2022年高考物理真题分类解析专题力学电学综合性应用问题.docx

《2022年高考物理真题分类解析专题力学电学综合性应用问题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高考物理真题分类解析专题力学电学综合性应用问题.docx（5页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载专题二十四、力学电学综合性应用问题1（2022 高考浙江理综第 24 题）20 分 “ 电子能量分析器” 主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成；偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为 RA和 RB的同心圆金属半球面 A和B 构成, A、B 为电势值不等的等势面,其过球心的截面如下列图；一束电荷量为 e、质量为 m的电子以不同的动能从偏转器左端 M的正中间小孔垂直入射,进入偏转电场区域,最后到达偏转器右端的探测板 N,其中动能为 Ek0 的电子沿等势面 C做匀速圆周运动到达 N板的正中间；忽视电场的边缘效应；（1）判定球面 A

2、、 B的电势高低,并说明理由；（2）求等势面C所在处电场强度E 的大小；A、B和 C,就到达 N板左、右边缘处（3）如半球面A、 B和等势面 C的电势分别为的电子,经过偏转电场前、后的动能转变量 EK左和 EK右分别为多少？（4）比较 | EK左| 和| EK右| 的大小,并说明理由；解析：（1）电子 带负电 做圆周运动, 电场力方向指向球心,电场方向从B指向 A,B 板电势高于 A 板；（2）据题意, 电子在电场力作用下做圆周运动,考虑到圆轨道上的电场强度B 大小相同,有：eE=mv 2/R,Ek0= mv 2/2 ,R=RA+RB/2 ,名师归纳总结 联立解得： E=2Ek0=4Ek0 E

3、K=qU B- C 第 1 页,共 4 页eRe R A+R B（3）电子运动时只有电场力做功,依据动能定理,有：对到达 N板左侧边缘的电子,电场力做正功,动能增加,有： EK左=e - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载 EK右=e A- C 对到达 N板右侧边缘的电子,电场力做负功,动能减小,有：（4）依据电场线的特点,等势面B 与 C之间的电场强度大于C与 A之间的电场强度,考虑到等势面间距相等,有：B- C A- C即： EK 左 EK右2（2022 高考浙江理综第 25 题）（22 分）为了降低潜艇噪音,提高其前进速度,可用电磁

4、推进器替代螺旋桨； 潜艇下方有左、 右两组推动器, 每组由 6 个相同的用绝缘材料制成的直线通道推动器构成,其原理示意图如下；在直线通道内布满电阻率 =0.2 .m 的海水,通道中 a b c=0.3m 0.4m 0.3m 的空间内,存在由超导线圈产生的匀强磁场,其磁感 应强度 B=6.4T 、方向垂直通道侧面对外；磁场区域上、下方各有 a b=0.3m 0.4m 的金 属板 M、N,当其与推动器专用直流电源相连后,在两板之间的海水中产生了从 N到 M,大 小恒为 I =1.0 10 3A 的电流,设电流只存在于磁场区域；不计电源内阻及导线电阻,海水密度 =1.0 10 3kg/m 3；（1）

5、求一个直线通道推动器内磁场对通电海水的作用力大小,并判定其方向；（2）在不转变潜艇结构的前提下,简述潜艇如何转弯？如何倒车？（3）当潜艇以恒定速度v0=30m/s 前进时,海水在出口处相对于推动器的速度v=34m/s,摸索专用直流电源所供应的电功率如何安排,求出相应功率的大小；解析：（1）将通电海水看成导线,所受磁场力：F=IBL,代入数据得： F=IBc=1.0 103 6.4 0.3N=1.92 10 3N. 用左手定就判定磁场对海水作用力方向向右（或与海水出口方向相同）（2）考虑到潜艇下方有左、右两组推动器,可以开启或关闭不同个数的左、右两侧的直线通 道推动器,实施转弯；转变电流方向,或

6、者磁场方向,可以转变海水所受磁场力的方向,依据牛顿第三定律,名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 使潜艇“ 倒车”；学习好资料欢迎下载（3）电源供应的电功率中的第一部分：牵引功率：P1=F牵v0；依据牛顿第三定律：F 牵=12IBL；当 v0=30ms时,代入数据得：P1=F牵 v0=12 1.92 10 3 30W=6.9 10 5W；其次部分：海水的焦耳热功率对单个直线推动器,依据电阻定律,R= L/S；代入数据得： R= c/ab =0.2 0.3 =0.5 . 0.3 0.4由热功率公式：P=I 2R,代入数据得

7、： P 单=I 2R=1.0 10 3 2 0.5W=5.0 10 5W；P2=12 5.0 10 5W=6.0 10 6W 第三部分：单位时间内海水动能的增加值设 t 时间内喷出海水的质量为考虑到海水的初动能为零,m,P3=12E ktEk= Ek=1 2mv 水对地,2m= bcv 水对地 t ,P3=12E k= P3=121 2 bcv3 水对地=4.6 104W；20 世纪人类重大发觉之一,日前t3. （ 2022 高考天津理综物理第12 题） 20 分）超导现象是我国己研制出世界传输电流最大的高温超导电缆并胜利示范运行；l ）超导体在温度特殊低时电阻可以降到几乎为零,这种性质可以通

8、过试验讨论将一个闭合超导金属圈环水平放置在匀强磁场中,磁感线垂直于圈环平面对上,逐步降低温度使环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场,如此后环中的电流不随时间变化就说明其电阻为零；请指出自上往下看环中电流方向,并说明理由；（2）为探究该圆环在超导状态的电阻率上限 ,讨论人员测得撤去磁场后环中电流为 I, 并经一年以上的时间 t 未检测出电流变化；实际上仪器只能检测出大于 I 的电流变化,其中 II ,当电流的变化小于 I 时,仪器检测不出电流的变化,讨论人员便认为电流没有变化；设环的横截面积为 S,环中定向移动电子的平均速率为 v,电子质量为 m、电荷量为 e试用上述给出的各物理量,推导出

9、 的表达式；3 ）如仍使用上述测量仪器,试验连续时间照旧为t 为使试验获得的该圆环在超导状态的电名师归纳总结 阻率上限 的精确程度更高,请提出你的建议,并简要说明实现方法第 3 页,共 4 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载解析：（1）逆时针方向；撤去磁场瞬时, 环所围面积的磁通量突变为零,由楞次定律可知, 环中电流的磁场方向应与原磁场方向相同,即向上；由安培定就可知,环中电流方向是沿逆时针方向；（2）设圆环周长为 L,电阻为 R,由电阻定律,得 R= L/S ；设 t 时间内环中电流释放焦耳热而缺失的能量为E,由焦耳定律得：E=

10、I 2Rt；设环中单位体积内定向移动电子数为 n,就： I=nevS；式中 n、e、S 不变, 只有定向移动电子的平均速率的变化才会引起环中电流的变化；电流变化大小取I 时,相应定向移动电子的平均速率变化的大小为v,就：I=neS v；的准设环中定向移动电子削减的动能总和为Ek,就：Ek =nLS1 2mv 2- 12mv- v2. 由于 II ,可得：Ek =Lmv e I ；依据能量守恒定律,得：E= Ek ；联立解得： =mvS I；etI2（3）由 =mvS I看出,在题设条件限制下,适当增大超导电流,可以使试验获得etI2确程度更高；通过增大穿过该环的磁通量变化率可实现增大超导电流；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 4 页