精品解析:宁夏师大银川附中2025-2026学年高二上学期第一次月考物理试卷
2026-03-30
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 宁夏回族自治区 |
| 地区(市) | 银川市 |
| 地区(区县) | 金凤区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 8.99 MB |
| 发布时间 | 2026-03-30 |
| 更新时间 | 2026-03-30 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-03-30 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57094058.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
宁师大银川附中2025-2026学年度第一学期第一次月考
高二年级物理试卷
(本试卷满分100分,时间:75分钟)
一、选择题(本题共10小题,第1-7题每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确,有选错或不答的得0分。第8-10题每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有两个或多个选项正确,有少选得3分,有选错或不选得0分)
1. 关于静电场的电场强度和电势,下列说法正确的是( )
A. 电场强度的方向总是指向正电荷的运动方向
B. 电场强度为零的地方,电势也为零
C. 随着电场强度的大小逐渐减小,电势也逐渐降低
D. 任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向
2. 某区域电场线分布如图所示a、b两点场强大小为、,电势高低为、将同一负的试探电荷先后置于a、b两点,电势能分别为和,电荷所受电场力大小分别为和,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
3. 如图所示,花的繁殖通常依赖昆虫把花粉粒从一朵花传送到另一朵花。蜜蜂飞行时与空气摩擦而带正电,当它在花粉囊附近盘旋时,花粉粒跳向蜜蜂粘附在其身上,蜜蜂飞到下一朵花接近花的柱头(柱头通过花的内部与带负电的大地连接)时,花粉粒从蜜蜂跳到柱头上,使花受精。下列说法正确的是( )
A. 蜜蜂周围所形成的电场为匀强电场
B. 距蜜蜂中心越远的位置电势越低
C. 花粉粒从蜜蜂跳到柱头的过程中电势能增大
D. 花粉粒被吸引到蜜蜂的过程中,花粉粒受到的静电力等于自身重力
4. 如图所示是一个常用的电容器,关于它的说法中正确的是( )
A. 电容器可以储存电荷,且电荷量越多电容越大
B. 50V为该电容器的击穿电压
C. 加在这个电容器两端的电压为25V时,它的电容是220μF
D. 这个电容器电容是220μF,即0.22F
5. 人体的细胞膜模型图如图所示,由磷脂双分子层组成,双分子层之间存在电压(医学上称为膜电位)。现研究某小块均匀的细胞膜,厚度为d,膜内的电场可看作匀强电场,简化模型如图所示。初速度可视为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下,从图中的A点运动到B点,下列说法正确的是( )
A. A点电势低于B点电势
B. 钠离子的电势能减小
C. 钠离子的加速度变大
D. 若膜间电势差不变,当d越大时,钠离子进入细胞内速度越大
6. 某同学采用如下器材测量阻值约为50Ω电阻:电流表A(内阻约2.0Ω),电压表V(内阻约10kΩ),滑动变阻器R(阻值范围0~10Ω),直流电源E(电动势3V,内阻约1.0Ω)、开关S、导线若干。下列电路设计最合理的是( )
A. B.
C. D.
7. 静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置。如图,一电子在电场中仅受电场力的作用,实线描绘出了其运动轨迹,虚线表示等势线,各等势线关于y轴对称,a、b、c、d分别是轨迹与等势线的交点。已知电子在经过a点时动能为60eV,各等势线的电势高低标注在图中,则( )
A. a、d两点的电场强度相同
B. 电子从a到b运动时,电场力做负功
C. 电子从c到d运动时,电势能逐渐减小
D. 电子在经过等势线c点时的动能为80eV
8. 如图所示是一款MP4播放器,随着这种产品的出现,人们可以在旅途中观看电影,让原本枯燥的旅途变得充满乐趣。MP4的充电电池多为锂电池,假设锂电池的充电电流为500mA,则以下说法正确的是( )
A. 1s内通过电池某一横截面的电荷量为500C
B. 1s内通过电池某一横截面的电荷量为0.5C
C. 充电过程把化学能转化为电能
D. 充电过程把电能转化为化学能
9. 如图甲所示,计算机键盘为电容式传感器,每个键下面由相互平行间距为d的活动金属片和固定金属片组成,两金属片间有空气间隙,两金属片组成一个平行板电容器,如图乙所示。其内部电路如图丙所示,则下列说法正确的是( )
A. 按键的过程中,电容器的电容减小
B. 按键的过程中,电容器的带电量增大
C. 按键的过程中,图丙中电流方向从a流向b
D. 按键的过程中,电容器两极板间的电场强度增大
10. 如图所示,平面直角坐标系的第二、四象限的虚线与轴之间的区域Ⅰ、Ⅱ内分别存在方向平行于轴且相反的匀强电场。粒子从第二象限的范围内沿轴正方向以相同的速度进入区域Ⅰ,它们都经过点进入区域Ⅱ,最终均从右侧平行于轴正方向离开区域Ⅱ。已知带电粒子的质量为,电荷量为,带电粒子经过点时速度方向的最大偏角为,且每个粒子在区域Ⅰ、Ⅱ中运动的时间之比均为。不计粒子的重力及粒子间的相互作用力。下列说法正确的是( )
A. 区域Ⅰ、Ⅱ的电场强度大小之比为
B. 粒子在两电场中运动的最长时间为
C. 区域Ⅰ中电场的电场强度大小为
D. 第二象限中的虚线曲线方程为
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某实验小组利用如图甲所示的电路探究电容器的充、放电特点。S为单刀双掷开关,R为定值电阻。
(1)S接1时电源对电容器充电,此过程通过电流表A电流方向______(填“从左到右”或“从右到左”)。
(2)图乙为电容器放电时的图像,图线与坐标轴围成的面积约41小格,电容器放电之前的电压为,测得该电容器的电容值为______F(结果保留2位有效数字)。
(3)若仅减小电阻R,放电时曲线与坐标轴所围成的面积将______(填“变大”“变小”或“不变”)。
12. 随着居民生活水平的提高,纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测,结果发现有不少样品的电导率(电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标)不合格。某学习小组设计实验测量某种纯净水的电阻进而得出该纯净水的电导率。在粗细均匀的圆柱形玻璃管中注满纯净水,玻璃管长为L,玻璃管两端口用插有铜钉的橡皮塞塞住。
(1)你认为不合格的纯净水的电导率是________(填“偏大”或“偏小”);
(2)注水前,如图1所示,用螺旋测微器测得玻璃管内径为d=________mm;如图2所示,用20分度游标卡尺测得玻璃管长度为L=________cm。
(3)为了测量所取纯净水的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材:
A.电流表(量程0~3mA,电阻约为5Ω)
B.电压表(量程0~6V,电阻约为10kΩ)
C.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)
D.电源(能提供6V的恒定电压)
E.开关一只、导线若干
①根据图3中的电路图,请将图4电路连接完整____;
②图5为根据电流表和电压表的实验数据所画的U-I图像。根据U-I图像,求出该纯净水的电阻R=_______Ω(保留2位有效数字)。
(4)计算纯净水的电导率表达式σ=_____(用符号π、R、d、L表示),通过代入数据可以判定此纯净水是否合格。
13. 一根长为L,横截面积为S的铜棒,两端电压为U,铜棒的电阻R,铜内单位体积内自由电子的数目为n,电子电量为,求:
(1)通过铜棒的电流;
(2)自由电子定向移动速率。
14. 一束初速不计的带电粒子,在经的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若板间距离为d,板长,两个极板上电压为,已知粒子的电荷量q,质量为m。(重力忽略不计)求:
(1)粒子进入偏转电场时的速度;
(2)粒子在偏转电场中加速度大小;
(3)粒子射出电场沿垂直于板面方向偏移的距离y;
(4)粒子射出电场时速度偏转角度的正切值;
(5)偏转电场对粒子做的功。
15. 如图,空间中有两块带电平行金属板M、N,两板间距为d=0.5m,两板间的电压UMN=6V。一可视为质点的小球以v0=3m/s的水平速度从紧靠M板的A点飞入,从下极板的右端点B点飞出,并沿切线方向飞入竖直光滑圆轨道。B点与光滑竖直圆轨道平滑连接,圆轨道的半径R=1m。平行金属板M、N的右侧垂线CD的右侧区域存在水平向右的匀强电场,电场强度大小E=15N/C。已知小球带正电,质量m=1.0kg,电荷量q=0.5C,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,不计空气阻力。求:
(1)小球在B点的速度大小vB;
(2)极板的长度L;
(3)小球在竖直圆轨道上滚动时最大速度vm的大小为多少?
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宁师大银川附中2025-2026学年度第一学期第一次月考
高二年级物理试卷
(本试卷满分100分,时间:75分钟)
一、选择题(本题共10小题,第1-7题每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确,有选错或不答的得0分。第8-10题每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有两个或多个选项正确,有少选得3分,有选错或不选得0分)
1. 关于静电场的电场强度和电势,下列说法正确的是( )
A. 电场强度的方向总是指向正电荷的运动方向
B. 电场强度为零的地方,电势也为零
C. 随着电场强度的大小逐渐减小,电势也逐渐降低
D. 任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向
【答案】D
【解析】
【详解】试题分析:电场强度的方向不一定是正电荷的运动方向,只有正电荷从静止开始沿直线电场线运动时,其运动方向才沿电场强度的方向,选项A错误;电场强度为零的地方,电势不一定为零,例如放在电场中的导体,场强为零,但是电势不为零,选项B错误;随着电场强度的大小逐渐减小,电势不逐渐降低,例如在负点电荷电场中,距离负电荷越远,场强越小,但是电势越高,选项C错误;任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向,选项D正确;故选D.
考点:电场强度;电势
【名师点睛】此题考查了电场强度及电势的关系;要知道电场强度是从力的角度对电场进行描述,而电势则时从能量角度进行描述,所以场强为零的点电势不一定为零,而电势为零的点场强不一定为零;电场强度的方向是电势降落最快的方向.
2. 某区域电场线分布如图所示a、b两点场强大小为、,电势高低为、将同一负的试探电荷先后置于a、b两点,电势能分别为和,电荷所受电场力大小分别为和,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】D
【解析】
【详解】AB.电场线的疏密程度表示场强的强弱,处更密集,则处场强更大,;沿电场线方向电势降低,则。故AB错误;
CD.根据电场力公式可知对于同一负电荷,场强越大,则受到的电场力越大,即;根据电势能表达式,对于负电荷来说高势低能,低势高能,则因为,所以。故C错误,D正确。
故选D。
3. 如图所示,花的繁殖通常依赖昆虫把花粉粒从一朵花传送到另一朵花。蜜蜂飞行时与空气摩擦而带正电,当它在花粉囊附近盘旋时,花粉粒跳向蜜蜂粘附在其身上,蜜蜂飞到下一朵花接近花的柱头(柱头通过花的内部与带负电的大地连接)时,花粉粒从蜜蜂跳到柱头上,使花受精。下列说法正确的是( )
A. 蜜蜂周围所形成的电场为匀强电场
B. 距蜜蜂中心越远的位置电势越低
C. 花粉粒从蜜蜂跳到柱头的过程中电势能增大
D. 花粉粒被吸引到蜜蜂的过程中,花粉粒受到的静电力等于自身重力
【答案】B
【解析】
【详解】A.蜜蜂飞行时与空气摩擦而带正电,可知,蜜蜂周围所形成的电场类似于点电荷产生的电场,不是匀强电场,故A错误;
B.蜜蜂带正电,电场线起源于正电荷,终止于无穷远,沿电场线电势降低,可知,距蜜蜂中心越远的位置电势越低,故B正确;
C.花粉粒从蜜蜂跳到柱头的过程中,电场力做正功,电势能减小,故C错误;
D.当它在花粉囊附近盘旋时,花粉粒在电场力与重力作用下加速跳向蜜蜂粘附在其身上,则花粉粒受到的静电力大于自身重力,故D错误。
故选B。
4. 如图所示是一个常用的电容器,关于它的说法中正确的是( )
A. 电容器可以储存电荷,且电荷量越多电容越大
B. 50V为该电容器的击穿电压
C. 加在这个电容器两端的电压为25V时,它的电容是220μF
D. 这个电容器电容是220μF,即0.22F
【答案】C
【解析】
【详解】A.电容器可以储存电荷,但电容只由电容器自身决定,与所带电荷量无关,故A错误;
B.50V是电容器能正常工作的最大电压,是额定电压,不是击穿电压,故B错误;
CD.由题图可知这个电容器电容是220μF,即;电容只由电容器自身决定,与所加电压无关,所以加在这个电容器两端的电压为25V时,它的电容是220μF,故C正确,D错误。
故选C。
5. 人体的细胞膜模型图如图所示,由磷脂双分子层组成,双分子层之间存在电压(医学上称为膜电位)。现研究某小块均匀的细胞膜,厚度为d,膜内的电场可看作匀强电场,简化模型如图所示。初速度可视为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下,从图中的A点运动到B点,下列说法正确的是( )
A. A点电势低于B点电势
B. 钠离子的电势能减小
C. 钠离子的加速度变大
D. 若膜间电势差不变,当d越大时,钠离子进入细胞内的速度越大
【答案】B
【解析】
【详解】A.因为钠离子带正电,其仅在电场力作用下从图中的A点运动到B点,说明电场力的方向沿A指向B,电场线由A指向B,所以A点电势高于B点电势,故A错误;
B.因为电场力对钠离子做正功,所以其电势能减少,故B正确;
C.因为膜内的电场可看作匀强电场,根据
可知钠离子的加速度不变,故C错误;
D.根据动能定理
可知钠离子进入细胞内的速度v与距离d大小无关,又因为膜电位U不变,则钠离子进入细胞内的速度大小不变,故D错误。
故选B。
6. 某同学采用如下器材测量阻值约为50Ω电阻:电流表A(内阻约2.0Ω),电压表V(内阻约10kΩ),滑动变阻器R(阻值范围0~10Ω),直流电源E(电动势3V,内阻约1.0Ω)、开关S、导线若干。下列电路设计最合理的是( )
A B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由于滑动变阻器的最大阻值小于待测电阻的阻值,因此滑动变阻器应采用分压接法;又因为,说明待测电阻的阻值较小,因此电流表应采用外接法。
故选D。
7. 静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置。如图,一电子在电场中仅受电场力的作用,实线描绘出了其运动轨迹,虚线表示等势线,各等势线关于y轴对称,a、b、c、d分别是轨迹与等势线的交点。已知电子在经过a点时动能为60eV,各等势线的电势高低标注在图中,则( )
A. a、d两点的电场强度相同
B. 电子从a到b运动时,电场力做负功
C. 电子从c到d运动时,电势能逐渐减小
D. 电子在经过等势线c点时的动能为80eV
【答案】D
【解析】
【详解】A.电场线与等势面垂直且指向电势降低的方向,根据对称性可知,a、d两点的电场强度大小相等,但方向不同,故a、d两点的电场强度不同,故A错误;
BC.电子带负电,且从a到b电势升高,根据可知,电子从a到b运动时电势能减小,电场力做正功,同理,从c到d电势降低,故电子从c到d运动时,电势能逐渐增大,故BC错误;
D.电子在经过a点时动能为60eV,电势能为,动能和电势能总和为,因只有电场力对电子做功,故电子动能和电势能的总和保持不变,电子在经过等势线c点时的电势能为,故动能为,故D正确。
故选D。
8. 如图所示是一款MP4播放器,随着这种产品的出现,人们可以在旅途中观看电影,让原本枯燥的旅途变得充满乐趣。MP4的充电电池多为锂电池,假设锂电池的充电电流为500mA,则以下说法正确的是( )
A. 1s内通过电池某一横截面的电荷量为500C
B. 1s内通过电池某一横截面的电荷量为0.5C
C. 充电过程把化学能转化为电能
D. 充电过程把电能转化为化学能
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.锂电池的充电电流为500mA,则1s内通过电池某一横截面的电荷量为,故A错误,B正确;
CD.在电池充电过程中,将电能转化为化学能储存起来,故C错误,D正确。
故选BD。
9. 如图甲所示,计算机键盘为电容式传感器,每个键下面由相互平行间距为d的活动金属片和固定金属片组成,两金属片间有空气间隙,两金属片组成一个平行板电容器,如图乙所示。其内部电路如图丙所示,则下列说法正确的是( )
A. 按键的过程中,电容器的电容减小
B. 按键的过程中,电容器的带电量增大
C. 按键的过程中,图丙中电流方向从a流向b
D. 按键的过程中,电容器两极板间的电场强度增大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据,按键的过程中,极板之间间距减小,则电容器的电容增大,故A错误;
B.根据电容的定义式有,极板之间电压不变,结合上述,按键的过程中,电容器的电容增大,则电容器的带电量增大,故B正确;
C.根据图丙可知,下极板带负电,结合上述,按键的过程中,电容器的带电量增大,电子(负电荷)从a流向b,则按键的过程中,图丙中电流方向从b流向a,故C错误;
D.根据,电容器极板之间电压一定,按键的过程中,极板之间间距减小,则极板之间的电场强度增大,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,平面直角坐标系的第二、四象限的虚线与轴之间的区域Ⅰ、Ⅱ内分别存在方向平行于轴且相反的匀强电场。粒子从第二象限的范围内沿轴正方向以相同的速度进入区域Ⅰ,它们都经过点进入区域Ⅱ,最终均从右侧平行于轴正方向离开区域Ⅱ。已知带电粒子的质量为,电荷量为,带电粒子经过点时速度方向的最大偏角为,且每个粒子在区域Ⅰ、Ⅱ中运动的时间之比均为。不计粒子的重力及粒子间的相互作用力。下列说法正确的是( )
A. 区域Ⅰ、Ⅱ的电场强度大小之比为
B. 粒子在两电场中运动的最长时间为
C. 区域Ⅰ中电场的电场强度大小为
D. 第二象限中的虚线曲线方程为
【答案】AB
【解析】
【详解】B.由区域I电场最高点进入电场的粒子经过点时的偏角最大,在两电场中运动的时间最长,对该粒子经过点时,由
可得
在区域Ⅰ电场中运动时有,
解得,
每个粒子在区域Ⅰ、Ⅱ中运动时间之比均为,则在区域Ⅱ电场中运动时
所以粒子在两电场中运动的最长时间为
故B正确;
A.每个粒子在区域Ⅰ、Ⅱ中运动的时间之比均为,则
则区域Ⅰ、Ⅱ的电场强度大小之比为
故A正确;
C.对这一粒子有
解得
故C错误;
D.对进入区域电场的任意粒子有,,
联立可解得
故D错误。
故选AB。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某实验小组利用如图甲所示的电路探究电容器的充、放电特点。S为单刀双掷开关,R为定值电阻。
(1)S接1时电源对电容器充电,此过程通过电流表A的电流方向______(填“从左到右”或“从右到左”)。
(2)图乙为电容器放电时的图像,图线与坐标轴围成的面积约41小格,电容器放电之前的电压为,测得该电容器的电容值为______F(结果保留2位有效数字)。
(3)若仅减小电阻R,放电时曲线与坐标轴所围成的面积将______(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)从右到左
(2)
(3)不变
【解析】
【小问1详解】
S接1时电源对电容器充电,自由电子在静电力的作用下,从正极板经过电源向负极板移动,故通过电流表A的电流方向从右到左。
【小问2详解】
乙图中图像与横轴围成的面积约41格,分析I-t图像可知,每个方格代表的电荷量为
电容器放出的电荷量为
则电容器的电容为
【小问3详解】
不改变电路其他参数,只减小电阻R的阻值,导致曲线的最大电流值将增大,放电时间将变短,而放电时曲线与坐标轴所围面积不变。
12. 随着居民生活水平的提高,纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测,结果发现有不少样品的电导率(电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标)不合格。某学习小组设计实验测量某种纯净水的电阻进而得出该纯净水的电导率。在粗细均匀的圆柱形玻璃管中注满纯净水,玻璃管长为L,玻璃管两端口用插有铜钉的橡皮塞塞住。
(1)你认为不合格的纯净水的电导率是________(填“偏大”或“偏小”);
(2)注水前,如图1所示,用螺旋测微器测得玻璃管内径为d=________mm;如图2所示,用20分度游标卡尺测得玻璃管长度为L=________cm。
(3)为了测量所取纯净水的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材:
A.电流表(量程0~3mA,电阻约为5Ω)
B.电压表(量程0~6V,电阻约为10kΩ)
C.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)
D.电源(能提供6V的恒定电压)
E.开关一只、导线若干
①根据图3中的电路图,请将图4电路连接完整____;
②图5为根据电流表和电压表的实验数据所画的U-I图像。根据U-I图像,求出该纯净水的电阻R=_______Ω(保留2位有效数字)。
(4)计算纯净水的电导率表达式σ=_____(用符号π、R、d、L表示),通过代入数据可以判定此纯净水是否合格。
【答案】(1)偏大 (2) ①. 6.124(6.123~6.126) ②. 10.225
(3) ①. ②. 2.0×103
(4)
【解析】
【小问1详解】
不合格的纯净水电阻较小,电阻率较小,所以电导率偏大;
【小问2详解】
[1]螺旋测微器读数为固定刻度与可动刻度之和,所以
[2]游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和,所以
【小问3详解】
[1]根据电路图进行实物连接,如图所示
[2]根据欧姆定律可得
【小问4详解】
根据电阻定律可得,
所以
13. 一根长为L,横截面积为S的铜棒,两端电压为U,铜棒的电阻R,铜内单位体积内自由电子的数目为n,电子电量为,求:
(1)通过铜棒的电流;
(2)自由电子定向移动速率。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)根据欧姆定律可得,通过铜棒的电流为
(2)根据电流微观表达式
可得
14. 一束初速不计的带电粒子,在经的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若板间距离为d,板长,两个极板上电压为,已知粒子的电荷量q,质量为m。(重力忽略不计)求:
(1)粒子进入偏转电场时的速度;
(2)粒子在偏转电场中的加速度大小;
(3)粒子射出电场沿垂直于板面方向偏移的距离y;
(4)粒子射出电场时速度偏转角度的正切值;
(5)偏转电场对粒子做的功。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
【解析】
【小问1详解】
粒子在加速电场中,由动能定理可得
解得
【小问2详解】
粒子在偏转电场中,根据牛顿第二定律有
又
联立可得加速度大小为
【小问3详解】
粒子在偏转电场中做类平抛运动,沿初速度方向做匀速直线运动,则有
垂直于板面方向有
联立可得
小问4详解】
粒子射出电场时,垂直于板面方向的分速度为
粒子射出电场时速度偏转角度的正切值为
联立可得
【小问5详解】
偏转电场对粒子做的功为
15. 如图,空间中有两块带电平行金属板M、N,两板间距为d=0.5m,两板间的电压UMN=6V。一可视为质点的小球以v0=3m/s的水平速度从紧靠M板的A点飞入,从下极板的右端点B点飞出,并沿切线方向飞入竖直光滑圆轨道。B点与光滑竖直圆轨道平滑连接,圆轨道的半径R=1m。平行金属板M、N的右侧垂线CD的右侧区域存在水平向右的匀强电场,电场强度大小E=15N/C。已知小球带正电,质量m=1.0kg,电荷量q=0.5C,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,不计空气阻力。求:
(1)小球在B点的速度大小vB;
(2)极板的长度L;
(3)小球在竖直圆轨道上滚动时的最大速度vm的大小为多少?
【答案】(1)5m/s
(2)
(3)
【解析】
【详解】(1)小球从点到点由动能定理可得
解得
(2)小球在两板间做类平抛运动,在水平方向,有
在竖直方向,有
根据牛顿第二定律,有
联立解得
(3)小球在圆弧轨道上运动时,在等效平衡位置时速度最大,等效平衡位置如图所示
由图可知
解得
小球在点时,设与的夹角为,可知
解得
小球从点到等效平衡位置由动能定理可得
解得
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