精品解析：福建省福州市部分学校教学联盟2024-2025学年高二上学期期中联考物理试卷

2024-2025学年第一学期福州市部分学校教学联盟期中联考 高二物理试卷 完卷时间：75分钟 满 分：100分 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。 1. 如图所示，不带电的金属导体A和B放在绝缘支柱上并相互接触，带正电的小球C放置在导体A的左侧。下列操作能让导体B最终带正电的是（　　） A. 移走小球C后分开导体A、B B. 移动小球C与导体A、B接触后移走小球C，再分开导体A、B C. 将导体A接地后移走小球C，再分开导体A、B D. 将导体B接地后移走小球C，再分开导体A、B 2. 原子中电子绕原子核的运动可以等效为环形电流。设氢原子的电子以速率v在半径为r的圆周轨道上绕核做匀速圆周运动，电子的电荷量为e，等效环形电流大小是（　　） A B. C. D. 3. 如图所示，在真空中有两个带等量正电的点电荷，分别置于P、Q两点，D、E为P、Q连线上的两点，A、B、C为P、Q连线的中垂线上的三点，且OA=OC，OD=OE。下列说法正确的是（　　） A. A、B两点电势相等 B. D、E两点场强相同 C. 将质子在D点静止释放，它将在DE之间来回运动 D. 将质子在A点静止释放，它将在AC之间来回运动 4. 如图所示，一电子以速度进入足够大的匀强电场区域，θ=60°，a，b、c，d，e为间距相等的一组等势面。若电子经过bd等势面时动能分别为6eV和2eV，取=0V，不计电子重力，下列说法正确的是（　　） A. 电子经过a等势面时电势能为4eV B. 电子刚好可到达e等势面 C. 电子刚好可到达d等势面 D. e等势面的电势=4V 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两个选项是符合题目要求的。全部选对的得6分，部分选对的得3分，有选错的得0分。 5. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc。实线为一带正电的质点（不计重力）仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N是这条轨迹上的两点，下列判断正确的是（　　） A. 三个等势面中，a的电势最低 B. 带电质点在M点具有的电势能比在N点具有的电势能大 C. 带电质点通过M点时动能比通过N点时大 D. 带电质点通过M点时的加速度比通过N点时大 6. 如图所示是某型号电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成。已知电吹风的额定电压为220V，吹冷风时的功率为120W，吹热风时的功率为1000W，关于该电吹风，下列说法正确的是（　　） A. 电热丝的电阻为55Ω B. 若、闭合，则电吹风吹冷风 C. 当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120J D. 电动机工作时输出的机械功率为120W 7. 点电荷A、B分别固定在x轴上x=0和x=-2x1处，规定无穷远处电势为零，x轴正半轴部分区域电势与位置坐标的关系图像如图所示。下列判断正确的是（　　） A. 点电荷A、B带异种电荷，且B的电荷量是A的9倍 B. 将一个带负电的点电荷从B点电荷右侧附近沿x轴移到A点电荷左侧附近，电势能先增大后减小 C. 在x=x0处由静止释放一个带负电的粒子，粒子仅在电场力作用下会一直沿x轴正方向运动 D. 从x=x1开始，沿x轴正方向的电势变化会越来越快 8. 如图所示，为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为，为光滑固定的半圆形轨道，轨道半径为，A、为水平直径的两个端点，为圆弧。一个质量为，电荷量为的带电小球，从A点正上方高为处由静止释放，并从A点沿切线进入半圆轨道。不计空气阻力及一切能量损失，关于带电小球的运动情况，下列说法正确的是（　　） A. 小球不一定能从点离开轨道 B. 小球到达点的速度可能为零 C. 若，且大于时，小球能从点离开且上升的高度为 D. 小球在部分可能做匀速圆周运动 三、非选择题：本题共60分。其中9-11小题为填空题，12-13小题为实验题，14-16小题为计算题，考生根据要求在非选择题的规定区域内规范作答。 9. 在如图实验装置中，充电后的平行板电容器的A极板与灵敏的静电计相接，B极板接地。 （1）若只将极板B稍向上移动一点，则将观察到静电计指针偏角__________（填“变大”或“变小”）； （2）若极板B稍向右移动一点，则将观察到静电计指针偏角__________（填“变大”或“变小”），平行板电容器的电容__________（填“变大”或“变小”）。 10. 光滑绝缘水平桌面上有两个点电荷A、B，，，两者相距，现在要放入第三个点电荷QC，使这三个点电荷都处于平衡状态，那么QC为__________电荷，电量大小为__________C。 11. 有一改装的电表内部结构如下图AB段所示，灵敏电流计G的内阻为，满偏电流为，，。 （1）则当S1和S2均断开时，改装成的表是________（选填填“电压表”或“电流表”），改装后对应表的量程是__________。 （2）则S1和S2均闭合时，改装成的表是________表（选填填“电压表”或“电流表”），改装后对应表的量程是__________。 12. 贾同学利用如图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，S为单刀双掷开关，R为定值电阻，C为电容器，A为理想电流表（测量电路中的电流），V为理想电压表（测量两极板间的电压）。 （1）当开关S接______（填“1”或“2”）时，电容器处于充电过程，此过程中电压表的示数U随时间t变化的图像为______。 A. B. C. D. （2）改接开关，使电容器放电，记录下电流随时间变化的图像如图乙所示，已知图乙中所围的面积约为70个方格。分析图像可知，每个方格代表的电荷量为______C；已知放电前电容器两极板间的电压为12V，则电容器的电容为______mF。（结果均保留两位有效数字） 13. 在“测量金属丝的电阻率”的实验中，实验小组的同学测量一段阻值约为6Ω、粗细均匀金属丝的电阻率。 （1）用螺旋测微器分别在三个不同的位置测量金属丝的直径，某次示数如图甲所示，该次测量值为__mm。 （2）实验小组的同学采用图乙所示的电路图，用伏安法测金属丝的电阻Rx。图丙是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据图乙的电路图，补充完成图丙中实物间的连线_____。 （3）依据完成的实物连接图，为了保护电路，闭合开关之前滑动变阻器滑片P应置于__________（选填“左”或“右”）端。 14. 如图所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压，电解槽内阻，当闭合，、断开时，电流表A示数为5A；当闭合，、断开时，电流表A示数为6A，且电动机输出功率为54W；当闭合，、断开时，电流表A示数为3A。求： （1）电炉子的电阻及发热功率； （2）电动机的内阻； （3）在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率。 15. 如图所示，水平绝缘轨道与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道平滑连接，半圆形轨道的半径。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度。现有一电荷量q=+3.010-4C，质量m=0.40kg的带电体（可视为质点），在水平轨道上的点由静止释放，沿着轨道运动至与圆心O等高的D点时，速度恰好减为零。已知带电体与水平轨道间的动摩擦因数,重力加速度，sin37⁰ =0.6，cos37⁰ =0.8。求： （1）P点与圆形轨道最低点B的距离s大小为多少？ （2）带电体运动过程中最大速度的大小为多少？ （3）带电体第三次经过圆弧轨道的最低点B时对轨道的压力大小为多少？ 16. 如图甲所示，在坐标系中，射线管由平行于轴的金属板A、和平行于金属板的细管组成。细管到两金属板距离相等，右侧的开口在轴上。放射源在A板左端，可以沿特定方向发射某一初速度的粒子。若金属板长为、间距为，当A、板间加上某一电压时，粒子恰好以速度从细管水平射出，进入位于第I象限的静电分析器中。静电分析器中存在如图所示的辐向电场，电场线沿半径方向，指向与坐标系原点重合的圆心。粒子在该电场中恰好做半径为的匀速圆周运动，轨迹上的场强大小处处相等（未知）。时刻粒子垂直轴进入第Ⅳ象限的交变电场中，交变电场的场强大小也为，方向随时间的变化关系如图乙所示（已知），规定沿轴正方向为电场的正方向。已知粒子的电荷量为（为元电荷）、质量为，重力不计。求： （1）粒子在静电分析器中运动轨迹上； （2）粒子从放射源发射时的初速度大小； （3）在时刻，粒子的位置坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年第一学期福州市部分学校教学联盟期中联考 高二物理试卷 完卷时间：75分钟 满 分：100分 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。 1. 如图所示，不带电的金属导体A和B放在绝缘支柱上并相互接触，带正电的小球C放置在导体A的左侧。下列操作能让导体B最终带正电的是（　　） A. 移走小球C后分开导体A、B B. 移动小球C与导体A、B接触后移走小球C，再分开导体A、B C. 将导体A接地后移走小球C，再分开导体A、B D 将导体B接地后移走小球C，再分开导体A、B 【答案】B 【解析】 【详解】A．移走小球C后，导体A、B的电荷重新分布，导体B不带电，故A错误； B．小球C与导体A、B接触后，导体A、B整体带正电，移走小球C再分开导体A、B，导体B带正电，故B正确； CD．将导体A或B接地，导体A、B整体带负电，移走小球C，因为接地，所以整体不再带电，再分开导体A、B，导体B不带电，故CD错误。 故选B。 2. 原子中的电子绕原子核的运动可以等效为环形电流。设氢原子的电子以速率v在半径为r的圆周轨道上绕核做匀速圆周运动，电子的电荷量为e，等效环形电流大小是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由题意可得，电子圆周运动的速率为v，半径为r，则电子运动的周期 根据电流的定义式得到，等效电流为 故选A。 3. 如图所示，在真空中有两个带等量正电的点电荷，分别置于P、Q两点，D、E为P、Q连线上的两点，A、B、C为P、Q连线的中垂线上的三点，且OA=OC，OD=OE。下列说法正确的是（　　） A. A、B两点电势相等 B. D、E两点场强相同 C. 将质子在D点静止释放，它将在DE之间来回运动 D. 将质子在A点静止释放，它将在AC之间来回运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据等量正电荷电场等势线分布可知，A点电势高于B点电势。故A错误； B．根据等量正电荷电场电场线分布可知，D、E两点场强大小相等，方向相反。故B错误； C．根据等量正电荷电场电场线分布可知DO与OE之间的电场强度对称分布，将质子在D点静止释放，它先向右做加速运动，运动至O点速度达到最大，然后做减速运动，运动至E点速度减为0，之后反向加速运动至O点，再减速运动至D点，将在DE之间来回运动。故C正确； D．同理，可知中垂线上O点上方的电场强度方向竖直向上，将质子在A点静止释放，它将沿中垂线向上做加速直线运动。故D错误。 故选C。 4. 如图所示，一电子以速度进入足够大的匀强电场区域，θ=60°，a，b、c，d，e为间距相等的一组等势面。若电子经过bd等势面时动能分别为6eV和2eV，取=0V，不计电子重力，下列说法正确的是（　　） A. 电子经过a等势面时电势能为4eV B. 电子刚好可到达e等势面 C. 电子刚好可到达d等势面 D. e等势面的电势=4V 【答案】C 【解析】 【详解】AD．电子经过bd等势面时动能分别为6eV和2eV，则动能减小4eV，电势能增大4eV，根据 可知电势减小4V，取=0V，a，b、c，d，e为间距相等的一组等势面，可知 4V，2V，0，-2V，-4V 电子经过a等势面时电势能为-4eV，故AD错误； BC．电子经过b等势面时动能为6eV，根据能量守恒定律可知，电子经过a等势面时动能为8eV，则有 eV 电子运动过程中，根据动能定理有 解得 V 由于 V 所以电子刚好可到达d等势面，故C正确，B错误； 故选C。 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两个选项是符合题目要求的。全部选对的得6分，部分选对的得3分，有选错的得0分。 5. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc。实线为一带正电的质点（不计重力）仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N是这条轨迹上的两点，下列判断正确的是（　　） A. 三个等势面中，a的电势最低 B. 带电质点在M点具有的电势能比在N点具有的电势能大 C. 带电质点通过M点时的动能比通过N点时大 D. 带电质点通过M点时的加速度比通过N点时大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据带正电的质点运动轨迹可知，所受电场力指向轨迹的凹侧，根据电场线与等势线垂直，可知电场力方向大致斜右下方，故电场场强方向也大致斜右下方，根据电场线由高电势指向低电势，则可知三个等势面中，a的电势最高，故A错误； B．由于M点电势高，则带正电质点在M点具有的电势能比在N点具有的电势能大，故B正确； C．仅在电场力作用下，带电质点的电势能与动能之和保持不变，由于带电质点在M点具有的电势能比在N点具有的电势能大，则带电质点通过M点时的动能比通过N点时小，故C错误； D．由于相邻等势面之间的电势差相等，M点处的等势面更密集，则M点处的电场强度大，带电质点在M点处受到的电场力大，所以带电质点通过M点时的加速度比通过N点时大，故D正确。 故选BD。 6. 如图所示是某型号电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成。已知电吹风的额定电压为220V，吹冷风时的功率为120W，吹热风时的功率为1000W，关于该电吹风，下列说法正确的是（　　） A. 电热丝的电阻为55Ω B. 若、闭合，则电吹风吹冷风 C. 当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120J D. 电动机工作时输出的机械功率为120W 【答案】AC 【解析】 【详解】A．电动机和电热丝并联，当吹热风时，电热丝消耗的功率 由可知 故A正确； B．若、闭合，电热丝接入电路，则此时电热丝发热，电吹风吹热风，故B错误； C．当吹热风时，电动机消耗的电功率仍为120W，故每秒钟消耗的电能为120J，故C正确； D．电动机工作时输入功率为吹冷风时的功率，即为120W，由于电动机内部线圈有电阻，会产生一定的热功率，可知电动机工作时输出的机械功率小于120W，故D错误。 故选AC。 7. 点电荷A、B分别固定在x轴上x=0和x=-2x1处，规定无穷远处电势为零，x轴正半轴部分区域电势与位置坐标的关系图像如图所示。下列判断正确的是（　　） A. 点电荷A、B带异种电荷，且B的电荷量是A的9倍 B. 将一个带负电的点电荷从B点电荷右侧附近沿x轴移到A点电荷左侧附近，电势能先增大后减小 C. 在x=x0处由静止释放一个带负电的粒子，粒子仅在电场力作用下会一直沿x轴正方向运动 D. 从x=x1开始，沿x轴正方向的电势变化会越来越快 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由图可知，x=x1处图线切线的斜率为零，即电场强度为零，即两点电荷产生的合场强为零，则点电荷A、B带异种电荷，且 所以 故A正确； B．由于沿电场方向电势降低，所以根据图中电势变化的特点可知，B带正电，A带负电，将一个带负电的点电荷从B点电荷附近沿x轴移到A点电荷附近，电场力一直做负功，电势能一直增大，故B错误； C．在x=x0处由静止释放一个带负电的粒子，粒子先受到向右的电场力做加速运动，到x=x1右侧，粒子受到向左的电场力，粒子做减速运动，一直到无穷远，故C正确； D．由于无穷远处电势为零，所以从x轴上x=x1开始，电势不断减小，直到最后趋近于零，所以图线切线斜率应先变大后变小，电势变化先快后慢，故D错误。 故选AC。 8. 如图所示，为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为，为光滑固定的半圆形轨道，轨道半径为，A、为水平直径的两个端点，为圆弧。一个质量为，电荷量为的带电小球，从A点正上方高为处由静止释放，并从A点沿切线进入半圆轨道。不计空气阻力及一切能量损失，关于带电小球的运动情况，下列说法正确的是（　　） A. 小球不一定能从点离开轨道 B. 小球到达点的速度可能为零 C. 若，且大于时，小球能从点离开且上升的高度为 D. 小球在部分可能做匀速圆周运动 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．小球进入圆轨道后，受到竖直向下的重力、竖直向上的电场力和沿半径方向的轨道的弹力。电场力做负功，重力做正功，由于题中没有给出H与R、E、m的关系，所以小球不一定能从B点离开轨道，故A正确； B．若小球到达C点的速度为零，则电场力必定大于重力，则小球不可能沿半圆轨道运动，所以小球到达C点的速度不可能为零。故B错误； C．若Eq=mg，且H大于R时，设小球从B点离开上升的高度为h。对小球整个运动过程，由动能定理得 解得 故C正确； D．若重力大小等于电场力大小，小球进入轨道，靠弹力提供向心力，小球在AC部分可能做匀速圆周运动。故D正确。 故选ACD。 三、非选择题：本题共60分。其中9-11小题为填空题，12-13小题为实验题，14-16小题为计算题，考生根据要求在非选择题的规定区域内规范作答。 9. 在如图实验装置中，充电后的平行板电容器的A极板与灵敏的静电计相接，B极板接地。 （1）若只将极板B稍向上移动一点，则将观察到静电计指针偏角__________（填“变大”或“变小”）； （2）若极板B稍向右移动一点，则将观察到静电计指针偏角__________（填“变大”或“变小”），平行板电容器的电容__________（填“变大”或“变小”）。 【答案】（1）变大 （2） ①. 变小 ②. 变大 【解析】 【小问1详解】 若只将极板B稍向上移动一点，则相对面积S减小，根据 可知C减小，因电容器带电量Q一定，根据 Q=CU 可知，U变大，即将观察到静电计指针偏角变大； 【小问2详解】 [1][2]若极板B稍向右移动一点，则两板间距d减小，根据 可知C变大，因电容器带电量Q一定，根据 Q=CU 可知，U减小，则将观察到静电计指针偏角变小。 10. 光滑绝缘水平桌面上有两个点电荷A、B，，，两者相距，现在要放入第三个点电荷QC，使这三个点电荷都处于平衡状态，那么QC为__________电荷，电量大小为__________C。 【答案】 ① 正 ②. 【解析】 【详解】[1]由于A、B带异种电荷，且，电荷若静止，一定在A、B连线的延长线上，且距离A较远，因此一定在B的右侧，同时A、B也处于静止状态，可知C一定带正电荷。 [2]根据受力平衡条件，设C与B的距离为x，对C电荷由库仑力公式得 对B电荷由库仑力公式得 ， 联立解得 ， 11. 有一改装的电表内部结构如下图AB段所示，灵敏电流计G的内阻为，满偏电流为，，。 （1）则当S1和S2均断开时，改装成的表是________（选填填“电压表”或“电流表”），改装后对应表的量程是__________。 （2）则S1和S2均闭合时，改装成的表是________表（选填填“电压表”或“电流表”），改装后对应表的量程是__________。 【答案】 ①. 电压表 ②. 1V ③. 电流表 ④. 1A 【解析】 【详解】（1）[1] 则当S1和S2均断开时，改装成的表是电压表。 [2] 改装后电压表的量程 （2）[3] 则S1和S2均闭合时，改装成的表是电流表。 [4] 改装后电流表的量程是I，则根据欧姆定律 解得 12. 贾同学利用如图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，S为单刀双掷开关，R为定值电阻，C为电容器，A为理想电流表（测量电路中的电流），V为理想电压表（测量两极板间的电压）。 （1）当开关S接______（填“1”或“2”）时，电容器处于充电过程，此过程中电压表的示数U随时间t变化的图像为______。 A. B. C. D. （2）改接开关，使电容器放电，记录下电流随时间变化的图像如图乙所示，已知图乙中所围的面积约为70个方格。分析图像可知，每个方格代表的电荷量为______C；已知放电前电容器两极板间的电压为12V，则电容器的电容为______mF。（结果均保留两位有效数字） 【答案】（1） ①. 1 ②. B （2） ①. ②. 0.47 【解析】 【小问1详解】 [1]当开关S接1时，电容器与电源相连，电容器处于充电过程； [2]开关接1时，此时电容器处于充电过程，根据 由于电容不变，不断变大，所以两极板电压不断增加，最终趋于稳定等于电源电动势。 故选B。 【小问2详解】 [1]分析图像可知，每个方格代表的电荷量为 [2]电容器放电前所带的电荷量为 已知放电前电容器两极板间的电压为12V，则电容器的电容为 13. 在“测量金属丝的电阻率”的实验中，实验小组的同学测量一段阻值约为6Ω、粗细均匀金属丝的电阻率。 （1）用螺旋测微器分别在三个不同的位置测量金属丝的直径，某次示数如图甲所示，该次测量值为__mm。 （2）实验小组的同学采用图乙所示的电路图，用伏安法测金属丝的电阻Rx。图丙是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据图乙的电路图，补充完成图丙中实物间的连线_____。 （3）依据完成的实物连接图，为了保护电路，闭合开关之前滑动变阻器滑片P应置于__________（选填“左”或“右”）端。 【答案】（1）1.750 （2） （3）左 【解析】 【小问1详解】 螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，所以金属丝的直径为 【小问2详解】 根据电路图进行实物连接，如图所示 【小问3详解】 为了保护电路，闭合开关之前滑动变阻器滑片P应置于最左端。 14. 如图所示，A电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压，电解槽内阻，当闭合，、断开时，电流表A示数为5A；当闭合，、断开时，电流表A示数为6A，且电动机输出功率为54W；当闭合，、断开时，电流表A示数为3A。求： （1）电炉子的电阻及发热功率； （2）电动机的内阻； （3）在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率。 【答案】（1），；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律可得电炉子的电阻为 其发热功率为 （2）电动机为非纯电阻元件，电动机的电功率为 电动机的热功率为 又 代入数据解得 （3）在电解槽工作时，电功率为 电解槽的热功率为 则电能转化为化学能的功率为 15. 如图所示，水平绝缘轨道与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道平滑连接，半圆形轨道的半径。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度。现有一电荷量q=+3.010-4C，质量m=0.40kg的带电体（可视为质点），在水平轨道上的点由静止释放，沿着轨道运动至与圆心O等高的D点时，速度恰好减为零。已知带电体与水平轨道间的动摩擦因数,重力加速度，sin37⁰ =0.6，cos37⁰ =0.8。求： （1）P点与圆形轨道最低点B的距离s大小为多少？ （2）带电体运动过程中的最大速度的大小为多少？ （3）带电体第三次经过圆弧轨道的最低点B时对轨道的压力大小为多少？ 【答案】（1）0.4m；（2）2m/s；（3）4.4N 【解析】 【详解】（1） 从P点到D点，由动能定理可得 Eq(s+R)-μmgs-mgR=0 代入数据解得 s=0.4m （2）将电场力与重力合成等效重力FG ，设FG与竖直方向夹角为θ，则 则 θ=37° 设半径OQ与竖直方向夹角为θ，带电体运动到Q点时速度最大，则从P点到Q点，由动能定理得 Eq(s+Rsinθ)-μmgs-mgR(1-cosθ)=mv2 代入数据解得 vm=2m/s （3）设带电体从D点返回水平轨道且速度减为零时与B点的距离为s1，由动能定理得 mgR-Eq(R+s1)-μmgs1=0 代入数据解得 s1=0.08m 再向右返回第三次到B点过程，由动能定理得 （Eq-μmg）s1=mvB2 B点 NB-mg=m 联立以上两式解得 NB=4.4N 由牛顿第三定律得带电体对轨道的压力 N压=NB=4.4N 16. 如图甲所示，在坐标系中，射线管由平行于轴的金属板A、和平行于金属板的细管组成。细管到两金属板距离相等，右侧的开口在轴上。放射源在A板左端，可以沿特定方向发射某一初速度的粒子。若金属板长为、间距为，当A、板间加上某一电压时，粒子恰好以速度从细管水平射出，进入位于第I象限的静电分析器中。静电分析器中存在如图所示的辐向电场，电场线沿半径方向，指向与坐标系原点重合的圆心。粒子在该电场中恰好做半径为的匀速圆周运动，轨迹上的场强大小处处相等（未知）。时刻粒子垂直轴进入第Ⅳ象限的交变电场中，交变电场的场强大小也为，方向随时间的变化关系如图乙所示（已知），规定沿轴正方向为电场的正方向。已知粒子的电荷量为（为元电荷）、质量为，重力不计。求： （1）粒子在静电分析器中运动轨迹上的； （2）粒子从放射源发射时的初速度大小； （3）在时刻，粒子的位置坐标。 【答案】（1） （2） （3）（，） 【解析】 【小问1详解】 粒子在静电分析器中做匀速圆周运动，有 解得 【小问2详解】 由题意可知，粒子在平行金属板中的逆运动为类平抛运动，水平方向有 竖直方向有 由牛顿第二定律有 联立解得 粒子从放射源P运动到C的过程中，由动能定理有 解得 动能的变化量 解得 【小问3详解】 时，粒子在x轴方向的速度 所以一个周期内，粒子在x轴方向的平均速度 每个周期内粒子沿x轴正方向前进的距离 所以时，粒子的横坐标为 粒子的纵坐标为 综上所述，在时，粒子的坐标为（，）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$