精品解析：新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市第101中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试卷

乌鲁木齐市第101中学2024-2025年度第一学期 高二年级期中考试物理试卷 一、选择题：（共12小题，每小题4分，共48分。其中1-8为单选，9-12为多选，全部选对得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的不得分。） 1. 为维护消费者权益，某技术监督部门对市场上的电线产品进行抽查，发现有一个品牌的铜芯电线不符合规格，电线直径明显比说明书上标有的直径要小，引起这种电线不符合规格的主要原因是（　　） A. 电线的横截面积引起电阻偏大 B. 电线的长度引起电阻偏大 C. 电线的横截面积引起电阻偏小 D. 电线的长度引起电阻偏小 2. 下列物理量中与检验电荷q的大小有关的是（ ） A. 电场强度E B. 电势φ C. 电势能Ep D. 电势差U 3. 如图所示是一个小灯泡的电流随小灯泡两端电压变化的关系图，根据小灯泡的伏安特性曲线可判定下列说法中正确的是（　　） A. 小灯泡的电阻随着所加电压的增大而减小 B. 小灯泡灯丝的电阻率随着灯丝温度的升高而减小 C. 欧姆定律对小灯泡不适用 D. 如果把三个这种相同的灯泡串联后接到电压恒为12V的电源上，则流过每个小灯泡的功率为1.6W 4. 如图，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电小球A、B，左边放一带正电的固定球P时，两悬线都保持竖直方向．下面说法正确的是(　　) A. 球A带正电，球B带负电，并且球A带电荷量较球P带电荷量大 B. 球A带正电，球B带负电，并且球A带电荷量较球P带电荷量小 C. 球A带负电，球B带正电，并且球A带电荷量较球P带电荷量小 D. 球A带负电，球B带正电，并且球A带电荷量较球P带电荷量大 5. 如图是某款扫地机器人的照片，如表内容是它的一些重要参数： 额定电压 100∼240V/50∼60Hz 额定功率 40W 电池输入电压 20V 电池容量 3000mAh 充电时间 约4小时 工作时间 100∼120分钟 根据以上信息，下列说法错误的是（　　） A. 工作时，电池把化学能转化为电能 B. 电池充电时充电电流约0.75A C. 电池充满电时储存的能量大约为2.16×108J D. 在100−120分钟工作时间内机器人并非一直以40W额定功率工作 6. 如图所示，在x 轴上关于O点对称的F 、G两点有等量异种电荷+Q和 -Q，一正方形ABCD 与xOy在同一平面内，其中心在O点，则下列判断正确的是（　　） A. A 、C 两点电场强度相同 B. B 、D 两点电势相同 C. AB 两点间的电势差小于AC两点间的电势差 D. 若将点电荷-q 从 A点移向C，电势能减小 7. 如图所示，电流计的内阻，满偏电流，，，则下列说法正确的是（ ） A. 当和均断开时，虚线框中可等效为电压表，最大量程是2V B. 当和均断开时，虚线框中可等效为电流表，最大量程是1A C. 当和均闭合时，虚线框中可等效为电流表，最大量程是2A D. 当和均闭合时，虚线框中可等效为电压表，最大量程是1V 8. 一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔（小孔对电场的影响可忽略不计）。小孔正上方处的P点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处（未与极板接触）返回。若将下极板向上平移，则从P点开始下落的相同粒子将（ ） A. 打到下极板上 B. 在下极板处返回 C. 在距上极板处返回 D. 在距上极板处返回 9. 三只完全相同的灯泡，接成如图的电路，电池、电表的内阻对电路的影响不计，设开关S接a时电流表和电压表的示数分别为I1、U1，S接b时两表示数分别为I2、U2，则（　　） A. B. C. D. 10. 电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻、及滑动变阻器R连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法正确的是（　　） A. 电压表读数增大，电流表读数减小 B. 电压表读数减小，电流表读数增大 C. 电压表和电流表读数都减小 D. 消耗的功率减小 11. 如图所示，是电视机显像管主聚焦电场中的电场线分布图，中间一根电场线是直线，电子从O点由静止开始只在电场力作用下运动到A点，取O点为坐标原点，沿直线向右为x轴正方向，在此过程中关于电子运动速度v、加速度a随时间t的变化，电子的动能Ek、运动径迹上电势φ随位移x的变化图线，下列可能正确的是（ ） A. B. C. D. 12. 如图，同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点．一电荷量为q（q>0）的粒子从a点移动到b点，其电势能减小W1：若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小W2，下列说法正确的是（ ） A. 此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行 B. 若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为 C. 若c、d之间的距离为L，则该电场的场强大小一定为 D. 若W1=W2，则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差 二、实验题（共12分） 13. 研究小组欲测一新材料制成的均匀圆柱体的电阻率，步骤如下： （1）用游标卡尺测量其长度L如图，读数为____________cm 。 该同学想用伏安法测量其电阻，现有的器材及其代号和规格如下：待测圆柱体电阻Rx阻值约为10Ω A电压表（0~5V， 内阻约10 kΩ） B电流表（0~0.6A， 内阻约0.4Ω） C滑动变阻器（5Ω，1A） D 学生电源（直流输出4V） 及开关、导线等 （2）为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，请把图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图。 （3）如果测得的金属丝长度为L，直径为D，电阻为R， 都采用国际单位制单位，则它的电阻率ρ=________（用l、d 、R 字母 表示）。 14. 某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻，他根据下面提供的器材，设计了如图所示的原理图。 ①电压表V（量程3 V，内阻RV约为） ②电流表G（量程3 mA，内阻） ③电流表A（量程3 A，内阻约为） ④滑动变阻器R1（，额定电流2 A） ⑤滑动变阻器R2（，额定电流1 A） ⑥定值电阻 ⑦开关S和导线若干 （1）该同学发现电流表A的量程太大，于是他将电流表G与定值电阻R3并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是___ A。（结果保留两位有效数字） （2）为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是_______。（填“R1”或“R2”） （3）该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势，电源的内阻_____。（结果保留两位有效数字） 三、计算题。 （书写潦草以致难以辨认，表达不规范的都将被扣分） 15. 如图所示，M、N间电压恒定，当开关S接通a端时，电压表示数为10V，电流表示数为0.2A；当开关S接通b端时，电压表示数为12V，电流表示数为0.15A，可以推断S接________端时的测量值更准确；电阻的真实值是_________ Ω。 16. 如图所示，在匀强电场中，将一电荷量为2×10－5C的负电荷由A点移到B点，其电势能增加了0.001J，已知A、B两点间距离为4cm，两点连线与电场方向成60°角，求： (1)A、B两点间的电势差UAB； (2)该匀强电场的电场强度E的大小。 17. 如图，一电荷量带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的点。S合上后，小球静止时，细线与竖直方向的夹角。已知两板相距，电源电动势，内阻，电阻，，取，，。求： （1）流过电源的电流； （2）两板间的电场强度的大小； （3）小球的质量。 18. 为减少烟尘排放对空气的污染，某同学设计了一个如图所示的静电除尘器，该除尘器的上下底面是边长为L＝0.20m的正方形金属板，前后面是绝缘的透明有机玻璃，左右面是高h＝0.10m的通道口。使用时底面水平放置，两金属板连接到U＝2000V的高压电源两极（下板接负极），于是在两金属板间产生一个匀强电场（忽略边缘效应）。均匀分布的带电烟尘颗粒以v=10m/s的水平速度从左向右通过除尘器，已知每个颗粒带电荷量q＝+2.0×10-17C，质量m＝1.0×10-15kg，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力。在闭合开关后： （1）求烟尘颗粒在通道内运动时加速度的大小和方向； （2）求除尘过程中烟尘颗粒在竖直方向所能偏转的最大距离； （3）除尘效率是衡量除尘器性能的一个重要参数。除尘效率是指一段时间内被吸附的烟尘颗粒数量与进入除尘器烟尘颗粒总量的比值。试求在上述情况下该除尘器的除尘效率；若用该除尘器对上述比荷的颗粒进行除尘，试通过分析给出在保持除尘器通道大小不变的前提下，提高其除尘效率的方法。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 乌鲁木齐市第101中学2024-2025年度第一学期 高二年级期中考试物理试卷 一、选择题：（共12小题，每小题4分，共48分。其中1-8为单选，9-12为多选，全部选对得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的不得分。） 1. 为维护消费者权益，某技术监督部门对市场上的电线产品进行抽查，发现有一个品牌的铜芯电线不符合规格，电线直径明显比说明书上标有的直径要小，引起这种电线不符合规格的主要原因是（　　） A. 电线的横截面积引起电阻偏大 B. 电线的长度引起电阻偏大 C. 电线的横截面积引起电阻偏小 D. 电线的长度引起电阻偏小 【答案】A 【解析】 【详解】由题意可知，电线直径明显比说明书上标有的直径要小，其他条件看作不变，由公式 可知引起这种电线不符合规格的主要原因是电线的横截面积偏小引起电阻偏大。 故选A。 2. 下列物理量中与检验电荷q的大小有关的是（ ） A. 电场强度E B. 电势φ C. 电势能Ep D. 电势差U 【答案】C 【解析】 【详解】A．电场强度E与场源电荷和所在位置有关，与检验电荷无关，故A错误； B．电势与电场所在位置有关，与检验电荷无关，故B错误； C．电势能与检验电荷的电量电势差q以及电性都有关系，故C正确； D．由于电势差，电势差U与两点的电势之差有关，与检验电荷无关，故D错误。 故选C。 3. 如图所示是一个小灯泡的电流随小灯泡两端电压变化的关系图，根据小灯泡的伏安特性曲线可判定下列说法中正确的是（　　） A. 小灯泡的电阻随着所加电压的增大而减小 B. 小灯泡灯丝的电阻率随着灯丝温度的升高而减小 C. 欧姆定律对小灯泡不适用 D. 如果把三个这种相同的灯泡串联后接到电压恒为12V的电源上，则流过每个小灯泡的功率为1.6W 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图像上某点与原点连线的斜率为 由图可知图像的斜率随着电压的增大而减小，故小灯泡的电阻R随着所加电压的增大而增大，故A错误； B．由电阻定律 因L、S不变，所以灯丝材料的电阻率随温度的升高而增大，故B错误； C．对于图像中的每一点，欧姆定律都适用，故C错误； D．若把三个这种相同的灯泡串联后，接到电压恒为12V的电源上，则每个灯泡分担的电压为4V，由图知电压是4V时，通过灯泡的电流是0.4A，则则流过每个小灯泡的功率为 故D正确。 故选D。 4. 如图，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电小球A、B，左边放一带正电的固定球P时，两悬线都保持竖直方向．下面说法正确的是(　　) A. 球A带正电，球B带负电，并且球A带电荷量较球P带电荷量大 B. 球A带正电，球B带负电，并且球A带电荷量较球P带电荷量小 C. 球A带负电，球B带正电，并且球A带电荷量较球P带电荷量小 D. 球A带负电，球B带正电，并且球A带电荷量较球P带电荷量大 【答案】C 【解析】 【详解】存在带正电的P球时，对A、B球受力分析，由于悬线都沿竖直方向，说明水平方向各自合力为零， 说明A球带负电，B球带正电， A、B作为整体得： 带正电的P球对A、B的水平方向的库仑力大小相等方向相反 根据 得A离P球近点，所以A球带电荷量较小，B球带电荷量较大． 故C正确． 5. 如图是某款扫地机器人的照片，如表内容是它的一些重要参数： 额定电压 100∼240V/50∼60Hz 额定功率 40W 电池输入电压 20V 电池容量 3000mAh 充电时间 约4小时 工作时间 100∼120分钟 根据以上信息，下列说法错误的是（　　） A. 工作时，电池把化学能转化为电能 B. 电池充电时充电电流约0.75A C. 电池充满电时储存的能量大约为2.16×108J D. 在100−120分钟工作时间内机器人并非一直以40W额定功率工作 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．工作时，电池把化学能转化为电能，选项A正确，不符合题意； B．电池充电时充电电流约 选项B正确，不符合题意； C．电池充满电时储存的能量大约为 选项C错误，符合题意； D．在100−120分钟工作时间内机器人功率会逐渐减小，并非一直以40W额定功率工作，选项D正确，不符合题意。 故选C。 6. 如图所示，在x 轴上关于O点对称的F 、G两点有等量异种电荷+Q和 -Q，一正方形ABCD 与xOy在同一平面内，其中心在O点，则下列判断正确的是（　　） A. A 、C 两点电场强度相同 B. B 、D 两点电势相同 C. AB 两点间的电势差小于AC两点间的电势差 D. 若将点电荷-q 从 A点移向C，电势能减小 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据等量异种电荷的电场线分布的对称性可知，A、C两点电场强度相等，故A正确； B．根据顺着电场线方向电势降低，D点的电势比B点高，故B错误； C．根据等量异种电荷的电势分布可知，B、C两点在同一等势面上，故AB 两点间的电势差等于AC两点间的电势差，故C错误； D．根据顺着电场线方向电势降低可知，从A到C电势逐渐降低，根据负电荷在电势高处电势能小，可知电势能增大，故D错误。 故选A。 7. 如图所示，电流计的内阻，满偏电流，，，则下列说法正确的是（ ） A. 当和均断开时，虚线框中可等效为电压表，最大量程是2V B. 当和均断开时，虚线框中可等效为电流表，最大量程是1A C. 当和均闭合时，虚线框中可等效为电流表，最大量程是2A D. 当和均闭合时，虚线框中可等效为电压表，最大量程是1V 【答案】A 【解析】 【详解】A B．由图示电路图可知，当和均断开时，G与串联，改装成的是电压表，电压表量程为 故A正确，B错误； C D．由图示电路图可知，当和均闭合时，G与并联，改装成的是电流表，电流表量程为 故C D错误。 8. 一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔（小孔对电场的影响可忽略不计）。小孔正上方处的P点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处（未与极板接触）返回。若将下极板向上平移，则从P点开始下落的相同粒子将（ ） A. 打到下极板上 B. 在下极板处返回 C. 在距上极板处返回 D. 在距上极板处返回 【答案】D 【解析】 【详解】设带电粒子的质量为m，电容器两极板的电压为U，由动能定理得 若将下极板向上移动，设带电粒子在电场中下降h，再由动能定理得 联立解得 所以带电粒子还没达到下极板就减速为零。 故选D。 【考点定位】动能定理、电场力做功、匀强电场电场强度和电势差的关系 9. 三只完全相同的灯泡，接成如图的电路，电池、电表的内阻对电路的影响不计，设开关S接a时电流表和电压表的示数分别为I1、U1，S接b时两表示数分别为I2、U2，则（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由电路图可知，开关S接a时和接b时都是两灯泡先串联再与另一灯泡并联，由于三只灯泡完全相同，则电路总电阻相等，电路总电流相等，通过电流表电流相等，则有 设灯泡的电阻为，电池电动势为，当开关S接a时，有 当开关S接b时，有 则有 故选C。 10. 电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻、及滑动变阻器R连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法正确的是（　　） A. 电压表读数增大，电流表读数减小 B. 电压表读数减小，电流表读数增大 C. 电压表和电流表读数都减小 D. 消耗的功率减小 【答案】D 【解析】 【详解】当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，R接入电路的阻值增大，回路中的外电阻增大，干路电流减小，所以R1消耗的功率减小；根据闭合电路欧姆定律可知外电压增大，所以电压表读数增大；根据串联分压规律可知R两端电压增大，所以R2两端电压增大，则电流表读数增大。综上所述可知ABC错误，D正确。 故选D。 11. 如图所示，是电视机显像管主聚焦电场中的电场线分布图，中间一根电场线是直线，电子从O点由静止开始只在电场力作用下运动到A点，取O点为坐标原点，沿直线向右为x轴正方向，在此过程中关于电子运动速度v、加速度a随时间t的变化，电子的动能Ek、运动径迹上电势φ随位移x的变化图线，下列可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．在电场中，电场线的疏密表示了电场强弱，由图可知，在电子由O点运动到A点的过程中，电场强度先变大后变小，根据牛顿第二定律有 可知电子运动的加速度先变大后变小，在v-t图象中，图线的斜率表示加速度，故A错误；B正确； C．根据动能定理 可知在图象中，图线的斜率表示了电子所受的电场力eE，因此电场力eE应先增大后减小，故C正确； D．由电场强度与电势差的关系 可知，在φ-x图象中，图线的斜率表示了电场强度E，而电场强度先增大后减小，故D错误。 故选BC。 12. 如图，同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点．一电荷量为q（q>0）的粒子从a点移动到b点，其电势能减小W1：若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小W2，下列说法正确的是（ ） A. 此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行 B. 若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为 C. 若c、d之间的距离为L，则该电场的场强大小一定为 D. 若W1=W2，则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差 【答案】BD 【解析】 【详解】A．选项根据题意无法判断，故A项错误； B．由于电场为匀强磁场，M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点，所以 若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为 故B正确； C．因为不知道匀强电场方向，所以场强大小不一定是，故C错误； D．若W1=W2，说明 又因为 解得 D正确。 故选BD。 点睛： 对匀强电场的电场特征要了解，利用电场力做功与电势差之间的关系求解。 二、实验题（共12分） 13. 研究小组欲测一新材料制成的均匀圆柱体的电阻率，步骤如下： （1）用游标卡尺测量其长度L如图，读数为____________cm 。 该同学想用伏安法测量其电阻，现有的器材及其代号和规格如下：待测圆柱体电阻Rx阻值约为10Ω A电压表（0~5V， 内阻约10 kΩ） B电流表（0~0.6A， 内阻约0.4Ω） C滑动变阻器（5Ω，1A） D 学生电源（直流输出4V） 及开关、导线等 （2）为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，请把图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图。 （3）如果测得的金属丝长度为L，直径为D，电阻为R， 都采用国际单位制单位，则它的电阻率ρ=________（用l、d 、R 字母 表示）。 【答案】（1）10.170 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 游标卡尺读数为 【小问2详解】 由题知，为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，则滑动变阻器采用分压式接法；因灯泡是小电阻，故电流表采用外接法，完整的实物图，如图所示 【小问3详解】 根据电阻定律有 变形得 又 解得 14. 某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻，他根据下面提供的器材，设计了如图所示的原理图。 ①电压表V（量程3 V，内阻RV约为） ②电流表G（量程3 mA，内阻） ③电流表A（量程3 A，内阻约为） ④滑动变阻器R1（，额定电流2 A） ⑤滑动变阻器R2（，额定电流1 A） ⑥定值电阻 ⑦开关S和导线若干 （1）该同学发现电流表A的量程太大，于是他将电流表G与定值电阻R3并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是___ A。（结果保留两位有效数字） （2）为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是_______。（填“R1”或“R2”） （3）该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势，电源的内阻_____。（结果保留两位有效数字） 【答案】 ①. 0.75 ②. ③. 0.80 【解析】 【详解】（1）[1]改装后的电流表对应的量程是 （2）[2]根据 为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是。 （3）[3]改装后的电流表对应的量程是电流表G的量程的250倍，根据闭合电路欧姆定律可得 变形有 电源的内阻为 解得 三、计算题。 （书写潦草以致难以辨认，表达不规范的都将被扣分） 15. 如图所示，M、N间电压恒定，当开关S接通a端时，电压表示数为10V，电流表示数为0.2A；当开关S接通b端时，电压表示数为12V，电流表示数为0.15A，可以推断S接________端时的测量值更准确；电阻的真实值是_________ Ω。 【答案】 ①. b ②. 70 【解析】 【详解】[1]先看电压表示数的变化，Rx的电压是10V，与电流表的总电压为12V，则电流表的两端电压是两端电压的，故 Rx=5RA 再看电流表的变化，Rx的电流是0.15A，Rx与电压表的总电流为0.2A，则电压表中的电流为0.05A，故电压表的电流是电流的，故电阻是它的3倍，即 所以 故可以看成是大电阻，应该用电流表内接法，故S接b端误差较小。 [2]由于MN两端电压恒定，故当开关S接通a端时，电流表的两端电压为 12V－10V=2V 而电流为0.2A，故电流表的电阻为 当开关S接通b端时 故 16. 如图所示，在匀强电场中，将一电荷量为2×10－5C的负电荷由A点移到B点，其电势能增加了0.001J，已知A、B两点间距离为4cm，两点连线与电场方向成60°角，求： (1)A、B两点间的电势差UAB； (2)该匀强电场的电场强度E的大小。 【答案】(1)50V；(2)2500V/m 【解析】 【详解】(1)A、B两点间的电势差 (2)由 UAB＝Ed＝E·dcos60° 得 17. 如图，一电荷量带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的点。S合上后，小球静止时，细线与竖直方向的夹角。已知两板相距，电源电动势，内阻，电阻，，取，，。求： （1）流过电源的电流； （2）两板间的电场强度的大小； （3）小球的质量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）外电路电阻 电路中总电流 （2）路端电压为 两板间的电场强度为 （3）设小球质量为m，有共力点平衡可得 解得 【点睛】本题考查含电容器的电路问题，确定电容器两端的电压是解题的关键。 18. 为减少烟尘排放对空气的污染，某同学设计了一个如图所示的静电除尘器，该除尘器的上下底面是边长为L＝0.20m的正方形金属板，前后面是绝缘的透明有机玻璃，左右面是高h＝0.10m的通道口。使用时底面水平放置，两金属板连接到U＝2000V的高压电源两极（下板接负极），于是在两金属板间产生一个匀强电场（忽略边缘效应）。均匀分布的带电烟尘颗粒以v=10m/s的水平速度从左向右通过除尘器，已知每个颗粒带电荷量q＝+2.0×10-17C，质量m＝1.0×10-15kg，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力。在闭合开关后： （1）求烟尘颗粒在通道内运动时加速度的大小和方向； （2）求除尘过程中烟尘颗粒在竖直方向所能偏转的最大距离； （3）除尘效率是衡量除尘器性能的一个重要参数。除尘效率是指一段时间内被吸附的烟尘颗粒数量与进入除尘器烟尘颗粒总量的比值。试求在上述情况下该除尘器的除尘效率；若用该除尘器对上述比荷的颗粒进行除尘，试通过分析给出在保持除尘器通道大小不变的前提下，提高其除尘效率的方法。 【答案】（1），方向竖直向下； （2）8.0cm；（3）在除尘器通道大小及颗粒比荷不改变的情况下，可以通过适当增大两金属板间的电压U，或通过适当减小颗粒进入通道的速度v来提高除尘效率． 【解析】 【分析】 【详解】（1）烟尘颗粒在通道内只受电场力的作用，电场力 又因为 设烟尘颗粒在通道内运动时加速度为a，根据牛顿第二定律有 解得 方向竖直向下 （2）若通道最上方的颗粒能通过通道，则这些颗粒在竖直方向上有最大的偏转距离 这些颗粒在水平方向匀速直线运动，位移 在竖直方向的位移 解得 可确定这些颗粒能通过通道 因此，除尘过程中烟尘颗粒在竖直方向偏转的最大距离为8.0cm； （3）设每立方米有烟尘颗粒为 时间t内进入除尘器的颗粒 时间t内吸附在底面上的颗粒 则除尘效率 =80％ 因为 当时 当时， 因此，在除尘器通道大小及颗粒比荷不改变的情况下，可以通过适当增大两金属板间的电压U，或通过适当减小颗粒进入通道的速度v来提高除尘效率。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $