精品解析：吉林省吉林市普通高中2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题

吉林市普通高中2024-2025学年度高二年级上学期期中调研测试物理试题 说明： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，贴好条形码。 2．答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，用0.5毫米的黑色签字笔将答案写在答题卡上。字体工整，笔迹清楚。 3．请按题号顺序在答题卡相应区域作答，超出区域所写答案无效；在试卷上、草纸上答题无效。 4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题（1-7题为单选题，每小题4分，错选或不选得0分；8-10题为多选题，每小题6分，全选对得6分，选对但不全得3分，错选或不选得0分，共46分） 1. 关于下列图表，说法正确的是（ ） A. 图甲和图乙两个实验中蕴含的共同的思想方法是极限思想 B. 图甲和图乙两个实验中蕴含的共同的思想方法是放大思想 C. 图丙中涉及的四个物理量的定义方法都是比值定义法 D. 图丙中涉及的四个物理量的定义方法除电阻外都是比值定义法 2. 如图，充气后的气球在头发上摩擦，再靠近不带电的空易拉罐，在气球未接触易拉罐的情况下，可观察到易拉罐会朝气球方向滚动，关于这一现象，下列说法正确的是（ ） A. 易拉罐靠近气球一侧的带电性质和气球相同 B. 易拉罐远离气球一侧的带电性质和气球相同 C. 气球对易拉罐远、近两侧的作用力均为吸引力 D. 气球对易拉罐远、近两侧的作用力大小相等 3. 如图甲所示是用于检测运动员体脂的手握式体脂秤，其原理是利用人的体液容易导电，而脂肪不易导电的特性，通过测量人体的电阻来计算出身体的脂肪含量。如图乙是某种体脂秤的主要工作电路，电表可视作理想电表，测量时，人手握电路的a、b处，当人的脂肪含量较前一次测量升高时，可知（　　） A. 电流表示数变大 B. 电压表示数变小 C. 电源的效率变大 D. 消耗的功率变大 4. 用多用电表测量某一电阻，将选择开关旋转到“Ω”区域的×100的位置。下列说法正确的是（ ） A. 使用前进行机械调零，使指针停在表盘左侧零刻度处 B. 测量时发现指针偏角过小，应将选择开关重新旋转到×10的位置 C. 测量二极管电阻时，如果示数接近零，此时红表笔接在二极管的正极处 D. 用电压挡测电压时，红表笔应接在电路中电势较低的位置 5. 高大的建筑物上安装避雷针，阴雨天气时可避免雷击，从而达到保护建筑物的目的。如图所示，虚线是某次避雷针即将放电时，带负电的云层和避雷针之间三条等差等势线的分布示意图：实线是空气中某个带电粒子由M点到N点的运动轨迹，不计该带电粒子的重力，则（ ） A. 避雷针尖端带负电 B. 带电粒子带正电 C. 带电粒子越靠近避雷针尖端，其加速度越小 D. 带电粒子在M点的电势能大于在N点的电势能 6. 带有两接线柱的A、B、C三个立方体金属块，其棱长相等，两接线柱分别位于相对的两侧面中心，各自接入电路后进行测量（导体两端均用片状电极接入电路），在同一坐标系中各描出一组金属块两端的电压U和对应通过的电流I，发现三点在同一直线上，但未过坐标原点，如图甲所示，现将A、B、C按图乙方式连接到同一恒电压电源上，下列说法正确的是（　　） A. C的电阻率最大 B. A、B、C的电阻率一样大 C. 图乙中，A两端的电压大于B两端的电压 D. 图乙中，A、B消耗的总电功率大于C消耗的电功率 7. 如图所示，等量同种点电荷放在x轴上，O点为中心，以O为坐标原点沿点电荷连线方向建立坐标轴，下列图像正确的是（ ） A. B. C. D. 8. 电容器是一种重要的电学元件，在电工和电子技术中应用广泛．使用图甲所示电路观察电容器的充电和放电过程．电路中的电流传感器（不计内阻）与计算机相连，可以显示电流随时间的变化．直流电源电动势为E，实验前电容器不带电．先将开关K拨到“1”给电容器充电，充电结束后，再将其拨到“2”，直至放电完毕．计算机显示的电流随时间变化的曲线如图乙所示．则下列说法正确的是（ ） A. 乙图中阴影部分的面积 B. 乙图中阴影部分的面积 C. 由甲、乙两图可判断阻值 D. 由甲、乙两图可判断阻值 9. 如图为台式电风扇，因其小巧便携、可充电等特点深受同学们喜爱。某品牌风扇电阻为0.5Ω，正常工作时的电压为3.7V、功率为4.44W。机内电池容量为。则（ ） A. 该风扇正常工作时的电流为7.4A B. 该风扇正常工作时电动机的机械功率为3.72W C. 该风扇连续正常工作的时间为2.5h D. 电池充满电后储存的总电能约为 10. 如图所示，沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系xOy，空间存在与坐标平面平行的匀强电场（未画出）。以O为圆心的圆周上有一点A（，），一质量为m的带负电小球从A点沿x轴正方向以初速度进入圆形区域，并从B点（图中未标出）以相同的速率离开圆形区域，整个过程小球克服电场力做功为8mgl，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 整个过程小球的重力势能减少量为8mgl B. B点的位置坐标为（，） C. 小球运动过程中的最小速度为 D. 小球所受电场力的大小为 二、实验题（共14分） 11. 某小组要测定一节干电池的电动势E和内阻r（已知E约为1.5V，r约为1Ω），采用图所示电路。 （1）为了调节方便且测量精度更高，电流表和电压表应选______（选填选项前的字母）。 A. 电流表（0～0.6A），电压表（0～3V） B. 电流表（0～0.6A），电压表（0~15V） C. 电流表（0～3A），电压表（0~3V） D. 电流表（0～3A），电压表（0~15V） （2）经过多次测量，他们记录了多组电流表示数I和电压表示数U，并在图中画出了图像。由图像可以得出，此干电池的电动势的测量值______V（保留三位有效数字），内阻的测量值______（保留两位有效数字）。 12. 导电胶具有粘合和导电功能，在医疗辅助中有广泛应用。某研究性学习小组为探究某种导电胶材料电阻率，把导电胶装入玻璃管中，导电胶两端通过电阻不计的金属片与导线相连，如图甲所示。 （1）在装入导电胶之前，先用游标卡尺测量玻璃管的内径，如图乙所示，该玻璃管内径为______cm。 （2）用多用电表粗略测得该导电胶电阻约为30Ω，为精确测量其电阻阻值，现有3.0V的干电池组、开关和若干导线及下列器材： A．电压表0~3V，内阻约1kΩ B．电流表0~20mA，内阻 C．定值电阻1Ω D．定值电阻12.5Ω E．滑动变阻器0~10Ω ①由于电流表量程偏小，需要对电流表进行合理改装，改装时应选______（填器材前面的序号）作为分流电阻。 ②在答题卡上将图中所示器材符号连线，画出实验电路原理图，要求测量结果尽量准确，电压和电流的测量范围尽可能大______。 ③测出电压表读数U、电流表读数I，则该导电胶电阻______（用U、I、Rg、R0表示）。 三、计算题（共40分。要求：写出解题依据、公式、步骤和必要的文字说明） 13. 如图，轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在足够大的平行金属板电容器中。已知两极板相距，小球的电荷量和质量分别为、，电源的电动势和内阻分别为、，电阻，，，重力加速度大小取。求： （1）两端的电压U； （2）轻质细绳与竖直方向的夹角。 14. 如图所示，竖直放置的光滑绝缘细管道，其中部分是半径为的圆弧形管道，部分是固定的水平管道，两部分管道恰好相切于。水平面内的、、三点连线构成边长为等边三角形，连线过点且垂直于。两个带等量异种电荷的点电荷分别固定在、两点，电荷量分别为和。现把质量为、电荷量为的小球（小球直径略小于管道内径，小球可视为点电荷），由管道的处静止释放，已知静电力常量为，重力加速度为。求： (1)小球运动到处时受到电场力的大小； (2)小球从运动到处的时间； (3)小球运动到圆弧最低点处时，管道对小球的弹力大小。 15. 如图甲为直线加速器的一部分及偏转电场的立体图。接在电压大小为、周期为的交变电源上，交变电压如图乙。在时，位于序号为0的金属圆板中央的一个质子，通过圆板0和圆筒1之间的电场由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1。质子在金属圆筒内做匀速运动且时间均为，在金属圆筒之间的狭缝被电场加速，加速时间忽略不计，离开第5个圆筒后从M、N两个极板的正中央水平射入偏转电场。已知M、N两个极板的长度为、距离为，质子质量为、电量为，不考虑质子的重力。 （1）求质子从第5个圆筒射出时的速度大小； （2）要使质子打不到极板上，求M、N两板间所加电压的取值范围； （3）现考虑质子在电场中的加速时间，其他条件不变，假设质子在加速电场中均做匀加速运动，加速电场的宽度均为d，求d的最大值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 吉林市普通高中2024-2025学年度高二年级上学期期中调研测试物理试题 说明： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，贴好条形码。 2．答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，用0.5毫米的黑色签字笔将答案写在答题卡上。字体工整，笔迹清楚。 3．请按题号顺序在答题卡相应区域作答，超出区域所写答案无效；在试卷上、草纸上答题无效。 4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题（1-7题为单选题，每小题4分，错选或不选得0分；8-10题为多选题，每小题6分，全选对得6分，选对但不全得3分，错选或不选得0分，共46分） 1. 关于下列图表，说法正确的是（ ） A. 图甲和图乙两个实验中蕴含的共同的思想方法是极限思想 B. 图甲和图乙两个实验中蕴含的共同的思想方法是放大思想 C. 图丙中涉及的四个物理量的定义方法都是比值定义法 D. 图丙中涉及的四个物理量的定义方法除电阻外都是比值定义法 【答案】B 【解析】 【详解】AB．图甲和图乙两个实验中蕴含的共同的思想方法是放大思想，故A错误，B正确； CD．图丙中涉及的四个物理量的定义方法除点电荷场强外都是比值定义法，故CD错误。 故选B。 2. 如图，充气后的气球在头发上摩擦，再靠近不带电的空易拉罐，在气球未接触易拉罐的情况下，可观察到易拉罐会朝气球方向滚动，关于这一现象，下列说法正确的是（ ） A. 易拉罐靠近气球一侧的带电性质和气球相同 B. 易拉罐远离气球一侧的带电性质和气球相同 C. 气球对易拉罐远、近两侧的作用力均为吸引力 D. 气球对易拉罐远、近两侧的作用力大小相等 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据静电感应，靠近气球一侧与气球带异种电荷，远离一侧与气球带同种电荷，故B正确，A错误； CD．气球对易拉罐远侧为斥力，近侧为吸引力。并且对近侧的力大于远侧的力，故CD错误。 故选B。 3. 如图甲所示是用于检测运动员体脂的手握式体脂秤，其原理是利用人的体液容易导电，而脂肪不易导电的特性，通过测量人体的电阻来计算出身体的脂肪含量。如图乙是某种体脂秤的主要工作电路，电表可视作理想电表，测量时，人手握电路的a、b处，当人的脂肪含量较前一次测量升高时，可知（　　） A. 电流表示数变大 B. 电压表示数变小 C. 电源的效率变大 D. 消耗的功率变大 【答案】C 【解析】 【详解】ABD．当人的脂肪含量较前一次测量升高时，可知ab之间的电阻变大，总电阻变大，总电流减小，则电流表示数变小，R0和内阻上的电压减小，消耗的功率变小，则ab间电压变大，即电压表读数变大；选项ABD错误； C．电源的效率 外电阻变大，则电源效率变大，选项C正确。 故选C。 4. 用多用电表测量某一电阻，将选择开关旋转到“Ω”区域的×100的位置。下列说法正确的是（ ） A. 使用前进行机械调零，使指针停在表盘左侧零刻度处 B. 测量时发现指针偏角过小，应将选择开关重新旋转到×10的位置 C. 测量二极管电阻时，如果示数接近零，此时红表笔接在二极管的正极处 D. 用电压挡测电压时，红表笔应接在电路中电势较低的位置 【答案】A 【解析】 【详解】A．使用前进行机械调零，使指针停在表盘左侧零刻度处，故A正确； B．测量时发现指针偏角过小，说明待测电阻较大，应选择更大的欧姆倍率，应将选择开关重新旋转到×1k的位置，故B错误； C．测量二极管电阻时，如果示数接近零，可知此时测的二极管的正向电阻，则此时黑表笔接在二极管的正极处，故C错误； D．用电压挡测电压时，红表笔应接在电路中电势较高的位置，故D错误。 故选A。 5. 高大的建筑物上安装避雷针，阴雨天气时可避免雷击，从而达到保护建筑物的目的。如图所示，虚线是某次避雷针即将放电时，带负电的云层和避雷针之间三条等差等势线的分布示意图：实线是空气中某个带电粒子由M点到N点的运动轨迹，不计该带电粒子的重力，则（ ） A. 避雷针尖端带负电 B. 带电粒子带正电 C. 带电粒子越靠近避雷针尖端，其加速度越小 D. 带电粒子在M点的电势能大于在N点的电势能 【答案】D 【解析】 【详解】A．云层带负电，则避雷针尖端带正电，故A错误； BD．根据运动轨迹可知，带电粒子所受电场力指向避雷针尖端，则带电粒子带负电；由M点到N点过程，电场力对粒子做正功，电势能减少，则带电粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，故B错误，D正确； C．带电粒子越靠近避雷针尖端，等差等势线越密集，电场强度越大，带电粒子所受电场力越大，加速度越大，故C错误。 故选D。 6. 带有两接线柱的A、B、C三个立方体金属块，其棱长相等，两接线柱分别位于相对的两侧面中心，各自接入电路后进行测量（导体两端均用片状电极接入电路），在同一坐标系中各描出一组金属块两端的电压U和对应通过的电流I，发现三点在同一直线上，但未过坐标原点，如图甲所示，现将A、B、C按图乙方式连接到同一恒电压电源上，下列说法正确的是（　　） A. C的电阻率最大 B. A、B、C的电阻率一样大 C. 图乙中，A两端的电压大于B两端的电压 D. 图乙中，A、B消耗的总电功率大于C消耗的电功率 【答案】C 【解析】 【详解】AB．题图甲中A、B、C与原点O连线的斜率表示电阻值，则 由题意可知三个金属块长度L和横截面积S均相同，则根据电阻定律 可知 故AB错误； C．题图乙中，A、B串联，电流相等，所以A两端的电压大于B两端的电压，故C正确； D．A、B消耗的总电功率为 C消耗的电功率为 所以 故D错误。 故选C。 7. 如图所示，等量同种点电荷放在x轴上，O点为中心，以O为坐标原点沿点电荷连线方向建立坐标轴，下列图像正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】等量同种正点电荷的电场线分布如图所示 AB．由图和对称性可知，轴上点处的场强为零，越靠近正电荷电场强度越大，且每个点电荷两侧的电场强度方向相反，则每个点电荷两侧的电场强度一定是一侧为正方向，另一侧为负方向，故AB错误； CD．由于两点电荷为等量同种正点电荷，可知轴上的电势均大于0；根据沿电场方向电势降低可知，离正点电荷越近，电势越高；图像中，图像的斜率表示电场强度，则离点电荷越近，图像的切线斜率绝对值越大，故C错误，D正确。 故选D。 8. 电容器是一种重要的电学元件，在电工和电子技术中应用广泛．使用图甲所示电路观察电容器的充电和放电过程．电路中的电流传感器（不计内阻）与计算机相连，可以显示电流随时间的变化．直流电源电动势为E，实验前电容器不带电．先将开关K拨到“1”给电容器充电，充电结束后，再将其拨到“2”，直至放电完毕．计算机显示的电流随时间变化的曲线如图乙所示．则下列说法正确的是（ ） A. 乙图中阴影部分的面积 B. 乙图中阴影部分的面积 C. 由甲、乙两图可判断阻值 D. 由甲、乙两图可判断阻值 【答案】A 【解析】 【详解】AB．图乙中阴影面积代表充放电中电容器上的总电量，所以两者相等，选项A正确，B错误； CD．由图乙可知充电瞬间电流大于放电瞬间电流，且充电瞬间电源电压与放电瞬间电容器两极板电压相等，由 解得 选项CD错误。 故选A。 9. 如图为台式电风扇，因其小巧便携、可充电等特点深受同学们喜爱。某品牌风扇电阻为0.5Ω，正常工作时的电压为3.7V、功率为4.44W。机内电池容量为。则（ ） A. 该风扇正常工作时的电流为7.4A B. 该风扇正常工作时电动机的机械功率为3.72W C. 该风扇连续正常工作的时间为2.5h D. 电池充满电后储存的总电能约为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．该风扇正常工作时的电流为 故A错误； B．该风扇正常工作时电动机的发热功率为 该风扇正常工作时电动机的机械功率为 故B正确； C．根据题意可得机内电池容量为 可得该风扇连续正常工作的时间为 故C错误； D．电池充满电后储存的总电能约为 故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系xOy，空间存在与坐标平面平行的匀强电场（未画出）。以O为圆心的圆周上有一点A（，），一质量为m的带负电小球从A点沿x轴正方向以初速度进入圆形区域，并从B点（图中未标出）以相同的速率离开圆形区域，整个过程小球克服电场力做功为8mgl，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 整个过程小球的重力势能减少量为8mgl B. B点的位置坐标为（，） C. 小球运动过程中的最小速度为 D. 小球所受电场力的大小为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．小球从A点到B点，根据动能定理有 解得 可知整个过程小球的重力势能减少量为，故A正确； B．设小球下降的高度为h，则有 解得 根据几何关系，B点的纵坐标为 根据几何关系可知，B点与A点为关于圆相应直径对称的两个点，由于A点与B点速率相等，从A到B全过程，合力做功为0，则小球所受合力方向与AB连线垂直，假设B点与A点关于x轴对称，合力方向沿x轴负方向，小球将做匀变速直线运动，假设不成立；可知，B点与A点一定关于圆心对称，根据几何关系可知，B点的位置坐标为（，），故B错误； D．如图所示 根据几何关系可得 小球受到的合力方向与AB连线垂直，则有 解得小球所受电场力的大小为 故D正确； C．将小球在A点的初速度沿合力方向和垂直合力方向分解，当小球沿合力方向的分速度减为0时，小球的速度最小，则有 故C正确。 故选ACD。 二、实验题（共14分） 11. 某小组要测定一节干电池的电动势E和内阻r（已知E约为1.5V，r约为1Ω），采用图所示电路。 （1）为了调节方便且测量精度更高，电流表和电压表应选______（选填选项前的字母）。 A. 电流表（0～0.6A），电压表（0～3V） B. 电流表（0～0.6A），电压表（0~15V） C. 电流表（0～3A），电压表（0~3V） D. 电流表（0～3A），电压表（0~15V） （2）经过多次测量，他们记录了多组电流表示数I和电压表示数U，并在图中画出了图像。由图像可以得出，此干电池的电动势的测量值______V（保留三位有效数字），内阻的测量值______（保留两位有效数字）。 【答案】（1）A （2） ①. 1.48 ②. 0.80 【解析】 【小问1详解】 由于一节干电池的电动势约为1.5V，则电压表应选（0～3V）；由于r约为1Ω，根据 考虑到外电阻，以及经过电源的电流不能太大，所以电流表应选（0～0.6A）。 故选A。 【小问2详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律可得 可得 可知图像的纵轴截距等于电动势，则有 图像的斜率绝对值等于内阻，则有 12. 导电胶具有粘合和导电功能，在医疗辅助中有广泛应用。某研究性学习小组为探究某种导电胶材料电阻率，把导电胶装入玻璃管中，导电胶两端通过电阻不计的金属片与导线相连，如图甲所示。 （1）在装入导电胶之前，先用游标卡尺测量玻璃管的内径，如图乙所示，该玻璃管内径为______cm。 （2）用多用电表粗略测得该导电胶电阻约为30Ω，为精确测量其电阻阻值，现有3.0V的干电池组、开关和若干导线及下列器材： A．电压表0~3V，内阻约1kΩ B．电流表0~20mA，内阻 C．定值电阻1Ω D．定值电阻12.5Ω E．滑动变阻器0~10Ω ①由于电流表量程偏小，需要对电流表进行合理改装，改装时应选______（填器材前面的序号）作为分流电阻。 ②在答题卡上将图中所示器材符号连线，画出实验电路原理图，要求测量结果尽量准确，电压和电流的测量范围尽可能大______。 ③测出电压表读数U、电流表读数I，则该导电胶电阻______（用U、I、Rg、R0表示）。 【答案】（1）2.25 （2） ①. D ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 10分度游标卡尺的精确值为，由图可知该玻璃管内径为 【小问2详解】 ①[1]估测电路可达到的最大电流为 应并联一个分流电阻，其阻值为 故选D。 ②[2]由于改装后的电流表内阻已知，所以电流表采用内接法；由于滑动变阻器最大阻值较小，同时要满足电压和电流的测量范围尽可能大，所以滑动变阻器采用分压接法，则电路如图所示 ③[3]测出电压表读数U、电流表读数I，则流经导电胶的电流 导电胶两端电压为 故该导电胶的电阻为 三、计算题（共40分。要求：写出解题依据、公式、步骤和必要的文字说明） 13. 如图，轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在足够大的平行金属板电容器中。已知两极板相距，小球的电荷量和质量分别为、，电源的电动势和内阻分别为、，电阻，，，重力加速度大小取。求： （1）两端的电压U； （2）轻质细绳与竖直方向的夹角。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）与并联后的电阻 代入数据解得 由闭合电路欧姆定律有 由 解得 （2）由 解得 对小球进行受力分析，有 解得 14. 如图所示，竖直放置的光滑绝缘细管道，其中部分是半径为的圆弧形管道，部分是固定的水平管道，两部分管道恰好相切于。水平面内的、、三点连线构成边长为等边三角形，连线过点且垂直于。两个带等量异种电荷的点电荷分别固定在、两点，电荷量分别为和。现把质量为、电荷量为的小球（小球直径略小于管道内径，小球可视为点电荷），由管道的处静止释放，已知静电力常量为，重力加速度为。求： (1)小球运动到处时受到电场力的大小； (2)小球从运动到处的时间； (3)小球运动到圆弧最低点处时，管道对小球的弹力大小。 【答案】(1)；(2) ；(3) 【解析】 【详解】(1)设小球在处分别受到和的库仑力分别为和。根据库仑定律有 电场力 (2)到，根据机械能守恒有 到匀速，则有 得 (3)水平方向，根据平衡条件有 竖直方向，根据牛顿第二定律有 根据力的合成原理，可得弹力 得 15. 如图甲为直线加速器的一部分及偏转电场的立体图。接在电压大小为、周期为的交变电源上，交变电压如图乙。在时，位于序号为0的金属圆板中央的一个质子，通过圆板0和圆筒1之间的电场由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1。质子在金属圆筒内做匀速运动且时间均为，在金属圆筒之间的狭缝被电场加速，加速时间忽略不计，离开第5个圆筒后从M、N两个极板的正中央水平射入偏转电场。已知M、N两个极板的长度为、距离为，质子质量为、电量为，不考虑质子的重力。 （1）求质子从第5个圆筒射出时的速度大小； （2）要使质子打不到极板上，求M、N两板间所加电压的取值范围； （3）现考虑质子在电场中的加速时间，其他条件不变，假设质子在加速电场中均做匀加速运动，加速电场的宽度均为d，求d的最大值。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）质子从第5个圆筒射出，在电场中加速了4次，设射出时的速度为，根据动能定理有 解得 （2）粒子在M、N两板间的电场中做类平抛运动，设粒子恰好能从极板间射出偏转电厂，则水平方向有 竖直方向有 而根据牛顿第二定律可得 显然，电势差越大，偏转的竖直位移越大，因此当粒子恰好射出极板时两板间的电势差有最大值，联立以上各式可得 则可得M、N两板间所加电压的取值范围为 （3）根据题意可知，质子每次通过两圆筒间均被加速，而在圆筒中做匀速直线运动，因此可将5次被加速的过程看成一个连贯的匀加速直线运动的过程，根据题意可得质子在电场中加速时的加速度大小为 设质子加速运动的总时间为，则有 可得 而要想质子在加速电场中始终加速，则圆筒必须要跨越正反电场，因此质子在加速电场中的累积时间最长应为，即质子在进入第5个圆筒时电场恰好反向，即有 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $