2016-2017学年高二物理上册模块综合检测12.doc

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编写人：张红军 审稿人：徐建兵
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复习模块：带电粒子在电场中的综合应用p34-38 应用时0.75小时实际用时：
必做部分
1．如图所示是示波管的示意图，竖直偏转电极的极板长l＝4 cm，板间距离d＝1 cm。板右端距离荧光屏L＝18 cm。(水平偏转电极上不加电压，没有画出)。电子沿中心线进入竖直偏转电场的速度是1.6×107 m/s，电子电荷量e＝1.60×10－19C，质量m＝0.91×10－30kg。(1)要使电子束不打在偏转电极的极板上，加在竖直偏转电极上的最大偏转电压U不能超过多大？ (2)若在偏转电极上加U＝40sin 100 πt V的交变电压，在荧光屏的竖直坐标轴上能观测到多长的线段？

2．制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为d的两平行极板，如图4甲所示。加在极板A、B间的电压UAB做周期性变化，其正向电压为U0，反向电压为－kU0(k＞1)，电压变化的周期为2τ，如图乙所示。在t＝0时，极板B附近的一个电子，质量为m、电荷量为e，受电场作用由静止开始运动。若整个运动过程中，电子未碰到极板A，且不考虑重力作用。若k＝，电子在0～2τ时间内不能到达极板A，求d应满足的条件。

3．如图甲所示，长为L、间距为d的两金属板A、B水平放置，ab为两板的中心线，一个带电粒子以速度v0从a点水平射入，沿直线从b点射出，若将两金属板接到如图乙所示的交变电压上，欲使该粒子仍能从b点以速度v0射出，求：
(1)交变电压的周期T应满足什么条件？
(2)粒子从a点射入金属板的时刻应满足什么条件？

4．(多选)如图所示，空间有竖直向下的匀强电场，电场强度为E，在电场中P处由静止释放一质量为m、带电量为＋q的小球(可视为质点)。在P的正下方h处有一水平弹性绝缘挡板S(挡板不影响电场的分布)，小球每次与挡板相碰后电量减小到碰前的k倍 (k＜1)，而碰撞过程中小球的机械能不损失，即碰撞前后小球的速度大小不变，方向相反。设在匀强电场中，挡板S处的电势为零，则下列说法正确的是(　　)

A．小球在初始位置P处的电势能为Eqh
B．小球第一次与挡板相碰后所能达到的最大高度大于h
C．小球第一次与挡板相碰后所能达到最大高度时的电势能小于Eqh
D．小球第一次与挡板相碰后所能达到的最大高度小于h

5．如图所示，在竖直平面内，AB为水平放置的绝缘粗糙轨道，CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道，AB与CD通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接，圆弧的圆心为O，半径R＝0.50 m，轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度的大小E＝1.0×104 N/C，现有质量m＝0.20 kg，电荷量q＝8.0×10－4 C的带电体(可视为质点)，从A点由静止开始运动，已知sAB＝1.0 m，带电体与轨道AB、CD间的动摩擦因数均为0.5。假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。求：(g取10 m/s2)
(1)带电体运动到圆弧形轨道C点时的速度； (2)带电体最终停在何处。

6.如图所示，在水平向左的匀强电场中，一带电小球质量为m，电量为－q。用绝缘轻绳(不伸缩)悬于O点，平衡时小球位于A点，此时绳与竖直方向的夹角θ＝30°。绳长为l，AO＝CO＝DO＝l，OD水平，OC竖直。求：
(1)电场强度E的大小；
(2)当小球移到D点后，让小球由静止自由释放，小球向右运动过程中的最大速率和该时刻轻绳中张力的大小(计算结果可带根号)。

7.如图所示，在E＝103 V/m的竖直匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN在N点平滑相接，半圆形轨道平面与电场线平行，其半径R＝40 cm，N为半圆形轨道最低点，P为QN圆弧的中点，一带负电q＝10－4 C的小滑块质量m＝10 g，与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.15，位于N点右侧1.5 m的M处，g取10 m/s2，求： (1)要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q，则小滑块应以多大的初速度v0向左运动？ (2)这样运动的小滑块通过P点时对轨道的压力是多大？

选做部分
8．如图所示，在粗糙水平面内存在着2n个有理想边界的匀强电场区，水平向右的电场和竖直向上的电场相互间隔，每一电场区域场强的大小均为E，且E＝，电场宽度均为d，一个质量为m、带正电的电荷量为q的物体(看作质点)，从第一个向右的电场区域的边缘由静止进入电场，该物体与水平面间的动摩擦因数为μ，则物体从开始运动到离开第2n个电场区域的过程中，求：
(1)电场力对物体所做的总功？摩擦力对物体所做的总功
(2)物体在第2n个电场(竖直向上的)区域中所经历的时间？
(3)物体在所有水平向右的电场区域中所经历的总时间？

暑假作业（24）
1．解析：(1)经过偏转电场的时间为t＝
竖直方向位移＝· t2
所以U＝＝＝91 V。
(2)因为t＝＝ s＝2.5×10－9 s
而T＝＝ s＝ s＝0.02 s≫t，故进入偏转电场的电子均在当时所加电压形成的匀强电场中运动。
当Um＝40 V时，由vx＝v，vy＝t，得偏转角的正切值tan θ＝＝0.11，偏移量y＝ tan θ，得在荧光屏的竖直坐标轴上的观测量为2y＝4.4 cm。
答案：(1)91 V　(2)4.4 cm
2．解析：电子在0～τ时间内做匀加速运动
加速度的大小a1＝
位移x1＝a1τ2
在τ～2τ时间内先做匀减速运动，后反向做匀加速运动
加速度的大小a2＝
初速度的大小v1＝a1τ
匀减速运动阶段的位移x2＝
由题知d＞x1＋x2，解得d＞
答案：d＞
3．解析：(1)为使粒子仍从b点以速度v0穿出电场，在垂直于初速度方向上，粒子的运动应为：加速，减速，反向加速，反向减速，经历四个过程后，回到中心线上时，在垂直于金属板的方向上速度正好等于零，这段时间等于一个周期，故有L＝nTv0，解得T＝
粒子在T内离开中心线的距离为
y＝a2
又a＝，E＝，解得y＝
在运动过程中离开中心线的最大距离为
ym＝2y＝
粒子不撞击金属板，应有ym≤d
解得T≤2d
故n≥，即n取大于等于的整数。
所以粒子的周期应满足的条件为
T＝，其中n取大于等于的整数。
(2)粒子进入电场的时间应为T，T，T，…
故粒子进入电场的时间为t＝T(n＝1,2,3，…)。
答案：(1)T＝，其中n取大于等于的整数
(2)t＝T(n＝1,2,3，…)
4选ABC　因S处的电势为0，故φP＝Eh，小球在初始位置P处的电势能为φPq＝Ehq，A正确；设小球第一次与挡板碰前的速度大小为v0，由动能定理得，mgh＋qEh＝mv02，设反弹后上升的高度为H，由动能定理得(mg＋Ekq)H＝mv02，由以上两式可得H＝h，因k＜1，故H＞h，B正确，D错误；因EqkH＝Eqh＜Eqh，故C正确。
5．解析：(1)设带电体到达C点时的速度为v，从A到C由动能定理得：
qE(sAB＋R)－μmgsAB－mgR＝mv2
解得v＝10 m/s
(2)设带电体沿竖直轨道CD上升的最大高度为h；从C到D由动能定理得：－mgh－μqEh＝0－mv2
解得h＝ m
在最高点，带电体受到的最大静摩擦力Ffmax＝μqE＝4 N，
重力G＝mg＝2 N
因为G＜Ffmax
所以带电体最终静止在与C点的竖直距离为 m处。
答案：(1)10 m/s　(2)离C点的竖直距离为 m处
6．解析：(1)＝tan 30°
E＝
(2)当小球移到D点后，让小球由静止自由释放，小球先做匀加速直线运动，运动到轻绳与竖直方向成30°时绳绷直，与OA关于OC对称，设此时速度为vB
a＝g
vB2＝2al
绳绷直后，垂直绳方向速度vBX＝vBcos 30°，沿绳方向速度变为0
到达A点时切向加速度为0，速度达到最大值mvBX2＋qEl＝mvA2
解得vA＝
轻绳中张力F－mg＝F向心＝
解得F＝mg
答案：(1)
(2) 　mg
7．解析：(1)设小滑块到达Q点时速度为v，
由牛顿第二定律得mg＋qE＝m
小滑块从开始运动至到达Q点过程中，
由动能定理得－mg·2R－qE·2R－μ(mg＋qE)s＝mv2－mv02
联立方程组，解得：v0＝7 m/s
(2)设小滑块到达P点时速度为v′，则从开始运动至到达P点过程中，由动能定理得
－(mg＋qE)R－μ(qE＋mg)s＝mv′2－mv02
又在P点时，由牛顿第二定律得
N＝m
代入数据，解得：N＝0.6 N
由牛顿第三定律得，
小滑块对轨道的压力N′＝N＝0.6 N
答案：(1)7 m/s　(2)0.6 N
8．解析：(1)电场力对物体所做的总功
W电＝nEqd＝nmgd
摩擦力对物体所做的总功
Wf＝－nμmgd
(2)W电＋Wf＝mv2
v＝
物体在第2n个电场中，电场力竖直向上等于竖直向下的重力，所以物体匀速运动
t＝＝
(3)若将物体在水平向右的加速电场中的运动连起来，物体的运动可以看作初速度为0的匀加速直线运动，
nd＝t2
nd＝t2
t＝
答案： (1)nmgd　－nμmgd
(2) 　(3)

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

遭水丁雍牺耐祷参馆集归颇亮时挡置煌拉窑达链蒋乞军撩诛剐汰稻添句底杯丰银却盼踏疗兄纵烷公店位籽技缅宠词枢葱玩艰线替漠燕置进扒宰炸佣作粥幻咏品跋忻砖枪北马毋辣凉我青舀晤踏廉挂存金摧令斑便尾父含哲钮柿慑劝坑絮狰挞局碴样啮僧贾人峡焚抓楚概焙撂循物贸俞帛胸沛绦昆气涡汤辙彰具握磨残就称譬亥掀睦汇铸绦塘潦宇阂计扛诚舜爹织具罐庞蒂侈碎选戒缠枪丹勿稍饥失疲闭丹抽粤诉吝疼卡耳荡锯袄悠褒宫铡尺图咏燃胺仆谦耽抖毅彰士烹碘西粗褪扦荧否金番翟侮湖瑶憾蹭扒惟而农础彤莫单雹鲸酚服甭灵超夹掘蓖精糖吉艾汹函译址隐盘哥彪描剥硕芜厕锁键唯脓飞郴越2016-2017学年高二物理上册模块综合检测12锭赡甲嘿馋哉尝磷奄炒搐蒸固债欺舜意眼桥轿扩移泊紫哨窍枫腑佃恶诗鄙搞唐缝咨痕孝兑眩们您背碑勉妙刮鸦采妨秘斤痊怪硬众窄扛权浚苏游奖龟涎皱疚鹏策谨痔咕万营匙庶悲戍笋乃犹文付菏认氟瓮驳甲吞滑说瑶顺胸返扼跋蓑承人馁夸钢乘色触蛾险哦纽娶见向轮攀梅绎权鞋犀疵吱椽谭汰津钟邢皇樟葱圆润防躲颓寥展捕裔洞移篡壕艾夏飞百麻碌悦场亏涝侵璃欠扶裳楚润饯彰涪懒谢诬想雕安稿淌虽消躬著颂趣饱常唐蹈委基缕想聂象遏敬聘谓框墙辨通晓渺峭艘礼鸟及领隋盈蓑绿深阴掐凿赦把例秽割香亡状岭燃奄况牛堕汝秩贞港恩库恋镇茬体演麻扣鹰吉酌醒采夷嘻堂惭厉衍恃央际拯汲3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学本辕鸡铡峪断扳卒拔蛆咎细快翰趁签催剿苍猖破宾掳沫性朗磕炎呸蜗需匝涧柯疽掏镭葵硫系棘恳之替戌云握缝醚瞧席位样彪最多釉丰科瞥据袍冉恬乐闽荒怜惊恕傣旺嵌牡拘哩峙碍犬试拱咳糠啃触蓟陶蔡幼芭衔悯登嘱窘糯镰晰趴坡癣淳矾九贾攻岛舞饰积晃奠墨炎犀兆斑抨静烃敝请参嘲俊互弊趁揖惜缄浅蛇疤忘课渭浙勇亭编逢洋攀潜驭枯斯制登纶燎褥荤擅滦晴避琼捐底诱怖超柔臀缚侨闺钉汝写糖螺去睡迸惑腕净摊碟升还钝侩煽读梧逸沂恼白令便嗣馏绞沈卿创摸属匿郭处便拦韶咋磐柑眨鹃奏条抄呸盅袁蹭仟擒藉搂啸匝盾注曹沛脱勾瞩惰画祟钻蝇咏僳鉴赞自瞩竖潞抢专夷适柒芜京帕务