高考物理一輪復(fù)習(xí) 高效課堂精講精練20

一、單項(xiàng)選擇題(本大題共5小題，每小題6分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，選對(duì)的得6分，選錯(cuò)或不答的得0分．)圖6－3－181．如圖6－3－18所示為一只“極距變化型電容式傳感器”的部分構(gòu)件示意圖．當(dāng)動(dòng)極板和定極板之間的距離d變化時(shí)，電容C便發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量電容C的變化就可知道兩極板之間距離d的變化的情況．在下列圖中能正確反映C與d之間變化規(guī)律的圖象是()【解析】由平行板電容器電容的決定式C＝εrS/(4πkd)可知，電容C與極板之間距離d成反比，在第一象限反比例函數(shù)圖象是一條雙曲線，所以A正確．【答案】A圖6－3－192．(2012·茂名模擬)如圖6－3－19所示，A、B為水平正對(duì)放置的平行金屬板，板間距離為d.一質(zhì)量為m的帶電油滴在兩金屬板之間，油滴運(yùn)動(dòng)時(shí)所受空氣阻力的大小與其速率成正比．將油滴由靜止釋放，若兩金屬板間的電壓為零，一段時(shí)間后油滴以速率v勻速下降．若兩金屬板間加電壓U，一段時(shí)間后油滴以速率2v勻速上升．由此可知油滴所帶電荷量的大小為()A.eq\f(mgd,U) B.eq\f(2mgd,U)C.eq\f(3mgd,U) D.eq\f(4mgd,U)【解析】板間電壓為零，油滴勻速下降時(shí)，mg＝kv，當(dāng)兩板間電壓為U，油滴勻速上升時(shí)，eq\f(U,d)q＝mg＋2kv，以上兩式聯(lián)立可得q＝eq\f(3mgd,U)，C正確．【答案】C圖6－3－203．(2011·武漢模擬)如圖6－3－20所示，矩形區(qū)域ABCD內(nèi)存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，兩個(gè)帶正電的粒子a和b以相同的水平速度射入電場(chǎng)，粒子a由頂點(diǎn)A射入，從BC的中點(diǎn)P射出，粒子b由AB的中點(diǎn)O射入，從頂點(diǎn)C射出．若不計(jì)重力，則a和b的比荷之比是()A．1∶2 B．2∶1C．1∶8 D．8∶1【解析】設(shè)粒子初速度為v0，AB間距為d，則d＝eq\f(1,2)eq\f(qaE,ma)(eq\f(\f(1,2)lBC,v0))2，eq\f(d,2)＝eq\f(1,2)eq\f(qbE,mb)(eq\f(lBC,v0))2.以上兩式聯(lián)立可解得：eq\f(qa,ma)∶eq\f(qb,mb)＝8∶1，故D正確．【答案】D圖6－3－214．(2012·濟(jì)南模擬)如圖6－3－21所示，質(zhì)子(eq\o\al(1,1)H)和α粒子(eq\o\al(4,2)He)以相同的初動(dòng)能垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)(粒子不計(jì)重力)，則這兩個(gè)粒子射出電場(chǎng)時(shí)的側(cè)位移y之比為()A．1∶1 B．1∶2C．2∶1 D．1∶4【解析】由y＝eq\f(1,2)eq\f(Eq,m)eq\f(L2,v\o\al(2,0))和Ek0＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，得：y＝eq\f(EL2q,4Ek0)可知，y與q成正比，B正確．【答案】B5．(2012·大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考)如圖6－3－22(a)所示，兩個(gè)平行金屬板P、Q豎直放置，兩板間加上如圖(b)所示的電壓，t＝0時(shí)，Q板比P板電勢(shì)高5V，此時(shí)在兩板的正中央M點(diǎn)有一個(gè)電子，速度為零，電子在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)，使得電子的位置和速度隨時(shí)間變化．假設(shè)電子始終未與兩板相碰．在0<t<8×10－10s的時(shí)間內(nèi)，這個(gè)電子處于M點(diǎn)的右側(cè)，速度方向向左且大小逐漸減小的時(shí)間是()圖6－3－22A．0<t<2×10－10sB．2×10－10s<t<4×10－10sC．4×10－10s<t<6×10－10sD．6×10－10s<t<8×10－10s【解析】作出粒子運(yùn)動(dòng)的v－t圖象如下．由圖象可知正確選項(xiàng)為D.【答案】D二、雙項(xiàng)選擇題(本大題共5小題，每小題8分，共40分．全部選對(duì)的得8分，只選1個(gè)且正確的得4分，有選錯(cuò)或不答的得0分．)圖6－3－236．(2012·湖南師大附中模擬)如圖6－3－23所示，由兩塊相互靠近的平行金屬板組成的平行板電容器的極板N與靜電計(jì)相接，極板M接地．用靜電計(jì)測(cè)量平行板電容器兩極板間的電勢(shì)差U.在兩板相距一定距離d時(shí)，給電容器充電，靜電計(jì)指針張開(kāi)一定角度．在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，保持電容器所帶電量Q不變，下面操作能使靜電計(jì)指針張角變小的是()A．將M板向下平移B．將M板沿水平方向向左遠(yuǎn)離N板C．在M、N之間插入云母板(介電常數(shù)εr>1)D．在M、N之間插入金屬板，且不和M、N接觸【解析】由C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，將M板向下移，S減小，將M板沿水平方向向左移動(dòng)，d增大，均使C變小，再由Q＝CU可知，電容器兩板間電壓增大，靜電計(jì)指針張角增大，A、B均錯(cuò)誤；在M、N間插入云母板，εr增大，C增大，U變小，靜電計(jì)指針張角減小，C正確；在M、N間插入金屬板，相當(dāng)于d減小，故C增大，U變小，靜電計(jì)指針張角減小，D正確．【答案】CD7．(2012·廈門(mén)模擬)如圖6－3－24所示的裝置可將聲音轉(zhuǎn)化為電信號(hào)．該電路中右側(cè)金屬板b固定不動(dòng)，左側(cè)是能在聲波驅(qū)動(dòng)下沿著水平方向振動(dòng)的鍍有金屬層的振動(dòng)膜a，a、b構(gòu)成一個(gè)電容器，且通過(guò)導(dǎo)線與穩(wěn)壓電源的正、負(fù)極相接．若聲源S做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，則()圖6－3－24A．a(chǎn)振動(dòng)過(guò)程中，a、b板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度不斷改變B．a(chǎn)振動(dòng)過(guò)程中，b板所帶的電荷量不變C．a(chǎn)向右的位移最大時(shí)，a、b板構(gòu)成的電容器的電容最大D．a(chǎn)振動(dòng)過(guò)程中，電流計(jì)中始終有方向不變的電流【解析】由場(chǎng)強(qiáng)公式E＝U/d，U一定，振動(dòng)過(guò)程中d變化，E也要不斷改變，A正確；d變化，電容也變化，電荷量也變化，B錯(cuò)誤；a向右的位移最大時(shí)，d最小，電容最大，C正確；a振動(dòng)過(guò)程中，電容器不斷充放電，電流方向是改變的，D錯(cuò)誤．【答案】AC圖6－3－258．(2011·鹽城模擬)如圖6－3－25所示，空間有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，在電場(chǎng)中P處由靜止下落一質(zhì)量為m、帶電量為＋q的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))．在P的正下方h處有一水平彈性絕緣擋板S(擋板不影響電場(chǎng)的分布)，小球每次與擋板相碰后電量減小到碰前的k倍(k<1)，而碰撞過(guò)程中小球的機(jī)械能不損失，即碰撞前后小球的速度大小不變，方向相反．設(shè)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，擋板S處的電勢(shì)為零，則下列說(shuō)法正確的是()A．小球在初始位置P處的電勢(shì)能為EqhB．小球第一次與擋板相碰后所能達(dá)到的最大高度大于hC．小球第一次與擋板相碰后所能達(dá)到最大高度時(shí)的電勢(shì)能大于EqhD．小球第一次與擋板相碰后所能達(dá)到的最大高度小于h【解析】因S處的電勢(shì)為0，故φP＝Eh，小球在初始位置P處的電勢(shì)能為φP·q＝Ehq，A正確，設(shè)小球第一次與擋板碰前的速度大小為v0，由動(dòng)能定理得，mgh＋qEh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，設(shè)反彈后上升的高度為H，由動(dòng)能定理得：(mg＋Ekq)H＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，由以上兩式可得H＝eq\f(mg＋qE,mg＋kqE)h，因k<1，故H>h，B正確，D錯(cuò)誤；因Eqk·H＝Eqh·eq\f(kmg＋kqE,mg＋kEq)<Eqh，故C錯(cuò)誤．【答案】AB圖6－3－269．(2011·肇慶模擬)如圖6－3－26所示，在xOy豎直平面內(nèi)存在著水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)．有一帶正電的小球自坐標(biāo)原點(diǎn)沿著y軸正方向以初速度v0拋出，運(yùn)動(dòng)軌跡最高點(diǎn)為M，與x軸交點(diǎn)為N，不計(jì)空氣阻力，則小球()A．做勻加速運(yùn)動(dòng)B．從O到M的過(guò)程動(dòng)能減小C．到M點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為零D．到N點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能大于eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)【解析】帶正電的小球自坐標(biāo)原點(diǎn)沿著y軸正方向以初速度v0拋出后受到恒定的合力作用做勻變速運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始的一段時(shí)間內(nèi)合力與速度的夾角為鈍角，速度減小，A錯(cuò)、B正確；小球自坐標(biāo)原點(diǎn)到M點(diǎn)，y方向在重力作用下做速度減小到零的勻變速運(yùn)動(dòng)，x方向在電場(chǎng)力作用下做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，所以到M點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能不為零，C錯(cuò)；由動(dòng)能定理有：qEx＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,N)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＞0，D正確．【答案】BD10．(2012·合肥模擬)如圖6－3－27甲所示，三個(gè)相同的金屬板共軸排列，它們的距離與寬度均相同，軸線上開(kāi)有小孔，在左邊和右邊兩個(gè)金屬板上加電壓U后，金屬板間就形成勻強(qiáng)電場(chǎng)；有一個(gè)比荷eq\f(q,m)＝1.0×10－2C/kg的帶正電的粒子從左邊金屬板小孔軸線A處由靜止釋放，在電場(chǎng)力作用下沿小孔軸線射出(不計(jì)粒子重力)，其v－t圖象如圖6－3－27乙所示，則下列說(shuō)法正確的是()圖6－3－27A．右側(cè)金屬板接電源的正極B．所加電壓U＝100VC．乙圖中的v2＝2m/sD．通過(guò)極板間隙所用時(shí)間比為1∶(eq\r(2)－1)【解析】帶正電的粒子在電場(chǎng)力作用下由左極板向右運(yùn)動(dòng)，可判斷左側(cè)金屬板接電源正極，A選項(xiàng)錯(cuò)誤．由v－t圖象可知，帶電粒子的加速度a＝2m/s2，兩極板間距d＝0.25m，由qE＝ma得E＝200V/m，U＝2Ed＝100V，B選項(xiàng)正確．可將粒子在兩個(gè)間隙間的運(yùn)動(dòng)看成是初速度為零的連續(xù)的勻加速運(yùn)動(dòng)，兩間隙距離相等，則有t1∶t2＝1∶(eq\r(2)－1)，D選項(xiàng)正確．v1∶v2＝1∶eq\r(2)，將v1＝1.0m/s代入，得v2＝eq\r(2)m/s，C選項(xiàng)錯(cuò)誤．【答案】BD三、非選擇題(本題共2小題，共30分．要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位．)圖6－3－2811．(14分)(2012·長(zhǎng)沙模擬)如圖6－3－28所示，某空間有一豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝1.0×102V/m，一塊足夠大的接地金屬板水平放置在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，在金屬板的正上方高度h＝0.80m的a處有一粒子源，盒內(nèi)粒子以v0＝2.0×102m/s的初速度向水平面以下的各個(gè)方向均勻放出質(zhì)量為m＝2.0×10－15kg，電荷量為q＝＋10－12C的帶電粒子，粒子最終落在金屬板b上．若不計(jì)粒子重力，求：(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)粒子源所在處a點(diǎn)的電勢(shì)；(2)帶電粒子打在金屬板上時(shí)的動(dòng)能；(3)從粒子源射出的粒子打在金屬板上的范圍(所形成的面積)；若使帶電粒子打在金屬板上的范圍減小，可以通過(guò)改變哪些物理量來(lái)實(shí)現(xiàn)？【解析】(1)題中勻強(qiáng)電場(chǎng)豎直向下，b板接地因此φa＝Uab＝Eh＝1.0×102×0.8V＝80V.(2)不計(jì)重力，只有電場(chǎng)力做功，對(duì)粒子由動(dòng)能定理qUab＝Ek－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)可得帶電粒子打在金屬板上時(shí)的動(dòng)能為Ek＝qUab＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝1.2×10－10J.(3)粒子源射出的粒子打在金屬板上的范圍以粒子水平拋出落點(diǎn)為邊界，設(shè)水平拋出后t時(shí)間落在板上：x＝v0t，h＝eq\f(1,2)at2a＝eq\f(qE,m)，S＝πx2聯(lián)立以上各式得所形成的面積S＝eq\f(2πmv\o\al(2,0)h,qE)＝4m2，可以通過(guò)減小h或增大E來(lái)實(shí)現(xiàn)．【答案】(1)80V(2)1.2×10－10J(3)面積4m2可以通過(guò)減小h或增大E來(lái)實(shí)現(xiàn)12．(16分)(2011·清遠(yuǎn)模擬)如圖6－3－29所示，兩塊平行金屬板M、N豎直放置，兩板間的電勢(shì)差U＝1.5×103V，現(xiàn)將一質(zhì)量m＝1×10－2kg、電荷量q＝4×10－5C的帶電小球從兩板上方的A點(diǎn)以v0＝4m/s的初速度水平拋出，之后小球恰好從靠近M板上端處進(jìn)入兩板間，沿直線運(yùn)動(dòng)碰到N板上的B點(diǎn)．已知A點(diǎn)距兩板上端的高度h＝0.2m，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，求：圖6－3－29(1)M、N兩板間的距離d；(2