粒子在极板间经历的时间越短，同时在磁场中运动轨迹的半径越大，在磁场中运动的时间也会越短，出磁场后匀速运动的时间也越短，所以当粒子打在收集板D 的右端时，对应时间t 最短．根据几何关系可以求得粒子在磁场中运动的半径r ′＝3R 由(2)得粒子进入磁场时速度的大小v ′＝qBr ′m粒子在电场中经历的时间t 1＝R v ′2＝2 3m 3qB粒子在磁场中经历的时间t 2＝3R ·π3v ′＝πm3qB粒子射出磁场后做匀速直线运动经历的时间t 3＝R v ′＝3m 3qB粒子从S 1到打在收集板D 上经历的最短时间为t ＝t 1＋t 2＋t 3＝ 3 3＋πm3qB[答案] (1)2qUm (2)qB 2R 22m (3) 3 3＋πm 3qB。

Fm 高考常用24个物理模型物理复习和做题时需要注意思考、善于归纳整理，对于例题做到触类旁通，举一反三，把老师的知识和解题能力变成自己的知识和解题能力，下面是物理解题中常见的24个解题模型，从力学、运动、电磁学、振动和波、光学到原子物理，基本涵盖高中物理知识的各个方面。

主要模型归纳整理如下：模型一：超重和失重系统的重心在竖直方向上有向上或向下的加速度(或此方向的分量a y ) 向上超重(加速向上或减速向下)F =m (g +a )； 向下失重(加速向下或减速上升)F =m (g -a ) 难点：一个物体的运动导致系统重心的运动绳剪断后台称示数 铁木球的运动 系统重心向下加速 用同体积的水去补充斜面对地面的压力? 地面对斜面摩擦力? 导致系统重心如何运动？模型二：斜面搞清物体对斜面压力为零的临界条件斜面固定：物体在斜面上情况由倾角和摩擦因素决定=tg 物体沿斜面匀速下滑或静止 > tg 物体静止于斜面 < tg 物体沿斜面加速下滑a=g(sin 一cos )μθμθμθθμθaθ模型三：连接体是指运动中几个物体或叠放在一起、或并排挤放在一起、或用细绳、细杆联系在一起的物体组。

解决这类问题的基本方法是整体法和隔离法。

整体法：指连接体内的物体间无相对运动时,可以把物体组作为整体，对整体用牛二定律列方程。

隔离法：指在需要求连接体内各部分间的相互作用(如求相互间的压力或相互间的摩擦力等)时，把某物体从连接体中隔离出来进行分析的方法。

连接体的圆周运动：两球有相同的角速度；两球构成的系统机械能守恒(单个球机械能不守恒)与运动方向和有无摩擦(μ相同)无关，及与两物体放置的方式都无关。

平面、斜面、竖直都一样。

只要两物体保持相对静止记住：N=(N 为两物体间相互作用力),一起加速运动的物体的分子m 1F 2和m 2F 1两项的规律并能应用讨论：①F 1≠0；F 2=0N=② F 1≠0；F 2≠0 N=(是上面的情况) F=F=F=F 1>F 2 m 1>m 2 N 1<N 2例如：N 5对6=(m 为第6个以后的质量) 第12对13的作用力N 12对13=211212m F m F m m ++⇒F 212m m m N+=122F=(m +m )a N=m a212m F m m +211212m F m m m F ++20F =211221m m g)(m m g)(m m ++122112m (m )m (m gsin )m mg θ++A B B 12m (m )m Fm m g ++F Mm Fnm 12)m -(n m 2 m 1 Fm 1 m 2╰ α模型四：轻绳、轻杆绳只能受拉力，杆能沿杆方向的拉、压、横向及任意方向的力。

专题24 带电粒子在电场中的运动重点知识讲解 一、带电粒子在匀强电场中的加速1.带电粒子在电场中运动时，重力一般远小于静电力，因此重力可以忽略。

2.如图所示，匀强电场中有一带正电q 的粒子（不计重力），在电场力作用下从A 点加速运动到B 点，速度由v 0增加到v.，A 、B 间距为d ，电势差为U AB.（1）用动力学观点分析：Eq a m =， U E d=，2202v v ad -= （2）用能量的观点（动能定理）分析：2201122AB qU mv mv =- 能量观点既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场，对匀强电场又有AB W qU qEd ==。

二、带电粒子在匀强电场中的偏转（1）带电粒子以垂直于电场线方向的初速度v 0进入匀强电场时，粒子做类平抛运动。

垂直于场强方向的匀速直线运动，沿场强方向的匀加速直线运动。

（2）偏转问题的处理方法，类似于平抛运动的研究方法，粒子沿初速度方向做匀速直线运动，可以确定通过电场的时间0lt v =。

粒子沿电场线方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度F qE qU a m m md===； 穿过电场的位移侧移量：221at y =222001().22Uq l ql U md v mv d=⋅=； 穿过电场的速度偏转角： 20tan y v qlU v mv dθ==。

两个结论：（1）不同的带电粒子从静止开始，经过同一电场加速后再进入同一偏转电场，射出时的偏转角度总是相同的。

（2）粒子经过电场偏转后，速度的反向延长线与初速度延长线的交点为粒子水平位移的中点。

（与平抛运动的规律一样） 三、示波管的构造原理（1）示波管的构造：示波器的核心部件是示波管，示波管的构造简图如图所示，也可将示波管的结构大致分为三部分，即电子枪、偏转电极和荧光屏。

（2）示波管的原理a 、偏转电极不加电压时，从电子枪射出的电子将沿直线运动，射到荧光屏的中心点形成一个亮斑。

b 、在XX '（或YY '）加电压时，则电子被加速，偏转后射到XX '（或YY '）所在直线上某一点，形成一个亮斑（不在中心），如图所示。

Fm 高考常用24个物理模型物理复习和做题时需要注意思考、善于归纳整理，对于例题做到触类旁通,举一反三,把老师的知识和解题能力变成自己的知识和解题能力，下面是物理解题中常见的24个解题模型，从力学、运动、电磁学、振动和波、光学到原子物理,基本涵盖高中物理知识的各个方面.主要模型归纳整理如下：模型一：超重和失重系统的重心在竖直方向上有向上或向下的加速度（或此方向的分量a y ) 向上超重（加速向上或减速向下）F =m (g +a ）； 向下失重（加速向下或减速上升)F =m (g -a ） 难点：一个物体的运动导致系统重心的运动绳剪断后台称示数 铁木球的运动 系统重心向下加速 用同体积的水去补充斜面对地面的压力? 地面对斜面摩擦力? 导致系统重心如何运动？模型二:斜面搞清物体对斜面压力为零的临界条件斜面固定：物体在斜面上情况由倾角和摩擦因素决定μ=tg θ物体沿斜面匀速下滑或静止 μ> tg θ物体静止于斜面 μ〈 tg θ物体沿斜面加速下滑a=g(sin θ一μcos θ)aθ模型三:连接体是指运动中几个物体或叠放在一起、或并排挤放在一起、或用细绳、细杆联系在一起的物体组。

解决这类问题的基本方法是整体法和隔离法。

整体法：指连接体内的物体间无相对运动时，可以把物体组作为整体，对整体用牛二定律列方程.隔离法：指在需要求连接体内各部分间的相互作用（如求相互间的压力或相互间的摩擦力等)时，把某物体从连接体中隔离出来进行分析的方法。

连接体的圆周运动：两球有相同的角速度；两球构成的系统机械能守恒(单个球机械能不守恒) 与运动方向和有无摩擦（μ相同)无关，及与两物体放置的方式都无关. 平面、斜面、竖直都一样。

只要两物体保持相对静止记住:N= 211212m F m F m m ++ (N 为两物体间相互作用力）,一起加速运动的物体的分子m 1F 2和m 2F 1两项的规律并能应用⇒F 212m m m N+=讨论：①F 1≠0;F 2=0122F=(m +m )a N=m aN=212m F m m +② F 1≠0;F 2≠0 N= 211212m F m m m F ++(20F =是上面的情况）F=211221m m g)(m mg)(m m ++F=122112m (m )m (m gsin )m m g θ++F=A B B 12m (m )m F m mg ++F 1>F 2 m 1>m 2 N 1〈N 2例如：N 5对6=F Mm （m 为第6个以后的质量) 第12对13的作用力N 12对13=F nm12)m-(nm 2 m 1 Fm 1m 2╰ α模型四：轻绳、轻杆绳只能受拉力，杆能沿杆方向的拉、压、横向及任意方向的力。

课时规范练241.(福建南平模拟)若航天员在一个未知星球上做探究平抛运动规律的实验。

(1)如图甲所示,在水平地面上竖直放置两个相同的弧形光滑轨道M、N,让两小球P、Q均能以相同的初速度同时分别从两轨道下端水平射出。

实验中观察到小球P落地时刚好和小球Q相遇。

仅仅改变弧形轨道M的高度H,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明。

A.平抛运动在竖直方向上是自由落体运动B.平抛运动在水平方向上是匀速直线运动C.平抛运动在水平方向上是匀加速直线运动(2)在有坐标纸的背景屏前用频闪数码相机拍下小球在平抛运动过程中的不同位置,如图乙所示,a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置,已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10 s,照片中每个格子边长1.0 cm。

又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4,则由以上信息,可知a点(选填“是”或“不是”)小球的抛出点。

(3)由(2)所得信息,可以推算出该星球表面的重力加速度为m/s2;小球平抛的初速度v0= m/s。

(结果均保留两位有效数字) 答案(1)B (2)不是(3)4.0 0.80解析(1)实验中观察到小球P落地时刚好和小球Q相遇。

说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动,故选B。

(2)由图可知,竖直方向上相等时间内的位移之比为1∶2∶3,不符合初速度为零的匀加速直线运动特点,可知a点的竖直分速度不为零,a点不是小球的抛出点。

(3)该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4,可知图中正方形的边长为4cm,竖直方向有Δy=L=gT2,解得g=4.0m/s2;小球水平方向做匀速直线运动,其初速度为v0=2L=0.80m/s。

T2.(四川成都七中模拟)某社团的同学们利用某手机App的定时连拍功能来研究物体的平抛运动,实验步骤如下:①一同学站在竖直墙边,将小球沿平行于墙面的竖直面内水平向右抛出,另一位同学随即启动手机App,拍摄下了不同时刻小球位置的照片;②用刻度尺测出某一块砖块的高度d和长度L;③用平滑的曲线将小球四个位置连接起来,得到小球的部分运动轨迹如下图所示。

课时作业24电场能的性质时间：45分钟1．(多选)下列关于电势差的说法中正确的是(AD)A．在图中，若AB＝BC，则U AB>U BCB．在图中，若AB＝BC，则U AB＝U BCC．在图中，若AB＝BC，则U AB<U BCD．在匀强电场中，与电场垂直的方向上任意两点间的电势差为零解析：由电场线的疏密可知，A、B之间比B、C之间的平均电场强度大，由U＝E d可知，若AB＝BC时，U AB>U BC，A对，B、C错．等势面与电场线始终相互垂直，故D对．2．如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O处的电势为0 V，点A处的电势为6 V，点B处的电势为3 V，则电场强度的大小为(A)A．200 V/m B．200 3 V/m C．100 V/m D．100 3 V/m解析：设OA中点为C，由U ACAC＝U COCO可得C点的电势φC＝3 V，φC＝φB，即B、C在同一等势面上，如图，由电场线与等势面的关系和几何关系知：d＝1.5 cm.则E＝Ud＝31.5×10－2V/m＝200 V/m，A正确．3．(多选)如图所示，正方形ABCD的四个顶点各固定一个点电荷，所带电荷量分别为＋q、－q、＋q、－q，E、F、O分别为AB、BC及AC的中点．下列说法正确的是(BD)A．E点电势低于F点电势B．F点电势等于E点电势C．E点电场强度与F点电场强度相同D．F点电场强度大于O点电场强度解析：根据对称性可知，E、F两点电势相等，则A项错误，B 项正确．根据对称性及场强的叠加原理可知，E点和F点电场强度大小相等而方向不同，O点的电场强度为零，F点的电场强度大于零，则C项错误，D项正确．4．如图所示的同心圆是电场中的一簇等势线，一个电子只在电场力作用下沿着直线由A→C运动的速度越来越小，B为线段AC的中点，则下列说法正确的是(B)A．电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越小B．电子沿AC方向运动时它具有的电势能越来越大C．电势差U AB＝U BCD．电势φA<φB<φC解析：该电场为负点电荷产生的电场，电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越大，选项A错误；根据电子只在电场力作用下沿直线由A→C运动时的速度越来越小，它具有的电势能越来越大，选项B正确；由于电场为非匀强电场，由U＝Ed可以定性判断电势差U AB<U BC，选项C错误；电势φA>φB>φC，选项D错误．5．如图所示，真空中两等量异种点电荷Q1、Q2固定在x轴上，其中Q1带正电．三角形acd为等腰三角形，cd边与x轴垂直且与x 轴相交于b点，则下列说法正确的是(C)A．a点电势高于b点电势B．a点电场强度小于b点电场强度C．将电子从a点移动到c点，电场力做正功D．将电子从d点移动到b点，电势能不变解析：真空中两等量异种点电荷Q1、Q2固定在x轴上，故ab 连线上电场线从b指向a，沿着电场线电势降低，故b点的电势大于a点电势，故A错误；a点离电荷近，电场线密集，所以a点的电场强度大于b的电场强度，故B错误；将电子从a点移到c点，电场力向右，所以电场力做正功，故C正确；将电子从d点移动到b点，电场力做负功，电势能增加，故D错误．6．两等量正点电荷相距一定距离，它们连线的中点为O.一带负电的粒子(不考虑重力)由静止开始，从连线的中垂线上P点运动到O 点．此运动过程中，关于粒子的说法，正确的是(D)A．电势能逐渐增加B．电势能先变大后变小，最后为零C．先做加速运动，后做减速运动D．始终做加速运动，到达O点时加速度为零解析：等量同种电荷分布如图所示，在中垂线O点上方，电场线竖直向上，即电场方向竖直向上，所以负电荷受到竖直向下的电场力，故做加速运动，电场力始终做正功，电势能始终减小，动能一直增大，O点电场强度为零，所以加速度为零，D正确．7．如图所示，竖直实线表示某匀强电场中的一簇等势面，具有一定初速度的带电小球在电场中从A到B做直线运动(如图中虚线所示)．小球只受电场力和重力，则该带电小球A运动到B的过程中(D)A．做匀速直线运动B．机械能守恒C．机械能逐渐增大，电势能逐渐减小D．机械能逐渐减小，电势能逐渐增大解析：匀强电场中的等势面沿竖直方向，则电场线沿水平方向，由于带电小球在电场中做直线运动，由力和运动的关系知，小球受竖直向下的重力和水平向左的电场力，且合力方向沿虚线向下，故小球从A到B做匀减速直线运动，故A错误；小球由A运动到B的过程中，电场力做负功，小球的电势能增大，机械能减小，故D正确，B、C错误．8．某区域的电场线分布如图所示，其中间一根电场线是直线，一带正电的粒子从直线上的O点由静止开始在电场力作用下运动到A点．取O点为坐标原点沿直线向右为x轴正方向，粒子的重力忽略不计．在O点到A点的运动过程中，下列关于粒子运动速度和加速度a随时间t的变化、粒子的动能E k和运动径迹上的电势φ随位移x的变化图线可能正确的是(B)解析：由图可知，从O到A点，电场线由疏到密，电场强度先减小后增大，方向不变，因此电荷受到的电场力先减小后增大，则加速度先减小后增大，v-t图象的斜率表示加速度的大小，故A错误，B正确；沿着电场线方向电势降低，而电势与位移的图象的斜率表示电场强度，故C错误；电荷在电场力作用下做正功，导致电势能减小，则动能增加，由动能定理可得动能与位移的斜率表示电场力的大小，故D错误．9．如图所示，真空中等量同种正点电荷放置在M、N两点，在M、N的连线上有对称点a、c，M、N连线的中垂线上有对称点b、d，则下列说法正确的是(C)A ．正电荷＋q 在c 点电势能大于在a 点电势能B ．正电荷＋q 在c 点电势能小于在a 点电势能C ．在M 、N 连线的中垂线上，O 点电势最高D ．负电荷－q 从d 点静止释放，在它从d 点运动到b 点的过程中，加速度先减小再增大解析：由等量同种正点电荷电场分布特点可知a 、c 两点电势相等，正电荷＋q 在a 、c 两点的电势能相等，A 、B 错误．M 、N 连线的中垂线上由无穷远到O 点场强先变大再变小，中间某一位置场强最大，负电荷从无穷远到O 点做加速度先增大后减小的加速运动，在O 点时速度最大，动能最大，电势能最小，过O 点后做加速度先增大后减小的减速运动，动能减小，电势能增加，所以负电荷在M 、N 连线中垂线上的O 点电势能最小，则O 点电势最高，C 正确．由于不知在M 、N 连线的中垂线上b 、d 处的场强的具体情况，负电荷从d 到b 运动过程中加速度可能先减小再增大，也可能先增大再减小，再增大再减小，D 错误．10．(多选)如图所示，在x 轴上相距为L 的两点固定两个等量异种点电荷＋Q 、－Q ，虚线是以＋Q 所在点为圆心、L 2为半径的圆，a 、b 、c 、d 是圆上的四个点，其中a 、c 两点在x 轴上，b 、d 两点关于x 轴对称．下列判断正确的是( ABD )A．b、d两点处的电势相同B．四个点中c点处的电势最低C．b、d两点处的电场强度相同D．将一试探电荷＋q沿圆周由a点移至c点，＋q的电势能减小解析：由等量异种点电荷的电场线分布及等势面特点知，A、B 正确，C错误．四点中a点电势最高、c点电势最低，正电荷在电势越低处电势能越小，故D正确．11．(2019·浙江名校联考)静电场聚焦在电子显微镜和示波管中起着重要的作用．图示为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线，两电子分别从a、b两点运动到c点，则(C)A．聚焦电场对两电子始终做负功B．电子在a点具有的电势能比b点小C．a点处的电势比c点处的电势低D．b处的电场强度的大小比c处小解析：由图可知，电子从a点或b点运动到c点，电场力与运动方向夹角小于90°，则聚焦电场对两电子始终做正功，选项A错误；a、b两点电势相同，则电子在a点具有的电势能等于在b点的电势能，选项B 错误；顺着电场线方向电势降低，则a 点处的电势比c 点处的电势低，选项C 正确；b 处的电场线比c 处的密集，则b 处电场强度的大小比c 处大，选项D 错误．12．(2019·河南八市联考)如图所示，一匀强电场的方向平行于直角△abc 所在的平面，∠a ＝53°，∠c 为直角，ab ＝10 cm ，d 为ab 边中点，a 、b 、c 三点的电势分别为10 V 、－10 V 、2.8 V ，则( B )A ．a 、b 、c 三点中电子在a 点电势能最大B ．匀强电场的场强为200 V/mC ．c 、d 间电势差U cd ＝－2.8 VD ．电势沿ac 方向变化得最快解析：a 点电势最大，而电子带负电，故电子在a 点电势能最小，选项A 错误．过c 点作ab 的垂线，交点记作e ，如图，由几何关系可知，ae 长度等于ab 长度的925，根据“匀强电场中沿任何方向电势都是均匀变化”可得，φe ＝2.8 V ，同理可得，φd ＝0，所以ce 所在直线为等势面，场强方向由a 指向b ，电势沿ab 方向变化最快，电场强度E＝U ab l ab＝200 V/m ，U cd ＝φc －φd ＝2.8 V ，故B 正确，C 、D 错误． 13．(2019·北京丰台一模)如图所示，水平面AB 光滑，粗糙半圆轨道BC 竖直放置．圆弧半径为R ，AB 长度为4R .在AB 上方、直径BC 左侧存在水平向右、电场强度大小为E 的匀强电场．一电荷量为＋q 、质量为m 的小球自A 点由静止释放，经过B 点后，沿半圆轨道运动到C 点．在C 点，小球对轨道的压力大小为mg ，已知E ＝mg q ，水平面和半圆轨道均绝缘．求：(1)小球运动到B 点时的速度大小；(2)小球运动到C 点时的速度大小；(3)小球从B 点运动到C 点过程中克服阻力做的功．解析：(1)小球从A 到B ，根据动能定理qE ·4R ＝12m v 2B －0；又E ＝mg q 得v B ＝8gR ；(2)小球运动到C 点，根据牛顿第二定律2mg ＝m v 2C R ，得v C ＝2gR ；(3)小球从B 运动到C 点的过程，根据动能定理W f －2mgR ＝12m v 2C －12m v 2B ； 解得W f ＝－mgR ；所以克服阻力的功为mgR .答案：(1)8gR (2)2gR (3)mgR感谢您的下载!快乐分享，知识无限！由Ruize收集整理！。