《高考物理108所名校押题精选》押题精选21 电学解答题 （解析版）

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押题精选 21 电学解答题
1．2021 年2月10 日19 时52 分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实
现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为
T。已知火星的半径为 R，火星表面的重力加速度的大小为 g，引力常量为 G，不考虑火星的自转。求：
（1）火星的质量 M；
（2）火星的第一宇宙速度 v；
（3）求“天问一号”绕火星飞行时轨道半径 r；
（4）在电场中我们利用 E= 来定义电场强度，引力场与电场有相似的性质，请你求“天问一号”所处轨
道的引力场强度是多大？
【答案】（1） ；（2） ；（3） ；（4）
【详解】（1）忽略火星自转，火星表面质量为 的物体，其所受引力等于重力
（2）忽略火星自转，火星近地卫星的质量为 m0，则重力充当向心力，有
（3）设天问一号质量为 m，引力提供向心力有
（4）物体在“天问一号”所处轨道受到的引力为
1
设引力场强为 ，则
2．1890 年，汤姆孙利用气体放电管研究阴极射线，发现了电子，从而认识到原子是可以分割的。气体放
电管的示意图如图甲所示。气体放电管的基本原理是在 D1和D2两极板区域施加电场或磁场，电子在电场
或磁场中发生偏转，通过偏转情况可分析电子的性质。具体情况可以抽象成如图乙所示的模型，电子从 A
点以初速度 v0水平进入竖直向上的匀强电场，电场强度为 E，然后从 B点射出，已知 AB 连线和电场方向
夹角为 60°，AB 的长度为 L，求：
（1）电子的比荷？
（2）撤去电场，在原来的电场区域内施加垂直纸面的磁场，电子仍从 A点以初速度 v0水平进入，从 B点
射出，则磁场的大小和方向？
【答案】（1） ；（2） ，方向垂直纸面向里
【详解】（1）电子从 A点射入电场，做类平抛运动，则有
解得
2
（2）换成磁场仍从 B点射出，由电子受到洛伦兹力确定，电子从 A到B的轨迹是圆弧运动，如图所示，
由几何关系可知
由
已知
解得磁场的大小
方向垂直纸面向里。
3．电容器作为储能器件，在生产生活中有广泛的应用。按图甲所示连接电路，当开关 S闭合时，电源将
使电容器两极板带上等量异种电荷，这一个过程叫做电容器充电。已知电容器的电容为 C，电源电动势大
小为 E，内阻不计。
（1）a.求充电结束后电容器所带的电荷量 Q；
b.在图甲所示的充电电路中，通过改变电路中电阻箱接入电路的阻值R，对同一电容器分别进行两次充电，
电容器所带电荷量 q随时间t变化的曲线分别如图乙中①、②所示。请问：哪条曲线对应电阻箱接入电路
的阻值R较大？并分析说明理由。
（2）电容器在充电过程中，两极板间的电压u随所带电荷量 q增多而增大，储存的电能增大。
a.请在图丙中画出电容器充电过程中的 u―q图像，并借助图像求出充电结束后电容器储存的电能 ；
b.在电容器充电过程中，电源提供的能量一部分储存在电容器中，另外一部分以内能的形式损失。有同学
3
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