精品解析：广东省中山市第一中学2025-2026学年高二上学期第二次段考物理试题

中山市第一中学2027届高二第一学期第二次段考物理试题 学校： 姓名： 班级： 考号： 一、单选题（本大题共7小题，共28分） 1. 利用静电纺丝技术制备纳米纤维材料是近年来材料领域的重要技术。如图所示，初始时无电场，喷嘴处的球形液滴保持静止；随着高压电场逐渐增强，液滴带上正电荷且由球形变为圆锥形（即“泰勒锥”）；当电压增至某个临界值时（假设此后电压保持不变），液滴从尖端喷出，在非匀强电场的作用下向下方运动，M、N为直线路径上的两点。以下说法正确的是（　　） A. 喷嘴处的球形液滴在无电场的情况下只受重力 B. 液滴从M到N的过程做匀加速直线运动 C. 液滴从M到N的过程电场力做负功 D. 液滴向下做螺旋运动时电势能减小 2. 如图所示，由正八棱锥，底面为正方形，沿竖直方向，分别为的中点，在两点分别固定两正点电荷，在两点分别固定两负点电荷，四个电荷的电荷量相等。选无穷远处的电势为零，不计电子重力，则下列说法正确的是（ ） A. 两点的场强相同 B. 四点的电势不同 C. 电子以某一速率由点运动到无穷远时，电子的速率将变大 D. 将一带正电的小球由点静止释放，小球将处于完全失重状态 3. 如图所示，恒定电流流过边长为的水平放置的正方形导线，O点为正方形的中心，P点位于O点正上方且，每条导线在P点的磁感应强度大小均为，则P点的磁感应强度大小为（　　） A. 0 B. C. D. 4. 如图所示，矩形闭合线圈竖直放置，是它的对称轴，通电直导线与平行，且、所在平面与线圈平面垂直，如要在线圈中产生感应电流，可行的做法是（ ） A. 中电流反向 B. 中电流先增大后减小 C. 正对且靠近线圈 D. 线圈绕轴逆时针转动90°（俯视） 5. 图1为上海市投入运营的超级电容公交车，可在乘客上下车时完成充电，实现24h不间断营运；图2为某次充电时电流随时间变化的图像，其与t轴所围面积约为8个单元格。已知充电电压为U，充电一次超级电容储存的能量为W，电能转化为机械能的效率为，假设公交车始终沿水平面匀速行驶，且受到的阻力恒为f，则（　　） A. 为减小充电时间，应增大连接电容器的电路中的总电阻 B. 充电一次超级电容存储的电荷量为 C. 超级电容器的电容为 D. 充电一次可行驶的路程为 6. 如图所示，把内阻为满偏电流为的表头改装成双量程电流表。已知，接线柱为公共接线柱。下列选项正确的是（ ） A. 若只增大，则两个量程都增大 B. 若只增大，则两个量程都减小 C. 用两个接线柱时电流表的量程为 D. 用两个接线柱时电流表的量程为 7. 如图所示为某静电除尘装置的简化原理图，已知板间距为d，板长为L，两块平行带电极板间为除尘空间，两极板间电压为。当进入除尘空间的带电尘埃碰到极板时，所带电荷立即被中和，同时尘埃被收集。若质量为m、电荷量为的带电尘埃分布均匀，均以速度v平行于极板向右射入除尘空间时，该除尘装置的除尘率（相同时间内被收集尘埃数量与进入尘埃数量的比值）为25%。不计空气阻力、尘埃的重力及尘埃之间的相互作用，忽略边缘效应。为了让除尘率刚好达到100%，下列操作中可行的是（　　） A. 仅将两极板间电压变为 B. 仅将入射速度变为 C. 将两极板间电压变为，同时将入射速度变为 D. 将两极板间电压变为，同时将入射速度变为 二、多选题：本大题共3小题，每小题6分，错选不得分，漏选得3分，共18分。 8. 将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率与电阻箱读数变化的曲线如图所示，由此可知（ ） A. 当电阻箱的电阻增大时，电源的输出功率一定增大 B. 电源内阻一定等于 C. 电源电动势为 D. 电阻箱所消耗功率最大时，电源效率等于 9. 如图所示为双板式静电除尘器的工作原理简化图，高压电源两极分别连接放电极与收尘极板、，在放电极表面附近形成强大的电场，使周围的空气电离；粉尘颗粒进入静电除尘区域，粉尘颗粒吸附负离子后带负电，粉尘颗粒在电场力的作用下向极板、迁移并沉积，以达到除尘目的。已知图中虚线为电场线，、、三点在同一直线上，，粉尘颗粒在运动过程中电荷量不变且忽略颗粒之间的相互作用，则下列说法正确的是（　　） A. 高压电源一定为直流电源，且端为电源的负极 B. 到极板、的粉尘颗粒的电势能均减小 C. 不同粉尘颗粒在、、点受到的电场力大小为 D. 、、三点的电势满足 10. 如题图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，开关S闭合后，平行金属板中的带电液滴恰能处于静止状态，电流表和电压表均视为理想电表，R2为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），当光照强度减弱时，下列说法正确的是（　　） A. 电流表示数减小，电压表示数减小 B. 光敏电阻R2消耗的电功率一定增大 C. 液滴将向下加速运动 D. 保持光照强度不变，断开开关，放电过程中，a点电势高于b点电势 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 某校举行了一次物理实验操作技能比赛，其中一项比赛为选用合适的电学元件设计合理的电路，并能较准确地测量同一电池组的电动势及其内阻。提供的器材如下： A．电流表G（满偏电流10mA，内阻为10Ω） B．电流表A（0~0.6A~3A，内阻未知） C．电压表V（0~5V~10V，内阻未知） D．滑动变阻器R（0~20Ω，1A） E．定值电阻（阻值为990Ω） F．开关与导线若干 （1）图（a）是小李同学根据选用的仪器设计的测量该电池组电动势和内阻的电路图。根据该实验电路测出的数据绘制的图线如图（b）所示（为电流表G的示数，为电流表A的示数），则由图线可以得到被测电池组的电动势E=______V，内阻r=______Ω。（结果均保留2位有效数字） （2）另一位小张同学则设计了图（c）所示的实验电路对电池组进行测量，记录了单刀双掷开关分别接1、2对应电压表的示数U和电流表的示数I；根据实验记录的数据绘制图线如图（d）中所示的A、B两条图线。可以判断图线A是利用单刀双掷开关接______（选填“1”或“2”）中的实验数据描出的；分析A、B两条图线可知，此电池组的电动势为E=______，内阻r=______。（用图中、、、表示） 12. 在练习使用多用电表的实验中： （1）一多用电表的电阻挡有四个倍率，分别是、、、，用挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到________挡。 （2）重新测量后，指针位于如图甲所示位置，被测电阻的测量值为________。（保留2位有效数字） （3）如图乙所示为欧姆表某倍率的内部结构示意图，已知电流计的量程为，内阻为，定值电阻，电池电动势为，为调零电阻，则表盘上刻度线对应的电阻值是________。（保留2位有效数字） （4）当图乙所示欧姆表的电池的电动势下降到、内阻增加了时仍可调零，调零后，调零电阻的阻值将变________（填“大”或“小”），测得的电阻值将变________（填“大”或“小”）。 四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13. 密立根油滴实验装置如图所示： 两块间距为的平行金属板分别与电源正、负极相接。当两极板间不加电压时，带电油滴最后以速度匀速竖直下落；当两板间加上电压时，该带电油滴最后以速度匀速竖直上升。已知油滴所受阻力大小与速度大小成正比， 即，其中比例系数已知，取重力加速度为。求： （1）油滴的质量； （2）求该油滴所带电荷量。 14. 光刻机是半导体行业中重中之重的利器，我国上海微电子装备公司（SMEE）在这一领域的技术近年取得了突破性进展。电子束光刻技术原理简化如图所示，电子枪发射的电子经过成型孔后形成电子束，通过束偏移器后对光刻胶进行曝光。某型号光刻机的束偏移器长L=0.04m，间距也为L，两极间有扫描电压，其轴线垂直晶圆上某芯片表面并过中心O点，芯片到束偏移器下端的距离为。若进入束偏移器时电子束形成的电流大小为，单个电子的初动能为Ek0=1.6×10-14J，不计电子重力及电子间的相互作用力，忽略其他因素的影响，电子到达芯片即被吸收。 （1）若扫描电压为零，电子束在束偏移器中做何种运动？电子束到达芯片时的落点位置？ （2）若扫描电压为零，且It=Ne（N为电子个数），求O点每秒接收的能量E?（e=1.6×10-19C） （3）若某时刻扫描电压为15kV，则电子束到达芯片时的位置离O点的距离为多少？ 15. 如图所示，光滑水平地面上固定一个的光滑绝缘圆弧轨道，半径R=2m，在圆弧轨道底端旁静置一个长木板M=0.5kg，板长为L=5m，绝缘木板上表面和圆弧底端等高。现有一质量为m=1kg的带正电q=2C小滑块从轨道顶端滑下，假设虚线左侧空间存在竖直向下的匀强电场E1=3N/C，右侧空间存在水平向左的匀强电场E2=1N/C，滑块与模板之间动摩擦因数为μ=0.2，滑块电量始终不变，g=10m/s2.则： （1）求小滑块滑至圆弧轨道最低点时（此时小滑块还未出电场E1），对轨道的压力的大小； （2）当小滑块与长木板共速时，求小滑块与长木板摩擦产生的热量； （3）求出小滑块从滑上长木板到第一次静止的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 中山市第一中学2027届高二第一学期第二次段考物理试题 学校： 姓名： 班级： 考号： 一、单选题（本大题共7小题，共28分） 1. 利用静电纺丝技术制备纳米纤维材料是近年来材料领域的重要技术。如图所示，初始时无电场，喷嘴处的球形液滴保持静止；随着高压电场逐渐增强，液滴带上正电荷且由球形变为圆锥形（即“泰勒锥”）；当电压增至某个临界值时（假设此后电压保持不变），液滴从尖端喷出，在非匀强电场的作用下向下方运动，M、N为直线路径上的两点。以下说法正确的是（　　） A. 喷嘴处的球形液滴在无电场的情况下只受重力 B. 液滴从M到N的过程做匀加速直线运动 C. 液滴从M到N的过程电场力做负功 D. 液滴向下做螺旋运动时电势能减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．喷嘴处的球形液滴在无电场的情况下受重力和表面张力，A错误； B．液滴在非匀强电场中运动，电场力是变力，则加速度是变化的，所以液滴从到的过程做变加速直线运动，B错误； C．液滴带正电，从到的过程中电场力方向竖直向下，与位移方向相同，则电场力做正功，C错误； D．液滴向下做螺旋运动时电场力做正功，电势能减小，D正确。 故选D。 2. 如图所示，由正八棱锥，底面为正方形，沿竖直方向，分别为的中点，在两点分别固定两正点电荷，在两点分别固定两负点电荷，四个电荷的电荷量相等。选无穷远处的电势为零，不计电子重力，则下列说法正确的是（ ） A. 两点的场强相同 B. 四点的电势不同 C. 电子以某一速率由点运动到无穷远时，电子的速率将变大 D. 将一带正电的小球由点静止释放，小球将处于完全失重状态 【答案】D 【解析】 【详解】A．把a、d和b、c分别各自看成一组等量异种点电荷，根据等量异种电荷中垂线上的电场分布特点，结合场强的矢量叠加原理，可判断知N、P两点的场强大小相等，方向相反，故A错误； B．根据等量异种中垂线上的电势分布特点，可知，M、N、P、O四点的电势相同，均为零，故B错误； C．电子以某一速率v由O点运动到无穷远时，电场力对电子不做功，电子动能不变，电子的速率不变，故C错误； D．根据等量异种点电荷中垂线的场强特点结合矢量叠加原理，可知OO′直线上所有点的合场强为零，所以将一带正电的小球由O点静止释放，小球只受重力的作用，将处于完全失重状态，故D正确。 故选D 。 3. 如图所示，恒定电流流过边长为的水平放置的正方形导线，O点为正方形的中心，P点位于O点正上方且，每条导线在P点的磁感应强度大小均为，则P点的磁感应强度大小为（　　） A. 0 B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据图中几何关系结合安培定则，可知两相互平行导线在P点产生的磁感应强度方向的夹角为，如图所示 则两相互平行导线在P点产生的合磁感应强度大小为 方向竖直向上；则正方形导线在P点的磁感应强度大小为 故选D。 4. 如图所示，矩形闭合线圈竖直放置，是它的对称轴，通电直导线与平行，且、所在平面与线圈平面垂直，如要在线圈中产生感应电流，可行的做法是（ ） A. 中电流反向 B. 中电流先增大后减小 C. 正对且靠近线圈 D. 线圈绕轴逆时针转动90°（俯视） 【答案】D 【解析】 【详解】A．为线框的对称轴，由对称性可知，中电流产生的磁场穿过线圈的磁通量为零，中电流反向，穿过线圈的磁通量始终为零，保持不变，线圈中没有感应电流产生，故A错误； B．中电流先增大后减小，穿过线圈的磁通量始终为零，保持不变，线圈中没有感应电流产生，故B错误； C．正对且靠近线圈，穿过线圈的磁通量始终为零，保持不变，线圈中没有感应电流产生，故C错误； D．线圈绕轴逆时针转动90°（俯视），穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中会产生感应电流，故D正确。 故选D。 5. 图1为上海市投入运营的超级电容公交车，可在乘客上下车时完成充电，实现24h不间断营运；图2为某次充电时电流随时间变化的图像，其与t轴所围面积约为8个单元格。已知充电电压为U，充电一次超级电容储存的能量为W，电能转化为机械能的效率为，假设公交车始终沿水平面匀速行驶，且受到的阻力恒为f，则（　　） A. 为减小充电时间，应增大连接电容器的电路中的总电阻 B. 充电一次超级电容存储的电荷量为 C. 超级电容器的电容为 D. 充电一次可行驶的路程为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据电流定义式 可知，图像与坐标轴围成的面积代表电荷量，电荷量不变，为减小充电时间，应减小连接电容器的电路中的总电阻，增大电流，故A错误； B．充电一次超级电容存储的电荷量为，故B正确； C．超级电容器的电容为，故C错误； D．根据效率的计算公式有 解得，故D错误； 故选B。 6. 如图所示，把内阻为满偏电流为的表头改装成双量程电流表。已知，接线柱为公共接线柱。下列选项正确的是（ ） A. 若只增大，则两个量程都增大 B. 若只增大，则两个量程都减小 C. 用两个接线柱时电流表的量程为 D. 用两个接线柱时电流表的量程为 【答案】D 【解析】 【详解】CD．用a、b两个接线柱时电流表的量程为 代入解得，故C错误，D正确； AB．用a、c两个接线柱时电流表的量程为 用a、b两个接线柱时电流表的量程为 由上可知，若只增大R1，两个量程都减小；若只增大R2，a、c间的量程减小，a、b间的量程增大，故AB错误。 故选D。 7. 如图所示为某静电除尘装置的简化原理图，已知板间距为d，板长为L，两块平行带电极板间为除尘空间，两极板间电压为。当进入除尘空间的带电尘埃碰到极板时，所带电荷立即被中和，同时尘埃被收集。若质量为m、电荷量为的带电尘埃分布均匀，均以速度v平行于极板向右射入除尘空间时，该除尘装置的除尘率（相同时间内被收集尘埃数量与进入尘埃数量的比值）为25%。不计空气阻力、尘埃的重力及尘埃之间的相互作用，忽略边缘效应。为了让除尘率刚好达到100%，下列操作中可行的是（　　） A. 仅将两极板间电压变为 B. 仅将入射速度变为 C. 将两极板间电压变为，同时将入射速度变为 D. 将两极板间电压变为，同时将入射速度变为 【答案】C 【解析】 【详解】A．设离开板间的带电尘埃的偏移量为y，极板间的电压为U，粒子在平行极板的方向上做匀速直线运动，沿垂直极板的方向做匀加速直线运动，则有， 根据牛顿第二定律 联立解得 根据题意可知除尘率为 由题知，刚开始的除尘率为 若将仅将两极板间电压变为，则除尘率为，故A错误； B．仅将入射速度变为，则除尘率为，故B错误； C．将两极板间电压变为，同时将入射速度变为，则除尘率为，故C正确； D．将两极板间电压变为，同时将入射速度变为，则除尘率为，故D错误。 故选C。 二、多选题：本大题共3小题，每小题6分，错选不得分，漏选得3分，共18分。 8. 将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率与电阻箱读数变化的曲线如图所示，由此可知（ ） A. 当电阻箱的电阻增大时，电源的输出功率一定增大 B. 电源内阻一定等于 C. 电源电动势为 D. 电阻箱所消耗功率最大时，电源效率等于 【答案】BD 【解析】 【详解】A．将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率等于电源的输出功率，当电阻箱的电阻小于电源内阻，电阻箱的电阻增大时，电源的输出功率可能逐渐增大；当电阻箱的电阻大于电源内阻，电阻箱的电阻增大时，电源的输出功率逐渐减小，故A错误； B．当外电路电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，即测得电阻箱所消耗功率最大，电源内阻为 故B正确； C．电阻箱所消耗的最大功率为 解得电流为 根据闭合电路的欧姆定律，电源电动势为 故C错误； D．电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率为 故D正确。 故选BD。 9. 如图所示为双板式静电除尘器的工作原理简化图，高压电源两极分别连接放电极与收尘极板、，在放电极表面附近形成强大的电场，使周围的空气电离；粉尘颗粒进入静电除尘区域，粉尘颗粒吸附负离子后带负电，粉尘颗粒在电场力的作用下向极板、迁移并沉积，以达到除尘目的。已知图中虚线为电场线，、、三点在同一直线上，，粉尘颗粒在运动过程中电荷量不变且忽略颗粒之间的相互作用，则下列说法正确的是（　　） A. 高压电源一定为直流电源，且端为电源的负极 B. 到极板、的粉尘颗粒的电势能均减小 C. 不同粉尘颗粒在、、点受到的电场力大小为 D. 、、三点的电势满足 【答案】BD 【解析】 【详解】A．粉尘颗粒吸附负离子后带负电，粉尘颗粒在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，则端为电源的正极，故A错误； B．电场力对放电极左侧和右侧的粉尘颗粒都做正功，电势能都减小，故B正确； C．由电场线可知，但不同的颗粒带的电荷量的大小不知道，则电场力无法分析，故C错误； D．由图可知，，由可得 则 解得，故D正确。 故选BD。 10. 如题图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，开关S闭合后，平行金属板中的带电液滴恰能处于静止状态，电流表和电压表均视为理想电表，R2为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），当光照强度减弱时，下列说法正确的是（　　） A. 电流表示数减小，电压表示数减小 B. 光敏电阻R2消耗的电功率一定增大 C. 液滴将向下加速运动 D. 保持光照强度不变，断开开关，放电过程中，a点电势高于b点电势 【答案】AD 【解析】 【详解】A．当光照强度减弱时，R2的阻值增大，回路中总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，回路中电流减小，则电流表示数减小，内电压减小，路端电压增大，定值电阻两端电压减小，则电压表示数减小，故A正确； B．根据等效电源法可知，R2的阻值增大，但不能确定R2的阻值与电源内阻r与定值电阻之和的大小关系，所以不能确定光敏电阻R2消耗的电功率的变化情况，故B错误； C．由于路端电压增大，定值电阻两端电压减小，则光敏电阻两端电压增大，电容器两极板间电压增大，则内部电场强度增大，液滴受到向上的电场力大于重力，则液滴将向上加速运动，故C错误； D．保持光照强度不变，断开开关，由于电容器上极板带正电，下极板带负电，所以放电过程中，a点电势高于b点电势，故D正确。 故选AD。 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 某校举行了一次物理实验操作技能比赛，其中一项比赛为选用合适的电学元件设计合理的电路，并能较准确地测量同一电池组的电动势及其内阻。提供的器材如下： A．电流表G（满偏电流10mA，内阻为10Ω） B．电流表A（0~0.6A~3A，内阻未知） C．电压表V（0~5V~10V，内阻未知） D．滑动变阻器R（0~20Ω，1A） E．定值电阻（阻值为990Ω） F．开关与导线若干 （1）图（a）是小李同学根据选用的仪器设计的测量该电池组电动势和内阻的电路图。根据该实验电路测出的数据绘制的图线如图（b）所示（为电流表G的示数，为电流表A的示数），则由图线可以得到被测电池组的电动势E=______V，内阻r=______Ω。（结果均保留2位有效数字） （2）另一位小张同学则设计了图（c）所示的实验电路对电池组进行测量，记录了单刀双掷开关分别接1、2对应电压表的示数U和电流表的示数I；根据实验记录的数据绘制图线如图（d）中所示的A、B两条图线。可以判断图线A是利用单刀双掷开关接______（选填“1”或“2”）中的实验数据描出的；分析A、B两条图线可知，此电池组的电动势为E=______，内阻r=______。（用图中、、、表示） 【答案】 ①. 7.5 ②. 5.0 ③. 1 ④. ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1][2]电流表G和定值电阻串联，其可看成一个电压表，则根据闭合电路的欧姆定律有 整理可得 设该图像的方程为 将坐标（0.1，7），（0.5，5）代入可得 则图线与纵轴会相交于的位置，则有 联立可得 ， （2）[3][4][5]由图（c）分析可知，单刀双掷开关接1和2时，只是电流表的内接与外接差别：当接1时，是电流表的内接法（相对于电源），从图（d）可以看出，当电流表的示数为零时，即电源的外电路断开，而对电源来说断路电压就是电动势，根据实验原理知：图像的纵截距 由于电流表内阻的影响，则短电流 即横截距（即短路电流）小于真实值。当接2时，电流表相对于电源外接，同理可以看出，当电流的示数为零时，但由于电压表与电源仍构成通路，则此时路端电压小于电动势，根据实验原理知：图像的纵截距 由于电流表的测量值就是通过电源的电源，则 即图像的横截距是真实值。总结以上两点可知，图像中纵截距小的是接2的数据所绘。图线A是接1时中的实验数据描出，则电源电动势 电源内阻 12. 在练习使用多用电表的实验中： （1）一多用电表的电阻挡有四个倍率，分别是、、、，用挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到________挡。 （2）重新测量后，指针位于如图甲所示位置，被测电阻的测量值为________。（保留2位有效数字） （3）如图乙所示为欧姆表某倍率的内部结构示意图，已知电流计的量程为，内阻为，定值电阻，电池电动势为，为调零电阻，则表盘上刻度线对应的电阻值是________。（保留2位有效数字） （4）当图乙所示欧姆表的电池的电动势下降到、内阻增加了时仍可调零，调零后，调零电阻的阻值将变________（填“大”或“小”），测得的电阻值将变________（填“大”或“小”）。 【答案】（1） （2）17 （3）35 （4） ①. 小 ②. 大 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，用挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，说明待测电阻较大，为了较准确地进行测量，应换到挡。 【小问2详解】 重新测量后，指针位于如图甲所示位置，被测电阻的测量值为 【小问3详解】 由于，则流过的电流是流过电流计电流的两倍；当电流计满偏时，流过电源的电流为，由闭合回路欧姆定律可得，欧姆表内阻为 则表盘上刻度线对应的电阻值是 【小问4详解】 [1]根据题意可知，电池的电动势下降到，则欧姆表内阻为 内阻增加了时仍可调零，则调零电阻的阻值将变小。 [2]设电阻的测量值为，设此时通过电流计的电流为，则有闭合电路欧姆可得， 由于 则有 由于，可得 可知测得的电阻值将变大。 四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13. 密立根油滴实验装置如图所示： 两块间距为的平行金属板分别与电源正、负极相接。当两极板间不加电压时，带电油滴最后以速度匀速竖直下落；当两板间加上电压时，该带电油滴最后以速度匀速竖直上升。已知油滴所受阻力大小与速度大小成正比， 即，其中比例系数已知，取重力加速度为。求： （1）油滴的质量； （2）求该油滴所带电荷量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 不加电压时，根据平衡条件有 解得 【小问2详解】 在极板间加上电压，极板间的电场强度为 油滴向上匀速运动，根据平衡条件有 解得 14. 光刻机是半导体行业中重中之重的利器，我国上海微电子装备公司（SMEE）在这一领域的技术近年取得了突破性进展。电子束光刻技术原理简化如图所示，电子枪发射的电子经过成型孔后形成电子束，通过束偏移器后对光刻胶进行曝光。某型号光刻机的束偏移器长L=0.04m，间距也为L，两极间有扫描电压，其轴线垂直晶圆上某芯片表面并过中心O点，芯片到束偏移器下端的距离为。若进入束偏移器时电子束形成的电流大小为，单个电子的初动能为Ek0=1.6×10-14J，不计电子重力及电子间的相互作用力，忽略其他因素的影响，电子到达芯片即被吸收。 （1）若扫描电压为零，电子束在束偏移器中做何种运动？电子束到达芯片时的落点位置？ （2）若扫描电压为零，且It=Ne（N为电子个数），求O点每秒接收的能量E?（e=1.6×10-19C） （3）若某时刻扫描电压为15kV，则电子束到达芯片时的位置离O点的距离为多少？ 【答案】（1）匀速直线运动，O；（2）；（3）0.003m 【解析】 【详解】（1）无偏转电压时，电子束做匀速直线运动，落点位置为O； （2）若扫描电压为零，O点每秒接收的能量是 （3）电子在束偏移器中的加速度大小为 设电子的初速度大小为v0，则由题意可知 电子在束偏移器中运动的时间为 电子在束偏移器中的偏移量为 电子从束偏移器中射出时，其速度方向的反向延长线一定过束偏移器的中心位置，设电子束到达芯片时的位置离O点的距离为Y，如图所示 根据几何关系有 联立解得 Y=0.003m ‍ 15. 如图所示，光滑水平地面上固定一个的光滑绝缘圆弧轨道，半径R=2m，在圆弧轨道底端旁静置一个长木板M=0.5kg，板长为L=5m，绝缘木板上表面和圆弧底端等高。现有一质量为m=1kg的带正电q=2C小滑块从轨道顶端滑下，假设虚线左侧空间存在竖直向下的匀强电场E1=3N/C，右侧空间存在水平向左的匀强电场E2=1N/C，滑块与模板之间动摩擦因数为μ=0.2，滑块电量始终不变，g=10m/s2.则： （1）求小滑块滑至圆弧轨道最低点时（此时小滑块还未出电场E1），对轨道的压力的大小； （2）当小滑块与长木板共速时，求小滑块与长木板摩擦产生的热量； （3）求出小滑块从滑上长木板到第一次静止的时间。 【答案】（1）48N；（2）8J；（3）4s 【解析】 【详解】（1）当滑块运动到最低点时，设粒子速度为，受到轨道的支持力为，由动能定理得 可得 =8m/s 在最低点对滑块进行受力分析，根据牛顿第二定律 解得 由牛顿第三定律得小球对轨道的压力的大小 （2）当滑块滑上木板时，设滑块加速度为，木板加速度为，取向右为正，滑块与木板之间的摩擦力 由牛顿第二定律得 解得 =4m/s2 方向水平向左，对木板 解得 =4m/s2 方向水平向右 设小滑块能够与木板经t1达到共速，且速度为，所以 则 t1=1s， 在这段时间内滑块与木板的位移差为 解得 产生的热量 （3）当滑块与木板共速后，把滑块与木板看成一个整体，则 所以两者会一起向右做匀减速运动至第一次静止。设此过程时间为，则 解得 所以 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $