内容正文:
贞白中学2024-2025学年度上学期期初考试
物理试卷
时间:75分钟满分:100分
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28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。)
1. “龟兔赛跑”的寓言故事富含哲理,如图表示“龟兔赛跑”中的乌龟和兔子的位移时间图像,则下列说法中正确的是( )
A. 兔子比乌龟早出发
B. 时刻乌龟和兔子具有共同速度
C. 时刻二者相遇
D. 图像与横轴所围面积表示物体的速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图像可知,兔子比乌龟晚出发,选项A错误;
BD.s-t图像的斜率等于速度,可知时刻乌龟和兔子速度不同,选项BD错误;
C.两图像的交点表示在同一位置,可知时刻二者相遇,选项C正确;
故选C。
2. 如图所示,质量为1kg的小球A 与质量未知的滑环B用绕过光滑定滑轮的不可伸长的轻绳连接,连接滑环B的绳与杆垂直并在同一竖直平面内。滑环B套在与竖直方向成 的粗细均匀的固定杆上,滑环和杆间的动摩擦因数 ,初始时滑环恰好不下滑,现对小球A 施加一个水平力F,使小球A在水平力F的作用下沿着圆弧轨迹缓慢上移,设滑环与杆间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 外力 F先增大后减小
B. 滑环B的质量
C. 滑环B受到的摩擦力逐渐变大
D. 固定杆给滑环B的弹力方向垂直于杆向上
【答案】B
【解析】
【详解】BD.初始时,根据平衡条件可知绳子的拉力为
滑环B静止时受力情况如图所示
假设滑环受到固定杆的支持力方向垂直于杆向下,根据平衡条件有
,
代入数据联立解得
假设滑环受到固定杆的支持力方向垂直于杆向上,根据平衡条件有
,
代入数据联立解得m为负值,故假设不成立,故B正确,D错误;
A.对小球A施加水平力F,使小球A沿圆弧轨迹缓慢上移,则小球A处于动态平衡状态,受力如图所示
根据平衡条件可得
,
解得
,
可知外力 F逐渐增大,绳上的拉力逐渐增大,故A错误;
C.由A中可知绳上的拉力逐渐增大,根据
可知增大,滑环B仍然保持静止,则有
可知滑环B受到的摩擦力大小不变,故C错误。
故选B。
3. 一水平放置的木板上有一个质量为2kg的物块,物块和木板间的动摩擦因数为,如果让木板在竖直面内做半径为0.2m的匀速圆周运动,如图所示,木板在运动过程中始终保持水平,若要物块始终保持在木板上不滑动,已知重力加速度,则匀速圆周运动的最大速度为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】物体运动的竖直方向加速度由重力和支持力产生,水平方向加速度由摩擦力产生,则
解得
最大角速度
最大速度为
代入数据解得
故选B。
4. 如图所示,倾角为37°的斜面固定在水平面上,小球从斜面上M点的正上方0.2m处由静止下落,在M点与斜面碰撞,之后落到斜面上的N点。已知小球在碰撞前、后瞬间,速度沿斜面方向的分量不变,沿垂直于斜面方向的分量大小不变,方向相反,,,重力加速度大小,忽略空气阻力,则小球从M点开始运动至N点的过程中距离斜面最远的时间为( )
A. 0.2s B. 0.3s C. 0.4s D. 0.5s
【答案】A
【解析】
【详解】由自由落体运动公式
小球到M点的速度大小为
以沿斜面为x轴,以垂直于斜面为y轴,如图所示
则各分速度大小为
将重力加速度分解为
当垂直斜面的分速度减小到零时,小球从M点开始运动至N点的过程中距离斜面最远,根据速度时间公式
故选A。
5. 2024年1月11日,太原卫星发射中心在山东海阳附近海域使用“引力一号”遥一商业运载火箭将卫星顺利送入预定轨道,飞行试验任务获得圆满成功,这是“引力一号”火箭首次飞行,创造全球最大固体运载火箭、中国运力最大民商火箭纪录。已知卫星的质量为m,在轨道上稳定运行时离地面的高度为h,地球表面附近的重力加速度为g,地球半径为R。卫星的运动可视为匀速圆周运动,不考虑地球自转的影响。下列说法正确的是( )
A. 火箭加速升空过程中,卫星处于失重状态
B. 在轨道上运行时,卫星的线速度将大于地球的第一宇宙速度
C. 在轨道上运行时,卫星的动能为
D. 在轨道上运行时,卫星的速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.火箭加速升空过程中,加速度方向向上,卫星处于超重状态,故A错误;
B.根据万有引力提供向心力得
可得
地球第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大线速度,所以在轨道上运行时,卫星的线速度将小于地球的第一宇宙速度,故B错误;
CD.在轨道上运行时,根据万有引力提供向心力得
可得
在地球表面有
则卫星的速度大小为
卫星的动能为
故C正确,D错误。
故选C。
6. 质量1kg的带正电滑块,轻轻放在传送带底端。传送带与水平方向夹角为,与滑块间动摩擦因数为,电动机带动传送带以3m/s速度顺时针匀速转动。滑块受到沿斜面向上的4N恒定电场力作用,已知重力加速度为g=10m/s2,则1s内( )
A. 滑块动能增加4J B. 滑块机械能增加12J
C. 由于放上滑块电机多消耗电能为12J D. 滑块与传送带间摩擦产热为4J
【答案】C
【解析】
【详解】A.分析滑块,由牛顿第二定律得
解得
1s末,滑块末速度为
位移为
传送带位移为
则,滑块动能为
故A错误;
B.滑块机械能增加
故B错误;
C.电机多消耗电能
故C正确;
D.滑块与传送带间摩擦产热为
故D错误。
故选C。
7. 电容式加速度传感器的原理如图所示,M和N为电容器两极板:M极板固定,N板两端与两轻弹簧连接,图中P点为两极板中一点且固定不动,当加速度变化时,N极板只能按图中标识的前后方向运动。下列对传感器描述正确的是( )
A. 保持向前匀速运动,电阻R将以恒定功率发热
B. 由匀速突然向前减速时,静电计指针张角变大
C. 由静止突然加速后退时,电流由a向b流过电流表
D. 保持向前匀减速运动时,P点电势持续减小
【答案】C
【解析】
【详解】A. 匀速运动时,N板不动,电容器的电容不变,则电荷量不变,所以回路无电流,电阻R没有热功率,故A错误;
B.由匀速突然向前减速时,N板向前运动,则极板间距变小,根据
可知电容器的电容增大,由于电压不变,则静电计指针张角不变,故B错误;
C.由静止突然加速后退时,N板向前运动,则极板间距变小,根据
可知电容器的电容增大,由于电压不变,则电容器带电量增大,电容器充电,电流由a向b流过电流表,故C正确;
D.保持向前的匀减速运动时,N板不动,电容器的板间距不变,而电容器的两端电压不变,则MN之间的电场强度不变,P点电势不变,故D错误。
故选C。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 如图所示,两个皮带轮的转轴分别是O1和O2,设转动时皮带不打滑,则皮带轮上A、B、C三点的速度和角速度关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】A、B两点也在皮带上,则线速度相同,即
而B、C两点同轴转动,其角速度相同,即
由于
则根据可得
则有
故选AC。
9. 如图所示,真空中有一个正方形平面ABCD,O为正方形的中心,现在A、C两顶点分别固定等量异种点电荷,A为正电荷,C为负电荷,M、N是过O点的正方形垂线上两点且OM大于ON,下列说法正确的是( )
A. 平面ABCD是等势面
B. M、N两点的电场强度大小不等,方向相同
C. 若将电子从O点移动到M点,其电势能增加
D. M点电势等于N点电势
【答案】BD
【解析】
【详解】A.等量异种点电荷电场线分布如图所示
可知两点电荷连线的中垂面为一等势面,平面ABCD不是连线中垂面,所以平面ABCD不是等势面,故A错误;
B.M、N两点位于等量异种点电荷连线的中垂线上且关于O点不对称,可知M、N两点的电场强度大小不相等,但方向都与AC连线平行,且方向都由A指向C,故B正确;
CD.由于M、O、N三点位于等量异种点电荷连线的中垂线上,所以M、O、N三点电势相等,若将电子从O点移动到M点,其电势能不变,故C错误,D正确。
故选BD。
10. 如图所示,虚线1、2、3为某电场中的三条电场线,实线表示某带负电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,则下列说法中正确的是( )
A. 粒子在a点的加速度大小大于在b点的加速度大小
B. 粒子在a点的电势能大于在b点的电势能
C. 粒子在a点的速度大小大于在b点的速度大小
D. a点的电势低于b点的电势
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据电场线的疏密可知,a点的电场强度小于b点的电场强度,则粒子在a点受到的电场力小于在b点受到的电场力,根据牛顿第二定律可知,粒子在a点的加速度大小小于在b点的加速度大小,故A错误;
BCD.根据轨迹弯曲的方向和粒子带负电,可知质点所受的电场力方向和电场方向如图所示
根据沿电场方向电势降低结合等势面与电场线方向垂直,可知a点的电势低于b点的电势;根据
由于粒子带负电,所以粒子在a点的电势能大于在b点的电势能;由于粒子只受电场力作用,所以电势能和动能之和保持不变,则粒子在a点的动能小于在b点的动能,粒子在a点的速度大小小于在b点的速度大小,故BD正确,C错误。
故选BD。
三、实验题(本题共2小题,11小题8分,12小题8分,共16分。)
11. 某同学利用图甲所示的实验装置,探究物体在水平桌面上的运动规律,物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离后停桌面上(尚未到达滑轮处).从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图乙所示.打点计时器电源的须率为(不计空气阻力,)
(1)通过分析纸带数据,可判断重物在两相邻计数点___________和___________之间某时刻落地.
(2)计数点5对应的速度大小___________(保留三位有效数字)
(3)物块减速运动过程中加速度的大小为___________.(保留三位有效数字)
(4)物块与桌面的动摩擦因数为___________
【答案】 ①. 6 ②. 7 ③. 1.00 ④. 2.00 ⑤. 0.2
【解析】
【详解】(1)[1][2] 从纸带上的数据分析得知:在点计数点6之前,两点之间的位移逐渐增大,是加速运动,位移的增量为定值,均为2cm,而在6、7间增加的位移小于2cm; 故说明在6、7间物体即开始减速;
(2)[3] 每5个点取1个计数点,所以相邻的计数点间的时间间隔
T=0.1s
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上某点时小车的瞬时速度大小.计数点5对应的速度大小为
(3)[4] 计数点根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出物块加速运动过程中加速度,得:
而物块减速运动过程中加速度,得:
因此减速运动过程中加速度的大小为2.00m/s2;
(4)[5] 设物块的质量为M,而重物质量为m;根据
f=μMg
再由牛顿第二定律,
f=Ma
则有:
12. 在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中,一同学猜想可能与两电荷的间距和带电荷量有关。他选用了两个带电的小球A和B,将A球放在可移动的绝缘座上并置于铁架台旁,B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C上的位置,如图所示。实验时,先使A球带正电。
(1)若要使B球受到的库仑力向右,应使B球带________________(填“正”或“负”)电荷。
(2)保持两球电荷量不变和A球位置不变,将B球悬挂的位置由分别移至、等位置,可发现,悬挂位置向右移动时,绝缘丝线的偏角________________(填“变小”“不变”或“变大”)。
(3)保持A球位置不变,B球悬挂的位置和电荷量不变,改变A球所带的电荷量,观察到A球所带的电荷量越大,悬挂B球的丝线偏角________________(填“越小”“不变”或“越大”)。
(4)此同学在探究中应用的科学方法是__________(填“累积法”“等效替代法”“控制变量法”或“演绎法”)。
【答案】(1)正 (2)变小
(3)越大 (4)控制变量法
【解析】
【小问1详解】
若要使B球受到的库仑力向右,则A、B应带同种电荷,由于A球带正电,则应使B球带正电荷。
【小问2详解】
保持两球电荷量不变和A球位置不变,将B球悬挂的位置由分别移至、等位置,可发现,悬挂位置向右移动时,两球的距离变大,库仑力变小,则绝缘丝线的偏角变小。
【小问3详解】
保持A球位置不变,B球悬挂的位置和电荷量不变,改变A球所带的电荷量,观察到A球所带的电荷量越大,两球的间的库仑力越大,则悬挂B球的丝线偏角越大。
【小问4详解】
实验过程,先保持两球电荷量不变,改变两球之间的距离;再保持两球距离不变,改变小球所带的电荷量,应用的科学方法是控制变量法。
四、计算题(本题共3小题,13小题12分,14小题12分,15小题17分,共41分。答题时应写出必要的文字说明、方程式及主要计算步骤。)
13. 如图所示,质量的木块A叠放在质量的足够长的木板B上,木板B置于水平地面上,其右端通过水平轻绳与电动机连接,时在电动机带动下木板B由静止开始向右做加速度大小为的匀加速直线运动。已知A、B间动摩擦因数为,木板B与水平地面间动摩擦因数为,重力加速度大小为。在时间内,求
(1)B对A做的功;
(2)木块A和木板B之间的摩擦生热;
(3)电动机对木板B做的功。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)对A根据牛顿第二定律
解得,A的加速度为
2s时A的速度大小为
A的位移为
B对A做的功为
(2)B的位移为
则,木块A和木板B之间的摩擦生热为
(3)对B,根据牛顿第二定律
解得
电动机对木板B做的功为
14. 如图所示,有一质量为、电荷量为的小球(可视为质点)与长为的绝缘轻绳相连,轻绳另一端固定在点,其所在平面存在一与竖直方向夹角为的匀强电场,小球静止在与点等高的点。现给静止的小球一个竖直向下的初速度,小球恰好能绕点在竖直平面内做完整的圆周运动,重力加速度,试求:
(1)所加匀强电场的大小和方向;
(2)求小球运动到圆周最低点时的速度。
【答案】(1),左下与竖直方向夹角;(2)
【解析】
【详解】(1)根据题意可知,小球受三个力处于平衡状态,根据几何关系
电场方向左下与竖直方向夹角
(2)由等效重力法可知,A点的对称点C点为等效最高点。重力与电场力的合力
等效重力加速度
恰好做圆周运动时C点对应的速度
从C点到圆周最低点B点由动能定理可得
解得
15. 如图所示为一粒子分析装置,它由粒子发射源、加速电场、静电分析器、偏转电场四部分组成。粒子发射源可产生初速度为零,质量为,电量为的带电粒子。粒子自板小孔进入加速电场加速后,垂直于板从小孔进入圆弧形的静电分析器,仅在指向圆心的电场力作用下,通过静电分析器的中轴线做四分之一圆周运动,离开静电分析器后沿偏转电场的中轴线水平进入偏转电场区,此时偏转电场中加上如图乙所示的交变电压,最后粒子恰好沿水平方向从偏转电场右侧飞出。已知:板间的加速电压为、静电分析器中轴线处的电场强度大小为、偏转电场的极板长度为、极板间距为、图乙中的偏转电压已知,周期可调节但未知,若带电粒子重力不计。求:
(1)带电粒子到达板的速度的大小;
(2)带电粒子在静电分析器中运动的时间;
(3)带电粒子离开偏转电场时的偏离中轴线的距离。
【答案】(1);(2);(3)(n=1、2、3……)
【解析】
【详解】(1)粒子在加速电场中被加速
带电粒子到达板的速度
(2)在静电分析器中
运动时间
解得
(3)粒子射入偏转电场后,水平方向做匀速运动,传出电场时速度方向仍水平,则竖直速度仍为零,则水平方向
竖直方向
解得
(n=1、2、3……)
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物理试卷
时间:75分钟满分:100分
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28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。)
1. “龟兔赛跑”的寓言故事富含哲理,如图表示“龟兔赛跑”中的乌龟和兔子的位移时间图像,则下列说法中正确的是( )
A. 兔子比乌龟早出发
B. 时刻乌龟和兔子具有共同速度
C. 时刻二者相遇
D. 图像与横轴所围面积表示物体的速度
2. 如图所示,质量为1kg的小球A 与质量未知的滑环B用绕过光滑定滑轮的不可伸长的轻绳连接,连接滑环B的绳与杆垂直并在同一竖直平面内。滑环B套在与竖直方向成 的粗细均匀的固定杆上,滑环和杆间的动摩擦因数 ,初始时滑环恰好不下滑,现对小球A 施加一个水平力F,使小球A在水平力F的作用下沿着圆弧轨迹缓慢上移,设滑环与杆间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 外力 F先增大后减小
B. 滑环B的质量
C. 滑环B受到的摩擦力逐渐变大
D. 固定杆给滑环B的弹力方向垂直于杆向上
3. 一水平放置的木板上有一个质量为2kg的物块,物块和木板间的动摩擦因数为,如果让木板在竖直面内做半径为0.2m的匀速圆周运动,如图所示,木板在运动过程中始终保持水平,若要物块始终保持在木板上不滑动,已知重力加速度,则匀速圆周运动的最大速度为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,倾角为37°的斜面固定在水平面上,小球从斜面上M点的正上方0.2m处由静止下落,在M点与斜面碰撞,之后落到斜面上的N点。已知小球在碰撞前、后瞬间,速度沿斜面方向的分量不变,沿垂直于斜面方向的分量大小不变,方向相反,,,重力加速度大小,忽略空气阻力,则小球从M点开始运动至N点的过程中距离斜面最远的时间为( )
A. 0.2s B. 0.3s C. 0.4s D. 0.5s
5. 2024年1月11日,太原卫星发射中心在山东海阳附近海域使用“引力一号”遥一商业运载火箭将卫星顺利送入预定轨道,飞行试验任务获得圆满成功,这是“引力一号”火箭首次飞行,创造全球最大固体运载火箭、中国运力最大民商火箭纪录。已知卫星的质量为m,在轨道上稳定运行时离地面的高度为h,地球表面附近的重力加速度为g,地球半径为R。卫星的运动可视为匀速圆周运动,不考虑地球自转的影响。下列说法正确的是( )
A. 火箭加速升空过程中,卫星处于失重状态
B. 在轨道上运行时,卫星的线速度将大于地球的第一宇宙速度
C. 在轨道上运行时,卫星的动能为
D. 在轨道上运行时,卫星的速度大小为
6. 质量1kg的带正电滑块,轻轻放在传送带底端。传送带与水平方向夹角为,与滑块间动摩擦因数为,电动机带动传送带以3m/s速度顺时针匀速转动。滑块受到沿斜面向上的4N恒定电场力作用,已知重力加速度为g=10m/s2,则1s内( )
A. 滑块动能增加4J B. 滑块机械能增加12J
C. 由于放上滑块电机多消耗电能为12J D. 滑块与传送带间摩擦产热为4J
7. 电容式加速度传感器的原理如图所示,M和N为电容器两极板:M极板固定,N板两端与两轻弹簧连接,图中P点为两极板中一点且固定不动,当加速度变化时,N极板只能按图中标识的前后方向运动。下列对传感器描述正确的是( )
A. 保持向前匀速运动,电阻R将以恒定功率发热
B. 由匀速突然向前减速时,静电计指针张角变大
C. 由静止突然加速后退时,电流由a向b流过电流表
D. 保持向前匀减速运动时,P点电势持续减小
二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 如图所示,两个皮带轮的转轴分别是O1和O2,设转动时皮带不打滑,则皮带轮上A、B、C三点的速度和角速度关系是( )
A. B.
C. D.
9. 如图所示,真空中有一个正方形平面ABCD,O为正方形的中心,现在A、C两顶点分别固定等量异种点电荷,A为正电荷,C为负电荷,M、N是过O点的正方形垂线上两点且OM大于ON,下列说法正确的是( )
A. 平面ABCD是等势面
B. M、N两点的电场强度大小不等,方向相同
C. 若将电子从O点移动到M点,其电势能增加
D. M点电势等于N点电势
10. 如图所示,虚线1、2、3为某电场中的三条电场线,实线表示某带负电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,则下列说法中正确的是( )
A. 粒子在a点的加速度大小大于在b点的加速度大小
B. 粒子在a点的电势能大于在b点的电势能
C. 粒子在a点的速度大小大于在b点的速度大小
D. a点的电势低于b点的电势
三、实验题(本题共2小题,11小题8分,12小题8分,共16分。)
11. 某同学利用图甲所示的实验装置,探究物体在水平桌面上的运动规律,物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离后停桌面上(尚未到达滑轮处).从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图乙所示.打点计时器电源的须率为(不计空气阻力,)
(1)通过分析纸带数据,可判断重物在两相邻计数点___________和___________之间某时刻落地.
(2)计数点5对应的速度大小___________(保留三位有效数字)
(3)物块减速运动过程中加速度的大小为___________.(保留三位有效数字)
(4)物块与桌面的动摩擦因数为___________
12. 在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中,一同学猜想可能与两电荷的间距和带电荷量有关。他选用了两个带电的小球A和B,将A球放在可移动的绝缘座上并置于铁架台旁,B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C上的位置,如图所示。实验时,先使A球带正电。
(1)若要使B球受到的库仑力向右,应使B球带________________(填“正”或“负”)电荷。
(2)保持两球电荷量不变和A球位置不变,将B球悬挂的位置由分别移至、等位置,可发现,悬挂位置向右移动时,绝缘丝线的偏角________________(填“变小”“不变”或“变大”)。
(3)保持A球位置不变,B球悬挂的位置和电荷量不变,改变A球所带的电荷量,观察到A球所带的电荷量越大,悬挂B球的丝线偏角________________(填“越小”“不变”或“越大”)。
(4)此同学在探究中应用的科学方法是__________(填“累积法”“等效替代法”“控制变量法”或“演绎法”)。
四、计算题(本题共3小题,13小题12分,14小题12分,15小题17分,共41分。答题时应写出必要的文字说明、方程式及主要计算步骤。)
13. 如图所示,质量的木块A叠放在质量的足够长的木板B上,木板B置于水平地面上,其右端通过水平轻绳与电动机连接,时在电动机带动下木板B由静止开始向右做加速度大小为的匀加速直线运动。已知A、B间动摩擦因数为,木板B与水平地面间动摩擦因数为,重力加速度大小为。在时间内,求
(1)B对A做的功;
(2)木块A和木板B之间的摩擦生热;
(3)电动机对木板B做的功。
14. 如图所示,有一质量为、电荷量为的小球(可视为质点)与长为的绝缘轻绳相连,轻绳另一端固定在点,其所在平面存在一与竖直方向夹角为的匀强电场,小球静止在与点等高的点。现给静止的小球一个竖直向下的初速度,小球恰好能绕点在竖直平面内做完整的圆周运动,重力加速度,试求:
(1)所加匀强电场的大小和方向;
(2)求小球运动到圆周最低点时的速度。
15. 如图所示为一粒子分析装置,它由粒子发射源、加速电场、静电分析器、偏转电场四部分组成。粒子发射源可产生初速度为零,质量为,电量为的带电粒子。粒子自板小孔进入加速电场加速后,垂直于板从小孔进入圆弧形的静电分析器,仅在指向圆心的电场力作用下,通过静电分析器的中轴线做四分之一圆周运动,离开静电分析器后沿偏转电场的中轴线水平进入偏转电场区,此时偏转电场中加上如图乙所示的交变电压,最后粒子恰好沿水平方向从偏转电场右侧飞出。已知:板间的加速电压为、静电分析器中轴线处的电场强度大小为、偏转电场的极板长度为、极板间距为、图乙中的偏转电压已知,周期可调节但未知,若带电粒子重力不计。求:
(1)带电粒子到达板的速度的大小;
(2)带电粒子在静电分析器中运动的时间;
(3)带电粒子离开偏转电场时的偏离中轴线的距离。
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