高中物理单元测试——第二章静电场的应用（较难版01）

高中物理单元测试 —— 第二章 静电场的应用（较难版01）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）新能源汽车的制动能量回收系统中，超级电容器是核心部件之一，制动时车辆的动能转化为电能储存在超级电容器中（充电过程）。下列关于该充电过程的说法正确的是（　　） A．超级电容器的电容减小 B．超级电容器的电容增大 C．超级电容器两极板间的电压增大 D．超级电容器两极板间的电压减小 2．（本题4分）如图是四个电容式传感器的示意图，关于这四个传感器，下列说法正确的是（　　） A．图甲中电容与动片转出的角度成正比 B．图乙中导电液体液面上升时，电容减小 C．图丙中压力增大时，电容增大 D．图丁中电介质右移时，电容增大 3．（本题4分）物理知识和生活息息相关，联系生活实际对物理基本概念进行认识和理解，是学好物理的基础。关于静电的防止和利用，下列说法正确的是（     ） A．高大建筑物顶部安装避雷针，防止建筑物被雷击的原理是静电屏蔽原理 B．家用燃气灶点火装置的放电电极是钉尖形的，利用了尖端放电的工作原理 C．在超高压输电线上带电作业的工作人员，为了保证安全，他们必须穿上橡胶制成的绝缘衣服 D．静电喷漆时，使金属工件与油漆雾滴带同种电荷，这样使油漆与金属工件表面在静电斥力作用下喷涂更均匀 4．（本题4分）静电屏蔽是电磁学中的重要现象，其原理在现代科技、生产安全及日常生活中有着广泛应用。下列关于静电屏蔽原理及其实例的说法正确的是（　　） A．家用微波炉的玻璃门可通过静电屏蔽防止微波泄漏 B．汽车的金属外壳能防止静电积累，其原理是静电屏蔽 C．高压带电作业人员穿戴的防护服含金属丝，利用静电屏蔽保护人体安全 D．用塑料桶储存汽油可通过静电屏蔽避免静电火花引发危险 5．（本题4分）如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，正极板与一灵敏静电计相接，电容器的电荷量可认为不变，静电计指针偏转一定的角度。以表示电容器的电容、表示点的电势。下列说法中正确的是（     ） A．若将电容器充上更多的电再断开，变大，变大 B．若将正极板也接地，电容器放电，变小，变小 C．若正极板向右移动，变大，变小 D．若正极板向上移动，变大，变大 6．（本题4分）示波管的结构如图甲所示，如果在偏转电极、之间都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心，形成亮斑。若在偏转电极之间加上图乙所示的正弦式电压，荧光屏上形成如图丙所示的图像，则在偏转电极之间加上的电压可能是下列选项中的（     ） A． B． C． D． 7．（本题4分）如图甲，多级直线加速器由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，序号为奇数和偶数的圆筒分别与图乙所示交变电源两极相连。时，位于金属圆板（序号为0）中央的电子，由静止开始加速。若已知电子的质量为、电荷量为、交流电周期为，电子通过圆筒间隙的时间不计，忽略相对论效应，下列说法正确的是（　　） A．电子在圆筒内做匀加速直线运动 B．电子在第2个与第4个圆筒中的速度之比为1∶2 C．电子在各圆筒中的运动时间均为 D．图甲中各圆筒的长度之比为1∶∶…… 二、多选题 8．（本题6分）如图所示，一个不带电的导体P正在向带正电的小球Q缓慢靠近，但不接触，也没有发生放电现象，C、B是导体P左、右两端内的点，则下列说法正确的是（    ） A．导体P右端感应后带正电荷 B．导体P内的场强越来越大 C．静电平衡时，导体中B、C两点的电场强度都为零 D．静电平衡时，导体P内部有的点电场强度为零、有的点电场强度不为零 9．（本题6分）电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成的，其工作原理如图所示，振动膜与基板构成电容器，并与电阻、电池构成闭合回路，声波会导致振动膜振动从而使其与基板间的距离发生改变，下列说法正确的是（　　） A．振动膜带负电 B．当振动膜与基板间的距离增大时，电容器电容增大 C．当振动膜与基板间的距离减小时，电容器带的电荷量增加 D．振动膜振动时，流经电阻的电流方向不变 10．（本题6分）如图甲所示，在与竖直平面平行的匀强电场中，有一质量为m、带电量为+q的小球（可视为质点）。小球在长为l的绝缘轻绳牵引下，绕其悬点O在竖直面内沿逆时针方向做完整的圆周运动。直径AC竖直，直径BD水平。从A点开始，小球的电势能与转过的角度θ的关系如图乙所示，已知重力加速度g，则（　　） A．该电场的电场强度大小为 B．CA两点的电势差 C．轻绳在D、B两点拉力大小的差值为 D．轻绳在D、B两点拉力大小的差值为3mg 三、实验题 11．（本题6分）“探究电容器充放电”的实验装置示意图如图甲所示。 (1)当开关S接a时，平行板电容器上极板带________（选填“正电”或“负电”）。 (2)电容器充电完毕后，把开关S接b时，其放电电流随时间变化图像如图乙所示，此过程中，电路中的电流________（选填“增大”、“减小”或“不变”） (3)将开关S扳到a，待电容器充电结束后，再向电容器两板间插入一块有机玻璃板，则在插入玻璃板的过程中，电容器的电容会________（选填“变大”、“变小”或“不变”），电路中电流表A中的电流方向为________（选填“c→d”或“d→c”） 12．（本题9分）某同学用电流传感器观察电容器的放电过程。甲图为该实验电路图，其中电源电压恒为6 V。该同学先将开关接1为电容器充电，待电容器充满电再将开关接2，利用传感器记录电容器放电过程，得到该电容器放电过程的I－t图像如图乙。 (1)下列说法正确的是 。 A．电容器充电的过程中，负电荷由电源的正极移动到电容器的正极板 B．电容器充电的过程中，电路中的电流不断增大 C．电容器放电的过程中，电容器两极板间的电场强度不断变小 D．电容器放电的过程中，电路中电流不断增大 (2)根据以上数据估算，电容器在整个放电过程中释放的电荷量为_________C．（结果保留三位有效数字） (3)该同学用相同实验装置测得另一电容器放电过程中释放的电荷量Q＝6.6×10－3 C，该电容器的电容为________ F。（结果保留两位有效数字） (4)如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，充电时i－t图线与横轴所围成的面积将________（填“增大”“不变”或“减小”）；充电时间将________（填“变长”“不变”或“变短”）。 四、解答题 13．（本题10分）如图所示，两带电金属板间的电场可视为匀强电场，金属板外无电场，两极板间的距离为d，上极板正中央有一小孔，一质量为m、带电荷量为＋q的小球从小孔正上方高h处静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零，空气阻力不计，重力加速度为g。求： (1)小球到达小孔处的速度v的大小 (2)两极板间的电场强度E。 14．（本题13分）如图所示，一对彼此绝缘相距的平行金属带电极板MN，N板接地，M板带电量的绝对值为。在两极板MN间A点有一带电量为的带电液滴，其质量，恰好处于静止状态，A点距离N板的距离，求： （1）两板间的电场强度为多少； （2）带电液滴在A点的电势能； （3）平行金属板MN所构成的电容器的电容C等于多少？ 15．（本题16分）计算机断层（CT）扫描仪是医院常用设备，如图甲所示为其部分结构的示意图，图中两对平行金属极板MN、EF分别竖直、水平放置。靠近M极板的电子从静止开始沿EF极板间的中线，经MN间电场加速后进入EF间电场偏转，最后打到水平放置的靶台P上。已知MN极板间电压为；EF极板长为L，间距也为L，上极板E接地，下极板F的电势随时间变化的图像如图乙所示。（每个电子穿过平行板的时间都极短，可以认为电压是不变的），EF极板区域外电场不计；长为的靶台与的距离为L、左端与EF极板右端的水平距离也为L。已知电子质量为m，电荷量为e，不计电子重力和所受空气阻力。 (1)求电子穿过N极板小孔时的速度大小； (2)若EF极板所加电压为，电子从A点离开偏转电场，求电子在偏转电场内运动时竖直方向位移大小y； (3)若电子经加速后连续均匀地射入偏转电场，则一个图乙周期内打到靶台P上的电子数目占射出偏转电场总数的百分比？（结果保留2位有效数字） 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 2 / 2 $ 高中物理单元测试 —— 第二章 静电场的应用（较难版01）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）新能源汽车的制动能量回收系统中，超级电容器是核心部件之一，制动时车辆的动能转化为电能储存在超级电容器中（充电过程）。下列关于该充电过程的说法正确的是（　　） A．超级电容器的电容减小 B．超级电容器的电容增大 C．超级电容器两极板间的电压增大 D．超级电容器两极板间的电压减小 【答案】C 【详解】AB．电容由电容器本身的结构和性质决定，与充电和放电无关，故AB错误； CD．电容器充电过程中所带电荷量增大，而电容恒定，根据可知，两极板间的电压增大，故C正确，D错误。 故选C。 2．（本题4分）如图是四个电容式传感器的示意图，关于这四个传感器，下列说法正确的是（　　） A．图甲中电容与动片转出的角度成正比 B．图乙中导电液体液面上升时，电容减小 C．图丙中压力增大时，电容增大 D．图丁中电介质右移时，电容增大 【答案】C 【详解】A．根据电容的决定式 电容器的正对面积为（R为动片半径） 联立可得 即电容C 与动片转出的角度θ不成正比，故A错误； B．导电液体液面上升时，正对面积增大，根据电容的决定式 可知电容C 增大，故B错误； C．随着压力的增大，板间距d逐渐减小，根据电容的决定式 可知电容C 增大，故C正确； D．电介质右移时，介电常数减小，根据电容的决定式 可知电容C 减小，故D错误。 故选C 3．（本题4分）物理知识和生活息息相关，联系生活实际对物理基本概念进行认识和理解，是学好物理的基础。关于静电的防止和利用，下列说法正确的是（     ） A．高大建筑物顶部安装避雷针，防止建筑物被雷击的原理是静电屏蔽原理 B．家用燃气灶点火装置的放电电极是钉尖形的，利用了尖端放电的工作原理 C．在超高压输电线上带电作业的工作人员，为了保证安全，他们必须穿上橡胶制成的绝缘衣服 D．静电喷漆时，使金属工件与油漆雾滴带同种电荷，这样使油漆与金属工件表面在静电斥力作用下喷涂更均匀 【答案】B 【详解】A．高大建筑物顶部安装避雷针，是利用尖端放电和导体接地把雷电引入大地，减小雷击危害，不是静电屏蔽原理，故A错误； B．家用燃气灶点火装置的放电电极做成钉尖形，尖端处电荷密度大、电场强，容易使空气电离而发生放电，利用了尖端放电的工作原理，故B正确； C．超高压输电线上带电作业人员通常穿含金属纤维的屏蔽服，使人体处于近似等势状态，起静电屏蔽作用，不是橡胶制成的绝缘衣服，故C错误； D．静电喷漆时，应使油漆雾滴与金属工件带异种电荷，利用静电吸附使喷涂更均匀，而不是带同种电荷，故D错误。 故选B。 4．（本题4分）静电屏蔽是电磁学中的重要现象，其原理在现代科技、生产安全及日常生活中有着广泛应用。下列关于静电屏蔽原理及其实例的说法正确的是（　　） A．家用微波炉的玻璃门可通过静电屏蔽防止微波泄漏 B．汽车的金属外壳能防止静电积累，其原理是静电屏蔽 C．高压带电作业人员穿戴的防护服含金属丝，利用静电屏蔽保护人体安全 D．用塑料桶储存汽油可通过静电屏蔽避免静电火花引发危险 【答案】C 【详解】A．微波炉防止微波泄漏的核心是门体内侧的金属屏蔽网（而非玻璃本身）形成静电屏蔽，玻璃仅起透光观察作用，A错误； B．汽车金属外壳可以通过静电屏蔽隔绝外界电场（如雷电），而非“防止静电积累”，静电积累需通过接地装置（如油罐车尾部铁链）释放，B错误； C．防护服中的金属丝编织成闭合导体网络，形成等势体屏蔽区域，使人体处于电场强度为零的安全环境，利用静电屏蔽原理有效防护高压电场危害，C正确； D．塑料为绝缘体，无法形成静电屏蔽，用塑料桶储存汽油会导致静电无法导出而积累，易引发火花爆炸，应使用接地金属桶，D错误。 故选C。 5．（本题4分）如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，正极板与一灵敏静电计相接，电容器的电荷量可认为不变，静电计指针偏转一定的角度。以表示电容器的电容、表示点的电势。下列说法中正确的是（     ） A．若将电容器充上更多的电再断开，变大，变大 B．若将正极板也接地，电容器放电，变小，变小 C．若正极板向右移动，变大，变小 D．若正极板向上移动，变大，变大 【答案】D 【详解】AB．平行板电容器的电容大小满足 电容器的电容由插入极板间的电介质、正对面积、板间距共同决定，与充电、放电均无关，而当给电容器充上更多的电时，电容不变，电荷量变大；电容器两极板间的电压满足 可知充电时两板间电压变大，静电计指针张角变大。当电容器正极板也与大地相连，则构成回路，电容器放电，而当电容器放电时，电荷量减小，电容不变，因此两极板间的电压减小，静电计指针张角减小，故A、B错误； C．若将正极板向右移动，极板间距增大，正对面积不变，则根据可知，电容器的电容将减小，而电容器不与外部形成回路，电荷量不变，因此根据可知，电容器两极板间的电压将增大，静电计指针张角变大。电容器两极板间的电场强度满足 三式联立可得 可知当电容器两极板所带电荷量不变的情况下，增大或者减小板间距电场强度不变，而负极板接地，电势 负极板与点的距离不变，点的电势满足 可知，点的电势不变，故C错误； D．若将正极板向上移动，同理可知电容器的电容将减小，而电荷量不变，因此电容器两极板间的电压将增大，静电计指针张角变大；由选项C分析可知 即当电容器两极板所带电荷量不变的情况下，减小正对面积，电场强度增大，而负极板接地，电势 负极板与点的距离不变，点的电势满足 可知点的电势增大，故D正确。 故选D。 6．（本题4分）示波管的结构如图甲所示，如果在偏转电极、之间都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心，形成亮斑。若在偏转电极之间加上图乙所示的正弦式电压，荧光屏上形成如图丙所示的图像，则在偏转电极之间加上的电压可能是下列选项中的（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．若之间加电压A，荧光屏上的X值只有两个值，故应为两条垂直于X轴的亮线，A错误； B．若之间加B选项所示电压，前，荧光屏上的亮斑应先沿X轴从正方向位置向X轴的中心点扫描前半个周期的正弦图像，再沿X轴从X轴的中心点向负方向位置扫描后半个周期的正弦图像，形成正弦波形，不会形成图丙所示的波形，B错误； C．若之间加C选项所示电压，荧光屏上的亮斑应先沿X轴从负向正扫描前半个周期的正弦图像，再沿X轴从负向正扫描后半个周期的正弦图像，会形成图丙所示的波形，C正确； D．若之间加D选项所示电压，荧光屏上的亮斑应先从X轴的中心点沿X轴正方向扫描前半个周期的正弦图像，再沿X轴从负向正到X轴的中心点扫描后半个周期的正弦图像，不会形成图丙所示的波形，D错误； 故选C。 7．（本题4分）如图甲，多级直线加速器由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，序号为奇数和偶数的圆筒分别与图乙所示交变电源两极相连。时，位于金属圆板（序号为0）中央的电子，由静止开始加速。若已知电子的质量为、电荷量为、交流电周期为，电子通过圆筒间隙的时间不计，忽略相对论效应，下列说法正确的是（　　） A．电子在圆筒内做匀加速直线运动 B．电子在第2个与第4个圆筒中的速度之比为1∶2 C．电子在各圆筒中的运动时间均为 D．图甲中各圆筒的长度之比为1∶∶…… 【答案】D 【详解】A．金属圆筒中电场为零，电子不受电场力，做匀速运动，故A错误； BD．电子进入第n个圆筒时，经过n次加速，根据动能定理 解得 所以，电子在第2个与第4个圆筒中的速度之比为； 第n个圆筒长度 则各圆筒的长度之比为1∶∶……，故B错误，D正确； C．只有电子在每个圆筒中匀速运动时间为时，才能保证每次在缝隙中被电场加速，故C错误。 故选D。 二、多选题 8．（本题6分）如图所示，一个不带电的导体P正在向带正电的小球Q缓慢靠近，但不接触，也没有发生放电现象，C、B是导体P左、右两端内的点，则下列说法正确的是（    ） A．导体P右端感应后带正电荷 B．导体P内的场强越来越大 C．静电平衡时，导体中B、C两点的电场强度都为零 D．静电平衡时，导体P内部有的点电场强度为零、有的点电场强度不为零 【答案】AC 【详解】A．小球带正电，导体靠近时，左端感应出负电荷，右端感应出正电荷，故A正确； B．静电平衡后导体内部场强为零，不随距离变化而变化，故B错误； C．静电平衡时，导体内部（包括、两点）的电场强度处处为零，故C正确； D．静电平衡时导体内部场强处处为零，不存在有的点为零有的点不为零的情况，故D错误。 故选AC。 9．（本题6分）电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成的，其工作原理如图所示，振动膜与基板构成电容器，并与电阻、电池构成闭合回路，声波会导致振动膜振动从而使其与基板间的距离发生改变，下列说法正确的是（　　） A．振动膜带负电 B．当振动膜与基板间的距离增大时，电容器电容增大 C．当振动膜与基板间的距离减小时，电容器带的电荷量增加 D．振动膜振动时，流经电阻的电流方向不变 【答案】AC 【详解】A．由图可知，基板和电源正极连接，振动膜和电源负极连接，所以振动膜带负电，故A正确； B．当振动膜与基板间的距离增大时，两板间距离d变大，根据可知，电容器的电容减小，故B错误； C．当振动膜与基板间的距离减小时，两板间距离d变小，根据可知，电容器的电容增大，电容器始终和电源连接，即电容器两板间电压不变，根据可知，电容器带的电荷量增加，故C正确； D．振动膜振动时，电容器的电容大小不断的增大与减小，所以电容器带电荷量不断的增加或减少，即电容器不断的充电、放电，所以流经电阻的电流方向不断的变化，故D错误。 故选AC。 10．（本题6分）如图甲所示，在与竖直平面平行的匀强电场中，有一质量为m、带电量为+q的小球（可视为质点）。小球在长为l的绝缘轻绳牵引下，绕其悬点O在竖直面内沿逆时针方向做完整的圆周运动。直径AC竖直，直径BD水平。从A点开始，小球的电势能与转过的角度θ的关系如图乙所示，已知重力加速度g，则（　　） A．该电场的电场强度大小为 B．CA两点的电势差 C．轻绳在D、B两点拉力大小的差值为 D．轻绳在D、B两点拉力大小的差值为3mg 【答案】AD 【详解】由图乙可知和时的电势能相同，故MN两点电势相等，MN连线为等势线，电场线与等势线垂直，由此可以判断电场强度的方向如图所示 小球在电场中电势能的变化量最大为2mgl，所以小球在电场中最大的电势差的绝对值为 所以该电场的电场强度的大小为，A正确； B．CA两点的电势差，B错误； CD．如图所示 对小球在D点进行受力分析，由牛顿第二定律得 对小球在B点进行受力分析，由牛顿第二定律得 小球从B点到D点的过程中，由动能定理得 解得，C错误，D正确。 故选AD。 三、实验题 11．（本题6分）“探究电容器充放电”的实验装置示意图如图甲所示。 (1)当开关S接a时，平行板电容器上极板带________（选填“正电”或“负电”）。 (2)电容器充电完毕后，把开关S接b时，其放电电流随时间变化图像如图乙所示，此过程中，电路中的电流________（选填“增大”、“减小”或“不变”） (3)将开关S扳到a，待电容器充电结束后，再向电容器两板间插入一块有机玻璃板，则在插入玻璃板的过程中，电容器的电容会________（选填“变大”、“变小”或“不变”），电路中电流表A中的电流方向为________（选填“c→d”或“d→c”） 【答案】(1)正电 (2)减小 (3) 变大 【详解】（1）开关S接a端时，与电源正极相连的极板带正电，所以上极板带正电。 （2）根据图像可知，电容器放电过程中电流逐渐减小。 （3）[1]根据平行板电容器的决定式可知，插入玻璃板的过程中，增大，所以电容变大。 [2]因电容器带电量要增加，因电容器上极板带正电，电容器充电，电流从。 12．（本题9分）某同学用电流传感器观察电容器的放电过程。甲图为该实验电路图，其中电源电压恒为6 V。该同学先将开关接1为电容器充电，待电容器充满电再将开关接2，利用传感器记录电容器放电过程，得到该电容器放电过程的I－t图像如图乙。 (1)下列说法正确的是 。 A．电容器充电的过程中，负电荷由电源的正极移动到电容器的正极板 B．电容器充电的过程中，电路中的电流不断增大 C．电容器放电的过程中，电容器两极板间的电场强度不断变小 D．电容器放电的过程中，电路中电流不断增大 (2)根据以上数据估算，电容器在整个放电过程中释放的电荷量为_________C．（结果保留三位有效数字） (3)该同学用相同实验装置测得另一电容器放电过程中释放的电荷量Q＝6.6×10－3 C，该电容器的电容为________ F。（结果保留两位有效数字） (4)如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，充电时i－t图线与横轴所围成的面积将________（填“增大”“不变”或“减小”）；充电时间将________（填“变长”“不变”或“变短”）。 【答案】(1)C (2) (3) (4) 不变 变短 【详解】（1）A．电容器充电的过程中，正电荷由电源的正极移动到电容器的正极板，选项A错误； B．电容器充电的过程中，电路中的电流不断减小，选项B错误； C．电容器放电的过程中，电容器两极板带电量逐渐减小，两极板电势差逐渐减小，则极板间的电场强度不断变小，选项C正确； D．电容器放电的过程中，随极板带电量减小，则电路中电流不断减小，选项D错误。 故选C。 （2）I-t图像与坐标轴围成的面积等于电容器的带电量，由图可知电容器在整个放电过程中释放的电荷量为 （3）电容器的电容为 （4）[1][2]i－t图线与横轴所围成的面积等于电容器的带电量，因电容器电量不变，如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，充电时i－t图线与横轴所围成的面积将不变； 充电时平均电流变大，则充电时间将变短。 四、解答题 13．（本题10分）如图所示，两带电金属板间的电场可视为匀强电场，金属板外无电场，两极板间的距离为d，上极板正中央有一小孔，一质量为m、带电荷量为＋q的小球从小孔正上方高h处静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零，空气阻力不计，重力加速度为g。求： (1)小球到达小孔处的速度v的大小 (2)两极板间的电场强度E。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据动能定理 解得 （2）根据动能定理 解得 14．（本题13分）如图所示，一对彼此绝缘相距的平行金属带电极板MN，N板接地，M板带电量的绝对值为。在两极板MN间A点有一带电量为的带电液滴，其质量，恰好处于静止状态，A点距离N板的距离，求： （1）两板间的电场强度为多少； （2）带电液滴在A点的电势能； （3）平行金属板MN所构成的电容器的电容C等于多少？ 【答案】（1），竖直向上；（2）；（3） 【详解】（1）带电液滴处于静止状态，由平衡条件 解得电场强度 竖直向上。 （2）N板接地，电势为0。由匀强电场规律 解得 A点的电势 带电液滴在A点的电势能 （3）由电容器电容的定义 15．（本题16分）计算机断层（CT）扫描仪是医院常用设备，如图甲所示为其部分结构的示意图，图中两对平行金属极板MN、EF分别竖直、水平放置。靠近M极板的电子从静止开始沿EF极板间的中线，经MN间电场加速后进入EF间电场偏转，最后打到水平放置的靶台P上。已知MN极板间电压为；EF极板长为L，间距也为L，上极板E接地，下极板F的电势随时间变化的图像如图乙所示。（每个电子穿过平行板的时间都极短，可以认为电压是不变的），EF极板区域外电场不计；长为的靶台与的距离为L、左端与EF极板右端的水平距离也为L。已知电子质量为m，电荷量为e，不计电子重力和所受空气阻力。 (1)求电子穿过N极板小孔时的速度大小； (2)若EF极板所加电压为，电子从A点离开偏转电场，求电子在偏转电场内运动时竖直方向位移大小y； (3)若电子经加速后连续均匀地射入偏转电场，则一个图乙周期内打到靶台P上的电子数目占射出偏转电场总数的百分比？（结果保留2位有效数字） 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）对电子在极板间运动过程，根据动能定理有 解得。 （2）电子在极板间做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，则其运动时间为 竖直方向加速度为 电子在偏转电场内运动时竖直方向的偏转位移为 联立解得。 （3）电子恰好打到靶台最右端，如图所示 结合电子射出电场时速度方向的反向延长线通过水平位移的中点，如图所示，由相似三角形几何关系得 解得 电子在极板间运动时，由动能定理有 竖直方向偏转位移为 联立解得 电子恰好打到靶台最左端，同理可得，所以当极板间电压在时，电子会打在靶台上，所以在图乙一个周期内（）打在靶台上电子占比为。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 2 / 2 $