精品解析：上海市宝山区2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷

2023学年第二学期 高二年级物理学科等级考质量监测试卷 考生注意 1．试卷满分100分，考试时间60分钟。 2．本考试分设试卷和答题纸，答题前，务必在答题纸上填写姓名、报名号、考场号和座位号，并将核对后的条形码贴在指定位置上。作答必须写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 3．本试卷标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。 4．本试卷标注“计算”“简答”“论证”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题的过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 5．除特殊说明外，本试卷所用的重力加速度大小g均取。 一、研究直线电流的磁场（12分） 把一根南北放置的长直导线平行地放在磁针的正上方附近，当导线中有电流通过时磁针会发生偏转，这表明电流周围存在着磁场。 1. （简答）让一根粗直导线竖直穿过一块均匀撒有铁屑的水平纸板中央，接上直流电源后，轻轻敲击纸板，可以清楚显示出通电导线周围铁屑的分布情况，如图所示。本实验的目的是：____________。 2. 某同学在研究长直导线周围磁场的磁感应强度B时，为增大电流，用多根长直导线捆在一起进行实验。他不断改变导线中的总电流I和测试点与直导线的垂直距离r，测得的数据如下表所示（其中漏记了一个数据）： B/T I/A r/m 5.0 10.0 20.0 0020 0.040 0.060 0080 为了研究当r不变时B与I的关系，需要建立直角坐标系（I为横坐标），由表中数据在该坐标系中可以绘得一条过原点的直线，当r越大时该直线的斜率______（选择A．越大 B．不会改变 C．越小）；为了研究当I不变时B与r的关系，若以B为直角坐标系的纵坐标，则宜将______作为横坐标，可直观地得出结论。表格中漏记的数据约为______（结果取三位有效数字）。磁感应强度B与电流I及距离r的关系可表述为______（用相关的符号表示）。 3. 特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示，两根等高、相互平行的水平长直导线M、N分别通有同向、等大的电流。在它们的正中间放有一面积为S的金属圆环，导线M在圆环中心O处产生磁场的磁感应强度为B。 （1）穿过金属圆环的磁通量为______ A．0 B．BS C．2BS D．3BS （2）（简答）请写出一种使金属圆环中产生感应电流的办法。______。 二、电热切割器（11分） 如图（a）所示是一把电热切割器，其中弹性绝缘弓用竹片制成，电阻丝用合金丝制成。利用这种切割器切割泡沫塑料等，能使接触的部分迅速融化而使切割面直且光滑。为了使电热切割器的功率可调与它串联一个变阻器，如图（b）所示是电热切割器的工作电路图。 4. 电热切割器是利用了电流的______效应工作的。若选用电阻率为、长为0.2m的镍铬合金丝做电阻丝，且要求其阻值为，则这种镍铬合金丝的横截面积应为______。 5. 如果所用电源的电动势，内阻，将变阻器的阻值调节为，那么将1C正电荷由电源负极输送到正极的过程中，非静电力做功______J，这把电热切割器的电功率为______W。 6. 若变阻器能提供的最大电阻为，为了这把电热切割器能获得最大的电功率，变阻器的阻值应调节为（　　） A. B. C. D. 三、波动现象（16分） 波动现象是物理学中一个重要且广泛的研究领域。 7. 如图所示，在水槽中产生一列水波，将一支笔垂直水面插入水中，对水波的传播几乎没有影响。 （1）上述这一现象称为波的______现象。 （2）水面各点的振动均为______ A．受迫振动，频率由水体自身性质决定 B．受迫振动，频率由驱动力决定 C．自由振动，频率由水体自身性质决定 D．自由振动，频率由驱动力决定 8. 如图所示，甲、乙两人正以10m/s的速度相向奔跑，在两人的连线上，有一发声装置一边发出频率为的声音，一边以10m/s的速度向乙运动。设甲、乙两人听到的声音频率分别为、。则（ ） A. B. C. D. 9. 如图所示，平静的湖面上漂浮着三个小球A、B、C，湖面上O点处有一波源，从时刻起做简谐振动，形成向远处传播的简谐波横波。已知，，在第2s内A比B多振动了4次，B比C多振动了6次，第2s末波已经过C点，则该简谐波的波长是______m，第1s末波传到了离O点______m处。 10. 在学校运动场上100m直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器。两个扬声器持续发出波长为5m的声波。某同学从该跑道的中点出发，向某一端点慢行20m。在此过程中，他听到扬声器声音由强变弱的次数为（ ） A. 2 B. 4 C. 6 D. 8 四、安全行驶（20分） 安全行驶不仅关系到自己的生命和安全，同时也是尊重他人生命的体现。 11. 一辆货车在崎岖道路上匀速率行驶，途中发生了爆胎。道路地形如图所示，则爆胎可能性最大的位置是图中的（ ） A. A处 B. B处 C. C处 D. D处 12. 如图，大型平板车上平放着水泥电线杆，车子正在平直的公路上行进，遇到前方红灯时为了避免电线杆滑移，车辆需要慢慢停下来，则车对电线杆施加摩擦力的情况是（ ） A. 没有摩擦力 B. 有摩擦力，方向向后 C. 有摩擦力，方向向前 D. 条件不足，无法判定 13. 摩托车以速度24m/s沿平直公路行驶，突然驾驶员发现正前方离摩托车100m处，有一辆汽车正以20m/s的速度开始减速，汽车的加速度大小为。则汽车从开始减速到停止经历的时间为______s，为了避免摩托车与汽车发生碰撞，摩托车加速度大小至少应为______。（结果取二位有效数字） 14. 研究表明，一般人的刹车反应时间是0.4s，但饮酒会导致反应时间延长。在某次试验中，一质量为50kg的志愿者少量饮酒后驾车以72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶的距离为39m，这一过程汽车的速度v与时间t的关系如图所示。志愿者由于饮酒比一般人的刹车反应时间延长了______s，这一过程中汽车对志愿者所做的功为______J。 15. （计算）如图所示，一辆质量为10t的卡车在平直的水平公路AB上，正以发动机提供的牵引力的额定功率向右匀速行驶。行驶到B处时由于刹车失灵，为了安全地停下来，卡车熄火、驶入前方长60m的制动坡道BD，坡顶D离水平路面的高。无论在水平公路还是在制动坡道上，卡车行驶过程中受到的阻力（由路面和空气提供）恒为其重力的0.2倍，已知卡车发动机提供的牵引力的额定功率为200kW，g取。试问卡车能否行驶到坡顶D？请通过计算说明理由。 五、星际探测（21分） 星际探测是指人类对宇宙中的恒星、行星等天体进行科学探索和研究活动。 16. 为了解释星系及星系团的形成和稳定结构，天体物理学家提出了暗物质，暗物质______（选择：A．有B．没有）电磁辐射，和普通物质只发生______作用，用望远镜等传统方法难以探测。 17. 如图所示，两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为（c为真空中的光速）。当A向B发出一光信号，B测得该信号的速度为（ ） A. 0.1c B. 0.9c C. 1.0c D. 1.9c 18. 火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆。已知火卫一的周期为7小时39分，火卫二的周期为30小时18分，则两颗卫星相比（ ） A. 火卫一距火星表面较远 B. 火卫二的角速度较大 C. 火卫一的线速度较小 D. 火卫二的向心加速度较小 19. 在宇宙静止的微尘区域中有一艘飞船，飞船相对于微尘正以的速度沿直线飞行，微尘与飞船碰撞后附着于飞船上，已知微尘在区域内均匀分布，密度为，飞船垂直于运动方向上的最大截面积为，则微尘对飞船的阻力大小为______N。若飞船关闭动力系统，则在微尘区域中前行时飞船的加速度______（选择：A．保持不变 B．逐渐变大 C．逐渐变小） 20. （计算）宇航员站在星球表面上某高处，沿水平方向抛出一小球，经过时间t小球落回星球表面，测得抛出点和落地点之间的距离为L；若抛出时的速度增大为原来的2倍，则抛出点到落地点之间的距离为。已知两落地点在同一水平面上，该星球半径为R，求物体绕该星球做匀速圆周运动的最大速度。 六、喷墨打印机（20分） 喷墨打印机的结构简图如图所示，其中墨盒可以发出墨汁微滴，经过带电室时被带上负电，带电的多少由计算机按字体的字形输入信号加以控制。带电后的微滴以初速度垂直于场强方向进入偏转电场，经电场偏转后打到纸上，显示出字迹。无信号输入时墨汁微滴不带电，径直通过偏转板而注入回流槽，流回墨盒。已知偏转板的板长为l，两板间的距离为d，两板间的电压为U，偏转板右端与纸的距离为L。（不计空气阻力和重力，电场只局限在两偏转板内部，忽略边缘电场的不均匀性） 21. 墨汁微滴在偏转电场中运动时（ ） A. 由较高的等势面向较低的等势面运动 B. 电势能逐渐增大 C. 动能逐渐减小 D. 电势能与动能之和保持不变 22. （计算）若一个墨汁微滴通过带电室时带上电荷量为q（设），微滴打到纸上的点距原射入方向的距离为y，求这个微滴的质量。 23. 为了使纸上的字体放大原来的20%，在不改变其它条件的情况下，下面可行的办法是（　　） A. 将两板间电压增大1.2U B. 将两板间的电压增大0.2U C. 将偏转板的板长增大1.2l D. 将偏转板的板长增大0.2l 24. 若保持两偏转板与恒压直流电源相连接，并保持两偏转板的正对面积不变，将两偏转板的间距缓慢拉到2d，则在此过程中（ ） A. 偏转板所带的电荷量减少 B. 偏转板间的场强增大 C. 两偏转板构成的电容器的电容增大 D. 拉动偏转板力做负功 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023学年第二学期 高二年级物理学科等级考质量监测试卷 考生注意 1．试卷满分100分，考试时间60分钟。 2．本考试分设试卷和答题纸，答题前，务必在答题纸上填写姓名、报名号、考场号和座位号，并将核对后的条形码贴在指定位置上。作答必须写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 3．本试卷标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。 4．本试卷标注“计算”“简答”“论证”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题的过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 5．除特殊说明外，本试卷所用的重力加速度大小g均取。 一、研究直线电流的磁场（12分） 把一根南北放置的长直导线平行地放在磁针的正上方附近，当导线中有电流通过时磁针会发生偏转，这表明电流周围存在着磁场。 1. （简答）让一根粗直导线竖直穿过一块均匀撒有铁屑的水平纸板中央，接上直流电源后，轻轻敲击纸板，可以清楚显示出通电导线周围铁屑的分布情况，如图所示。本实验的目的是：____________。 2. 某同学在研究长直导线周围磁场的磁感应强度B时，为增大电流，用多根长直导线捆在一起进行实验。他不断改变导线中的总电流I和测试点与直导线的垂直距离r，测得的数据如下表所示（其中漏记了一个数据）： B/T I/A r/m 5.0 100 20.0 0020 0.040 0.060 0.080 为了研究当r不变时B与I的关系，需要建立直角坐标系（I为横坐标），由表中数据在该坐标系中可以绘得一条过原点的直线，当r越大时该直线的斜率______（选择A．越大 B．不会改变 C．越小）；为了研究当I不变时B与r的关系，若以B为直角坐标系的纵坐标，则宜将______作为横坐标，可直观地得出结论。表格中漏记的数据约为______（结果取三位有效数字）。磁感应强度B与电流I及距离r的关系可表述为______（用相关的符号表示）。 3. 特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示，两根等高、相互平行的水平长直导线M、N分别通有同向、等大的电流。在它们的正中间放有一面积为S的金属圆环，导线M在圆环中心O处产生磁场的磁感应强度为B。 （1）穿过金属圆环的磁通量为______ A．0 B．BS C．2BS D．3BS （2）（简答）请写出一种使金属圆环中产生感应电流的办法。______。 【答案】1. 验证直线电流周围产生环形的磁场 2. ①. C ②. ③. ④. 3. ①. A ②. 金属圆环不放在正中间位置，且直导线中通变化的电流 【解析】 【1题详解】 由题图可知，本实验的目的是：验证直线电流周围产生环形的磁场。 【2题详解】 [1]由表中数据分析可知，当r不变时B与I是近似成正比关系，即为，设B与I的比例系数为k，可得 建立直角坐标系（I为横坐标），由表中数据在该坐标系中可以绘得一条过原点的直线，当r越大时该直线的斜率越小。 故选C。 [2]研究当I不变时B与r的关系，由表中数据分析可得B与r近似成反比关系，即为。若以B为直角坐标系的纵坐标，则宜将作为横坐标。 [3]由表格中的数据，当直导线中电流为10.0A时，测试点距直导线的垂直距离为0.020m，磁感应强度为，由 可得 则有漏记的数据约为 [4]磁感应强度B与电流I及距离r的关系可表述为 【3题详解】 [1]导线M在圆环中心O处产生磁场的磁感应强度为B，由于电流不变时，磁感应强度B与r成反比，由对称性可知，面积为S的范围内的合磁感应强度应是B，可知导线N在圆环处产生的合磁感应强度大小也是B，由于两直线电流方向相同，由安培定则可知，M、N在圆环处产生的合磁感应强度大小相等，方向相反，则合磁感应强度是零，因此穿过金属圆环的磁通量是零。故选A。 [2]要使金属圆环中产生感应电流，由产生感应电流的条件可知，即要使穿过金属圆环的磁通量产生变化，由以上分析可知，金属圆环不放在正中间位置，且直导线中通变化的电流。 二、电热切割器（11分） 如图（a）所示是一把电热切割器，其中弹性绝缘弓用竹片制成，电阻丝用合金丝制成。利用这种切割器切割泡沫塑料等，能使接触的部分迅速融化而使切割面直且光滑。为了使电热切割器的功率可调与它串联一个变阻器，如图（b）所示是电热切割器的工作电路图。 4. 电热切割器是利用了电流的______效应工作的。若选用电阻率为、长为0.2m的镍铬合金丝做电阻丝，且要求其阻值为，则这种镍铬合金丝的横截面积应为______。 5. 如果所用电源的电动势，内阻，将变阻器的阻值调节为，那么将1C正电荷由电源负极输送到正极的过程中，非静电力做功______J，这把电热切割器的电功率为______W。 6. 若变阻器能提供的最大电阻为，为了这把电热切割器能获得最大的电功率，变阻器的阻值应调节为（　　） A. B. C. D. 【答案】4. ①. 热 ②. 0.05 5. ①. 9 ②. 8 6. A 【解析】 【4题详解】 [1]电热切割器是利用了电流的热效应工作的； [2]根据电阻的决定式有 解得 【5题详解】 [1]g根据电动势的定义式有 解得 [2]根据闭合电路欧姆定律有 则电热切割器的电功率为 【6题详解】 根据根据闭合电路欧姆定律有 当变阻器接入电阻最小，等于0时，电路中电流最大值为 此时这把电热切割器能获得最大的电功率 即为了这把电热切割器能获得最大的电功率，变阻器的阻值应调节为。 故选A。 三、波动现象（16分） 波动现象是物理学中一个重要且广泛的研究领域。 7. 如图所示，在水槽中产生一列水波，将一支笔垂直水面插入水中，对水波的传播几乎没有影响。 （1）上述这一现象称为波的______现象。 （2）水面各点的振动均为______ A．受迫振动，频率由水体自身性质决定 B．受迫振动，频率由驱动力决定 C．自由振动，频率由水体自身性质决定 D．自由振动，频率由驱动力决定 8. 如图所示，甲、乙两人正以10m/s的速度相向奔跑，在两人的连线上，有一发声装置一边发出频率为的声音，一边以10m/s的速度向乙运动。设甲、乙两人听到的声音频率分别为、。则（ ） A. B. C. D. 9. 如图所示，平静的湖面上漂浮着三个小球A、B、C，湖面上O点处有一波源，从时刻起做简谐振动，形成向远处传播的简谐波横波。已知，，在第2s内A比B多振动了4次，B比C多振动了6次，第2s末波已经过C点，则该简谐波的波长是______m，第1s末波传到了离O点______m处。 10. 在学校运动场上100m直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器。两个扬声器持续发出波长为5m的声波。某同学从该跑道的中点出发，向某一端点慢行20m。在此过程中，他听到扬声器声音由强变弱的次数为（ ） A. 2 B. 4 C. 6 D. 8 【答案】7. ①. 衍射 ②. B 8. B 9. ①. 2 ②. 22 10. D 【解析】 【7题详解】 （1）[1]可以看到波通过障碍物后继续传播的现象，上述这一现象称为波的衍射现象。 （2）[2]水面各点的振动均为受迫振动，频率由波源决定，故ACD错误，B正确。 故选B。 【8题详解】 声源与观察者之间存在着相对运动时，会发生多普勒效应；当声源向观察者靠近时，观察者接收到的声波的波长减小，频率变大；当声源离观察者远去时，观察者接收到的声波的波长增大，频率变小；甲与声源相对静止，则 乙与声源相向运动，所以 则 故选B。 【9题详解】 [1]因为第2s末波已传过C处质点，所以 所以第1s末，A球已经开始振动；又因为第2s内，A比B多振4次，所以第1s末，B一定还未起振（如果第1s末B已经起振，由于是同一波源，A、B振动周期相同，在第2s内振动次数相同） 设第1s末波传到位置距B球为x，从A球起，第2s内A比B多振动4次 第2s内A比C多振10次 解得 ， [2]第1s末波传到了离O点的距离 【10题详解】 振动频率相同、振动情况完全相同的两列波叠加时，会发生干涉现象，某些区域振动加强，某些区域振动减弱，设点到两波源的距离差为，当等于半个波长的奇数倍时，该点振动减弱，设该同学向某一段运动的距离为x，则 ， 根据 ， 则 他听到扬声器声音由强变弱的次数为8次，故D正确，ABC错误。 故选D。 四、安全行驶（20分） 安全行驶不仅关系到自己的生命和安全，同时也是尊重他人生命的体现。 11. 一辆货车在崎岖道路上匀速率行驶，途中发生了爆胎。道路地形如图所示，则爆胎可能性最大位置是图中的（ ） A. A处 B. B处 C. C处 D. D处 12. 如图，大型平板车上平放着水泥电线杆，车子正在平直的公路上行进，遇到前方红灯时为了避免电线杆滑移，车辆需要慢慢停下来，则车对电线杆施加摩擦力的情况是（ ） A. 没有摩擦力 B. 有摩擦力，方向向后 C. 有摩擦力，方向向前 D. 条件不足，无法判定 13. 摩托车以速度24m/s沿平直公路行驶，突然驾驶员发现正前方离摩托车100m处，有一辆汽车正以20m/s的速度开始减速，汽车的加速度大小为。则汽车从开始减速到停止经历的时间为______s，为了避免摩托车与汽车发生碰撞，摩托车加速度大小至少应为______。（结果取二位有效数字） 14. 研究表明，一般人的刹车反应时间是0.4s，但饮酒会导致反应时间延长。在某次试验中，一质量为50kg的志愿者少量饮酒后驾车以72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶的距离为39m，这一过程汽车的速度v与时间t的关系如图所示。志愿者由于饮酒比一般人的刹车反应时间延长了______s，这一过程中汽车对志愿者所做的功为______J。 15. （计算）如图所示，一辆质量为10t的卡车在平直的水平公路AB上，正以发动机提供的牵引力的额定功率向右匀速行驶。行驶到B处时由于刹车失灵，为了安全地停下来，卡车熄火、驶入前方长60m的制动坡道BD，坡顶D离水平路面的高。无论在水平公路还是在制动坡道上，卡车行驶过程中受到的阻力（由路面和空气提供）恒为其重力的0.2倍，已知卡车发动机提供的牵引力的额定功率为200kW，g取。试问卡车能否行驶到坡顶D？请通过计算说明理由。 【答案】11. B 12. B 13. ①. 10 ②. 1.5 14. ①. 0.3 ②. 10000 15. 不能 【解析】 【11题详解】 由图可知，汽车在A处和C处的加速度方向向下，均处于失重状态，轮胎受到的支持力小于汽车重力；在B处的加速度方向向上，处于超重状态，轮胎受到的支持力大于汽车重力；在D处，轮胎受到的支持力等于汽车重力；故爆胎可能性最大的位置是图中的B处。 故选B。 【12题详解】 电线杆随着车辆向前做减速运动，加速度方向向后，根据牛顿第二定律可知，车对电线杆施加摩擦力方向向后。 故选B 【13题详解】 [1]根据 可知汽车从开始减速到停止经历的时间为 [2]汽车从开始减速到停止通过的位移为 则为了避免摩托车与汽车发生碰撞，摩托车从开始减速到停下通过的最大位移为 则摩托车加速度大小至少应为 【14题详解】 [1]设志愿者由于饮酒的刹车反应时间为，则有 其中 ，， 解得 可知志愿者由于饮酒比一般人的刹车反应时间延长了 [2]根据动能定理可得，这一过程中汽车对志愿者所做的功为 【15题详解】 卡车在平直水平公路匀速行驶时的速度为 设卡车可以从B到D，根据动能定理可得 解得 可知卡车不能行驶到坡顶D。 五、星际探测（21分） 星际探测是指人类对宇宙中的恒星、行星等天体进行科学探索和研究活动。 16. 为了解释星系及星系团的形成和稳定结构，天体物理学家提出了暗物质，暗物质______（选择：A．有B．没有）电磁辐射，和普通物质只发生______作用，用望远镜等传统方法难以探测。 17. 如图所示，两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为（c为真空中的光速）。当A向B发出一光信号，B测得该信号的速度为（ ） A. 0.1c B. 0.9c C. 1.0c D. 1.9c 18. 火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆。已知火卫一的周期为7小时39分，火卫二的周期为30小时18分，则两颗卫星相比（ ） A. 火卫一距火星表面较远 B. 火卫二的角速度较大 C. 火卫一的线速度较小 D. 火卫二的向心加速度较小 19. 在宇宙静止的微尘区域中有一艘飞船，飞船相对于微尘正以的速度沿直线飞行，微尘与飞船碰撞后附着于飞船上，已知微尘在区域内均匀分布，密度为，飞船垂直于运动方向上的最大截面积为，则微尘对飞船的阻力大小为______N。若飞船关闭动力系统，则在微尘区域中前行时飞船的加速度______（选择：A．保持不变 B．逐渐变大 C．逐渐变小） 20. （计算）宇航员站在星球表面上某高处，沿水平方向抛出一小球，经过时间t小球落回星球表面，测得抛出点和落地点之间的距离为L；若抛出时的速度增大为原来的2倍，则抛出点到落地点之间的距离为。已知两落地点在同一水平面上，该星球半径为R，求物体绕该星球做匀速圆周运动的最大速度。 【答案】16. ①. B ②. 引力 17. C 18. D 19. ①. 40 ②. C 20. 【解析】 【16题详解】 [1][2]天体物理学家提出了暗物质，暗物质没有电磁辐射，和普通物质只发生引力作用，用望远镜等传统方法难以探测。 【17题详解】 根据狭义相对论光速不变假设，当A向B发出一光信号，B测得该信号的速度为1.0c； 故选C。 【18题详解】 两颗卫星均由万有引力提供向心力，有 A．因火卫一的周期小于火卫二的周期，由可知 即火卫一距火星表面较近，故A错误； B．因，由可知，火卫二的角速度较小，故B错误； C．因，由可知，火卫一的线速度较大，故C错误； D．因，由可知，火卫二的向心加速度较小，故D正确。 故选D。 【19题详解】 [1]设飞船与微尘碰撞的时间，则微尘的质量为 微尘与飞船碰撞后相对静止，由动量定理可知 联立解得 [2]飞船关闭动力系统后，飞船的加速度将逐渐变小；故选C。 【20题详解】 设星球表面的重力加速度为，第一次平抛初速度为，高度为，有 第二次平抛初速度为，有 联立解得星球表面的重力加速度为 物体绕该星球做匀速圆周运动的最大速度即为近地卫星的线速度有 解得 六、喷墨打印机（20分） 喷墨打印机的结构简图如图所示，其中墨盒可以发出墨汁微滴，经过带电室时被带上负电，带电的多少由计算机按字体的字形输入信号加以控制。带电后的微滴以初速度垂直于场强方向进入偏转电场，经电场偏转后打到纸上，显示出字迹。无信号输入时墨汁微滴不带电，径直通过偏转板而注入回流槽，流回墨盒。已知偏转板的板长为l，两板间的距离为d，两板间的电压为U，偏转板右端与纸的距离为L。（不计空气阻力和重力，电场只局限在两偏转板内部，忽略边缘电场的不均匀性） 21. 墨汁微滴在偏转电场中运动时（ ） A. 由较高的等势面向较低的等势面运动 B. 电势能逐渐增大 C. 动能逐渐减小 D. 电势能与动能之和保持不变 22. （计算）若一个墨汁微滴通过带电室时带上的电荷量为q（设），微滴打到纸上的点距原射入方向的距离为y，求这个微滴的质量。 23. 为了使纸上的字体放大原来的20%，在不改变其它条件的情况下，下面可行的办法是（　　） A. 将两板间的电压增大1.2U B. 将两板间的电压增大0.2U C. 将偏转板的板长增大1.2l D. 将偏转板的板长增大0.2l 24. 若保持两偏转板与恒压直流电源相连接，并保持两偏转板的正对面积不变，将两偏转板的间距缓慢拉到2d，则在此过程中（ ） A. 偏转板所带的电荷量减少 B. 偏转板间的场强增大 C. 两偏转板构成的电容器的电容增大 D. 拉动偏转板的力做负功 【答案】21. D 22. 23. B 24. A 【解析】 【21题详解】 A．墨滴带负电，以初速度垂直于场强方向进入偏转电场，则所受电场力与场强方向相反，即墨滴向正极板偏转，可知由较低的等势面向较高的等势面运动，故A错误； BCD．墨滴做类平抛运动，只有电场力做正功，电势能减小，动能增大，而电势能与动能之和保持不变，故BC错误，D正确。 故选D。 【22题详解】 墨滴在偏转电场做类平抛运动，有 墨滴离开偏转电场后做匀速直线运动，由相似三角形可得 联立可得 解得质量为 【23题详解】 液滴先类平抛后做匀速直线运动的偏移量为 AB．为了使纸上的字体放大原来的20%，即偏移量放大为倍，则将两板间的电压增大0.2U，可以满足，故A错误，B正确； CD．将偏转板的板长增大1.2l或增大增大0.2l，都不能满足放大为倍，故CD错误。 故选B。 【24题详解】 C．若保持两偏转板与恒压直流电源相连接，即电容器的电压不变，并保持两偏转板的正对面积不变，将两偏转板的间距缓慢拉到2d，由可知，电容变为原来的，即电容变小，故C错误； A．电容器的电压不变，由可知，偏转板所带的电荷量减少，故A正确； B．电容器的电压不变，由可知，偏转板间的场强减小，故B错误； D．电容器的两极板带等量异种电荷，拉动偏转板的力需要克服两板间的电场吸引力做功，外力做正功，故D错误。 故选A。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$