2023-2024学年高中物理人教版必修第三册解答题专项特训

2023-2024学年高中物理人教版必修第三册解答题专项特训 1．在如图所示的匀强电场中，沿电场线方向有A、B两点，A、B两点间的距离．若一个电荷量的试探电荷在匀强电场中所受电场力的大小为求： （1）电场强度的大小E； （2）A、B两点间的电势差； （3）将该试探电荷从A点移至B点的过程中，电场力所做的功W． 2．如图所示，空间存在竖直方向的匀强电场（图中未画出）。半圆弧绝缘细管ABC竖直放置，直径AC水平，圆心为O、半径为R，O处固定有一正点电荷。质量为m、电量为的小球从A点以初速度进入管道后，与管道始终无挤压。已知静电力常量为k，重力加速度为g，管道内径略大于小球半径，不计一切阻力：求： （1）求匀强电场的电场强度； （2）求O处点电荷电量大小； （3）小球运动到C点时，撤去匀强电场；当小球回到B点时，求轨道对其作用力大小。 3．如图所示，空间有一水平向右的匀强电场，半径为R的绝缘光滑圆轨道固定在竖直平面内，O是圆心，AB是竖直方向的直径，CD是水平方向的直径。一质量为m、电荷量为q（q>0）的小球在轨道内侧的P点处于静止，OP与水平方向的夹角。当小球获得沿切线方向的初速度后，恰能沿轨道做完整的圆周运动，重力加速度为g。求： （1）电场强度E的大小； （2）小球在运动过程中的最小速率v。 4．如图所示，光滑绝缘细杆竖直固定放置，与以电荷量为Q的正电荷为圆心、半径为的圆周交于B、C两点，质量为m、电荷量为+q的有孔小球（视为点电荷）从杆上的A点无初速度滑下。已知，小球滑到B点时的速度大小为，静电力常量为k，重力加速度为g，求： （1）在B点杆对小球的弹力大小以及此时小球的加速度大小； （2）A、C两点的电势差。 5．如图所示，直角坐标系中的第Ⅰ象限中存在沿y轴负方向的匀强电场，在第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场。一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子，从x负轴上的点a以速率垂直磁场方向射入第二象限，然后经过y轴上的b点垂直于y轴方向进入电场，一段时间后经过x轴上的c点。已知粒子在a点的速度方向和x轴负方向的夹角，不计粒子所受重力。求： （1）匀强磁场的磁感应强度B的大小； （2）粒子经过c点时的速度大小v； （3）匀强电场的电场强度E的大小。 6．如图所示，水平放置的两平行金属板，板长为10cm，两板相距2cm。一束电子以v0＝4.0×107m/s的初速度从两板中央水平射入板间，然后从板间飞出射到距板右端L为45cm、宽D为20cm的荧光屏上。(不计电子重力，荧光屏中点在两板间的中线上，电子质量m＝9.0×10－31kg，电荷量e＝1.6×10－19C)求： （1）电子飞入两板前所经历的加速电场的电压； （2）为使带电粒子能射到荧光屏的所有位置，两板间所加电压的取值范围？ 7．如图所示，电源电动势，内电阻，电容器的电容，电阴，，、为电阻箱，闭合开关S。 （1）若，求电路稳定时电容器的带电量Q； （2）调节电阻箱的阻值，求功率的最大值。 8．如图，轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在足够大的平行金属板电容器中。已知两极板相距，小球的电荷量和质量分别为、，电源的电动势和内阻分别为、，电阻，，，重力加速度大小取。求： （1） 两端的电压U； （2）轻质细绳与竖直方向的夹角。 9．小型直流电动机（其线圈内阻为）与规格为“”的小灯泡并联，再与阻值为的电阻串联，然后接至的电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求： （1）流过电阻R的电流； （2）电动机的发热功率； （3）如果在正常工作时，转子突然被卡住，求此时电动机中的电流。（不考虑温度对各电阻的影响，保留两位有效数字） 10．如图为一玩具起重机的电路示意图．电源电动势为6V，内电阻为0.5Ω，电阻R=2.5Ω，当电动机以1m/s的速度匀速向上提升一质量为0.1kg的物体时（不计一切摩擦阻力，g取10m/s2），标有“3V 1.5W”的灯泡恰好正常发光，则电动机的内阻为多少？ 11．如图所示，一质量为、长度的木板静止在光滑的水平地面上，木板的右侧有一半径、质量和木板质量相等的光滑四分之一圆弧形轨道停放在光滑的水平地面上，轨道末端的切线水平，且末端高度与木板高度相同，木板右端与圆弧轨道的末端相距。现有一个质量为的小物块从木板左端点以的初速度滑上木板，经过一段时间之后木板与圆弧轨道碰撞并立即粘在一起。已知物块与木板间的动摩擦因数为，重力加速度。求： （1）木板和圆弧轨道碰撞前瞬间，木板的瞬时速度大小； （2）木板和圆弧轨道碰撞前，小物块在木板上滑动的位移大小； （3）小物块滑上圆弧轨道后上升的最大高度。 12．如图所示，两平行金属导轨处于水平面内，间距L＝0.5m，导轨电阻忽略不计。金属杆a