精品解析：湖南省岳阳市岳阳县第一中学2024-2025学年高二上学期10月月考物理试题

2024年10月高二物理月考试题 一．选择题（共8小题，满分32分，每小题4分） 1. 如图所示是一质点做简谐运动的图像，下列说法正确的是（　　） A. 该质点振动的周期为4s B. 该质点振动的频率为0.5Hz C. 该质点振动的振幅为10cm D. 质点在一个周期内通过的位移为20cm 2. 摩擦纳米发电机是一种新型发电装置，由两个导体板以及附着在导体板上的两种不同电介质组成，两种电介质重复性的接触分离，可以将机械能转化为电能，当发电机两极板处于如图所示状态时，可以等效为一个平行板电容器，其电容的大小是影响发电性能的重要参数之一，在以下方法中，可以增大电容值的是（　　） A. 将介电质ab拔出 B. 更换介电常数更大的电介质 C. 同时减小两个导体板和附着在导体板上电介质a、b的面积 D. 增大导体板间的距离 3. “甩绳”运动可以提升健身者的爆发力、心肺耐力等，健身者把绳子的一端固定，用手握住绳子的另一端，健身者根据锻炼的需要以不同的频率、不同的幅度上下抖动绳子，绳子就在竖直面内形成波形，某时刻的波形图如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 手握住绳子的握点O的起振方向向下 B. 若手上下振动的频率减小，则该波的波长将变小 C. 若手上下振动的频率增大，则绳波传到固定端的时间变短 D. 若手上下振动的频率减小，则绳波传到固定端的时间变短 4. 下列说法中正确的是（　　） A. 只有体积很小的带电体才能看成是点电荷 B. 电流有方向，是矢量 C. 表明导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体的电流强度成反比 D. 电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位 5. 某电场的电场线分布如图实线所示，一带正电粒子使在电场力作用下经A点运动到B点：运动轨迹如虚线所示。则粒子的加速度a、动能Eₖ、电势能Ep的变化情况是（　　） A. B. C. D. 6. 图中有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿②轨迹落到 B板中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为（　　） A. U1∶U2＝1∶8 B. U1∶U2＝1∶1 C. U1∶U2＝1∶2 D. U1∶U2＝2∶1 7. 如图所示，竖直平面内的固定光滑圆形绝缘轨道的半径为R，A、B两点分别是圆形轨道的最低点和最高点，圆形轨道上C、D两点的连线过圆心O且OC与竖直向下方向的夹角为60°。空间存在方向水平向右且平行圆形轨道所在平面的匀强电场，一质量为m的带负电小球（视为质点）恰好能沿轨道内侧做完整的圆形轨道运动，且小球通过D点时的速度最小。重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 小球受到的电场力大小为 B. 小球通过D点时的速度大小为 C. 小球在运动过程中的最大速度为 D. 小球通过C点时所受轨道的作用力大小为12mg 8. 如图所示，带电荷量为Q的正点电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底端C点，斜面上有A、B、D三点，A和C相距为L，B为AC的中点，D为AB的中点。现将一带电小球从A点由静止释放，当带电小球运动到B点时速度恰好为零。已知重力加速度为g，带电小球在A点处的加速度大小为，静电力常量为k。则下列说法中正确的是（　　） A. 小球从A到B的过程中，速度最大的位置在BD之间 B. 小球运动到B点时的加速度大于 C. BD之间的电势差UBD小于DA之间的电势差UDA D. AB之间的电势差 二．多选题（共4小题，满分20分，每小题5分） 9. 两个较大的平行金属板A、B相距为d，分别接在电压为U的电源正、负极上，这时质量为m，带电油滴恰好静止在两极之间，如图所示，在其它条件不变的情况下，那么在下列的过程中（　　） A. 如果保持连接电源，将两极距离不变，非常缓慢地错开一些，电流计中电流从a流向b B. 如果保持连接电源，将A板上移，油滴将向上加速运动 C. 如果断开电源，A板上移，B板接地，油滴静止不动，油滴处电势减小 D. 如果断开电源，两板间接静电计，B板下移，静电计指针张角变大 10. 如图所示，实线为某一点电荷的电场线，虚线为某带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则（　　） A. 粒子一定带正电 B. 粒子在c点的速度比在b点的速度小 C. 粒子在c点的电势能比在b点的电势能小 D. c点电势比a点低 11. 如图甲所示，A、B为一对平行金属板，它们分别接在交流电源的两端，其两端电压随时间变化的关系如图乙所示，不计重力的带电粒子刚开始时静止在A、B正中间位置处，下列说法中正确的是（　　） A. 若在时释放粒子，则粒子运动方向一定改变 B. 若在时释放粒子，则粒子一定会打到某一金属板上 C. 若在时释放粒子，则粒子一定会打到某一金属板上 D. 若在时释放粒子，则粒子一定会打到某一金属板上 12. 如图所示，一列横波在x轴上传播，在时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示，下列说法中正确的是（　　） A. 由该波形曲线读出这列波的振幅为0.2m B. 该波形曲线上的质点振动的周期可能是0.3s C. 若周期大于，则可能的最小波速是20m/s D. 若周期大于，则可能的最大波速是140m/s 三．实验题（共1小题，满分8分，每小题8分） 13. 一学习小组要用伏安法尽量准确地描绘一个标有“3V 1.5W”的小灯泡的I-U图线，现有下列器材供选用： A．电源E（电动势3V，内阻较小） B．开关一个、导线若干 C．滑动变阻器R1（0~10Ω，额定电流为1A） D．电压表V1（0~6V，内阻约10kΩ） E．电压表V2（0~3V，内阻约为3kΩ） F．电流表A1（量程300mA、内阻约为5Ω） G．电流表A2（量程600mA、内阻约为1Ω） H．定值电阻R0=5Ω （1）实验中电流表应选用______，电压表应选用______（填相应器材前的字母）； （2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（b）所示，由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻______（填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率______（填“增大”“不变”或“减小”）； （3）实验过程中同学心想在原有的实验器材的基础上还可以精确测量电流表A1的内阻值，于是设计了如图（c）所示的电路图，在正确操作后，记录得到A1的示数为I1，A2的示数为I2，则用已知物理量表示电流表A1的内阻r1表达式为______。 四．解答题（共3小题，满分40分） 14. 如图所示，激光笔发出一束激光射向水面O点，经折射后在水槽底部形成一光斑P。已知入射角，水的折射率，真空中光速。 （1）求激光在水中传播的速度大小v； （2）激光在水中的折射角大小； （3）打开出水口放水，求水放出过程中光斑P移动的距离x与水面下降距离h的关系。 15. 如图甲所示，电子枪连续不断均匀地发出电子（设电子的初速度为零），经加速电压为U1的加速电场加速后由小孔穿出，沿两个靠近的水平金属板A、B间的中线射入偏转电场，A、B两板距离为d、A、B两板间加周期性变化的电压，UAB如图乙所示，电压变化周期为T，正半周电压绝对值为U0，负半周电压绝对值为3U0，电子质量为m、电子电量的绝对值为e，不计电子的重力，也不计电子间的相互作用力，且所有电子都能离开偏转电场，求： （1）电子从加速电场飞出后的速度v0多大； （2）A、B极板长设为L，若，求：从t=0时刻射入偏转电场的电子在离开偏转电场时的偏转距离y； （3）在满足（2）的条件下，在足够长的时间内从中线下方离开偏转电场的电子占电子总数的比例。 16. 如图所示，竖直平面内有一段绝缘的圆弧轨道AB和绝缘的水平轨道BC相切于B，其中AB圆弧轨道的圆心为O，，圆心角θ＝53°，圆弧轨道光滑，BC轨道粗糙且足够长，滑块与轨道间的动摩擦因数μ＝0.5，轨道AB左侧d＝0.6m的区域存在一竖直向下匀强电场，BC轨道区域存在水平向右的匀强电场，一质量为m＝0.2kg，电量的滑块以一定的初速度从电场的左边界水平射入，滑块恰好能做直线运动，假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。求： （1）滑块的电性和的大小； （2）若电场大小不变，方向反向，要使滑块恰好能从A点沿切线滑入轨道，求滑块水平射入电场时的初速度，以及进入A点时的速度； （3）在第（2）问的条件下，若电场的大小可在0到范围内调节，当取不同值时，求滑块最终因摩擦而产生的热量。（Q可用表示） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024年10月高二物理月考试题 一．选择题（共8小题，满分32分，每小题4分） 1. 如图所示是一质点做简谐运动的图像，下列说法正确的是（　　） A. 该质点振动的周期为4s B. 该质点振动的频率为0.5Hz C. 该质点振动的振幅为10cm D. 质点在一个周期内通过的位移为20cm 【答案】A 【解析】 【详解】A．该质点振动的周期为4s，A正确； B．该质点振动的频率为0.25Hz，B错误； C．该质点振动的振幅为5cm，C错误； D．质点在一个周期内通过的位移为0cm，路程为20cm，D错误。 故选A。 2. 摩擦纳米发电机是一种新型发电装置，由两个导体板以及附着在导体板上的两种不同电介质组成，两种电介质重复性的接触分离，可以将机械能转化为电能，当发电机两极板处于如图所示状态时，可以等效为一个平行板电容器，其电容的大小是影响发电性能的重要参数之一，在以下方法中，可以增大电容值的是（　　） A. 将介电质ab拔出 B. 更换介电常数更大的电介质 C. 同时减小两个导体板和附着在导体板上电介质a、b的面积 D. 增大导体板间的距离 【答案】B 【解析】 【详解】根据电容决定式 A．将介电质ab拔出，板间介电常数变小，则电容减小，故A错误； B．更换介电常数更大的电介质，则电容增大，故B正确； C．同时减小两个导体板和附着在导体板上电介质a、b的面积，正对面积减小，则电容减小，故C错误； D．增大导体板间的距离，则电容减小，故D错误。 故选B。 3. “甩绳”运动可以提升健身者的爆发力、心肺耐力等，健身者把绳子的一端固定，用手握住绳子的另一端，健身者根据锻炼的需要以不同的频率、不同的幅度上下抖动绳子，绳子就在竖直面内形成波形，某时刻的波形图如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 手握住绳子的握点O的起振方向向下 B. 若手上下振动的频率减小，则该波的波长将变小 C. 若手上下振动的频率增大，则绳波传到固定端的时间变短 D. 若手上下振动的频率减小，则绳波传到固定端的时间变短 【答案】A 【解析】 【详解】A．由波形图的最前端可知，波所到达的位置质点振动方向向下，可知手握住绳子的握点O的起振方向向下，选项A正确； B．若手上下振动的频率减小，因波速不变，根据 则该波的波长将变大，选项B错误； CD．无论手上下振动的频率增大还是减小，因波速不变，则绳波传到固定端的时间不变，选项CD错误。 故选A。 4. 下列说法中正确的是（　　） A. 只有体积很小的带电体才能看成是点电荷 B. 电流有方向，是矢量 C. 表明导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体的电流强度成反比 D. 电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位 【答案】D 【解析】 【详解】A．当两个带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状大小及电荷分布对它们之间的相互作用的影响可以忽略时，这两个带电体均可看成点电荷，所以体积很小的带电体不一定能看成是点电荷，故A错误； B．电流有方向，但电流的运算满足代数法则，而矢量的运算满足平行四边形定则，故电流是标量，故B错误； C．导体的电阻是由电阻本身决定的，与两端的电压和通过的电流大小无关，故C错误； D．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位，故D正确。 故选D。 5. 某电场的电场线分布如图实线所示，一带正电粒子使在电场力作用下经A点运动到B点：运动轨迹如虚线所示。则粒子的加速度a、动能Eₖ、电势能Ep的变化情况是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】粒子受到电场力的方向指向轨迹凹的一侧，根据粒子的运动轨迹，可知电场力对粒子做正功，则粒子的动能增加，电势能减小，所以有 根据电场线的疏密表示电场的强弱，可知 由牛顿第二定律可知 故选A。 6. 图中有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿②轨迹落到 B板中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为（　　） A. U1∶U2＝1∶8 B. U1∶U2＝1∶1 C. U1∶U2＝1∶2 D. U1∶U2＝2∶1 【答案】A 【解析】 【详解】根据x=v0t可知，两种情况下带电粒子的运动时间之比 t1∶t2＝2∶1 偏转距离之比 y1∶y2＝1∶2 由y＝at2得两种情况下粒子的加速度之比 ＝·＝ 由于 a＝ U∝a，故 U1∶U2＝1∶8 故选A。 7. 如图所示，竖直平面内的固定光滑圆形绝缘轨道的半径为R，A、B两点分别是圆形轨道的最低点和最高点，圆形轨道上C、D两点的连线过圆心O且OC与竖直向下方向的夹角为60°。空间存在方向水平向右且平行圆形轨道所在平面的匀强电场，一质量为m的带负电小球（视为质点）恰好能沿轨道内侧做完整的圆形轨道运动，且小球通过D点时的速度最小。重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 小球受到的电场力大小为 B. 小球通过D点时的速度大小为 C. 小球在运动过程中的最大速度为 D. 小球通过C点时所受轨道的作用力大小为12mg 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球在通过D点时的速度最小，则在该点电场力与重力的合力沿半径方向，则小球受到的电场力大小为 故A错误； B．小球在通过D点时的速度最小，则D点为竖直平面内圆周运动的等效最高点，恰好能完整的做圆周运动，在等效最高点有最小速度，此时电场力与重力的合力刚好提供向心力，则有 解得 故B错误； C．小球在等效最低点C点的速度最大，故小球从D到C的过程中，由动能定理得 联立解得 故C错误； D．在C点，由牛顿第二定律得 解得 故D正确。 故选D。 8. 如图所示，带电荷量为Q的正点电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底端C点，斜面上有A、B、D三点，A和C相距为L，B为AC的中点，D为AB的中点。现将一带电小球从A点由静止释放，当带电小球运动到B点时速度恰好为零。已知重力加速度为g，带电小球在A点处的加速度大小为，静电力常量为k。则下列说法中正确的是（　　） A. 小球从A到B的过程中，速度最大的位置在BD之间 B. 小球运动到B点时的加速度大于 C. BD之间的电势差UBD小于DA之间的电势差UDA D. AB之间的电势差 【答案】A 【解析】 【详解】A．由题意可知，小球带正电，设小球在A点受到的电场力为F，由牛顿第二定律可得 解得 由库仑定律可知小球在A点受到的电场力 小球在D点受到的电场力 可知小球在D点时受的合力方向向下，则加速度不等于零，且方向向下，所以小球从D到B先继续加速再减速到0，所以小球从A到B的过程中，速度最大的位置在BD之间，故A正确； B．小球在B点受到的电场力 由牛顿第二定律可得 解得加速度大小为 故B错误； C．点电荷产生的电场是非匀强电场，由点电荷的电场特点可知，BD之间的电场强度大于DA之间的电场强度，BD=DA，则有BD 之间的电势差UBD 大于DA之间的电势差UDA，故C错误； D．从A点到B点由动能定理可得 解得 故D错误。 故选A。 二．多选题（共4小题，满分20分，每小题5分） 9. 两个较大的平行金属板A、B相距为d，分别接在电压为U的电源正、负极上，这时质量为m，带电油滴恰好静止在两极之间，如图所示，在其它条件不变的情况下，那么在下列的过程中（　　） A. 如果保持连接电源，将两极距离不变，非常缓慢地错开一些，电流计中电流从a流向b B. 如果保持连接电源，将A板上移，油滴将向上加速运动 C. 如果断开电源，A板上移，B板接地，油滴静止不动，油滴处电势减小 D. 如果断开电源，两板间接静电计，B板下移，静电计指针张角变大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．如果保持连接电源，将两极距离不变，非常缓慢地错开一些，根据 ， 可知电容减小；由于电容器电压不变，则A极板上的电荷量减少，则电流计中电流从a流向b，故A正确； B．如果保持连接电源，将A板上移，根据 可知电场强度减小，则合力向下，油滴将向下加速运动，故B错误； C．如果断开电源，则电容器电荷量不变，A板上移，根据 可知电场强度不变，则油滴静止不动，B板接地，油滴处到B板的距离不变，则油滴处电势不变，故C错误； D．如果断开电源，两板间接静电计，B板下移，则可认为电容器电荷量不变，根据 ， 由于两极板距离变大，则电容器电容减小，两极板电势差增大，因此静电计指针张角变大，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，实线为某一点电荷的电场线，虚线为某带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则（　　） A. 粒子一定带正电 B. 粒子在c点的速度比在b点的速度小 C. 粒子在c点的电势能比在b点的电势能小 D. c点电势比a点低 【答案】AB 【解析】 【详解】A．带电粒子只在电场力作用下做曲线运动，可知电场力方向指向轨迹的凹侧，故电场力方向与电场方向相同，粒子带正电，故A正确； BC．根据沿电场线方向电势降低，且等势面与电场线垂直，可知c点电势比b点高，根据 由于粒子带正电，所以粒子在c点的电势能比在b点的电势能大，又只有电场力做功，粒子的动能和电势能之和保持不变，则粒子在c点的动能比在b点的动能小，粒子在c点的速度比在b点的速度小，故B正确，C错误； D．根据沿电场线方向电势降低，且等势面与电场线垂直，可知c点电势比a点高，故D错误。 故选AB。 11. 如图甲所示，A、B为一对平行金属板，它们分别接在交流电源的两端，其两端电压随时间变化的关系如图乙所示，不计重力的带电粒子刚开始时静止在A、B正中间位置处，下列说法中正确的是（　　） A. 若在时释放粒子，则粒子运动方向一定改变 B. 若在时释放粒子，则粒子一定会打到某一金属板上 C. 若在时释放粒子，则粒子一定会打到某一金属板上 D. 若在时释放粒子，则粒子一定会打到某一金属板上 【答案】BD 【解析】 【详解】A．若时刻释放该电荷，粒子在前半个周期内向某极板做加速直线运动；后半个周期内向该极板做减速直线运动，直至速度减小至零；以后周而复始重复上个周期的运动，可知粒子运动方向保持不变，故A错误； B．若在时释放粒子，则粒子每个周期内的前内向某方向加速，接着内向相同方向减速至速度为零；接着的内的前内反向加速，最后的内同方向减速至零。这样每个周期内，粒子前内前进的位移小于后内后退的位移，所以每经过一个周期粒子都向同一极板运动了一定距离，所以粒子一定会打到某一金属板上，故B正确； C．若在时释放粒子，粒子每个周期内的第一个内向某方向开始加速，接着内向相同方向减速至速度为零；接着第三个内反向加速，最后的内同方向减速至零。因为对称性，这样粒子每个周期内，粒子前内前进的位移等于后内后退的位移，所以从总的效果来看，粒子只是在极板某两点间往复运动。若极板足够宽，则粒子就会在极板间的两点之间做往复运动。所以粒子不一定会打到某一金属板上，故C错误； D．若在时释放粒子，粒子在前半个周期内向某极板做加速直线运动；后半个周期内向该极板做减速直线运动，直至速度减小至零；以后周而复始重复上个周期的运动，所以一定会打到另一金属板上，故D正确。 故选BD。 12. 如图所示，一列横波在x轴上传播，在时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示，下列说法中正确的是（　　） A. 由该波形曲线读出这列波的振幅为0.2m B. 该波形曲线上的质点振动的周期可能是0.3s C. 若周期大于，则可能的最小波速是20m/s D. 若周期大于，则可能的最大波速是140m/s 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由该波形曲线读出这列波的振幅为0.2cm，故A错误； B．若波向右传播，周期满足关系式 解得 当波向左传播时，周期满足关系式 解得 由数学关系知无论取何值，周期都不可能为0.3s，故B错误； CD．由图可知该波的波长为8m，若周期大于，即 当波沿x轴正方向传播时，可能的周期为 当波沿x轴负方向传播时，可能的周期为 由波速公式 可知速度最小时，周期T最大，分析上面两类情况可知，当周期最大时，波沿x轴正方向传播，且在 中，取，即 则 最小波速 当速度最大时，周期最小，分析上面两类情况可知，当周期最小时，波沿x轴负方向传播，且在 中，取，即 则 最大速度 故CD正确。 故选CD。 三．实验题（共1小题，满分8分，每小题8分） 13. 一学习小组要用伏安法尽量准确地描绘一个标有“3V 1.5W”的小灯泡的I-U图线，现有下列器材供选用： A．电源E（电动势3V，内阻较小） B．开关一个、导线若干 C．滑动变阻器R1（0~10Ω，额定电流为1A） D．电压表V1（0~6V，内阻约10kΩ） E．电压表V2（0~3V，内阻约为3kΩ） F．电流表A1（量程300mA、内阻约为5Ω） G．电流表A2（量程600mA、内阻约为1Ω） H．定值电阻R0=5Ω （1）实验中电流表应选用______，电压表应选用______（填相应器材前的字母）； （2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（b）所示，由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻______（填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率______（填“增大”“不变”或“减小”）； （3）实验过程中同学心想在原有的实验器材的基础上还可以精确测量电流表A1的内阻值，于是设计了如图（c）所示的电路图，在正确操作后，记录得到A1的示数为I1，A2的示数为I2，则用已知物理量表示电流表A1的内阻r1表达式为______。 【答案】 ①. G ②. E ③. 增大 ④. 增大 ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1][2]小灯泡的额定电流为 所以电流表选G，电源E电动势3V，所以电压表选E。 （2）[3][4]图（b）所示曲线上各点斜率的倒数与小灯泡的电阻成正比；由图可知，随着电流的增加，曲线上各点的斜率逐渐减小，斜率的倒数逐渐增大，所以小灯泡的电阻也逐渐增大。根据 灯丝的电阻率增大。 （3）[5]根据欧姆定律及并联电路的电流规律可得 四．解答题（共3小题，满分40分） 14. 如图所示，激光笔发出一束激光射向水面O点，经折射后在水槽底部形成一光斑P。已知入射角，水的折射率，真空中光速。 （1）求激光在水中传播的速度大小v； （2）激光在水中的折射角大小； （3）打开出水口放水，求水放出过程中光斑P移动的距离x与水面下降距离h的关系。 【答案】（1）2.25 × 108m/s；（2）β = 37°；（3）h 【解析】 【分析】 【详解】（1）根据波速与折射率的关系有 v = 代入数据有 v = 2.25 × 108m/s （2）根据题意画出如下光路图 根据折射定律有 sinα = nsinβ 代入数据有 β = 37° （3）根据题意画出如下光路图 由图可看出 OO′ = h，AB = x 由几何关系可知 O′B = htanα，O′A = htanβ 则 AB = O′B - O′A = h 15. 如图甲所示，电子枪连续不断均匀地发出电子（设电子的初速度为零），经加速电压为U1的加速电场加速后由小孔穿出，沿两个靠近的水平金属板A、B间的中线射入偏转电场，A、B两板距离为d、A、B两板间加周期性变化的电压，UAB如图乙所示，电压变化周期为T，正半周电压绝对值为U0，负半周电压绝对值为3U0，电子质量为m、电子电量的绝对值为e，不计电子的重力，也不计电子间的相互作用力，且所有电子都能离开偏转电场，求： （1）电子从加速电场飞出后的速度v0多大； （2）A、B极板长设为L，若，求：从t=0时刻射入偏转电场的电子在离开偏转电场时的偏转距离y； （3）在满足（2）的条件下，在足够长的时间内从中线下方离开偏转电场的电子占电子总数的比例。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）加速电场加速。由动能定理得 解得 （2）电子在偏转电场里水平方向匀速运动，水平方向有 L=v0t 将代入得，运动时间 则t=0时刻射入偏转电场的电子，在竖直方向匀加速运动，竖直方向有 （3）由上问可知电子在电场中的运动时间均为，设电子在U0时加速度大小为a1，3U0时加速度大小为a2，由牛顿第二定律得 可得 a2=3a1 在0～时间内，设t1时刻射入电场中的电子偏转位移刚好为0，则 解得 在0～时间内，～时间内射入电场中的电子均可从中线下方飞出； ～T这段时间内，设t=T-t2时刻射入的电子刚好偏转位移为0。则有 解得 所以～T这段时间内，～（T-t2）时间内射入电场中的电子均可从中线下方飞出。 在一个周期内能从下中线下方离开的粒子射入时间间隔为 所以从中线上方离开偏转电场的电子占离开偏转电场电子总数的百分比 16. 如图所示，竖直平面内有一段绝缘的圆弧轨道AB和绝缘的水平轨道BC相切于B，其中AB圆弧轨道的圆心为O，，圆心角θ＝53°，圆弧轨道光滑，BC轨道粗糙且足够长，滑块与轨道间的动摩擦因数μ＝0.5，轨道AB左侧d＝0.6m的区域存在一竖直向下匀强电场，BC轨道区域存在水平向右的匀强电场，一质量为m＝0.2kg，电量的滑块以一定的初速度从电场的左边界水平射入，滑块恰好能做直线运动，假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。求： （1）滑块的电性和的大小； （2）若电场大小不变，方向反向，要使滑块恰好能从A点沿切线滑入轨道，求滑块水平射入电场时的初速度，以及进入A点时的速度； （3）在第（2）问的条件下，若电场的大小可在0到范围内调节，当取不同值时，求滑块最终因摩擦而产生的热量。（Q可用表示） 【答案】（1）负电，；（2）3m/s；5m/s；（3）当时；当时；当时。 【解析】 【详解】（1）依题意，滑块恰能做直线运动，有 解得 且滑块带负电。 （2）电场反向后，由牛顿第二定律可得 滑块做类平抛运动，有 又 联立，解得 且 （3）滑块滑到B点时，有 解得 滑块向右运动到速度为0时，由动能定理 解得 第一个临界值，当满足 有 第二个临界值，当滑块回到A点时，速度刚好减为0，有 解得 可知，当时，滑块最终因摩擦而产生的热量为 当时，滑块最终停在B点，有 解得 则滑块最终因摩擦而产生的热量为 当时，有 则滑块最终因摩擦而产生的热量为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $