高三理科985清北班第三讲(课程资料)

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第三讲 共点力作用下物体的平衡

第三讲 共点力作用下物体的平衡

第三讲 共点力作用下物体的平衡【基本知识】1、平衡状态:物体处于静止或匀速运动的状态。

注意:物体速度为零的状态并不一定是平衡状态。

2、平衡条件:物体所受外力的合力为零,即∑F =0。

物体的平衡条件也可以表述为:(1)物体在相互垂直的两个方向上的合力分别为零,即0=∑x F 0=∑yF(2)物体所受各力能够构成一个闭和的几何图形;(3)其中任何一个力,都与其他各力的合力大小相等、方向相反。

【例题分析】例题1. 下列哪组共点力可使物体平衡?(BC ) A .2N ,3N ,6N B .10N ,10N ,10N C .2N ,5N ,7ND .1N ,2N ,3N ,10N例题2.轻绳悬挂一个质量为m 的小球,欲再施一个力F ,使小球在图示位置静止,这时绳与竖直方向成θ角(1)若要使力F 与绳拉力T 大小相等,则F 方向与竖直方向成 θ 角,大小为 mg/2cos θ ;(2)若要使F =mg (大小),则F 的方向为 与竖直方向成2θ或0 ; (3)若要使F 最小,其大小为 mgsin θ ,方向为 与竖直方向成90-θ ;例题3.光滑竖直墙上用绳吊一个重球,若使轻绳加长,则绳对球的拉力T 将变 变大 ,墙对球的弹力N 将变 变大 (填变大、变小或不变)提示:正交分解法或作图法(矢量三角形)例题4.质量为M 的物体上下各连一个轻弹簧,两弹簧原长相同,劲度系数分别为k 1和k 2,且k 1>k 2。

现将下面的弹簧固定在地面上使物体处于平衡状态,上面的弹簧自然伸直,如图所示。

现在用一个向上的拉力拉住上面弹簧上端点A 缓慢向上移动,问当A 移动距离多大时两弹簧的长度相等?分析与解答:依题意)3()2()1(2111212111202x x x k Mg x k x k Mg ∆=∆∆+=∆∆=,解之得:)()(21221202111k k k k k Mg x x x S A -+=∆+∆+∆=例题5.如图甲所示,将一条轻而柔软的细绳一端拴在天花板上的A 点,另一端拴在竖直墙上的B 点,A 和B 到O 点的距离相等,绳的长度是OA 的两倍。

2024年北京清华附中高三三模理综物理核心考点试题

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2024年北京清华附中高三三模理综物理核心考点试题一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。

在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题关于电磁波的下列说法,正确的是()A.电磁波可以在真空中传播B.电磁波不能在空气中传播C.麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在D.法拉第预言了电磁波的存在第(2)题智能手机带有感光功能,可以自动调整屏幕亮度,其光线传感器的工作原理是光电效应。

在光电效应中,当一定频率的光照射某种金属时,实验得到的遏止电压与入射光的频率的关系如图所示,其横截距为a,纵截距为,元电荷电量为e。

下列说法正确的是( )A.遏止电压与入射光的频率成正比B.金属的截止频率为bC.金属的逸出功为D.普朗克常量第(3)题质量为m的列车以速度v匀速行驶,已知列车只在运动过程中受到空气阻力且恒为f,从某时刻开始突然以大小为F的制动力刹车,则从刹车开始的时间内,下列有关说法正确的是()A.空气阻力的冲量大小为B.力F的冲量为C.刹车距离D.因时刻的速度未知,故不能确定此时制动力F的瞬时功率第(4)题位于我省合肥的核聚变大科学装置“夸父”预计于2025年底全面建成,它将用来验证我国“人造太阳”实验的关键技术。

下列关于核聚变反应的说法正确的是()A.核聚变反应过程中没有质量亏损B.核聚变反应后原子核的总质量增加C.核聚变反应后,核子的比结合能增加D.核聚变反应后,核子的比结合能减小第(5)题霍尔传感器中的霍尔元件为一长方体结构,长宽高分别为a、b、c。

如图所示,将霍尔传感器放入竖直向下的磁场中,霍尔元件产生的霍尔电压为前表面(图中阴影部分)电势高。

下列说法正确的是()A.霍尔元件中电流I的载流子是负电荷定向运动形成的B.当滑动变阻器滑动触头向左滑动,霍尔电压将减小C.同时改变磁场和电流的方向,电压表指针会偏向另一边D.霍尔电压大小与霍尔元件的长宽高a、b、c都有关系第(6)题质点受到三个力的作用,三个力的合力可能为零的是()A.2N,4N,8N B.2N,3N,6NC.3N,4N,6N D.4N,6N,1N第(7)题中国民航局规定,便携式电子设备中的锂电池、备用锂电池(含充电宝)的额定能量不超过100W·h时,可以随身携带,但禁止作为行李托运。

2024年北京清华附中高三三模理综物理核心考点试题

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2024年北京清华附中高三三模理综物理核心考点试题一、单选题 (共7题)第(1)题如图所示,A、B为两个对称的圆锥的顶点,相距2l、圆锥的底面半径为l,C点为圆锥底面圆周上的一点,O点为AB连线的中点,D点为OB连线的中点。

现把两个电荷量都是Q的正点电荷分别置于A、B两点。

该空间为真空,静电力常量为k。

则下列说法正确的是( )A.圆周上各点的电场强度的方向都平行于AB连线B.圆周上C点的电场强度大小为C.在OB连线上各点的电场强度都一定大于C点的电场强度D.将另一个带负电的检验电荷q从C点沿CO、OD的折线路径移动到D点的过程中,其电势能一定逐渐减小第(2)题有一质量为m的物体正在水平面上以速度匀速运动,某时刻受到了一个冲量I的作用,冲量I与方向相同,冲量I作用前后,物体动能的变化量与冲量I之间的关系正确的是( )A.与I成正比B.与成正比C.与I成二次函数关系D.与成二次函数关系第(3)题如图所示,边长为L的正方形有界匀强磁场ABCD,带电粒子从A点沿AB方向射入磁场,恰好从C点飞出磁场;若带电粒子以相同的速度从AD的中点P垂直AD射入磁场,从DC边的M点飞出磁场(M点未画出)。

设粒子从A点运动到C点所用的时间为t1,由P点运动到M点所用时间为t2(带电粒子重力不计),则t1∶t2为( )A.2∶1B.2∶3C.3∶2D.∶第(4)题如图所示,实线表示电场线,虚线表示带电粒子运动的轨迹。

带电粒子只受电场力的作用,运动过程中电势能逐渐减小,它运动到处时的运动方向与受力方向可能的是( )A.B.C.D.第(5)题图甲所示是小型交流发电机的示意图,矩形线框的匝数为N,面积为S,内阻为r,线框所处磁场可视为匀强磁场,磁感应强度大小为B。

线框从图甲所示位置开始绕轴OO′以恒定的角速度ω沿逆时针方向转动,通过电刷和外电路连接,外电路中的小灯泡恰好正常发光(小灯泡正常发光时的电阻为R)。

如图乙所示,某线圈连接的换向器由两个半铜环和两个电刷组成。

2024届北京市北大附中高三下学期三模物理核心考点试题(基础必刷)

2024届北京市北大附中高三下学期三模物理核心考点试题(基础必刷)

2024届北京市北大附中高三下学期三模物理核心考点试题(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。

在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题某电场中的一条电场线如图甲所示,一电子只在电场力的作用下从A点运动到B点的速度v与时间t的关系图像如图乙所示,则下列分析正确的是( )A.该电场线可能是负点电荷的电场线B.该电场线可能是正点电荷的电场线C.A点的电势比B点的电势低D.A点的电场强度比B点的电场强度小第(2)题在探究库仑力大小与哪些因素有关的实验中,小球A用绝缘细线悬挂起来,小球B固定在绝缘支架上,B球在悬点O的正下方,两球带电后平衡在如图所示位置。

若经过一段时间,由于漏电,小球A的高度缓慢降低了一些,关于悬线对A球的拉力F T大小和两球间库仑力F大小,下列判断正确的是( )A.F T变小,F变小B.F T不变,F变小C.F T变大,F不变D.F T不变,F不变第(3)题一列简谐横波沿x轴传播,t=0.1s时刻的波形如图甲所示,其质点P的振动图像如图乙所示,则该波的传播方向和波速分别是( )A.沿x轴正方向,60m/s B.沿x轴负方向,60m/sC.沿x轴负方向,30m/s D.沿x轴正方向,30m/s第(4)题如图所示,边长为L的单匝均匀金属线框置于光滑水平桌面上,在拉力作用下以恒定速度通过宽度为D、方向竖直向下的有界匀强磁场,线框的边长L小于有界磁场的宽度D,在整个过程中线框的ab边始终与磁场的边界平行,若以F表示拉力、以U ab表示线框ab两点间的电势差、I表示通过线框的电流(规定逆时针为正,顺时针为负)、P表示拉力的功率,则下列反映这些物理量随时间变化的图像中正确的是( )A.B.C.D.第(5)题平板小车静止放在水平地面上,箱子以一定的水平初速度从左端滑上平板车,箱子和车之间有摩擦,地面对小车的阻力可忽略,当它们的速度相等时,箱子和平板车的位置情况可能是( )A.B.C.D.第(6)题核动力航空母舰因其性能强劲堪称海上霸主,它利用可控制核裂变释放的核能获得动力,我国正计划建造核动力航母。

物理高三第一轮复习选修讲义 (3)

物理高三第一轮复习选修讲义 (3)

师 讲
关系,是普遍意义下的 向的过程则不一定能实

能量守恒定律的一种特 现.指明并非所有遵守能量
殊形式
守恒的过程都能实现
第32页
选修3-3 第3讲
与名师对话·系列丛书
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定律名称
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基 础 知 识 导 学 考 点 互 动 探 究 名 师 讲 坛
第23页
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选修3-3 第3讲
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2.温度、内能、热量、功的比较





考 点 互 动 探 究
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热、放热、做功等.
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基 础 知 识 导 学 考 点 互 动 探 究 名 师 讲 坛
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3.热力学第一、第二定律的比较

础 知 识

究 母)( )
时 跟 踪






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A.温度升高,压强增大,内能减少

知 识
B.温度降低,压强增大,内能减少


C.温度升高,压强增大,内能增加
考 点
D.温度降低,压强减小,内能增加

2024年北京清华附中高三三模理综物理试题(基础必刷)

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2024年北京清华附中高三三模理综物理试题(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。

在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题氢原子的能级公式为:(n=1,2,3……),其中E1为基态能量。

若处于n=2能级的氢原子吸收频率为ν的光子后恰好能发生电离,已知普朗克常量为h,则( )A.B.C.D.第(2)题如图所示,半径的四分之一光滑圆弧轨道竖直固定于水平面上,4个相同的木板紧挨着圆弧轨道末端静置,圆弧轨道末端与木板等高,每块木板的质量为m=1kg,长l=1.5m,它们与地面间的动摩擦因数,木板与地面的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

在第一块木板左端放置一个质量为M=2.5kg的小铅块B(可视为质点),现让一个与B完全一样的铅块A从圆弧顶端由静止滑下,经圆弧底端后与B发生弹性正碰,铅块与木板间的动摩擦因数,,则( )A.小铅块A滑到曲面轨道下端时对轨道的压力大小为50NB.铅块B刚滑至木板3时的速度为3m/sC .铅块B运动s后与某一木板共速D .铅块B与木板间滑动过程中系统所产生的总热量为J第(3)题原子核符号中,12表示( )A.中子数B.质子数C.电子数D.质量数第(4)题如图所示,在水平路面上匀速直线行驶的汽车内,一个手机通过吸盘式支架固定在倾斜的前挡风玻璃上。

若吸盘和玻璃间的空气已被排空,则手机和支架( )A.共受3个力作用B.共受4个力作用C.受前挡风玻璃的作用力方向一定竖直向上D.受前挡风玻璃的摩擦力方向一定竖直向上第(5)题如图所示,在空间坐标系O-xyz中,存在着电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场(图中都未画出),方向均沿y轴负方向。

一质量为m电荷量为+q的油滴从O点以速度v沿x轴正方向进入复合场,关于油滴的运动下列说法正确的是( )A.若Bvq=mg,则油滴做匀速直线运动B.若Eq=mg,则油滴做匀速圆周运动C.若Bvq=mg,则油滴做类平抛运动D.无论如何,油滴都不可能做匀变速曲线运动第(6)题在吊运表面平整的重型板材(混凝土预制板、厚钢板)时,如因吊绳无处钩挂而遇到困难,可用一根钢丝绳将板拦腰捆起(不必捆的很紧),用两个吊钩勾住绳圈长边的中点起吊(如图所示),若钢丝绳与板材之间的动摩擦因数为,为了满足安全起吊(不考虑钢丝绳断裂),需要满足的条件是( )A.B.C.D.第(7)题月球在逐渐远离地球,大约几亿年后月球绕地球公转轨道半径会增加约10%,则地月之间的万有引力约变为原来的( )A.17%B.83%C.90%D.117%第(8)题如图所示,一段长方体形导电材料,左右两端面的边长都为a和b,内有带电量为q的某种自由运动电荷.导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中,内部磁感应强度大小为B。

2024年北京清华附中高三三模理综高效提分物理试题(基础必刷)

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2024年北京清华附中高三三模理综高效提分物理试题(基础必刷)学校:_______ 班级:__________姓名:_______ 考号:__________(满分:100分时间:75分钟)总分栏题号一二三四五六七总分得分评卷人得分一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。

在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题某空间内电场线和等势面分布如图所示,以下说法正确的是( )A.A点的电势比B点高B.负电荷在A点的电势能比在B点的电势能大C.正电荷从A点运动到B点电场力做正功D.两点电势差第(2)题芯片制作关键在于光刻机的技术突破,光刻机利用光源发出的紫外线,将精细图投影在硅片上,再经技术处理制成芯片。

为提高投影精细图的能力,在光刻胶和投影物镜之间填充液体提高分辨率。

若浸没液体的折射率为1.6。

当不加液体时光刻胶的曝光波长为180nm,则加上液体后( )A.紫外线进入液体后光子能量增加B.传播相等的距离,在液体中所需的时间变为原来的C.紫外线在液体中比在空气中更容易发生衍射,能提高分辨率D.在液体中的曝光波长为第(3)题如图所示,立方体的A、B、G、H四个顶点各固定着一个带正电的点电荷,电荷量相同,O点是立方体的中心。

现将处于在A点的点电荷沿着AO连线向O点移动,在这的过程中,下列说法正确的是( )A.O点的电场强度减小B.E点的电势先增大后减小C.C点的电势先增大后减小D.B点的电荷受到的电场力减小第(4)题光子的能量可表示为(c、λ分别为真空中的光速和波长),则k的单位是( )A.J·s B.J/s C.J·m D.J/m第(5)题以下是有关近代物理内容的若干叙述,其中正确的是( )A.核反应为重核裂变B.衰变为,经过次衰变,次衰变C.原子核发生一次衰变,该原子外层就失去一个电子D.汤姆逊通过对阴极射线的研究发现了电子,并提出了原子核式结构学说第(6)题如图,一轻质弹簧置于固定光滑斜面上,下端与固定在斜面底端的挡板连接,弹簧处于原长时上端位于A点。

2024年北京清华附中高三三模理综物理高频考点试题(基础必刷)

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2024年北京清华附中高三三模理综物理高频考点试题(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。

在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题一列简谐横波沿x轴正向传播,时刻波的图像如图所示,质点S的平衡位置在处。

该波的周期。

下列说法正确的是( )A.时质点S位于波峰B.在0~3s内质点S通过的路程为57cmC.在0~3s内波传播的距离为9mD.质点S的振动方程是第(2)题一列沿x轴正向传播的简谐波,t=0时刻的波形如图所示,t=7s时d质点第二次位于波峰位置,下列说法正确的是( )A.波上各质点的起振方向向上B.波的传播速度大小为4m/sC.0~7s内a、b两质点运动路程均为1.4mD.b质点的振动方程为第(3)题在某石灰岩洞中可听到规律的滴水声,其间隔固定为,每滴水都恰落在半径为的圆形水盆中央,激起一圈圈周期性涟漪向外传播。

若在第二滴水落入水面时,第一滴水激起的第一圈涟漪传播到盆边反射回来,在距盆边处和第一滴水激起的第二圈涟漪相会,形成建设性干涉(振动加强的干涉),则涟漪的频率约是多少?( )A.B.C.D.E.第(4)题如图所示,光滑且足够长的两平行金属导轨固定在同一水平面上,两导轨间的距离,定值电阻、,导轨上放一质量为的金属导体棒,棒的电阻。

整个装置处于磁感应强度为的匀强磁场中,磁场的方向垂直于导轨平面向上,现用一拉力沿水平方向向左拉棒,使棒以一定的初速度开始运动,如图为中电流的平方随时间的变化关系图像,导轨的电阻不计。

下列说法正确的是( )A.末棒的速度大小为B.内中产生的焦耳热为C.内拉力所做的功为D.棒受到的安培力的大小与时间的关系为第(5)题如图所示,楔形透明物体横截面POQ的顶角为30°,该材料折射率为,OP边上的点光源S到顶点O的距离为d,不考虑多次反射,OQ边上有光线射出部分的长度为( )A.B.C.D.第(6)题光导纤维(可简化为长玻璃丝)示意图如图所示,其折射率为n,AB代表端面,为使光能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面,光在端面AB上的入射角θ应满足的条件是( )A.B.C.D.第(7)题第十四届夏季达沃斯论坛发布2023年度突破性技术榜单,列出最有潜力对世界产生积极影响的十大技术,这些新技术的应用正在给我们的生活带来潜移默化的改变。

2024年北京清华附中高三三模理综物理核心考点试题

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2024年北京清华附中高三三模理综物理核心考点试题一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分,在每小题给出的答案中,只有一个符合题目要求。

(共8题)第(1)题如图所示,一轻质弹簧上端固定,下端悬挂一个磁铁,在磁铁正下方桌面上放置一个闭合铜制线圈。

将磁铁托起到某一高度后放开,忽略空气阻力。

则( )A.磁铁可能做简谐运动B.线圈中会产生感应电流,且感应电流的方向不变C.磁铁向上运动时,线圈对桌面的压力大于线圈的重力D.若开始时磁铁处于静止状态,当线圈通以周期性变化的电流后,磁铁可能做周期性的上下振动第(2)题如图所示,有一个正方形的匀强磁场区域abcd,e是ad的中点,f是cd的中点,如果在a点沿对角线方向以速度v射入一带负电的带电粒子,恰好从e点射出,不计粒子重力,则( )A.如果粒子的速度增大为原来的二倍,将从d点射出B.如果粒子的速度增大为原来的三倍,将从f点射出C.如果粒子的速度不变,磁场的磁感应强度变为原来的二倍,将从d点射出D.只改变粒子的速度大小使其分别从e、d、f点射出时,从f点射出运动时间最长第(3)题如图所示,曲线C1、C2是闭合回路中内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线。

由该图可知下列说法中错误的是( )A.电源的电动势为E=4V内电阻为r=1 ΩB.短路电流为4AC.电源输出功率最大值为4 WD.曲线C1是外电路消耗的电功率随电流变化的图线,C2是内电路消耗的电功率随电流变化的图线。

第(4)题摩托车骑手从一斜坡冲出在空中飞越的情景如图所示,不计空气阻力影响,假设摩托车发动机油门关闭,摩托车在空中飞行的过程中()A.若要研究某时刻骑手的动作,可以把摩托车和骑手看作质点B.若不考虑转动的影响,在最高点,骑手的动能为零C.若不考虑转动的影响,骑手的机械能先减小再增大D.若不考虑转动的影响,骑手的加速度不变第(5)题唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力,设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁,F与竖直方向的夹角分别为和,,如图所示,忽略耕索质量,耕地过程中,下列说法正确的是()A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大C.曲辕犁匀速前进时,耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力D.直辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力第(6)题核动力电池也叫做放射性同位素电池,它将放射性同位素衰变产生的能量转化为电能,能量密度大,可以为地质勘测、特殊探险行业等提供强大的电源支持,也会让很多行业的后勤保障得到很大的提升。

高考物理三轮复习简易通(新课标)三级排查大提分配套课件:专题七静电场

高考物理三轮复习简易通(新课标)三级排查大提分配套课件:专题七静电场
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• 专题七 静电场
命题 地区
课标 全国
山东
年份 2011 2012 2013 2011 2012
考查内容及题号 电场的性质 带电粒子在电场中的运动 电容器和电容
T17
T15(Ⅰ)、 T18(Ⅱ)
T21
T20
T18 T16(Ⅰ)、 T24(Ⅱ)
T19
T23(1)
2013
• 9.带电粒子在匀强电场中分别满足什么条件 可以做加速直线运动和匀变速偏转运动?处 理提带示:电(1粒)加子速—在—电匀场强电中场运中动,带的电方粒法子的有受哪力些方向?与运动
方向共线、同向. 处理方法:①牛顿运动定律和运动学方程相结合. ②功能观点:qU=12mv22-12mv21 (2)偏转——带电粒子以初速度 v0 垂直于电场线方向进入匀 强电场.
提示:平行板电容器的两类问题 ①电键保持闭合,则电容器两端的电压恒定(等于电源电动 势),这种情况下带电荷量 Q=CU∝C,而 C=4επrkSd∝εdrS,E =Ud ∝1d. ②充电后断开电键,保持电容器带电荷量 Q 恒定,这种情况 下 C∝εdrS,U∝εdrS,E∝ε1rS. 易错:(1)不会用控制变量法分析问题. (2)未抓住平行板电容器各物理量之间的制约关系.
偏转角为 φ,tan φ=mUvq02ld
()
答案 1.√ 2.√ 3.√ 4.√ 5.√ 6.×(订正:电容器所带的电 荷量与两极板间的电势差的比值叫电容即 C=UQ) 7.√ 8.√ 9.√ 10.×(订正:C=4επrkSd) 11.√
• 1.两相同的金属球,带不同的电荷量,两球 接触后再分开,所带电荷量有何特点?
(3)处理方法:类似平抛运动的分析方法. 沿初速度方向的匀速直线运动:x=v0t 沿电场力方向的初速度为零的匀加速直线运动; y=12at2=12qmEvx02=2qmUdxv202 偏转角 tan θ=vv0y=mqUdvx20 易错:不能把电学量与力学规律有机联系起来.

2024年北京清华附中高三三模理综物理高频考点试题

2024年北京清华附中高三三模理综物理高频考点试题

2024年北京清华附中高三三模理综物理高频考点试题一、单选题 (共7题)第(1)题如图所示,三个等量点电荷固定在正三角形三个顶点上,其中带正电,、带负电。

点为边的中点,、两点关于点对称,下列说法正确的是()A.、两点电势相同B.、两点电场强度相同C.试探电荷在点电势能比在点小D.试探电荷沿直线由向运动,所受电场力不做功第(2)题在折射率为的液体内部有一点光源S,点光源可以向各个方向移动,初始时刻,在液面上观察到半径为的圆形光斑。

现让点光源S向某个方向匀速移动,发现光斑最右侧边沿位置不动,最左侧边沿向左侧移动,经过2s,左侧边沿向左移动了,侧面图如下图所示,则点光源S的移动速度方向和大小( )A.水平向左B.水平向右C.D.第(3)题一定质量的理想气体,在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为P1、V1、T1在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为P2、V2、T2下列关系正确的是()A.P1 =P2,V1 =2V2,T1 =0.5T2B.P1 =P2,V1 =0.5V2,T1 =2T2C.P1 =2P2,V1 =2V2,T1 =2T2D.P1 =2P2 ,V1 =V2,T1 =2T2第(4)题福建属于台风频发地区,各类户外设施建设都要考虑台风影响。

已知10级台风的风速范围为,16级台风的风速范围为。

若台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌,则16级台风对该交通标志牌的作用力大小约为10级台风的( )A.2倍B.4倍C.8倍D.16倍第(5)题黑洞是存在于宇宙空间中的一种特殊天体。

人们可以通过观测黑洞外的另一个天体(也称伴星)的光谱来获取信息。

如图所示,若伴星绕黑洞沿逆时针方向做匀速圆周运动,伴星的轨道与地球的视向方向共面。

人们在地球上观测到的伴星光谱谱线的波长,式中是光源静止时的谱线波长,c为光速,v为伴星在地球视向方向的分速度(以地球的视向方向为正方向)。

已知引力常量G,不考虑宇宙膨胀和黑洞引力导致的谱线波长变化。

高三理科985清北班第四讲(课程资料)

高三理科985清北班第四讲(课程资料)

( kπ π , 0)(k Z) ;函数 y Atan(x ) 图象的对称中心为 ( kπ , 0)(k Z) .
2
2
【注】函数 y Asin(x ) , y Acos(x ) 的图象与 x 轴的交点都为对称中心,过最高点
或最低点且垂直于 x 轴的直线都为对称轴. 函数 y Atan(x ) 的图象与 x 轴的交点和渐近线与 x 轴的交点都为对称中心,无对称轴.
在2k, 2k k Z 上
上是增函数.
上是减函数.
是减函数.
对称中心 (k,0)(k Z) ;


对称轴 x k k Z ,
2
性 既是中心对称图形又是轴对称
图形.
对称中心 (k , 0)(k Z) ; 2
对称中心 ( k , 0)(k Z) ; 2
对称轴 x kk Z ,
无对称轴,
既是中心对称图形又是轴对称 图形.
是中心对称图形但不是轴对 称图形.
二、函数 y Asin(x ) 的图象与性质 1.函数 y Asin(x ) 的图象的画法
(1)变换作图法
由函数 y sin x 的图象通过变换得到 y Asin(x ) (A>0,ω>0)的图象,有两种主要途径:“先平
移后伸缩”与“先伸缩后平移”.如下图.
调区间:先利用诱导公式把 化为正数后再求解.
( 6 ) 函 数 y Asin(x ) 图 象 的 对 称 轴 为 x kπ π (k Z) , 对 称 中 心 为 2
( kπ , 0)(k Z) ;函数 y Acos(x ) 图象的对称轴为 x kπ (k Z) ,对称中心为
2.函数 y Asin(x ) (A>0,ω>0)的性质

2019版高考物理(全国通用)大一轮复习讲义文档:第七章 静电场 第3讲 Word版含答案

2019版高考物理(全国通用)大一轮复习讲义文档:第七章 静电场 第3讲 Word版含答案

第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动一、电容器1.电容器的充、放电(1)充电:使电容器带电的过程,充电后电容器两极板带上等量的异种电荷,电容器中储存电场能. (2)放电:使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中电场能转化为其他形式的能. 2.公式C =Q U 和C =εr S4πkd的比较(1)定义式:C =QU ,不能理解为电容C 与Q 成正比、与U 成反比,一个电容器电容的大小是由电容器本身的因素决定的,与电容器是否带电及带电多少无关. (2)决定式:C =εr S4πkd,εr 为介电常数,S 为极板正对面积,d 为板间距离. 二、带电粒子在匀强电场中的运动 示波管1.直线问题:若不计粒子的重力,则电场力对带电粒子做的功等于带电粒子动能的增量. (1)在匀强电场中:W =qEd =qU =12mv 2-12mv 20.(2)在非匀强电场中:W =qU =12mv 2-12mv 20.2.偏转问题:(1)条件分析:不计重力的带电粒子以速度v 0垂直于电场线方向飞入匀强电场. (2)运动性质:类平抛运动.(3)处理方法:利用运动的合成与分解. ①沿初速度方向:做匀速直线运动.②沿电场方向:做初速度为零的匀加速运动.3.示波管的构造:①电子枪,②偏转电极,③荧光屏.(如图1所示)图1[深度思考] 带电粒子在电场中运动时一定考虑受重力吗?答案 (1)基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等,除有说明或有明确的暗示以外,一般都不考虑重力(但并不忽略质量).(2)带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或有明确的暗示以外,一般都不能忽略重力.1.(教科版选修3-1P40第9题)关于电容器的电容,下列说法中正确的是( ) A .电容器所带电荷量越多,电容越大 B .电容器两板间电压越低,其电容越大 C .电容器不带电时,其电容为零 D .电容器的电容只由它本身的特性决定 答案 D2.(人教版选修3-1P32第1题)平行板电容器的一个极板与静电计的金属杆相连,另一个极板与静电计金属外壳相连.给电容器充电后,静电计指针偏转一个角度.以下情况中,静电计指针的偏角是增大还是减小? (1)把两板间的距离减小; (2)把两板间的相对面积减小;(3)在两板间插入相对介电常数较大的电介质.答案 (1)把两极板间距离减小,电容增大,电荷量不变,电压变小,静电计指针偏角变小. (2)把两极板间相对面积减小,电容减小,电荷量不变,电压变大,静电计指针偏角变大.(3)在两极板间插入相对介电常数较大的电介质,电容增大,电荷量不变,电压变小,静电计指针偏角变小. 3. (人教版选修3-1P39第2题)某种金属板M 受到某种紫外线照射时会不停地发射电子,射出的电子具有不同的方向,其速度大小也不相同.在M 旁放置一个金属N.如果用导线将MN 连接起来,M 射出的电子落到N 上便会沿导线返回M ,从而形成电流.现在不把M 、N 直接相连,而按图2那样在M 、N 之间加一个电压U ,发现当U >12.5 V 时电流表中就没有电流.已知电子的质量m e =9.1×10-31kg.问:被这种紫外线照射出的电子,最大速度是多少?(结果保留三位有效数字)图2答案 2.10×106m/s解析 如果电子的动能减少到等于0的时候,电子恰好没有到达N 板,则电流表中就没有电流.由W =0-E km ,W =-eU ,得-eU =0-E km =-12m e v 2v =2Uem e=2×12.5×1.6×10-190.91×10-30m/s≈2.10×106m/s4.(人教版选修3-1P39第3题)先后让一束电子和一束氢核通过同一对平行板形成的偏转电场.进入时速度方向与板面平行,在下列两种情况下,分别求出离开时电子偏角的正切与氢核偏角的正切之比. (1)电子与氢核的初速度相同. (2)电子与氢核的初动能相同. 答案 见解析解析 设加速电压为U 0,偏转电压为U ,带电粒子的电荷量为q ,质量为m ,垂直进入偏转电场的速度为v 0,偏转电场两极间距离为d ,极板长为l ,则:带电粒子在加速电场中获得初动能12mv 20=qU 0,粒子在偏转电场中的加速度a =qU dm ,在偏转电场中运动的时间为t =l v 0,粒子离开偏转电场时沿静电力方向的速度v y =at =qUldmv 0,粒子离开偏转电场时速度方向的偏转角的正切值 tan θ=v y v 0=qUldmv 20.(1)若电子与氢核的初速度相同,则tan θe tan θH =m Hm e .(2)若电子与氢核的初动能相同,则tan θetan θH=1.一、两类典型问题1.电容器始终与恒压电源相连,电容器两极板间的电势差U 保持不变. 2.电容器充电后与电源断开,电容器两极所带的电荷量Q 保持不变. 二、动态分析思路 1.U 不变(1)根据C =Q U =εr S4πkd 先分析电容的变化,再分析Q 的变化.(2)根据E =Ud 分析场强的变化.(3)根据U AB =E·d 分析某点电势变化. 2.Q 不变(1)根据C =Q U =εr S4πkd 先分析电容的变化,再分析U 的变化.(2)根据E =Ud分析场强变化.例1 (2018·全国Ⅰ卷·14)一平行板电容器两极板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上.若将云母介质移出,则电容器( )A .极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大B .极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大C .极板上的电荷量变大,极板间电场强度不变D .极板上的电荷量变小,极板间电场强度不变 答案 D解析 由C =εr S4πkd 可知,当将云母介质移出时,εr 变小,电容器的电容C 变小;因为电容器接在恒压直流电源上,故U 不变,根据Q =CU 可知,当C 减小时,Q 减小.再由E =Ud ,由于U 与d 都不变,故电场强度E 不变,选项D 正确.1.(2018·天津理综·4)如图3所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地,在两极板间有一固定在P 点的点电荷,以E 表示两板间的电场强度,E p 表示点电荷在P 点的电势能,θ表示静电计指针的偏角.若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则( )图3A .θ增大,E 增大B .θ增大,E p 不变C .θ减小,E p 增大D .θ减小,E 不变答案 D解析 若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离,根据C =εr S 4πkd 可知,C 变大;根据Q =CU 可知,在Q一定的情况下,两极板间的电势差减小,则静电计指针偏角θ减小;根据E =U d ,Q =CU ,C =εr S4πkd 联立可得E=4πkQεr S,可知E 不变;P 点离下极板的距离不变,E 不变,则P 点与下极板的电势差不变,P 点的电势不变,故E p 不变;由以上分析可知,选项D 正确.2.(多选)如图4所示,A 、B 为两块平行带电金属板,A 带负电,B 带正电且与大地相接,两板间P 点处固定一负电荷,设此时两极间的电势差为U ,P 点场强大小为E ,电势为φP ,负电荷的电势能为E p ,现将A 、B 两板水平错开一段距离(两板间距不变),下列说法正确的是( )图4A .U 变大,E 变大B .U 变小,φP 变小C .φP 变小,E p 变大D .φP 变大,E p 变小答案 AC解析 根据题意可知两极板间电荷量保持不变,当正对面积减小时,则由C =εr S 4πkd 可知电容减小,由U =QC 可知极板间电压增大,由E =Ud 可知,电场强度增大,故A 正确;设P 点的电势为φP ,则由题可知0-φP =Ed′是增大的,则φP 一定减小,由于负电荷在电势低的地方电势能一定较大,所以可知电势能E p 是增大的,故C 正确.1.做直线运动的条件(1)粒子所受合外力F 合=0,粒子或静止,或做匀速直线运动.(2)粒子所受合外力F 合≠0,且与初速度方向在同一条直线上,带电粒子将做匀加速直线运动或匀减速直线运动. 2.用动力学观点分析 a =F 合m ,E =U d ,v 2-v 20=2ad.3.用功能观点分析匀强电场中:W =Eqd =qU =12mv 2-12mv 2非匀强电场中:W =qU =E k2-E k1例2 在真空中水平放置平行板电容器,两极板间有一个带电油滴,电容器两板间距为d ,当平行板电容器的电压为U 0时,油滴保持静止状态,如图5所示.当给电容器突然充电使其电压增加ΔU 1时,油滴开始向上运动;经时间Δt 后,电容器突然放电使其电压减少ΔU 2,又经过时间Δt ,油滴恰好回到原来位置.假设油滴在运动过程中没有失去电荷,充电和放电的过程均很短暂,这段时间内油滴的位移可忽略不计.重力加速度为g.求:图5(1)带电油滴所带电荷量与质量之比;(2)第一个Δt 与第二个Δt 时间内油滴运动的加速度大小之比; (3)ΔU 1与ΔU 2之比.①油滴保持静止状态;②恰好又回到原来位置.答案 (1)dgU 0(2)1∶3 (3)1∶4解析 (1)油滴静止时满足:mg =q U 0d ,则q m =dgU 0(2)设第一个Δt 时间内油滴的位移为x 1,加速度为a 1,第二个Δt 时间内油滴的位移为x 2,加速度为a 2,则 x 1=12a 1Δt 2,x 2=v 1Δt -12a 2Δt 2且v 1=a 1Δt ,x 2=-x 1 解得a 1∶a 2=1∶3.(3)油滴向上加速运动时:q U 0+ΔU 1d -mg =ma 1,即qΔU 1d=ma 1 油滴向上减速运动时:mg -q U 0+ΔU 1-ΔU 2d=ma 2即q ΔU 2-ΔU 1d=ma 2 则ΔU 1ΔU 2-ΔU 1=13解得ΔU 1ΔU 2=143.(2018·海南单科·5)如图6所示,一充电后的平行板电容器的两极板相距l.在正极板附近有一质量为M 、电荷量为q(q >0)的粒子;在负极板附近有另一质量为m 、电荷量为-q 的粒子.在电场力的作用下,两粒子同时从静止开始运动.已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距25l 的平面.若两粒子间相互作用力可忽略.不计重力,则M∶m 为( )图6A .3∶2 B.2∶1 C.5∶2 D.3∶1 答案 A解析 设电场强度为E ,两粒子的运动时间相同,对M 有,a M =Eq M ,25l =Eqt 22M ;对m 有a m =Eq m ,35l =Eqt22m ,联立解得M m =32,A 正确.4.(2018·安徽·22)如图7所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C ,极板间的距离为d ,上极板正中有一小孔.质量为m 、电荷量为+q 的小球从小孔正上方高h 处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g).求:图7(1)小球到达小孔处的速度;(2)极板间电场强度的大小和电容器所带电荷量; (3)小球从开始下落运动到下极板处的时间.答案 (1)2gh (2)+qdC+q(3)h +dh2h g解析 (1)由v 2=2gh ,得v =2gh(2)在极板间带电小球受重力和电场力作用,由牛顿运动定律知:mg -qE =ma 由运动学公式知:0-v 2=2ad 整理得电场强度E =+qd由U =Ed ,Q =CU ,得电容器所带电荷量Q=C +q(3)由h =12gt 21,0=v +at 2,t =t 1+t 2整理得t =h +dh2hg1.运动规律(1)沿初速度方向做匀速直线运动,运动时间 ⎩⎪⎨⎪⎧a.能飞出电容器:t =lv 0.b.不能飞出电容器:y =12at 2=qU 2mdt 2,t = 2mdyqU.(2)沿电场力方向,做匀加速直线运动⎩⎪⎨⎪⎧加速度:a =F m =qE m =qUmd离开电场时的偏移量:y =12at 2=qUl 22mdv20.离开电场时的偏转角:tan θ=v yv 0=qUl mdv2.2.两个结论(1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时,偏移量和偏转角总是相同的. 证明:由qU 0=12mv 2y =12at 2=12·qU 1md ·(l v 0)2tan θ=qU 1lmdv 20得:y =U 1l 24U 0d ,tan θ=U 1l2U 0d(2)粒子经电场偏转后,合速度的反向延长线与初速度延长线的交点O 为粒子水平位移的中点,即O 到偏转电场边缘的距离为l2.3.功能关系当讨论带电粒子的末速度v 时也可以从能量的角度进行求解:qU y =12mv 2-12mv 20,其中U y =U d y ,指初、末位置间的电势差.例3 (2018·北京理综·23)如图8所示,电子由静止开始经加速电场加速后,沿平行于板面的方向射入偏转电场,并从另一侧射出.已知电子质量为m ,电荷量为e ,加速电场电压为U 0,偏转电场可看做匀强电场,极板间电压为U ,极板长度为L ,板间距为d.图8(1)忽略电子所受重力,求电子射入偏转电场时初速度v 0和从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离Δy ; (2)分析物理量的数量级,是解决物理问题的常用方法.在解决(1)问时忽略了电子所受重力,请利用下列数据分析说明其原因.已知U =2.0×102V ,d =4.0×10-2m ,m =9.1×10-31kg ,e =1.6×10-19C ,g =10 m/s 2.(3)极板间既有静电场也有重力场.电势反映了静电场各点的能的性质,请写出电势φ的定义式.类比电势的定义方法,在重力场中建立“重力势”φG 的概念,并简要说明电势和“重力势”的共同特点.①由静止开始经加速电场加速;②沿平行于板面的方向射入.答案 (1)2eU 0m UL24U 0d(2)见解析 (3)见解析 解析 (1)根据动能定理,有eU 0=12mv 20,电子射入偏转电场时的初速度v 0=2eU 0m在偏转电场中,电子的运动时间Δt =Lv 0=Lm 2eU 0加速度a =eE m =eUmd偏转距离Δy =12a(Δt)2=UL 24U 0d(2)只考虑电子所受重力和电场力的数量级,有重力 G =mg≈10-29N电场力F =eU d≈10-15N由于F ≫G ,因此不需要考虑电子所受的重力.(3)电场中某点电势φ定义为电荷在该点的电势能E p 与其电荷量q 的比值,即φ=E pq ,类比静电场电势的定义,将重力场中物体在某点的重力势能E G 与其质量m 的比值,叫做“重力势”,即φG =E Gm .电势φ和重力势φG 都是反映场的能的性质的物理量,仅由场自身的因素决定.5.(多选)(2018·天津理综·7)如图9所示,氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地进入电场线水平向右的加速电场E 1,之后进入电场线竖直向下的匀强电场E 2发生偏转,最后打在屏上.整个装置处于真空中,不计粒子重力及其相互作用,那么( )图9A .偏转电场E 2对三种粒子做功一样多B .三种粒子打到屏上时的速度一样大C .三种粒子运动到屏上所用时间相同D .三种粒子一定打到屏上的同一位置 答案 AD6.(2018·安徽理综·23)在xOy 平面内,有沿y 轴负方向的匀强电场,场强大小为E(图中未画出),由A 点斜射出一质量为m ,带电量为+q 的粒子,B 和C 是粒子运动轨迹上的两点,如图10所示,其中l 0为常数.粒子所受重力忽略不计.求:图10(1)粒子从A 到C 过程中电场力对它做的功; (2)粒子从A 到C 过程所经历的时间; (3)粒子经过C 点时的速率. 答案 (1)3qEl 0 (2)32ml 0qE(3) 17qEl 02m解析 (1)粒子从A 到C 过程中电场力对它做的功 W =qE(y A -y C )=3qEl 0①(2)粒子只受沿y 轴负方向的电场力作用,粒子做类似斜上抛运动,粒子在x 轴方向做匀速直线运动,由对称性可知轨迹最高点D 在y 轴上,可令 t AD =t DB =T ,且t BC =T ② 由牛顿第二定律qE =ma③ 由运动学公式得y D =12aT2④从D 到C 做类平抛运动,沿y 轴方向:y D +3l 0=12a(2T)2⑤由②③④⑤式解得T =2ml 0qE⑥ 则A→C 过程所经历的时间t =3T =3 2ml 0qE⑦(3)粒子由D 到C 过程中 x 轴方向:2l 0=v D ·2T ⑧ y 轴方向:v Cy =a·2T ⑨ v C =v 2D +v 2Cy⑩由⑥⑧⑨⑩式解得v C =17qEl 02m题组1 平行板电容器的动态分析1.如图1所示,一带电小球悬挂在竖直放置的平行板电容器内,当开关S 闭合,小球静止时,悬线与竖直方向的夹角为θ,则( )图1A .当开关S 断开时,若减小平行板间的距离,则夹角θ增大B .当开关S 断开时,若增大平行板间的距离,则夹角θ变小C .当开关S 闭合时,若减小平行板间的距离,则夹角θ增大D .当开关S 闭合时,若减小平行板间的距离,则夹角θ减小 答案 C解析 带电小球在电容器中处于平衡时,由平衡条件有tan θ=qEmg,当开关S 断开时,电容器两极板上的电荷量Q 不变,由C =εr S 4πkd ,U =Q C ,E =U d 可知E =4πkQεr S ,故增大或减小两极板间的距离d ,电容器两极板间的电场强度不变,θ不变,选项A 、B 错误;当开关S 闭合时,因为两极板间的电压U 不变,由E =Ud 可知,减小两极板间的距离d ,E 增大,θ变大,选项C 正确,D 错误.2.如图2所示,电容器极板间有一可移动的电介质板,介质与被测物体相连,电容器接入电路后,通过极板上物理量的变化可确定被测物体的位置,则下列说法中正确的是( )图2A .若电容器极板间的电压不变,x 变大,电容器极板上带电荷量增加B .若电容器极板上带电荷量不变,x 变小,电容器极板间电压变大C .若电容器极板间的电压不变,x 变大,有电流流向电容器的正极板D .若电容器极板间的电压不变,x 变大,有电流流向电容器的负极板 答案 D解析 若x 变大,则由C =εr S4πkd ,可知电容器电容减小,在极板间的电压不变的情况下,由Q =CU 知电容器带电荷量减少,此时带正电荷的极板得到电子,带负电荷的极板失去电子,所以有电流流向负极板,A 、C 错误,D 正确.若电容器极板上带电荷量不变,x 变小,则电容器电容增大,由U =QC 可知,电容器极板间电压减小,B 错误.3.(多选)将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d 、U 、E 和Q 表示.下列说法正确的是( )A .保持U 不变,将d 变为原来的两倍,则E 变为原来的一半B .保持E 不变,将d 变为原来的一半,则U 变为原来的两倍C .保持d 不变,将Q 变为原来的两倍,则U 变为原来的一半D .保持d 不变,将Q 变为原来的一半,则E 变为原来的一半 答案 AD解析 由E =Ud 可知,若保持U 不变,将d 变为原来的两倍,则E 变为原来的一半,A 项正确;若保持E 不变,将d 变为原来的一半,则U 变为原来的一半,B 项错误;由C =Q U ,C =εr S 4πkd ,E =U d ,可得U =4Qk πd εr S ,E =4Qk πεr S ,所以,保持d 不变,若Q 变为原来的两倍,则U 变为原来的两倍,C 项错误;保持d 不变,若Q 变为原来的一半,E 变为原来的一半,D 项正确.4.如图3所示,M 、N 是平行板电容器的两个极板,R 0为定值电阻,R 1、R 2为可调电阻,用绝缘细线将质量为m 、带正电的小球悬于电容器内部.闭合开关S ,小球静止时受到悬线的拉力为F.调节R 1、R 2,关于F 的大小判断正确的是( )图3A .保持R 1不变,缓慢增大R 2时,F 将变大B .保持R 1不变,缓慢增大R 2时,F 将变小C .保持R 2不变,缓慢增大R 1时,F 将变大D .保持R 2不变,缓慢增大R 1时,F 将变小 答案 B解析 据题图可知电容器两端电压U MN 即R 0两端电压,而R 0和R 2是串联关系,两者电压的和为电源的电动势,因此R 2↑→UR 0↓U MN ↓→电场强度E↓→F 电↓→F↓,A 错误,B 正确;R 2不变,缓慢增大R 1时,R 0两端电压不变,电容器两端电压不变,故F 不变,C 、D 均错.题组2 带电粒子在电场中的直线运动5.两平行金属板相距为d ,电势差为U ,一电子质量为m 、电荷量为e ,从O 点沿垂直于极板的方向射出,最远到达A 点,然后返回,如图4所示,OA =h ,此电子具有的初动能是( )图4A.edhU B .edUh C.eU dhD.eUh d答案 D解析 由动能定理得:-e U d h =-E k ,所以E k =eUhd.6.(2018·新课标全国Ⅱ·14)如图5所示,两平行的带电金属板水平放置.若在两板中间a 点从静止释放一带电微粒,微粒恰好保持静止状态,现将两板绕过a 点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°,再由a 点从静止释放一同样的微粒,该微粒将( )图5A .保持静止状态B .向左上方做匀加速运动C .向正下方做匀加速运动D .向左下方做匀加速运动 答案 D解析 两平行金属板水平放置时,带电微粒静止有mg =qE ,现将两板绕过a 点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°后,两板间电场强度方向逆时针旋转45°,电场力方向也逆时针旋转45°,但大小不变,此时电场力和重力的合力大小恒定,方向指向左下方,故该微粒将向左下方做匀加速运动,选项D 正确.7.反射式速调管是常用的微波器件之一,它利用电子团在电场中的振荡来产生微波,其振荡原理与下述过程类似.如图6所示,在虚线MN 两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场,一带电微粒从A 点由静止开始,在电场力作用下沿直线在A 、B 两点间往返运动.已知电场强度的大小分别是E 1=2.0×103N/C 和E 2=4.0×103N/C ,方向如图所示.带电微粒质量m =1.0×10-20kg ,带电荷量q =-1.0×10-9C 、A 点距虚线MN 的距离d 1=1.0 cm ,不计带电微粒的重力,忽略相对论效应.求:图6(1)B 点到虚线MN 的距离d 2;(2)带电微粒从A 点运动到B 点所经历的时间t. 答案 (1)0.50 cm (2)1.5×10-8s解析 (1)带电微粒由A 运动到B 的过程中,由动能定理有|q|E 1d 1-|q|E 2d 2=0,E 1d 1=E 2d 2, 解得d 2=0.50 cm.(2)设微粒在虚线MN 两侧的加速度大小分别为a 1、a 2, 由牛顿第二定律有 |q|E 1=ma 1, |q|E 2=ma 2,设微粒在虚线MN 两侧运动的时间分别为t 1、t 2,由运动学公式有d 1=12a 1t 21,d 2=12a 2t 22.又t =t 1+t 2, 解得t =1.5×10-8s.8.如图7所示,一带电荷量为+q 、质量为m 的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上,当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中时,小物块恰好静止.重力加速度取g ,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:图7(1)水平向右电场的电场强度;(2)若将电场强度减小为原来的12,物块的加速度是多大?(3)电场强度变化后物块下滑距离L 时的动能. 答案 (1)3mg4q(2)0.3g (3)0.3mgL解析 (1)小物块静止在斜面上,受重力、电场力和斜面支持力,受力分析如图所示,则有F N sin 37°=qE F N cos 37°=mg 解得E =3mg4q(2)若电场强度减小为原来的12,即E′=3mg8q由牛顿第二定律得mgsin 37°-qE′cos 37°=ma 解得a =0.3g(3)电场强度变化后物块下滑距离L 时,重力做正功,电场力做负功,由动能定理得 mgL sin 37°-qE′Lcos 37°=E k -0 解得E k =0.3mgL.题组3 带电粒子在电场中的偏转9.如图8所示,带正电的粒子以一定的初速度v 0沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内,恰好沿下板的边缘飞出,已知板长为L ,板间的距离为d ,板间电压为U ,带电粒子的电荷量为+q ,粒子通过平行金属板的时间为t(不计粒子的重力),则( )图8A .在前t 2时间内,电场力对粒子做的功为qU4B .在后t 2时间内,电场力对粒子做的功为3qU8C .在粒子下落前d 4和后d4的过程中,电场力做功之比为1∶2D .在粒子下落前d 4和后d4的过程中,电场力做功之比为2∶1答案 B解析 带正电的粒子以一定的初速度v 0沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内,恰好沿下板的边缘飞出,带电粒子所做的运动是类平抛运动.竖直方向上的分运动是初速度为零的匀加速直线运动,由运动学知识可知,前后两段相等时间内竖直方向上的位移之比为1∶3,电场力做功之比也为1∶3.又因为电场力做的总功为qU2,所以在前t 2时间内,电场力对粒子做的功为qU 8,A 选项错;在后t 2时间内,电场力对粒子做的功为3qU8,B 选项对;在粒子下落前d 4和后d4的过程中,电场力做功相等,故C 、D 选项错.10.(2018·山东理综·18)如图9所示,场强大小为E 、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd ,水平边ab 长为s ,竖直边ad 长为h.质量均为m 、带电量分别为+q 和-q 的两粒子,由a 、c 两点先后沿ab 和cd 方向以速率v 0进入矩形区域(两粒子不同时出现在电场中).不计重力,若两粒子轨迹恰好相切,则v 0等于( )图9A.s 2 2qEmh B.s 2 qE mh C.s 42qEmhD.s 4qE mh答案 B解析 根据对称性,两粒子轨迹的切点位于矩形区域abcd 的中心,则在水平方向有12s =v 0t ,在竖直方向有12h=12·qE m ·t 2,解得v 0=s 2qEmh.故选项B 正确,选项A 、C 、D 错误. 11.如图10所示,区域Ⅰ、Ⅱ分别存在着有界匀强电场E 1、E 2,已知区域Ⅰ宽L 1=0.8 m ,区域Ⅱ宽L 2=0.4 m ,E 1=10 2 V/m 且方向与水平方向成45°角斜向右上方,E 2=20 V/m 且方向竖直向下.带电荷量为q =+1.6×10-3C .质量m =1.6×10-3 kg 的带电小球(可视为质点)在区域Ⅰ的左边界由静止释放.g 取10 m/s 2,求:图10(1)小球在电场区域Ⅰ中运动的加速度大小和时间; (2)小球离开电场区域Ⅱ的速度大小和方向.答案 (1)10 m/s 20.4 s (2)5 m/s 速度方向与水平方向夹角为37°斜向右下方解析 (1)小球在电场Ⅰ区域受到电场力F1=qE 1,小球在电场Ⅰ区域受到的电场力和重力的合力方向水平向右,大小为F 合=F 1 cos 45°=1.6×10-2 N ,则小球向右做匀加速直线运动,其加速度a 1=F 合m =10 m/s 2,小球运动时间t 1=2L 1a 1=0.4 s. (2)小球离开电场Ⅰ区域的水平速度v 0=a 1t 1=4 m/s ,小球在电场Ⅱ区域中受到电场力和重力的合力竖直向下,其加速度a 2=g +qE 2m =30 m/s 2,小球在电场Ⅱ区域中做类平抛运动,其运动时间t 2=L 2v 0=0.1 s .小球在竖直方向的分速度v y =a 2t 2=3 m/s ,小球离开电场Ⅱ区域的速度v =v 20+v 2y =5 m/s ,设小球离开电场Ⅱ区域的速度方向与水平方向夹角为θ,则tan θ=v y v 0=34,得θ=37°.。

高三物理一轮 第6章《静电场》第三讲

高三物理一轮 第6章《静电场》第三讲

咐呼州鸣咏市呢岸学校2021<金学案>高三一轮复习物理第6章<静电场>(本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!)一、选择题1.(2021·高三质检)如右图所示,将电键S 合到1位置,对平行板电容器充电,充电完成后,将电键S 闭合到2位置,让其放电,在电键S 闭合瞬间将产生火花.放电后,再次将电键S 合到1位置,对平行板电容器充电,然后断开电键,将两金属板间距离拉大些,并再次将电键闭合到2位置,让其放电,产生火花,那么两次放电过程相比拟( )A .两次放电过程放出的电荷量相B .两次放电过程释放的能量相C .第二次放电过程放出的电荷量较大D .第二次放电过程释放的能量较小解析: 两次充电是用同一电源进行的,所以所充电的电荷量相同,故放电时所放出的电荷量也相,在将两金属板间距离拉大的过程中,克服电场力做功,电场能增加.答案: A2.如右图所示,水平放置的平行板电容器,上板带负电,下板带正电,带电小球以速度v0水平射入电场,且沿下板边缘飞出.假设下板不动,将上板上移一小段距离,小球仍以相同的速度v0从原处飞入,那么带电小球( )A .将打在下板B .仍沿原轨迹由下板边缘飞出C .不发生偏转,沿直线运动D .假设上板不动,将下板上移一段距离,小球一打不到下板的解析: 将电容器上板或下板移动一小段距离,电容器带电荷量不变,由公式E =U d =Q Cd=4kπQ,可知,电容器产生的场强不变,以相同速度入射的小球仍将沿原轨迹运动.下板不εrS动时,小球沿原轨迹由下板边缘飞出;当下板向上移动时,小球可能打在下板的.所以只有选项B正确.答案: B3.(2021·模拟)如右图所示是测液面高度h的电容式传感器示意图,E为电源,G为灵敏电流计,A为固的导体芯,B为导体芯外面的一层绝缘物质,C为导电液体.灵敏电流计指针偏转方向与电流方向的关系为:电流从左边接线柱流进电流计,指针向左偏.如果在导电液体的深度h发生变化时观察到指针正向左偏转,那么( )A.导体芯A所带电荷量在增加,液体的深度h在增大B.导体芯A所带电荷量在减小,液体的深度h在增大C.导体芯A所带电荷量在增加,液体的深度h在减小D.导体芯A所带电荷量在减小,液体的深度h在减小解析:电流计指针向左偏转,说明流过电流计G的电流由左→右,那么导体芯A所带电荷量在减小,由Q=CU可知,芯A与液体形成的电容器的电容减小,那么液体的深度h在减小,故D正确.答案: D4.如右图所示,用绝缘细线拴一带负电小球,在竖直平面内做圆周运动,匀强电场方向竖直向下,那么( )A.当小球运动到最高点a时,线的张力一最小B.当小球运动到最低点b时,小球的速度一最大C.当小球运动到最高点a时,小球的电势能最小D.小球在运动过程中机械能守恒解析:假设qE=mg,小球做匀速圆周运动,球在各处对细线的拉力一样大.假设qE<mg,球在a处速度最小,对细线的拉力最小.假设qE>mg,球在a处速度最大,对细线的拉力最大.故A、B错.a点电势最高,负电荷在电势最高处电势能最低,故C正确.小球在运动过程中除重力外,还有电场力做功,机械能不守恒,D错误.答案: C5.(2021·毕业班)如图甲所示,一电子以v0的初速度沿平行金属板的轴线射入金属板空间.从电子射入的时刻开始在金属板间加如图乙所示的交变电压,假设电子能穿过平行金属板.那么以下说法正确的选项是( )A.电子只可能从轴线到上极板之间的空间射出(不包括轴线)B.电子只可能从轴线到下极板之间的空间射出(不包括轴线)C.电子可能从轴线到上极板之间的空间射出,也可能沿轴线方向射出D.电子射出后动能一增大解析:由题意可知,当电子在电场中运动的时间恰好于在A、B板间所加交变偏转电压周期的整数倍时,电子可沿轴线射出,故A、B错,C对;当电子恰好沿轴线射出时,电子速度不变,其动能也不变,故D错.答案: C6.(2021·理综)如下图,M、N是平行板电容器的两个极板,R0为值电阻,R1、R2为可调电阻,用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部.闭合电键S,小球静止时受到悬线的拉力为F.调节R1、R2,关于F的大小判断正确的选项是( )A.保持R1不变,缓慢增大R2时,F将变大B.保持R1不变,缓慢增大R2时,F将变小C.保持R2不变,缓慢增大R1时,F将变大D.保持R2不变,缓慢增大R1时,F将变小解析:当电路接通后,对小球受力分析:小球受重力、电场力和悬线的拉力F三个力的作用,其中重力为恒力,当电路稳后,R1中没有电流,两端电势,因此电容器两极板电压于R0两端电压,当R2不变,R1变化时,电容器两极板电压不变,板间电场强度不变,小球所受电场力不变,F不变,C、D两项错.假设保持R1不变,缓慢增大R2,R0两端电压减小,电容器两端电压减小,内部电场减弱,小球受电场力减小,F变小.故B项正确.答案: B7.在地面附近,存在着一有界电场,边界MN将某空间分成上下两个区域Ⅰ、Ⅱ,在区域Ⅱ中有竖直向上的匀强电场,在区域Ⅰ中离边界某一高度由静止释放一质量为m的带电小球A,如图甲所示,小球运动的v-t图象如图乙所示,重力加速度为g,不计空气阻力,那么( )A.在t= s时,小球经过边界MNB.小球受到的重力与电场力之比为3∶2C .在小球向下运动的整个过程中,重力做的功与电场力做的功大小相D .在小球运动的整个过程中,小球的机械能与电势能总和先变大再变小解析: 由速度图象可知,带电小球在区域Ⅰ与区域Ⅱ中的加速度之比为3∶2,由牛顿第二律可知:mg F -mg =32,所以小球所受的重力与电场力之比为3∶5,B 错误.小球在t = s 时速度为零,此时下落到最低点,由动能理可知,重力与电场力的总功为零,故C 正确.因小球只受重力与电场力作用,所以小球的机械能与电势能总和保持不变,D 错. 答案: C8.(2021·模拟)如以下图所示,A 板发出的电子经加速后,水平射入水平放置的两平行金属板间,金属板间所加的电压为U ,电子最终打在荧光屏P 上,关于电子的运动,那么以下说法中正确的选项是( )A .滑动触头向右移动时,其他不变,那么电子打在荧光屏上的位置下降B .滑动触头向左移动时,其他不变,那么电子打在荧光屏上的位置上升C .电压U 增大时,其他不变,那么电子打在荧光屏上的速度大小不变D .电压U 增大时,其他不变,那么电子从发出到打在荧光屏上的速度变大 解析: 设加速电压为U0,进入偏转电场时的速度为v0,那么电子经加速电场:eU0=12mv20①偏转电场中:L =v0t ②y =12Ue dmt2③ eU d y =12mv2-12mv20④由①②③得y =L2U 4dU0 当滑动触头向右滑动时,U0变大,y 变小,所以选项A 、B 均错.对①②③④得12mv2=L2U2e 4d2U0+eU0 当U 增大时,12mv2增大,电子打到屏上的速度变大,应选项C 错,D 对. 答案: D9.一个带负电荷q ,质量为m 的小球,从光滑绝缘的斜面轨道的A 点由静止下滑,小球恰能通过半径为R 的竖直圆形轨道的最高点B 而做圆周运动.现在竖直方向上加如下图的匀强电场,假设仍从A 点由静止释放该小球,那么( )A .小球不能过B 点B .小球仍恰好能过B 点C .小球能过B 点,且在B 点与轨道之间压力不为0D .以上说法都不对解析: 小球从光滑绝缘的斜面轨道的A 点由静止下滑,恰能通过半径为R 的竖直圆形轨道的最高点B 而做圆周运动,那么mg =m v21R ,mg(h -2R)=12mv21;加匀强电场后仍从A 点由静止释放该小球,那么(mg -qE)(h -2R)=12mv22,联立解得mg -qE =mv22R,满足小球恰好能过B 点的临界条件,选项B 正确.答案: B10.如右图所示,M 、N 是竖直放置的两平行金属板,分别带量异种电荷,两极间产生一个水平向右的匀强电场,场强为E ,一质量为m 、电荷量为+q 的微粒,以初速度v0竖直向上从两极间的A 点射入匀强电场中,微粒垂直打到N 极上的C 点,AB =BC.不计空气阻力,那么可知( )A .微粒在电场中作类平抛运动B .微粒打到C 点时的速率与射入电场时的速率相C .MN 板间的电势差为2mv20/qD .MN 板间的电势差为Ev20/2g解析: 因电场力和重力均为恒力,其合力亦为恒力,且与v0有一夹角,故微粒做匀变速曲线运动——即抛物线运动,但不是类平抛运动,所以A 错.因AB =BC ,即v02·t=vC 2·t 可见vC =v0.故B 项正确;由动能理,得:W 电+WG =ΔEk=0,即:q U 2-mg·v202g=0,所以 U =mv20/q ,故C 项错误;又由mg =qE 得q =mg E 代入U =mv20q ,得U =Ev20g,故D 项错误. 答案: B二、非选择题11.如右图所示,水平光滑绝缘轨道MN 的左端有一个固挡板,轨道所在空间存在E =4.0×102 N/C、水平向左的匀强电场.一个质量m =0.10 kg 、带电荷量q =5.0×10-5 C 的滑块(可视为质点),从轨道上与挡板相距x1=0.20 m 的P 点由静止释放,滑块在电场力作用下向左做匀加速直线运动.当滑块与挡板碰撞后滑块沿轨道向右做匀减速直线运动,运动到与挡板相距x2=0.10 m 的Q 点,滑块第一次速度减为零.假设滑块在运动过程中,电荷量始终保持不变,求:(1)滑块沿轨道向左做匀加速直线运动的加速度的大小;(2)滑块从P 点运动到挡板处的过程中,电场力所做的功;(3)滑块第一次与挡板碰撞过程中损失的机械能.解析: (1)设滑块沿轨道向左做匀加速运动的加速度为a此过程滑块所受合外力F =qE =2.0×10-2 N根据牛顿第二律F=ma,解得a=0.20 m/s2.(2)滑块从P点运动到挡板处的过程中,电场力所做的功W1=qEx1=4.0×10-3 J.(3)滑块第一次与挡板碰撞过程中损失的机械能于滑块由P点运动到Q点过程中电场力所做的功即ΔE=qE(x1-x2)=2.0×10-3 J.答案:(1)0.20 m/s2 (2)4.0×10-3 J (3)2.0×10-3 J12.如右图所示,在两条平行的虚线内存在着宽度为L 、场强为E 的匀强电场,在与右侧虚线相距也为L 处有一与电场平行的屏.现有一电荷量为+q 、质量为m 的带电粒子(重力不计),以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中,v0方向的线与屏的交点为O.试求:(1)粒子从射入到打到屏上所用的时间;(2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tan α;(3)粒子打到屏上的点P 到O 点的距离x.解析: (1)根据题意,粒子在垂直于电场线的方向上做匀速直线运动,所以粒子从射入到打到屏上所用的时间t =2L v0. (2)设粒子射出电场时沿平行电场线方向的速度为vy ,根据牛顿第二律,粒子在电场中的加速度为:a =Eq m所以vy =a L v0=qEL mv0所以粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值为tan α=vy v0=qEL mv20. (3)设粒子在电场中的偏转距离为y ,那么y =12a ⎝ ⎛⎭⎪⎫L v02=12·qEL2mv20又x =y +Ltan α解得:x =3qEL22mv20. 答案: (1)2L v0 (2)tan α=qEL mv20 (3)3qEL22mv20。

高三理科985清北班第二讲(课程资料)

高三理科985清北班第二讲(课程资料)

典例 5
函数
f
x
e2x 1 的图象 ex
A.关于原点对称 C.关于 x 轴对称 【答案】D
B.关于直线 y=x 对称 D.关于 y 轴对称
【解析】∵
f
x
e2x 1 ex
ex
1 ex
,∴
f
x ex
1 ex
ex
1 ex
f
(x) ,∴f(x)是偶函数,∴函数 f(x)
的图象关于 y 轴对称.
5.若函数 f(x)=3x+3-x 与 g(x)=3x-3-x 的定义域均为 R,则

N
1 a
0.1
的大小关系是
A. M N
B. M N
C. M N
D. M N
8.设函数
f
x
2x
1 , x
A.
,
7 2
C.
,
7 2
B. ,1 D. ,1
1.计算:
1
2x 3
1 2
1
x3
4
x3
A.3
C. 2 x
B.2
D.1 2x
2.设全集U x|ex 1 ,函数 f x
1 x 1
的定义域为
A
,则
ðU
A

A. 0,1
B. 0,1
C. 1,
D.1,
x 1 ax
3.函数 y
2.解指数方程或不等式 简单的指数方程或不等式的求解问题.解决此类问题应利用指数函数的单调性,要特别注意底数 a 的取 值范围,并在必要时进行分类讨论.学科!网
2
3
2
典例 3

a
3 5
5

2024年北京清华附中高三三模理综高效提分物理试题

2024年北京清华附中高三三模理综高效提分物理试题

2024年北京清华附中高三三模理综高效提分物理试题一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分,在每小题给出的答案中,只有一个符合题目要求。

(共8题)第(1)题如图所示,质量为的小车静止在光滑水平面上,小车段是半径为的四分之一光滑圆弧轨道,段是长为的粗糙水平轨道,两段轨道相切于点。

一质量为的可视为质点的滑块从小车上的A点由静止开始沿轨道下滑,然后滑入轨道,最后恰好停在点,滑块与轨道间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为,则( )A.整个过程中滑块和小车组成的系统动量守恒B.滑块由A滑到过程中,滑块的机械能守恒C.段长D.全过程小车相对地面的位移大小为第(2)题如图所示,小球用细绳系住,绳的另一端固定于O点,现用水平F缓慢推动斜面体,小球在斜面上无摩擦地滑动,细绳始终处于直线状态,当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平,此过程中斜面对小球的支持力F N,以及绳对小球的拉力F T的变化情况是( )A.F N保持不变,F T不断增大B.F N不断增大,F T不断减小C.F N保持不变,F T先增大后减小D.F N不断增大,F T先减小后增大第(3)题如图所示,一滑块(可视为质点)在水平力F的作用下由静止沿粗糙水平直轨道AB开始运动,该力的功率恒定,达到最大速度后,撤掉该力,滑块继续前进一段距离后进入竖直光滑半圆轨道BCD,并恰好通过该轨道最高点D,然后进入光滑半圆管道DEF,最终停在粗糙水平直轨道FG上。

已知水平力的恒定功率为10W,滑块的质量为0.2kg,滑块与轨道AB的动摩擦因数为0.5,半圆轨道BCD的半径R=0.5m,重力加速度g取10m/s2,下列说法正确的是( )A.滑块在D点的速度大小为B.半圆管道DEF的半径r可能为0.15mC.在轨道AB上,滑块的最大速度为10m/sD.在轨道AB上,滑块减速过程的距离为2.5m第(4)题手推翻斗车是建筑工地上常用的工具,翻斗车的高度比工人双手的高度略低,工地上的工人大多都是背对翻斗车拉车前行,也有工人面对翻斗车推车,在车内货物相同的情况下,要使车匀速运动,斜向下推车或斜向上拉车时,人对车的作用力方向与水平方向的夹角相等。

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.
(1)求 (2)若
的值; ,
,求 的值.
1.cos45°·cos15°+sin45°·sin15°=
A. 1 2
C. 3 3
B. 3 2
D. 3
2.已知
A. 24 25
C. 12 25
,则 的值是
B. 12 25
D. 24 25
3.已知锐角, 满足 sin 10 , cos 2 5 ,则 的值为
2 ( ) , 2 ( ) , , .
2
2
2
2
(2)互余与互补关系
例如: ( π ) (3π ) π , ( π ) ( π ) π .
4
4
3
6
2
(3)非特殊角转化为特殊角
例如:15°=45°−30°,75°=45°+30°.
典例 2 求下列各式的值:
2.化简要求 (1)使三角函数式的项数最少、次数最低、角与函数名称的种类最少; (2)式子中的分母尽量不含根号.
3.化简方法 (1)切化弦; (2)异名化同名; (3)异角化同角;
(4)降幂或升幂.
典例 1 化简:
.
【解析】原式
. 【方法技巧】(1)三角化简的常用方法:异名三角函数化为同名三角函数,异角化为同角,异次化为同次, 切化弦,特殊值与特殊角的三角函数互化. (2)三角化简的标准:三角函数名称尽量少,次数尽量低,最好不含分母,能求值的尽量求值. (3)在化简时要注意角的取值范围.
(5) T( ) :
tan(
)
tan tan 1 tan tan
(, ,
π 2
kπ, k
Z)
(6) T( ) :
tan(
)
tan tan 1 tan tan
( , ,
π 2
kπ, k
Z)
2.二倍角公式
(1)S2 : sin 2 2sin cos
(2) C2 : cos 2 cos2 sin2 1 2sin2 2cos2 1
4.已知
tan
2 5

tan
π 4
1 4
,则
cos cos
sin sin
的值为______________.
考向三 三角恒等变换的综合应用
1.与三角函数的图象及性质相结合的综合问题 (1)利用三角恒等变换及辅助角公式把三角函数关系式转化成 y=Asin(ωx+φ)+t 或 y=Acos(ωx+φ)+t 的形式.
(1)积化和差公式:
cos cos 1 [cos( ) cos( )] ; 2
sin sin 1 [cos( ) cos( )]; 2
sin cos 1 [sin( ) sin( )]; 2
cos sin 1 [sin( ) sin( )] . 2
角均在 (0, π ) 内.角的范围在解题中至关重要,做题时要特别注意. 2
典例 5 已知函数
.
(1)求函数 的对称中心及最小正周期;
(2)△ABC 的外接圆直径为 ,角 , , 所对的边分别为 , , .若
,且

求 的值.
【解析】(1) f (x) 4
3sinxcosx sin2x 3cos2x 1 2
一、两角和与差的三角函数公式 1.两角和与差的正弦、余弦、正切公式
(1) C( ) : cos( ) cos cos sin sin
(2) C( ) : cos( ) cos cos sin sin
(3)S( ) : sin( ) sin cos cos sin
(4)S( ) : sin( ) sin cos cos sin
三角恒等变换与向量的综合问题是高考经常出现的问题,一般以向量的坐标形式给出与三角函数有关的 条件,并结合简单的向量运算,往往是两向量平行或垂直的计算,即令 a=(x1,y1),b=(x2,y2),则 a·b=x1x2 +y1y2,a∥b⇔x1y2=x2y1,a⊥b⇔x1x2+y1y2=0,把向量形式化为坐标运算后,接下来的运算仍然是三角函 数的恒等变换以及三角函数、解三角形等知识的运用. 3.与解三角形相结合的综合问题 (1)利用正弦定理把边的关系化成角,因为三个角之和等于 π,可以根据此关系把未知量减少,再用三 角恒等变换化简求解; (2)利用正、余弦定理把边的关系化成角的关系再用三角恒等变换化简求解. 【注】此类题中的角是在三角形中,每个角范围限制在(0,π)内,如果是锐角三角形,则需要限制各个
3
sin
2
x
2
cos
2x
4sin
2x
π 6
.
由 2π π ,得最小正周期为 . 2
令 2x π kπ(k Z) ,得 x π kπ (k Z) ,
6
12 2
故对称中心为
π 12
kπ 2
,0

).
(2)∵
,∴ .


,∴


,∴
又∵
,∴
, ,

,即


,∴




,∴
,∴
.

.
5.已知向量 a sin, 2,b cos,1 ,且 a, b 共线,其中
10
5
A. 3π 4
C. π 6
B. π 4
D. 3π 或 π 44
4.已知
,则
A.
B.
C.
D.
5.已知 为锐角, 为第二象限角,且
A. 1 2
C. 3 2
6.函数
A. x π 4
C. x π 8
图象的一条对称轴为
7.已知 cos2 5 ,则
2sin
π 4
2
A. 1 8
C. 1 8
(2)求 的值.
典例 4 在平面直角坐标系 中,以 轴为始边作角 ,角 的终边经过点
.
(1)求 的值;
(2)求
的值.
【解析】(1)由于角 的终边经过点

所以

.
.
【名师点睛】解给值求值型问题的一般思路是:先看公式中的量,哪些是已知的,哪些是待求的,再利用已知条 件结合同角三角函数的基本关系求出待求值,注意根据角的象限确定符号. 这类求值问题关键在于结合条件 和结论中的角,合理拆、配角.

,则
B. 1 2
D. 3 2
B. x π 8
D. x π 4
B. 8
D.8
8.已知 cos 5 ,且
,则
__________.
5
9.已知
,则 __________ (填“>”或 “<”);
__________(用 表示).
10.在斜三角形 ABC 中, tanA tanB tanAtanB 1,则 C _____________.
(3) T2

tan
2
2 tan 1 tan2
(

π 2

kπ 2
π 4
,k
Z)
3.公式的常用变形
(1) tan tan tan( )(1 tan tan ) ; tan tan 1 tan tan tan tan 1 tan( ) tan( )
(2)降幂公式: sin2 1 cos 2 ; cos2 1 cos 2 ; sin cos 1 sin 2
(2)和差化积公式:学科+网
sin sin 2sin cos ;
2
2
sin sin 2cos sin ;
2
2
cos cos 2cos cos ;
2
2
cos cos 2sin sin .
2
2
考向一 三角函数式的化简
1.化简原则 (1)一看角之间的差别与联系,把角进行合理的拆分,正确使用公式; (2)二看函数名称之间的差异,确定使用的公式,常见的有“切化弦”; (3)三看结构特征,找到变形的方向,常见的有“遇到分式要通分”,“遇到根式一般要升幂”等.
(2)已知正、余弦函数值,则选正弦或余弦函数.若角的范围是 (0, π ) ,则选正、余弦皆可;若角的范 2
围是(0,π),则选余弦较好;若角的范围为 ( π , π) ,则选正弦较好. 22
4.常见的角的变换
(1)已知角表示未知角
例如: , 2 ,2 ,
又 π <β<π,所以−π<2α−β<0,所以 2α−β= 3π .故选 C.
2
4
【名师点睛】在解决给值求角问题时,不仅要注意已经明确给出的有关角的范围,还要结合有关角的三角
函数值尽可能地缩小角的范围.
3.已知 cos 1 , cos( ) 13 ,且 0 .
7
14
2
(1)求 tan 2 的值.
三角恒等变换
1.和与差的三角函数公式 (1)会用向量的数量积推导出两角差的余弦公式. (2)能利用两角差的余弦公式导出两角差的正弦、正切公式. (3)能利用两角差的余弦公式导出两角和的正弦、余弦、正切公式,导出二倍角的正弦、余弦、正切公 式,了解它们的内在联系.
2.简单的三角恒等变换 能运用上述公式进行简单的恒等变换(包括导出积化和差、和差化积、半角公式,但对这三组公式不要 求记忆).
4
,
3
2
所以
tan2 tan tan(2α−β)=tan[2(α−β)+β]= 1 tan2 tan
4 3
1 7
1
4 3
1 7
=1.
tan tan 又 tan α=tan[(α−β)+β]= 1 tan tan
1 2
1 7
1
1 2
1 7
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