精品解析：广东省中山市中山纪念中学2022-2023学年高二上学期第一次段考物理试题

中山纪念中学2022-2023学年高二上学期第一次段考试题 物理 第一卷（客观题，共44分） 一、单项选择题（本大题共8小题，每小题3分，共24分。每小题给出的四个选项中只有一项满足题设要求，选对得3分；不选、错选或多选不得分。） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 元电荷是电荷量的基本单位，其大小为1C B. 点电荷是自然界中客观存在的最小带电体 C. 物体起电的实质是电荷的转移 D. 摩擦起电使原本没有电子和质子的物体中产生了电子和质子 2. 使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，其中正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 绝缘泡沫板上安装有一绝缘支架，支架一端通过丝线悬吊着一个金属球。现通过接触使金属球带上一定量的负电，然后在小球下方（带上绝缘手套）不断叠放原本不带电的硬币，硬币始终未和小球接触，则下列说法正确的是（　　） A. 丝线上的拉力保持不变 B. 丝线上的拉力会不断减小 C. 最上方的硬币会带正电 D. 用手触摸（不带绝缘手套）最下面的硬币，最上方的硬币所带电荷会消失 4. 在圆锥体空间的顶点固定一正点电荷，底面圆周上有三点，是底面圆心，在该点电荷所产生的电场中，正确的判断是（　　） A. 三点的电场强度相同 B. 三点在同一等势面上 C. 带正电的试探电荷沿直线从至过程中受到的电场力做正功 D. 带负电的试探电荷沿直线从至过程中电势能增大 5. 某带电体周围的电场的电场线分布如图所示，则（　　） A. 带正电 B. 点的电场强度大于点的电场强度 C. 点的电势高于点的电势 D. 两点的电场强度大小不同，方向相同 6. 疫情期间，我国人民通过戴口罩来阻断疫情传播，体现了“人人为我、我为人人”的优良传统和守望相助的家国情怀。口罩中间层的熔喷布是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布，它能阻隔几微米的病毒，这种静电的阻隔作用利用了（　　） A. 尖端放电将细菌病毒杀死 B. 摩擦起电使细菌病毒带电 C. 静电排斥使细菌病毒无法靠近 D. 静电吸附使细菌病毒无法传播 7. 如图所示，实线表示某静电场的一组等差等势面的分布，一个电荷量为的正电荷从经、到达点。则从到，电场力对该电荷所做的功为（　　） A. B. C. D. 8. 一根带电量为的均匀正电半圆弧（粗细可忽略不计），已知在其圆心处的场强大小为，方向垂直于直径，如图所示，则带同样电荷量的均匀正电细圆弧，在其圆心处的场强大小为（　　） A. B. C. D. 二、多选题（本大题共5小题，每小题4分，共20分。每小题给出的四个选项中至少有两项满足题设要求，选对得4分；漏选得2分；不选、错选或多选不得分。） 9. 如图所示，在一个匀强电场中有一个等边三角形，电场的方向与平面平行。若已知点的电势为，点电势为，点电势为，三角形边长为，则下列说法正确的是（　　） A. 两点间的电势差 B. 匀强电场的方向平行于边，并从指向 C. 边的中点处的电势为 D. 匀强电场的场强大小为 10. 在生产纺织品、纸张等绝缘材料过程中，为了实时监控材料的厚度，生产流水线上设置如图所示的传感器，其中为平行板电容器的上、下两个固定极板，分别接在恒压直流电源的两极上。当厚度减小的纸张（相对介电常数）从平行极板间穿过时，则下列说法正确的是（　　） A. 平行板电容器的电容增大 B. 平行板电容器的电容减小 C. 电流计将检测到从向的微弱电流通过 D. 电流计将检测到从向的微弱电流通过 11. 下列有关静电防护的说法，正确的是（　　） A. 楼顶上安装避雷针，是利用了尖端放电 B. 为了防止静电火花引起爆炸，应该降低面粉厂里的空气湿度 C. 油罐车尾部拖着铁链可将因油与罐壁摩擦而产生的电荷导入大地 D. 为避免电荷积累，一些仪器设备应安装绝缘外壳 12. 一种利用电容器原理制作的简易“液体深度指示计”，如图所示，P是外层包裹着绝缘电介质的金属电极，将它带上一定电量后与一个静电计的金属球用导线相连，静电计的外壳接地。然后将P放入装有导电液体的容器中，金属导线将导电液体与大地相连。下列有关描述中，正确的是（　　） A. 电容器的两极分别是金属电极P和导电液体 B. 金属电极P的内部和表面会分别带上等量异种电荷 C. 若打开容器出口处阀门K，随着液面高度降低，电容器的电容值不变 D. 若打开容器出口处阀门K，随着液面高度降低，静电计指针的偏角将增大 13. 将等量异种点电荷与分别放置于立方体的顶点与处，如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 、、、四点处的电势相等 B. 、两点处的场强大小相等，方向不同 C. 、两点处的场强大小相等 D. 点处的电势高于点处的电势 第二卷（主观题，共56分） 三、实验题。 14. 在“观察电容器的充、放电”实验中，分别使用标称为：“，”的电容器和“，”的电容器进行实验。 （1）的电容值_______（选填“大于”或“小于”）的电容值，标称值“25V”是指其__________，与在电压允许的情况下能充入的最大电量________（选填“大于”或“小于”）； （2）本次实验电路如图所示。实验器材：直流电源；单刀双掷开关S；灵敏电流计；定值电阻；电容器：“，”；电容器：“，”，请在虚线框内补全电路______（画出定值电阻和电容器），单刀双掷开关接至端与端将分别对电容器进行______和______。 （3）如图所示，当开关S接至端瞬间，将有电子__________（选填“从上至下”或“从下至上”）通过，然后将接至端，通过电流计的电流方向与接端时的方向______（选填“相同”或“相反”）。 （4）若用做实验时，将开关接至端后，通过电流计的电流大小随时间变化的图像大致符合实际的是下列选项中的（　　） A. B. C. D. （5）请简要回答，定值电阻，在电路中的作用是__________________________________。 四、共4小题，15、16题各10分，17、18题各12分，共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15. 图中是某匀强电场的等势面示意图，A、B两点相距5cm，θ=53°，一带电量为-4×10﹣6C的微粒沿AB匀速运动，求： （1）电场强度大小和方向； （2）微粒的质量。（取g=10m/s2） 16. 如图所示，在绝缘的光滑水平面上有、两个点电荷，带正电，带负电，电量都是，它们之间的距离为，为使两电荷在电场力作用下都处于静止状态，现沿水平方向施加一向左的匀强电场，已知静电力常数为。求： （1）该匀强电场强度的大小； （2）加匀强电场后，、连线中点处的场强大小。 17. 如图所示，放射源能不断将质子以一定的初速度发射出来，每个质子的初动能均为E0，若射出的质子射线通过一组偏转极板后恰好能从极板边缘射出。已知质子的电荷量为q，极板的长度和板间距均为d，在极板右侧2d处放置一块能接收质子的接收屏。不计质子的重力，试求： （1）极板间所加的偏转电压的大小； （2）质子射出极板时的动能； （3）质子打在接收屏上的点与屏中心O点间的距离。 18. 图甲所示是某电子直线加速器的一部分，一系列中心开孔的金属筒依次排列，并与电源连接。、是电源的两极，、间的电势差满足图乙所示的周期性变化，图中，变化周期。假设：在时刻，灯丝处附近一个电子由静止开始加速，由于金属筒的静电屏蔽作用，电子将因为不受电场力而在筒内匀速运动。电子重力忽略不计，其比荷。 （1）求该电子加速进入1筒时的速度； （2）若各狭缝的宽度很小，则该电子在每个狭缝中加速运动时间可忽略不计。为使电子在各狭缝间都获得加速，各金属筒的长度有一定的设计要求，求第4筒的长度； （3）若各狭缝间的距离均为，且电子在狭缝中加速运动时间不可忽略，试计算时刻开始加速的电子最多能几次加速通过狭缝？所能达到的最大速度是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 中山纪念中学2022-2023学年高二上学期第一次段考试题 物理 第一卷（客观题，共44分） 一、单项选择题（本大题共8小题，每小题3分，共24分。每小题给出的四个选项中只有一项满足题设要求，选对得3分；不选、错选或多选不得分。） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 元电荷是电荷量的基本单位，其大小为1C B. 点电荷是自然界中客观存在的最小带电体 C. 物体起电的实质是电荷的转移 D. 摩擦起电使原本没有电子和质子的物体中产生了电子和质子 【答案】C 【解析】 【详解】A．元电荷是最小的电荷量，其大小为，A错误； B．点电荷是理想模型，不是真实存在的，B错误； C．物体起电的实质是电荷的转移，C正确； D．摩擦起电是电荷发生了转移，不是使物体产生了电子和质子，D错误。 故选C。 2. 使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，其中正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，所以验电器的上端应带上与小球异种的电荷，而验电器的箔片上将带上与小球同种的电荷。 故选B。 3. 绝缘泡沫板上安装有一绝缘支架，支架一端通过丝线悬吊着一个金属球。现通过接触使金属球带上一定量的负电，然后在小球下方（带上绝缘手套）不断叠放原本不带电的硬币，硬币始终未和小球接触，则下列说法正确的是（　　） A. 丝线上的拉力保持不变 B. 丝线上的拉力会不断减小 C. 最上方的硬币会带正电 D. 用手触摸（不带绝缘手套）最下面的硬币，最上方的硬币所带电荷会消失 【答案】C 【解析】 【详解】AB．金属球带负电，下方硬币发生静电感应后，最上端会感应出正电，小球与硬币间存在异种电荷的吸引力。不断叠放硬币时，硬币堆越来越高，距离小球越来越近，吸引力逐渐增大，由平衡条件可知，丝线拉力的大小与小球重力和吸引力的合力大小相等，因此拉力会不断增大，故AB错误； C．硬币互相接触，整体是导体。根据静电感应规律，同种电荷相互排斥，金属球的负电荷会将硬币中的自由负电荷排斥到远离小球的远端（硬币堆下端），因此靠近小球的最上方硬币会感应出正电，故C正确； D．用手触摸最下方硬币时，仅会将硬币远端的负电荷通过人体导到大地上，上方带负电的金属球仍然存在，静电感应依旧存在，正电荷仍会被吸引在最上方硬币处，因此最上方硬币的电荷不会消失，故D错误。 故选C。 4. 在圆锥体空间的顶点固定一正点电荷，底面圆周上有三点，是底面圆心，在该点电荷所产生的电场中，正确的判断是（　　） A. 三点的电场强度相同 B. 三点在同一等势面上 C. 带正电的试探电荷沿直线从至过程中受到的电场力做正功 D. 带负电的试探电荷沿直线从至过程中电势能增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据正点电荷的电场分布规律可知，a、b、c三点的电场强度的大小相等，方向不相同，则a、b、c三点的电场强度不相同，故A错误； B．根据正点电荷的等势面的分布规律可知，a、b、c三点在同一个等势面上，故B正确； CD．从a至过程中，电势逐渐升高，根据可知，带正电的试探电荷沿直线从a至过程中电势能增大，电场力做负功，负电的试探电荷沿直线从至过程中电势能减小，故CD错误； 故选B。 5. 某带电体周围的电场的电场线分布如图所示，则（　　） A. 带正电 B. 点的电场强度大于点的电场强度 C. 点的电势高于点的电势 D. 两点的电场强度大小不同，方向相同 【答案】A 【解析】 【详解】A．电场线从正电荷或无穷远出发，终止于无穷远或负电荷，由电场线可知是P发出电场线，则P带正电，故A正确； B．a点的电场线比b点稀疏，则a点的电场强度小于b点的电场强度，故B错误； C．沿着电场线电势逐渐降低，可知点的电势低于点的电势，故C错误； D．因c点的电场线比d点密集，c、d两点的电场强度大小不同，电场线的切线方向表示电场强度的方向，c、d两点切线方向不同，所以c、d两点的电场强度方向不同，故D错误。 故选A。 6. 疫情期间，我国人民通过戴口罩来阻断疫情传播，体现了“人人为我、我为人人”的优良传统和守望相助的家国情怀。口罩中间层的熔喷布是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布，它能阻隔几微米的病毒，这种静电的阻隔作用利用了（　　） A. 尖端放电将细菌病毒杀死 B. 摩擦起电使细菌病毒带电 C. 静电排斥使细菌病毒无法靠近 D. 静电吸附使细菌病毒无法传播 【答案】D 【解析】 【详解】A．尖端放电是指带电体尖锐部分的电荷密度很大，会使周围空气电离而放电的现象。口罩的熔喷布是纤维网状结构，其作用不是通过放电来杀菌，故A错误； B．摩擦起电是使物体带电的一种方式，但题干中描述的是熔喷布本身“带有静电”，是利用这种静电来阻隔病毒，而不是通过摩擦使病毒带电，故B错误； C．静电排斥发生在同种电荷之间。病毒或附着病毒的飞沫可能不带电或带有与熔喷布相反的电荷，此时会表现为吸引。即使带有同种电荷，静电吸引（通过静电感应）对不带电的微粒也起作用，因此吸引是更主要的过滤机制，而非排斥，故C错误； D．熔喷布是带有静电的驻极体材料，其纤维上分布着大量电荷，形成许多微小的电极。当含有病毒的飞沫、气溶胶等颗粒靠近熔喷布时，会被静电吸引（静电感应效应使不带电的颗粒极化而被吸引，或直接吸引带相反电荷的颗粒），并被牢牢地吸附在纤维表面，从而达到阻隔病毒传播的目的。这利用了静电吸附的原理，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，实线表示某静电场的一组等差等势面的分布，一个电荷量为的正电荷从经、到达点。则从到，电场力对该电荷所做的功为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】该静电场是等差等势面，从最左的到最右的共5个相邻间隔，总电势差为 因此相邻等势面的电势差为 可得A点电势 D点电势 电场力做功只与初末位置电势差有关，与路径无关，根据公式代入，得 故选A。 8. 一根带电量为的均匀正电半圆弧（粗细可忽略不计），已知在其圆心处的场强大小为，方向垂直于直径，如图所示，则带同样电荷量的均匀正电细圆弧，在其圆心处的场强大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】已知总电量的均匀半圆弧在圆心处场强为，水平分量抵消，合场强垂直直径。可以将半圆弧等分为两个四分之一圆弧，每个四分之一圆弧总电量为，根据对称性，两个四分之一圆弧在圆心处的场强大小相等，方向夹角为。设每个四分之一圆弧场强大小为，根据矢量叠加，合场强满足 解得 这是总电量​的四分之一圆弧的场强。四分之一圆弧总电量为，是上述分解得到的四分之一圆弧电量的2倍，均匀带电圆弧的场强与总电量成正比，因此总场强 故选D。 二、多选题（本大题共5小题，每小题4分，共20分。每小题给出的四个选项中至少有两项满足题设要求，选对得4分；漏选得2分；不选、错选或多选不得分。） 9. 如图所示，在一个匀强电场中有一个等边三角形，电场的方向与平面平行。若已知点的电势为，点电势为，点电势为，三角形边长为，则下列说法正确的是（　　） A. 两点间的电势差 B. 匀强电场的方向平行于边，并从指向 C. 边的中点处的电势为 D. 匀强电场的场强大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．两点间的电势差为，故A错误； BD．已知B点的电势为6V，A点电势为2V，C点电势为4V，在匀强电场中，AB的中点的电势为 连接CM即为该匀强电场的等势面，电场线垂直于等势面，指向低电势方向，如图所示 由几何关系可知，CM垂直于AB，即电场线沿着BA方向，则电场强度为，故BD正确； C．匀强电场中沿着任意直线电势均匀变化，则边的中点处的电势为，故C错误。 故选BD。 10. 在生产纺织品、纸张等绝缘材料过程中，为了实时监控材料的厚度，生产流水线上设置如图所示的传感器，其中为平行板电容器的上、下两个固定极板，分别接在恒压直流电源的两极上。当厚度减小的纸张（相对介电常数）从平行极板间穿过时，则下列说法正确的是（　　） A. 平行板电容器的电容增大 B. 平行板电容器的电容减小 C. 电流计将检测到从向的微弱电流通过 D. 电流计将检测到从向的微弱电流通过 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．厚度减小的纸张从平行极板间穿过时，相对介电常数变小，由可知，电容器的电容减小，故A错误，B正确； CD．电容器接在恒压直流电源上，即电压不变，由可知，电容器的带电量变小，即电容器放电，放电电流从电容器的正极板B出发经过电源到达负极板A，即电流计将检测到从向的微弱电流通过，故C正确，D错误。 故选BC。 11. 下列有关静电防护的说法，正确的是（　　） A. 楼顶上安装避雷针，是利用了尖端放电 B. 为了防止静电火花引起爆炸，应该降低面粉厂里的空气湿度 C. 油罐车尾部拖着铁链可将因油与罐壁摩擦而产生的电荷导入大地 D. 为避免电荷积累，一些仪器设备应安装绝缘外壳 【答案】AC 【解析】 【详解】A．避雷针的工作原理就是利用尖端放电，避雷针的尖端更容易积累电荷、放电，可逐步中和云层电荷，并将雷电电流导入大地，避免建筑物被雷击，故A正确； B．空气湿度越高，导电能力越强，更利于导走静电；降低空气湿度会让静电更易积累，更容易引发火花爆炸，因此面粉厂应提高空气湿度，故B错误； C．油罐车运输过程中，油与罐壁摩擦会产生静电，尾部的铁链是导体，可随时将产生的电荷导入大地，避免电荷积累引发危险，故C正确； D．绝缘外壳会阻碍电荷导出，导致电荷积累；要避免电荷积累，仪器应使用导电外壳并接地，故D错误。 故选AC。 12. 一种利用电容器原理制作的简易“液体深度指示计”，如图所示，P是外层包裹着绝缘电介质的金属电极，将它带上一定电量后与一个静电计的金属球用导线相连，静电计的外壳接地。然后将P放入装有导电液体的容器中，金属导线将导电液体与大地相连。下列有关描述中，正确的是（　　） A. 电容器的两极分别是金属电极P和导电液体 B. 金属电极P的内部和表面会分别带上等量异种电荷 C. 若打开容器出口处阀门K，随着液面高度降低，电容器的电容值不变 D. 若打开容器出口处阀门K，随着液面高度降低，静电计指针的偏角将增大 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．由图可知，导电液体与金属电极构成了电容器，电容器的两极分别是金属电极P和导电液体。故A正确，B错误； CD．若打开容器出口处阀门K，随着液面高度降低，两板间距离不变，正对面积变小，两极板电荷量不变。根据 可知电容器的电容值变小。根据 可知两极板电势差增大，静电计指针的偏角将增大 故C错误，D正确。 故选AD。 13. 将等量异种点电荷与分别放置于立方体的顶点与处，如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 、、、四点处的电势相等 B. 、两点处的场强大小相等，方向不同 C. 、两点处的场强大小相等 D. 点处的电势高于点处的电势 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．设定等量异种电荷的中垂面为0V的等势面，而、、、四点处于中垂面上，则，故A正确； B．、两点在等量异种电荷连线的中垂线上，根据场强合成的对称性可知这两点的电场强度大小相等，方向相同，故B错误； C．、两点关于两点电荷连线的中垂面对称，则由场强合成的对称性可知场强大小相等，故C正确； D．由A项零势能面的设定，可知点处于0V等势面一侧更靠近正电荷的位置，则有，故D正确。 故选ACD。 第二卷（主观题，共56分） 三、实验题。 14. 在“观察电容器的充、放电”实验中，分别使用标称为：“，”的电容器和“，”的电容器进行实验。 （1）的电容值_______（选填“大于”或“小于”）的电容值，标称值“25V”是指其__________，与在电压允许的情况下能充入的最大电量________（选填“大于”或“小于”）； （2）本次实验电路如图所示。实验器材：直流电源；单刀双掷开关S；灵敏电流计；定值电阻；电容器：“，”；电容器：“，”，请在虚线框内补全电路______（画出定值电阻和电容器），单刀双掷开关接至端与端将分别对电容器进行______和______。 （3）如图所示，当开关S接至端瞬间，将有电子__________（选填“从上至下”或“从下至上”）通过，然后将接至端，通过电流计的电流方向与接端时的方向______（选填“相同”或“相反”）。 （4）若用做实验时，将开关接至端后，通过电流计的电流大小随时间变化的图像大致符合实际的是下列选项中的（　　） A. B. C. D. （5）请简要回答，定值电阻，在电路中的作用是__________________________________。 【答案】（1） ①. 小于 ②. 额定电压 ③. 大于 （2） ①. ②. 充电 ③. 放电 （3） ①. 从上至下 ②. 相反 （4）C （5）保护电路，防止电流过大损坏器材，延长充放电过程便于观察实验 【解析】 【小问1详解】 [1]标称电容为，小于的标称电容。 [2]电容器的标称电压是电容器的额定电压，表示电容器长期工作所能承受的最大电压，超过该电压电容器可能被击穿。 [3]根据，能充入的最大电量 能充入的最大电量 因此大于。 【小问2详解】 [1][2][3]S接a端连通电源，对电容器充电，接b端构成放电回路，对电容器放电。因此灵敏电流计G上方的虚线框接电容器​，右侧虚线框接定值电阻。补全电路如图所示 【小问3详解】 [1]S接a对电容器充电时，电流从电源正极流出，由下向上流过，电子带负电，移动方向与电流方向相反，因此电子从上至下流过​。 [2]电容器充电和放电过程电流方向相反，因此接b放电时通过电流计的电流方向与充电时相反。 【小问4详解】 电容器放电过程，刚接通b时电流最大，之后随着电容器电荷量减少，电流逐渐减小到0。电容较大，放电时间较长，放电过程较慢，不会很快降为0，符合规律的是C选项的图像。 故选C。 【小问5详解】 定值电阻的作用是：限制充放电电流，保护灵敏电流计等实验器材，同时减慢充放电过程，便于观察和记录电流变化。 四、共4小题，15、16题各10分，17、18题各12分，共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15. 图中是某匀强电场的等势面示意图，A、B两点相距5cm，θ=53°，一带电量为-4×10﹣6C的微粒沿AB匀速运动，求： （1）电场强度大小和方向； （2）微粒的质量。（取g=10m/s2） 【答案】（1）500V/m，方向向下；（2）2×10﹣4kg 【解析】 【详解】（1）设匀强电场的场强大小为E，则： E==500V/m 沿电场线的方向电势降低，所以电场的方向向下。 （2）因微粒匀速运动，则有 mg=qE 则得 m=kg=2.0×10-4kg 16. 如图所示，在绝缘的光滑水平面上有、两个点电荷，带正电，带负电，电量都是，它们之间的距离为，为使两电荷在电场力作用下都处于静止状态，现沿水平方向施加一向左的匀强电场，已知静电力常数为。求： （1）该匀强电场强度的大小； （2）加匀强电场后，、连线中点处的场强大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对A（正电荷）受力分析，A受到B向右的库仑引力，大小为 匀强电场向左，A受向左的电场力 由二力平衡，得 解得 【小问2详解】 中点到A、B的距离均为，总场强为三个场强的矢量叠加。其中，匀强电场方向向左，大小 正电荷场强方向背离自身，A（正电荷）在中点产生的场强方向向右，大小 负电荷场强方向指向自身，B（负电荷）在中点产生的场强方向向右，大小 取向右为正方向，总场强大小 17. 如图所示，放射源能不断将质子以一定的初速度发射出来，每个质子的初动能均为E0，若射出的质子射线通过一组偏转极板后恰好能从极板边缘射出。已知质子的电荷量为q，极板的长度和板间距均为d，在极板右侧2d处放置一块能接收质子的接收屏。不计质子的重力，试求： （1）极板间所加的偏转电压的大小； （2）质子射出极板时的动能； （3）质子打在接收屏上的点与屏中心O点间的距离。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1） 根据 得 解得 （2）根据动能定理 解得 （3） 则 则 设质子打在接收屏上的点与屏中心O点间的距离为L，则 解得 故可知 18. 图甲所示是某电子直线加速器的一部分，一系列中心开孔的金属筒依次排列，并与电源连接。、是电源的两极，、间的电势差满足图乙所示的周期性变化，图中，变化周期。假设：在时刻，灯丝处附近一个电子由静止开始加速，由于金属筒的静电屏蔽作用，电子将因为不受电场力而在筒内匀速运动。电子重力忽略不计，其比荷。 （1）求该电子加速进入1筒时的速度； （2）若各狭缝的宽度很小，则该电子在每个狭缝中加速运动时间可忽略不计。为使电子在各狭缝间都获得加速，各金属筒的长度有一定的设计要求，求第4筒的长度； （3）若各狭缝间的距离均为，且电子在狭缝中加速运动时间不可忽略，试计算时刻开始加速的电子最多能几次加速通过狭缝？所能达到的最大速度是多少？ 【答案】（1） （2） （3）9次； 【解析】 【小问1详解】 电子第一次加速，由动能定理得 解得 【小问2详解】 为使电子每次出筒到达狭缝时，电压刚好反向保持加速，电子在每个筒内匀速运动的时间必须为。电子进入第4筒时已经过4次加速，根据动能定理有 解得 第4筒长度为 解得 【小问3详解】 设第n次加速前的速度为，加速后的速度为，则有 解得 根据匀变速直线运动规律有 则单次加速时间为 电子加速通过狭缝的总时间 电子从开始加速，到时电压反向，所以最多加速时间 解得 因此电子最多能9次加速通过狭缝，根据动能定理有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $