2022年高中物理复习教案.力学电学综合.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 力学电学综合P 3.07 届 12 月江苏省丹阳中学试卷10一中同学为即将发射的“ 神州七号” 载人飞船设计了一个可测定竖直方向加速度的装置,其原理可简化如图,连接在竖直弹簧上的重物与滑动变阻器的滑动头连接,该装置在地面上静止时其电压表的指针指在表盘中心的零刻度处,在零刻度的两侧分别标上对应的正、负加速度值 关于这个装置在 “ 神州七号” 载人飞船发射、运行和回收过程中示数的判定正确选项（ A D ）A飞船在竖直加速升空的过程中,假如电压表示数为正,就飞船在竖直减速返回地面的过程中,电压表的示数仍为正B飞船在竖直加速升空的过程中,假如电压表的示数为正,就飞船在竖直减速反回地面的过程中,电压表的示数为负 C飞船在圆轨道上运行时,电压表的示数为零V D飞船在圆轨道上运行时,为 9.8ms 2 电压表示数所对应的加速度应约P 4.06 年 12 月 广 州 市 X 科 统 考 卷 17（18 分）如图十五所示,挡板 P 固定在足够高的水平桌面上,小物块 A 和 B 大小可忽视,它们分别带有 +QA 和+QB 的电荷量,质量分别为 mA 和 mB.两物块由绝缘的轻弹簧相连,一不行伸长的轻绳跨过滑轮,一端与 B 连接,另一端连接一轻质小钩 .整个装置处于场强为 E、方向水平向左的匀强电场中 . A、B 开头时静止,已知弹簧的劲度系数为 k,不计一切摩擦及 A、B 间的库仑力, A、B 所带电荷量保持不变, B 不会遇到滑轮 . 1 如在小钩上挂一质量为M 的物块C 并由静止释P A E 放,可使物块 A 对挡板 P 的压力恰为零, 但不会离开B P,求物块 C 下降的最大距离；2 如 C 的质量改为 2M,就当 A 刚离开挡板 P 时,B 图十五的速度多大？解：（1）开头时弹簧形变量为 x ,由平稳条件：kx 1 EQ B 可得 x 1 EQ B （2 分）k设当 A 刚离开档板时弹簧的形变量为 x ：由：kx 2 EQ A 可得 x 2 EQ A （2 分）k故 C 下降的最大距离为：h x 1 x 2 （3 分）由式可解得 h E Q B Q A （2 分）k（2）由能量守恒定律可知：C 下落 h 过程中, C 重力势能的的削减量等于 B 的电势能的增量和弹簧弹性势能的增量以及系统动能的增量之和名师归纳总结 当 C 的质量为 M 时：MghQ E hE 弹 （3 分）第 1 页,共 9 页当 C 的质量为 2M 时,设 A 刚离开挡板时B 的速度为 V- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2MghQBEhE弹12MmB V2 （3 分）2由式可解得A 刚离开 P 时 B 的速度为：3 分）V2 MgE QAQB （k 2 Mm BP 7.06 年广东东莞中学高考模拟试题17. （ 16 分） 一长为 L 质量为 M 板面光滑且绝缘不导电的平板小车放在光滑水平面上,在车上有一质量为 m、带电量为 +q 的小物块（可视为质点）,小车质量与小物块质量之比 M ：m = 7 ：1,物块距小车右端挡板距离为 b,且 L=1.5b ,如图示；现沿平行车板方向整个空间加一水平向右的匀强电场,电场强度为 E；带电小物块由静止开头向右运动,而后与小车右端挡板相碰（碰撞时间极短）碰前小物块速度大小的 1/4,并设小物块滑动过程及其,如碰后小车速度大小为与小车相碰过程中,小物块的电量不变；m b E M （1）通过分析与运算说明,碰撞后滑块能否滑出小车的车身？（2）如能滑出,求出由小物块开头运动至滑出时电场力对小物块所做的功；如不能滑出,就求出小物块从开始运动到其次次碰撞时电场力对小物块所做的功；L 解：（1）设碰撞前后速度分别为V 0、V ,由动能定理和动量守恒得：Eqb=1 mV 202mV 0=M·1V +mV 4解得 V= 3V ,方向向左 4EqS 相对当二者等速时m 在 M 上滑行距离达到最大,m 相对 M 有： 0=V 022mS相对=mV 02=bL ,小滑块 m 不会滑出小车2 Eq（2）设第一次碰后到其次次碰撞的时间为t,二者位移相同,就有：3V0 tEqt 2=1V0 t 解得 t= 2 mV04 2 m 4 Eq全过程 m 在电场中的总位移 S=b+ 1V0 t =2b,电场力对 m 做功 W=2Eqb 4P 10.2007 年高考天津理综卷 25（22 分）离子推动器是新一代航天动力装置,可用于卫星姿势掌握和轨道修正；推动剂从图中 P 处注入,在 A 处电离出正离子,BC 之间加有恒定电压,正离子进入 B 时的速度忽视不计,经加速后形成电流为 I 的离子束向后喷出；已知推动器获得的推力为 F,单位时间内喷出的离子质量为 J ；为讨论问题便利,假定离子推动器在太空中飞行时不受其他外力,忽视推动器运动速度； .求加在 BC 间的电压 U ； .为使离子推动器正常运行,必需在出口 D 处向正离子束注入电子,试说明其缘由；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 解： .设一个正离子的质量为m ,电荷量为q ,加速后的速度为v ,依据动能定理,有qU1 mv 22 M设离子推动器在 t 时间内喷出质量为 M 的正离子,并以其为讨论对象,推动器对的作用力为F ,由动量定理,有F t= M v由牛顿第三定律知设加速后离子束的横截面积为F= Fn ,就有S ,单位体积内的离子数为I = n q v SJ =n m v S 由、可得I qJ m又JMt解得UF22JI.推动器连续喷出正离子束,会使带有负电荷的电子留在其中,由于库仑力作用将严峻阻碍正离子的连续喷出；电子积存足够多时,甚至会将喷出的正离子再吸引回来,致使推动器无法正常工作；因此,必需在出口 器获得连续推力；D 处发射电子注入到正离子束,以中和正离子,使推动P 13.07 届广东省惠阳市综合测试卷三 18.如图 1 所示,一平行板电容器带电量为 Q,固定在绝缘底座上,两极板竖直放置,整个装置静止在光滑的水平面上,板间距离为 d,一质量为 m、带电量为 q 的弹丸以肯定的初速度从一极板间中点的小孔射入电容器中（弹丸的重力不计,设电容器四周的电场强度为零）设弹丸在电容器中最远运动到 P 点,弹丸的整个运动的过程中的 vt 图像如图 2 所示,依据力学规律和题中（包括图像）所供应的信息,对反映电容器及其系统的有关物理量（例如电容器及底座的总质量）的守恒量,你能求得哪些定量的结果？分析 ：此题的 vt 图像蕴味深刻,供应的信息也丰富多彩,由图,及系统在运动过程中2 可知,在 0t1 内弹丸在名师归纳总结 电场力作用下先向左做匀减速直线运动,速度减为零后,再向右做匀加速直线运动,t1 后弹第 3 页,共 9 页丸开头匀速运动,由弹丸0t1 的运动情形可知,弹丸速度为零时已到P 点； t1 后弹丸做匀- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 速直线运动, 弹丸不再受电场力,说明弹丸已离开电容器,故可知弹丸离开电容器的速度为v1,纵观图 2,0 t1 内,图像的斜率表示弹丸的加速度,依据以上信息可解答如下：解：（1）由 vt 图像可得弹丸的加速度 a v 1 v 0设电场强度为 E,由牛顿其次定律t 1得 Eq=ma Q电容器电压 UEd 电容器电容 C U由、式得,E m v 0 v 1 ,U md v 1 v 0 ,C Qqt 1；qt 1 qt 1 md v 0 v 1 （2）设电容器最终速度 v,电容器及底座总质量为 M ,由电容器、弹丸动量守恒得 mv0Mv mv1 由电容器、弹丸能量守恒得 1 mv 0 2 1 Mv 2 1 mv 1 22 2 2由、式得 v v 0 v 1 M m v 0 v 1 依据题意可得,弹丸及电容器的总能量v 0 v 11 2E mv 02点评： 图 2 把弹丸的运动过程表现得淋漓尽致,使弹丸的运动情形尽在不言中,而能否精确地从图中捕获信息,就充分表达同学的洞悉才能、分析思维才能；巧用 vt 图像,可以使物理问题化繁为简,化难为易；P 17.07 届 1 月武汉市调研考试 17（14 分）有一质量为 M、长度为 l 的矩形绝缘板放在光滑的水平面上,另一质量为 m、带电量的肯定值为 q 的物块（视为质点） ,以初速度 v0 从绝缘板的上表面的左端沿水平方向滑入,绝缘板四周空间是范畴足够大的匀强电场区域,其场强大小 E 3 mg,方向竖直向下,如下列图 . 已知物块与绝缘板间的动摩擦因数恒定,物5 q块运动到绝缘板的右端时恰好相对于绝缘板静止；如将匀强电场的方向转变为竖直向上,场强大小不变, 且物块仍以原初速度从绝缘板左端的上表面滑入,结果两者相对静止时,物块未到达绝缘板的右端 . 求：（1）场强方向竖直向下时,物块在绝缘板上滑动的过程中,系统产生的热量；（2）场强方向竖直向下时与竖直向上时,物块 受到的支持力之比；v0 E （3）场强方向竖直向上时,物块相对于绝缘板滑行的距离；l 解：（1）场强方向竖直向下时,由系统动量守恒,有：mv 0mMv由能量守恒,有（Q：产生热量；F f :m与 M 间的摩擦力； s: m 与 M 相对位移；v: A、 B 共同速度）：名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - Q1Ffs11mv21mMv2022由式得：Q 1mMv 0 22 mM同理,场强方向竖直向上时,动量仍守恒,可推出：Q 1Ff2s 212 mv 01mMv22 mMv 0. 222 mMF f1s 1=F f2s 2依题意： s1>s2,故Ff1Ff2而FfFNF N2FN 1说明第一次电场力方向竖直向上,其次次电场力方向竖直向下（可判定物块带负电）（2）F N1mgqEF N2mgqE由已知E3 mg得FN 115 qFN 24（3）由得：s 21s 11l44评分标准：每式2 分,每式1 分. P 21.南京市 07 届二模 17.B“ 能量的比较 ”如下列图,在光滑绝缘水平面上有两个带电小球 A 、 B ,质量分别为 3m 和 m,小球 A 带正电 q,小球 B 带负电 -2q,开头时两小球相距 s0,小球 A 有一个水平向右的初速度 v0,小球 B 的初速度为零,如取初始状态下两小球构成的系统的电势能为零,就（1）试证明：当两小球的速度相同时系统的电势能最大,并求出该最大值；（2）试证明： 在两小球的间距仍不小于 并求出这两种能量的比值的取值范畴；BS0Av0s0 的运动过程中, 系统的电势能总小于系统的动能,解：（1）由于两小球构成的系统合外力为零,设某状态下两小球的速度分别为v 和v ,由动量守恒定律得名师归纳总结 3 mv 03 mv Amv B（1） （2 分）第 5 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 所以,系统的动能减小量为Ek13mv213mv21mv2（2） （1 分）202A2B由于系统运动过程中只有电场力做功,所以系统的动能与电势能之和守恒,考虑到系统初状态下电势能为零,故该状态下的电势能可表为EpeEk13 mv213 mv21mv2（3） （ 1 分）0AB222联立（ 1）、（ 3）两式,得Epe6 mv29 mv 0vA2 3 mv 0（4）A由（ 4）式得：当v A3 v 045）式代入（ 1）式,得（5） （2 分）时,系统的电势能取得最大值,而将（6） （1 分）vAvB3 v 40即当两小球速度相同时系统的电势能最大,最大值为E pemax3 mv 0 28（7） （2 分）（2）由于系统的电势能与动能之和守恒,且初始状态下系统的电势能为零,所以在系统电 势能取得最大值时,系统的动能取得最小值,为EkminEk0Epemax13mv23mv 0 29mv2（8） （ 2 分）20880由于EkminEpemax（9）（2 分）所以在两球间距仍不小于0s 的运动过程中,系统的电势能总小于系统的动能；在这过程中两种能量的比值的取值范畴为0 E pe E pe m a x 1（10） （2 分）E k E k m i n 3P 25.07 届南京市第一次调研测试 19（17 分）在光滑绝缘的水平台面上,存在平行于水平 面对右的匀强电场,电场强度为 E；水平台面上放置两个静止 的小球 A 和 B（均可看作质点） ,两小球质量均为 m,A 球带 电荷量为 +Q,B 球不带电, A、B 连线与电场线平行；开头时两球相距 L,在电场力作用下,A 球开头运动（此时为计时零点,即 t=0）,后与 B 球发生对心碰撞,碰撞过程中 A 、 B 两球总动能无缺失；设在各次碰撞过程中,A、B 两球间无电量转移,且不考虑两球碰撞时间及两球间的万有引力；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - （1）第一次碰撞终止瞬时 A 、B 两球的速度各为多大？A 、4 v/2 QEL103 甲4 5 6 t/2 mL（2）分别在甲、 乙坐标系中, 用实线作出mB 两球从计时零点到即将发生第三次碰撞这段过程中的v-t 图像；要求写出必要的演算3 推理过程；2 （3）从计时零点到即将发生第三次碰撞这1 QE段过程中电场力共做了多少功？0 1 2 （4）如要求A 在运动过程中对桌面始终无4 v/2 QELm3 乙4 5 6 t/2 mL压力且刚好不离开水平桌面（v=0 时刻除外）,可以在水平面内加一与电场正交的磁3 场；请写出磁场B t与时间 t 的函数关系；2 1 QE（不考虑相对论效应）0 1 2 解：（1）A 球的加速度aQE（1 分）m碰前 A 的速度v A 12 aL2 QEL, 碰前 B 的速度v B1（2 分）mA、 B 碰撞后交换速度,设碰后A、 B 球速度分别为vA1、v B（2 分）vA 10v B1v A 12 QELm（2）只要求推理说明基本正确（以下过程供讲评时参考）名师归纳总结 A、B 球发生第一次、其次次、第三次的碰撞时刻分别为1t 、2t 、3t第 7 页,共 9 页就t 1v A 102 mLaQE第一次碰后,经t2t 时间 A、B 两球发生其次次碰撞,设碰前瞬时A、B 两球速度分别为vA2和v B2vB 1t2t11a t2t12得：t23 t 12vA2a t2t 12 at 12 vA 122 QELv B2v B12 QELmm其次次碰后瞬时,A、B 两球速度分别为vA2和vB2,经t 3t 时间 A、B 两球发生第三次- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 碰撞,并设碰前瞬时A 、B 两球速度分别为v A3和v B3就v A2tvB2v2 QELt2v B22v A222 QEL易得t3t2t2t 1mm当v B23t2A2t31a t3t2发生第三次碰撞,2v A3v A2a t3t32 QELv B3v B222 QELmmv/2 QELm4 3 2 v/1 2 3 甲4 5 6 t/2 mL1 QE0 2 QELm4 3 2 1 2 3 乙4 5 6 t/2 mL1 QE0 （每图 2 分）（3）由（ 2）问中所求的物理量,得W 电1mv231mv23013QELm gBmg0且（2 分）解得AB22（4）对 A 球由平稳条件得B Q vaQE；mQvA从 A 开头运动到发生第一次碰撞B mg2 m gt2 mLQat2 Q EtQE（1 分）名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 从第一次碰撞到发生其次次碰撞B 2 m g2 mL2 mLt32 mLQ E t 2QEQEQE（2 分）名师归纳总结 从其次次碰撞到发生第三次碰撞B 2 Q E t2 m g2 mL32 mLt52 mL第 9 页,共 9 页2QEQE2 mLt72 mLQE从第三次碰撞到发生第四次碰撞B 2 Q E t2 m g2 mL53QEQE（3 分）QE以此类推,从第n 次碰撞到发生第n+1 次碰撞B 2 Q E t2 m g2 mLnQE2n12mLt2 n12 mL（n=1,2, 3,4 .）QEQE- - - - - - -