精品解析：重庆市第八中学2024-2025学年高二上学期第一次月考物理试题

重庆八中2024~2025学年度（上）高二年级第一次月考 物理试卷 一、单选题：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. 如图所示，国产人形机器人“天工”能平稳通过斜坡。若它可以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则它的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于（　　） A. B. C. D. 2. 如图所示，内置金属网高压静电防护服接地，O为防护服内的一点，把一带电量为Q的金属小球移动到距离O点的r处。金属小球可视为点电荷，静电力常量为k，无穷远处电势为0，下列说法正确的是（　　） A. 金属小球在防护服内产生电场为0 B. 金属小球与O点连线中点P处的电势为0 C. 感应电荷在O点处产生的场强大小等于 D. 防护服内金属网左侧外表面带负电，右侧内表面带正电 3. 如图所示，有一均匀带正电的绝缘细圆环，半径为r、带电量为q。点P、Q、N把圆环分为三等分，现取走P、Q处两段弧长为的小圆弧。NO延长线交细圆环与M点，静电力常量为k，关于O点的电场强度（　　） A. 沿OM方向，大小为 B. 沿OM方向，大小为 C. 沿ON方向，大小为 D. 沿ON方向，大小为 4. 如图甲、乙所示的两电路中，定值电阻，电流表和电压表均为理想电表，在两电路两端各加一恒定的电压后，A1和A2示数分别为I1和I2，V1和V2分别为U1和U2，则（　　） A. ； B. ； C. ； D. ； 5. 在如图1所示电路中，定值电阻阻值为，滑动变阻器的调节范围为，事先测得电源的路端电压与电流的关系图像如图2所示，当滑动变阻器的滑片从左端滑到右端的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电源电动势为3V，内阻为 B. 电源的最大效率为90% C. 电阻的最大功率为1.5W D. 电阻的最大功率为1W 6. 如图所示，质量均为m的甲、乙两同学，分别坐在水平放置的轻木板上，木板通过一根原长为l的轻质弹性绳连接，连接点等高且间距为d（d<l）。两木板与地面间动摩擦因数均为μ，弹性绳劲度系数为k，被拉伸时弹性势能E=kx2（x为绳的伸长量）。现用水平力F缓慢拉动乙所坐木板，直至甲所坐木板刚要离开原位置，此过程中两人与所坐木板保持相对静止，k保持不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，则F所做的功等于（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，电源电动势为E，内阻恒为r，R是定值电阻，热敏电阻的阻值随温度的降低而增大，C是平行板电容器，电路中的电表均为理想电表。闭合开关S，带电液滴刚好静止在C内。在温度降低的过程中，分别用I、、和表示电流表A、电压表、电压表和电压表的示数，用、、、和表示电流表A、电压表、电压表和电压表的示数变化量的绝对值。温度降低时，关于该电路工作状态的变化，下列说法正确的是（　　） A. 、、一定都不变 B. 、和均不变 C. 带电液滴一定向下加速运动 D. 电源的工作效率一定变小 二、多选题：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。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 8. 一质量为m的运动员托着质量为M的重物从下蹲状态（图甲）缓慢运动到站立状态（图乙），该过程重物和人的肩部相对位置不变，运动员保持乙状态站立Δt时间后再将重物缓慢向上举，至双臂伸直（图丙）。图甲到图乙、图乙到图丙过程中重物上升高度分别为h1、h2，经历的时间分别为t1、t2，重力加速度为g，则（　　） A. 地面对运动员的冲量为（M+m）g（t1+t2+Δt），地面对运动员做的功为0 B. 地面对运动员的冲量为（M+m）g（t1+t2），地面对运动员做的功为（M+m）g（h1+h2） C. 运动员对重物的冲量为Mg（t1+t2+Δt），运动员对重物做的功为Mg（h1+h2） D. 运动员对重物的冲量为Mg（t1+t2），运动员对重物做的功为Mg（h1+h2） 9. 电容式话筒是录音棚中最常用设备。采集端原理图如图所示，背板和振膜可视为构成平行板电容器，当声波密部靠近振膜时振膜产生向右的形变，疏部靠近振膜时振膜产生向左的形变。已知不采集声音时电容器电荷量稳定，则（　　） A. 不采集声音时，a点电势高于b点电势 B. 不采集声音时，a点电势等于b点电势 C. 当疏部靠近时，a点电势低于b点电势 D. 当密部靠近时，a点电势低于b点电势 10. 如图所示，竖直面内有一半径为R的圆，圆的直径AB水平，C为圆周上一点，OC与AB成角，现有一匀强电场，其电场方向在该圆所在的竖直平面内，但方向未知。一质量为m，电荷量为q的带正电小球以相同的初动能从A点沿各个方向射入圆形区域，又从圆周上不同点离开，其中从B点离开的小球动能最大；若仅场强大小减小为原来的四分之一，则在A点沿与AB成角斜向右上方射入的小球，恰能从C点离开，且离开时此小球动能最大，则下列说法正确的是（　　） A. 变化前的场强大小为 B. 小球的初动能一定等于 C. 该电场方向一定与AB成角斜向右上方 D. 电场变化前，小球在B点的动能为 三、实验题：本题共2个小题，共15分，第11题6分，第12题9分。 11. 在“金属丝电阻率的测量”的实验中： （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量示数如图1所示，金属丝直径____。 （2）按图2所示的电路测量金属丝的电阻。小明将单刀双掷开关分别打到a处和b处，通过观察分析，发现电压表示数变化更明显，由此判断开关打到_____（填“a”、“b”）处时进行实验系统误差较小。 （3）小明为了消除系统误差，他设计用电流计G和电阻箱替代V，电路如图3所示。实验绘制出了图像是如图4所示直线，斜率为k，纵截距为b。为电阻箱阻值读数，I为A示数，为G示数。试求____。 12. 在测量电源的电动势和内阻的实验中，实验室提供的器材有： 干电池一节（电动势约，内阻小于）； 电压表V（量程，内阻约）； 电流表A（量程，内阻约）； 滑动变阻器R（最大阻值为）； 定值电阻R（阻值）； 开关一个，导线若干。 （1）小明同学按照如图所示的电路进行实验，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是_______。 A. 电压表分流 B. 干电池内阻较小 C. 电流表内阻较小 （2）针对电压表示数的变化范围比较小的问题，小明利用现有的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如下表所示。 序号 1 2 3 4 5 6 7 0.08 0.14 0.20 0.26 032 0.36 0.40 1.35 1.20 1.05 0.88 0.73 0.71 0.52 用笔画线代替导线，请按照改进后的方案，将图1中的实物图连接成完整电路______。 （3）根据表中数据画出的图像（如图2所示）可得，电源的内阻为________（保留2位有效数字）。 （4）考虑到电压表分流会引起测量误差，小明用作图的方法进行误差分析，图中实线对应测量值，虚线对应真实值，所作的图像中正确的是_______。 A. B. C. D. 四、计算题：本大题共3小题，共42分。13题10分，14题14分，15题18分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分。 13. 如图所示电路，电源电动势为E，内阻为，定值电阻，闭合、断开，电流表的示数是；闭合和，电流表的示数是，此时电动机竖直向上匀速吊起质量为的重物，已知电动机线圈电阻为，电流表、电压表均为理想电表，不计一切阻力，取，求： (1)电源电动势E； (2)闭合和时，重物向上运动的速率。 14. 如图，质量为2kg的小球A（视为质点）在细绳和OP作用下处于平衡状态，细绳，与竖直方向的夹角均为60°。质量为6kg的木板B静止在光滑水平面上，质量为2kg的物块C静止在B的左端。剪断细绳，小球A开始运动。（重力加速度g取） （1）求A运动到最低点时细绳OP所受的拉力。 （2）A在最低点时，细绳OP断裂。A飞出后恰好与C左侧碰撞（时间极短）、碰后A竖直下落，C水平向右运动。求碰后C速度大小。 （3）A、C碰后，C相对B滑行4m后与B共速。求C和B之间的动摩擦因数。 15. 如图甲所示，两块间距为d的金属板A、B水平平行放置，金属板右侧竖直放置一垂直于金属板的足够大的屏，屏到金属板右端的距离等于金属板长度。大量质量为m、电荷量为e的质子由静止开始，经电压为U0的电场加速后，连续不断地沿金属板的中轴线方向射入两板之间。两板间电压按如图乙所示的规律作周期性变化，周期，离开偏转电场的质子通过两板间的时间均为偏转电场变化周期的1.5倍，求：（不计质子之间的相互作用，计算结果不用T表示） (1)质子射入偏转电场时的速度大小、水平金属板的长度L； (2)时刻射入偏转电场的质子，穿出两板之间时的动能Ek； (3)从偏转电场射出的质子打到屏上，向下偏离轴线的最大距离ym。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 重庆八中2024~2025学年度（上）高二年级第一次月考 物理试卷 一、单选题：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. 如图所示，国产人形机器人“天工”能平稳通过斜坡。若它可以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则它的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意可知机器人“天工”它可以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走，对“天工”分析有 可得 故选B。 2. 如图所示，内置金属网的高压静电防护服接地，O为防护服内的一点，把一带电量为Q的金属小球移动到距离O点的r处。金属小球可视为点电荷，静电力常量为k，无穷远处电势为0，下列说法正确的是（　　） A. 金属小球在防护服内产生的电场为0 B. 金属小球与O点连线中点P处的电势为0 C. 感应电荷在O点处产生的场强大小等于 D. 防护服内金属网左侧外表面带负电，右侧内表面带正电 【答案】C 【解析】 【详解】A．防护服内各点的场强为零，即带电的金属小球在防护服内产生的电场与感应电荷在该点的场强等大反向，即金属小球在防护服内产生的电场不为0，选项A错误； B．人体接地，则人体上O点的电势为零，金属小球与O点连线中点P处的电势不为0，选项B错误； C．因O点的合场强为零，即感应电荷在O点的场强与电荷Q在O点的场强等大反向，则感应电荷在O点处产生的场强大小等于Q在O点产生的场强大小，即，选项C正确； D．因人体接地，可知防护服内金属网左右侧外表面均不带电，选项D错误。 故选C。 3. 如图所示，有一均匀带正电的绝缘细圆环，半径为r、带电量为q。点P、Q、N把圆环分为三等分，现取走P、Q处两段弧长为的小圆弧。NO延长线交细圆环与M点，静电力常量为k，关于O点的电场强度（　　） A. 沿OM方向，大小为 B. 沿OM方向，大小为 C. 沿ON方向，大小为 D. 沿ON方向，大小为 【答案】A 【解析】 【详解】圆环上电荷分布均匀，P、Q处取走的电荷量为 已知点P、Q、N把圆环分为三等分，所以取走前P、Q处电荷在O点的合电场强度为 方向沿ON方向。那么，剩余电荷在O点的电场强度大小为，方向沿OM方向。 故选A。 4. 如图甲、乙所示的两电路中，定值电阻，电流表和电压表均为理想电表，在两电路两端各加一恒定的电压后，A1和A2示数分别为I1和I2，V1和V2分别为U1和U2，则（　　） A. ； B. ； C. ； D. ； 【答案】A 【解析】 【详解】甲图中三个电阻并联，电流表A1测量的是 电流之和，A2测量的是 电流之和，故 乙图中三个电阻串联，电流表V1测量的是 电压之和，V2测量的是 电压之和，故 故选A。 5. 在如图1所示电路中，定值电阻阻值为，滑动变阻器的调节范围为，事先测得电源的路端电压与电流的关系图像如图2所示，当滑动变阻器的滑片从左端滑到右端的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电源的电动势为3V，内阻为 B. 电源的最大效率为90% C. 电阻的最大功率为1.5W D. 电阻的最大功率为1W 【答案】C 【解析】 【详解】A．由闭合电路欧姆定律得 所以 所以由U-I图像可得 故A错误； B．因为电源效率为 所以当滑动变阻器的滑片在左端时，效率最大，为 故B错误； C．利用等效内阻法，可知当滑动变阻器阻值为 时，有最大功率为 故C正确； D．因为电阻的功率为 所以当电路电流最大时，功率最大，即滑动变阻器滑片处于右端时，此时电路电流为 解得 故D错误。 故选C。 6. 如图所示，质量均为m的甲、乙两同学，分别坐在水平放置的轻木板上，木板通过一根原长为l的轻质弹性绳连接，连接点等高且间距为d（d<l）。两木板与地面间动摩擦因数均为μ，弹性绳劲度系数为k，被拉伸时弹性势能E=kx2（x为绳的伸长量）。现用水平力F缓慢拉动乙所坐木板，直至甲所坐木板刚要离开原位置，此过程中两人与所坐木板保持相对静止，k保持不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，则F所做的功等于（　　） A. B. C D. 【答案】B 【解析】 【详解】当甲所坐木板刚要离开原位置时，对甲及其所坐木板整体有 解得弹性绳的伸长量 则此时弹性绳的弹性势能为 从开始拉动乙所坐木板到甲所坐木板刚要离开原位置的过程，乙所坐木板的位移为 则由功能关系可知该过程F所做的功 故选B。 7. 如图所示，电源电动势为E，内阻恒为r，R是定值电阻，热敏电阻的阻值随温度的降低而增大，C是平行板电容器，电路中的电表均为理想电表。闭合开关S，带电液滴刚好静止在C内。在温度降低的过程中，分别用I、、和表示电流表A、电压表、电压表和电压表的示数，用、、、和表示电流表A、电压表、电压表和电压表的示数变化量的绝对值。温度降低时，关于该电路工作状态的变化，下列说法正确的是（　　） A. 、、一定都不变 B. 、和均不变 C. 带电液滴一定向下加速运动 D. 电源的工作效率一定变小 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据欧姆定律，有 依题意，温度降低时热敏电阻的阻值增大。不变，、都增大，故A错误； B．根据欧姆定律，有 保持不变，由闭合电路欧姆定律，有 解得 保持不变，同理，可得 解得 保持不变，故B正确； C．带电液滴在平行板中受到向上的电场力和向下的重力处于平衡状态，在温度降低的过程，热敏电阻RT阻值变大，回路中电流变小，路端电压增大，由于流过定值电阻R的电流变小，所以分的电压也就变小，而路端电压增大，故V2读数增大，平行板间的电场强度也增大，导致带电液滴向上运动，故C错误； D．电源的效率为 由于路端电压增大，所以电源的工作效率一定变大，故D错误。 故选B。 二、多选题：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。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 8. 一质量为m的运动员托着质量为M的重物从下蹲状态（图甲）缓慢运动到站立状态（图乙），该过程重物和人的肩部相对位置不变，运动员保持乙状态站立Δt时间后再将重物缓慢向上举，至双臂伸直（图丙）。图甲到图乙、图乙到图丙过程中重物上升高度分别为h1、h2，经历的时间分别为t1、t2，重力加速度为g，则（　　） A. 地面对运动员的冲量为（M+m）g（t1+t2+Δt），地面对运动员做的功为0 B. 地面对运动员的冲量为（M+m）g（t1+t2），地面对运动员做的功为（M+m）g（h1+h2） C. 运动员对重物的冲量为Mg（t1+t2+Δt），运动员对重物做的功为Mg（h1+h2） D. 运动员对重物的冲量为Mg（t1+t2），运动员对重物做的功为Mg（h1+h2） 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．运动员将重物缓慢上举，可认为是平衡状态，地面对运动员的支持力为 F=（M+m）g 整个过程的时间为t1+t2+Δt，根据I=Ft可知地面对运动员的冲量为 I=（M+m）g（t1+t2+Δt） 地面对运动员的支持力没有位移，地面对运动员做的功为0，故A正确，B错误； CD．运动员对重物的作用力为Mg，作用时间为t1+t2+Δt，运动员对重物的冲量为 I2=Mg（t1+t2+Δt） 重物的位移为h1+h2，根据W=Flcos α可知，运动员对重物做的功为 W=Mg（h1+h2） 故C正确，D错误。 故选AC。 9. 电容式话筒是录音棚中最常用设备。采集端原理图如图所示，背板和振膜可视为构成平行板电容器，当声波密部靠近振膜时振膜产生向右的形变，疏部靠近振膜时振膜产生向左的形变。已知不采集声音时电容器电荷量稳定，则（　　） A. 不采集声音时，a点电势高于b点电势 B. 不采集声音时，a点电势等于b点电势 C. 当疏部靠近时，a点电势低于b点电势 D. 当密部靠近时，a点电势低于b点电势 【答案】BC 【解析】 【详解】AB. 不采集声音时，电容器电容不变，带电量不变，回路中无电流，可知a点电势等于b点电势，选项A错误，B正确； CD. 当疏部靠近时，振膜产生向左的形变，两板间距变大，则由 可知电容C减小，电容器放电，电流由b流向a，即a点电势低于b点电势；同理可知当密部靠近时，a点电势高于b点电势，选项C正确，D错误。 故选BC。 10. 如图所示，竖直面内有一半径为R的圆，圆的直径AB水平，C为圆周上一点，OC与AB成角，现有一匀强电场，其电场方向在该圆所在的竖直平面内，但方向未知。一质量为m，电荷量为q的带正电小球以相同的初动能从A点沿各个方向射入圆形区域，又从圆周上不同点离开，其中从B点离开的小球动能最大；若仅场强大小减小为原来的四分之一，则在A点沿与AB成角斜向右上方射入的小球，恰能从C点离开，且离开时此小球动能最大，则下列说法正确的是（　　） A. 变化前的场强大小为 B. 小球的初动能一定等于 C. 该电场方向一定与AB成角斜向右上方 D. 电场变化前，小球在B点的动能为 【答案】ABC 【解析】 【详解】AC．所有微粒都是以相同的动能射入圆面，射出时的动能最大，即动能的变化量最大，根据动能定理可知合外力做的功最大；电场强度为E时，在B点处射出的微粒动能最大，说明此时微粒受到的合外力与圆上B点的切线垂直且指向B；电场强度为 时，在C点处射出的微粒动能最大，说明此时微粒受到的合外力与圆上C点的切线垂直且指向C，则设电场强度沿着AB的右上方且与AB 的夹角为α，受力图像如下   根据几何关系和力的合成准则有： qEsinα=mg 联立解得 α=30° 故AC正确； B．由上分析可知，在A点沿与AB成 30° 角斜向右上方射入的微粒做类平抛运动， 加速度为 微粒运动到C点的“水平”位移 x=Rcos30°==v0t 竖直位移 联立解得 所以初动能 故B正确； D．电场变化前，微粒受到的合力为 从A点到B点有动能定理得 F∙2R=EkB-Ek0 联立解得 故D项错误。 故选ABC。 三、实验题：本题共2个小题，共15分，第11题6分，第12题9分。 11. 在“金属丝电阻率的测量”的实验中： （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量示数如图1所示，金属丝直径____。 （2）按图2所示的电路测量金属丝的电阻。小明将单刀双掷开关分别打到a处和b处，通过观察分析，发现电压表示数变化更明显，由此判断开关打到_____（填“a”、“b”）处时进行实验系统误差较小。 （3）小明为了消除系统误差，他设计用电流计G和电阻箱替代V，电路如图3所示。实验绘制出了图像是如图4所示直线，斜率为k，纵截距为b。为电阻箱阻值读数，I为A示数，为G示数。试求____。 【答案】（1）0.500（0.498-0.502均可） （2）a （3） 【解析】 【小问1详解】 由图中的显示可知，螺旋测微器读数为 【小问2详解】 单刀双掷开关分别打到a处和b处，发现电压表示数变化更明显，说明电流表分压对实验影响较大，应采用电流表外接法，即开关应接a处。 【小问3详解】 根据并联电路两支路电压相等可得 化简整理可得 图像中的斜率为，所以可得 12. 在测量电源的电动势和内阻的实验中，实验室提供的器材有： 干电池一节（电动势约，内阻小于）； 电压表V（量程，内阻约）； 电流表A（量程，内阻约）； 滑动变阻器R（最大阻值为）； 定值电阻R（阻值）； 开关一个，导线若干。 （1）小明同学按照如图所示的电路进行实验，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是_______。 A. 电压表分流 B. 干电池内阻较小 C. 电流表内阻较小 （2）针对电压表示数的变化范围比较小的问题，小明利用现有的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如下表所示。 序号 1 2 3 4 5 6 7 0.08 0.14 0.20 0.26 032 0.36 0.40 1.35 1.20 1.05 0.88 0.73 0.71 0.52 用笔画线代替导线，请按照改进后的方案，将图1中的实物图连接成完整电路______。 （3）根据表中数据画出的图像（如图2所示）可得，电源的内阻为________（保留2位有效数字）。 （4）考虑到电压表分流会引起测量误差，小明用作图的方法进行误差分析，图中实线对应测量值，虚线对应真实值，所作的图像中正确的是_______。 A. B. C. D. 【答案】（1）B （2） （3）0.67 （4）C 【解析】 小问1详解】 根据闭合电路的欧姆定律 U=E-Ir U-I图像斜率的绝对值表示电源的内阻，如果电源内阻较小，则图像斜率绝对值就会很小，即相同的电流变化量时，电压表的读数变化范围就会较小。 故选B。 【小问2详解】 将定值电阻与电源串联即可解决上述问题，电路如图 【小问3详解】 由图像的斜率可知电源内阻 【小问4详解】 由于电压表的分流作用电流的测量值小于流过电源的真实值，当外电路短路时电流的测量值等于真实值。 故选C。 四、计算题：本大题共3小题，共42分。13题10分，14题14分，15题18分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分。 13. 如图所示电路，电源电动势为E，内阻为，定值电阻，闭合、断开，电流表的示数是；闭合和，电流表的示数是，此时电动机竖直向上匀速吊起质量为的重物，已知电动机线圈电阻为，电流表、电压表均为理想电表，不计一切阻力，取，求： (1)电源电动势E； (2)闭合和时，重物向上运动的速率。 【答案】(1)6.00V；(2)0.68m/s 【解析】 【详解】(1)闭合、断开，电流表的示数是，由闭合电路欧姆定律有 (2)闭合和，电流表的示数是，则路端电压为 此时流过电动机的电流为 则电动机的输出功率为 重物向上运动的速率 14. 如图，质量为2kg的小球A（视为质点）在细绳和OP作用下处于平衡状态，细绳，与竖直方向的夹角均为60°。质量为6kg的木板B静止在光滑水平面上，质量为2kg的物块C静止在B的左端。剪断细绳，小球A开始运动。（重力加速度g取） （1）求A运动到最低点时细绳OP所受的拉力。 （2）A在最低点时，细绳OP断裂。A飞出后恰好与C左侧碰撞（时间极短）、碰后A竖直下落，C水平向右运动。求碰后C的速度大小。 （3）A、C碰后，C相对B滑行4m后与B共速。求C和B之间的动摩擦因数。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】根据题意，设AC质量为，B的质量为，细绳长为，初始时细线与竖直方向夹角。 （1）A开始运动到最低点有 对最低点受力分析，根据牛顿第二定律得 解得 ， （2）A与C相碰时，水平方向动量守恒，由于碰后A竖直下落可知 故解得 （3）A、C碰后，C相对B滑行4m后与B共速，则对CB分析，过程中根据动量守恒可得 根据能量守恒得 联立解得 15. 如图甲所示，两块间距为d金属板A、B水平平行放置，金属板右侧竖直放置一垂直于金属板的足够大的屏，屏到金属板右端的距离等于金属板长度。大量质量为m、电荷量为e的质子由静止开始，经电压为U0的电场加速后，连续不断地沿金属板的中轴线方向射入两板之间。两板间电压按如图乙所示的规律作周期性变化，周期，离开偏转电场的质子通过两板间的时间均为偏转电场变化周期的1.5倍，求：（不计质子之间的相互作用，计算结果不用T表示） (1)质子射入偏转电场时的速度大小、水平金属板的长度L； (2)时刻射入偏转电场的质子，穿出两板之间时的动能Ek； (3)从偏转电场射出的质子打到屏上，向下偏离轴线的最大距离ym。 【答案】(1) ；；(2)；(3) 【解析】 【详解】(1)由题意得 解得 质子在水平方向做匀速直线运动，故有 (2)取向下为正，质子在进入电场后在竖直方向先受到向下的电场力，再受到向上的电场力，且加速大小不变，因此可得沿电场方向的速度随时间变化的图象如下图所示 质子出电场的时间为 由牛顿第二定律得，质子在电场中的加速度大小为 出电场时竖直方向的速度为 此时的速度为 则穿出两板之间时的动能为 (3)质子在进入电场后的竖直速度与时间图象如下图所示 因此在竖直方向的最大速度为 则由图象可知，此时向下偏移的最大距离为 则质子不能打到屏上，故因舍去。 设时刻进入电场的粒子恰能飞离偏移电场打到屏上，则 解得 该质子离开偏转电场时的向下速度为 设时刻射入的质子恰能飞离偏转电场，则 解得 该质子离开偏转电场时向下速度为 则该质子打到屏上，向下偏离轴线的最大距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$