内容正文:
天津市第二新华中学高二上物理10月月考
一、单选题(每小题5分,共5小题,共25分)
1. 2025年10月8日消息,本年度诺贝尔物理学奖授予约翰·克拉克、米歇尔·H·德沃雷和约翰·M·马蒂尼斯,以表彰他们发现电路中的宏观量子力学隧穿效应和能量量子化。他们的研究成果解答了物理学关键难题——宏观系统的量子边界,证明大量粒子构成的体系仍能整体表现量子特性,补齐量子力学宏观验证短板。在物理学的探索和发现过程中,物理过程和研究方法比物理知识本身更加重要。以下关于物理学研究方法和物理学史的叙述中正确的是( )
A. 法拉第提出了电场的概念,并指出电场和电场线都是客观存在的
B. 库仑通过扭秤实验测出了静电力常量k
C. 电场强度的公式采用了比值定义法
D. 美国科学家富兰克林命名了正电荷和负电荷,并通过油滴实验测得元电荷的数值
2. 下列说法中正确的是( )
A. 公式中,q指的是场源电荷的电荷量
B. 公式中,Q指的是试探电荷的电荷量
C. 电场是客观存在的而电场线实际并不存在
D. 体积很小的带电小球一定可以看成点电荷
3. 下列有关静电的防止与利用说法正确的是( )
A. 图甲所示静电场的电场线分布图可能正确
B. 乙图中,女生接触带电的金属球时起电方式是摩擦起电
C. 丙图中,燃气灶中电子点火器点火原理是尖端放电
D. 丁图中,电力工作人员在高压电线上带电作业时穿着的屏蔽服是用绝缘材料制作的
4. 如图所示,原来不带电,长为的导体棒水平放置,现将一个电荷量为的点电荷放在棒的中心轴线上距离棒的左端处,分别为导体棒左右两端的一点,静电力常量为。当棒达到静电平衡后,下列说法正确的是( )
A. 导体棒上的点电势比点电势高
B. 将导体棒处接地,则处不存在感应电荷
C. 导体棒上感应电荷在棒的中心处产生的电场强度大小
D. 增加点电荷的带电量,导体静电平衡时处的合场强将变大
5. 如图所示,已知两个点电荷、的电荷量分别为+1C和+4C,在水平面上能自由移动,它们之间的距离d=3m,现引入点电荷,则当满足什么条件,并把它放在何处时可使整个系统处于平衡状态( )
A. 带负电,电荷量为,且放在两点电荷、连线中间离为1m处
B. 带负电,电荷量为,且放在两点电荷、连线中间离为1m处
C. 带正电,电荷量为,且放在两点电荷、连线中间离为1.5m处
D. 带正电,电荷量为,且放在点电荷左侧离为1.5m处
二、多选题(每小题5分,共6小题,共30分)
6. 如图所示是描述甲、乙两个点电荷电场的部分电场线,下列说法正确的是( )
A. 甲的电荷量小于乙的电荷量
B. P点的电势比Q点的电势低
C. P点的电场强度大于Q点的电场强度
D. 电子在P点的电势能比Q点的电势能小
7. 如图所示为某静电场中轴上各点电势分布图,一个带电粒子在坐标原点由静止释放,仅在电场力作用下沿轴正向运动,则下列说法正确的是( )
A. 粒子一定带负电
B. 粒子运动到坐标轴上处电势能最小
C. 粒子从坐标轴上处运动到处,动能先减小后增大
D. 粒子从坐标轴上处运动到处,加速度先增大后减小
8. 如图所示是一簇未标明方向、由单一点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用,根据此图可判断出该带电粒子( )
A. 带电粒子在a点的电势能小于在b点的电势能
B. 带正电
C. 在a、b两点时速度大小va>vb,与运动方向无关
D. 在a、b两点的加速度aa<ab
9. 如图所示,真空中水平放置的平行板电容器的两极板与电压恒定的电源相连,下极板接地(电势为0),开关S闭合后,两板间有一质量为m、带电量为q的油滴恰好在P点处于静止状态。则下列说法正确的是( )
A. 若将S闭合,将B板向上平移一小段位移,则油滴向上加速运动,G中有方向为a→b的电流
B. 若将S断开,将A板向下平移一小段位移,则油滴应向下加速运动
C. 若将S断开,将B板向上平移一小段位移,P点的电势降低
D. 若将S断开,将B板向上平移一小段位移,油滴的电势能增大
10. 如图,△abc中bc=4 cm,∠acb=30°。匀强电场的电场线平行于△abc所在平面,且a、b、c点的电势分别为3 V、-1 V、3 V。下列说法中正确的是( )
A. 电场强度沿bc直线方向
B. 电场强度垂直ac直线向上
C. 电场强度的大小为400 V/m
D. 电场强度的大小为200 V/m
11. 四个带电粒子的电荷量和质量分别(,)、(,)、(,)、(,),它们先后以相同的速度从坐标原点沿x轴正方向射入一匀强电场中,电场方向与y轴平行,不计重力,下列描绘这四个粒子运动轨迹的图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
三、实验题(每空2分,共4空,共8分)
12. 某实验小组进行了探究“影响电容的因素”的实验。如图所示,平行板电容器如图所示,平行板电容器已经充电,静电计的金属球与电容器的一个极板连接,外壳与另一个极板连接,静电计指针的偏转指示电容器两极板间的电势差。实验中保持极板上的电荷量Q不变。设电容器两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ。
(1)下列关于实验现象的描述正确的是______(单选)。
A. 保持S不变,增大d,则θ变大
B. 保持S不变,减小d,则θ不变
C. 保持d不变,减小S,则θ变小
D. 保持S、d不变,在两极间插入电介质,则θ变大
(2)随后他们设计了如左图所示的电路来观察电容器的充电、放电现象,单刀双掷开关S原来接2。从t=0开始,开关改接1,经过一段时间电容器充电完毕后再把开关改接2,电容器开始放电。
①如图,绘制了整个过程中流过电路中电阻R的电流随时间变化的I-t图像,那么电压传感器示数随时间变化图像UAB-t对应下列中的图______(选填“甲”或“乙”)。
②当开关改接2时,发现放电过程放电太快,可以______(选填“增大”或“减小”)电阻R的阻值来解决该问题。只改变R的阻值,则此过程I-t的曲线与坐标轴所围成的面积将______(选填“减小”“不变”或“增大”)。
四、解答题(共37分)
13. 如图所示,把一带电荷量为Q=-5×10-8C的小球A用绝缘细绳悬起,若将带电荷量为q=+4×10-6C的带电小球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距30cm时,绳与竖直方向成45°角,重力加速度g=10m/s2,k=9.0×109N·m2/C2,且A、B两小球均可视为点电荷,求:
(1)A球受到库仑力的大小;
(2)A球的质量;
(3)细绳拉力的大小。
14. 如图所示,匀强电场的场强 ,、两点相距,两点连线与电场的夹角是,有一电荷量为的带负电的粒子,从点运动到点,不计粒子的重力,求:
(1)电荷从点运动到点电场力做功,以及其电势能的变化量;
(2)、两点间的电势差;
(3)设点的电势为,求点的电势,以及点的电势能。
15. 如图所示,两平行金属板A、B长,两板间距离,A板比B板电势高400V,一个不计重力的带正电的粒子电荷量、质量,沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场,初速度,粒子飞出平行板电场后,可进入界面MN和光屏PS间的无电场的真空区域,最后打在光屏PS上的D点(未画出)。已知界面MN与光屏PS相距12cm,O是中心线RO与光屏PS的交点。求:
(1)粒子穿过界面MN时的动能大小;
(2)粒子射出平行板电容器时偏转角(求出偏转角的正切值即可);
(3)OD两点之间的距离。
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天津市第二新华中学高二上物理10月月考
一、单选题(每小题5分,共5小题,共25分)
1. 2025年10月8日消息,本年度诺贝尔物理学奖授予约翰·克拉克、米歇尔·H·德沃雷和约翰·M·马蒂尼斯,以表彰他们发现电路中的宏观量子力学隧穿效应和能量量子化。他们的研究成果解答了物理学关键难题——宏观系统的量子边界,证明大量粒子构成的体系仍能整体表现量子特性,补齐量子力学宏观验证短板。在物理学的探索和发现过程中,物理过程和研究方法比物理知识本身更加重要。以下关于物理学研究方法和物理学史的叙述中正确的是( )
A. 法拉第提出了电场的概念,并指出电场和电场线都是客观存在的
B. 库仑通过扭秤实验测出了静电力常量k
C. 电场强度的公式采用了比值定义法
D. 美国科学家富兰克林命名了正电荷和负电荷,并通过油滴实验测得元电荷的数值
【答案】C
【解析】
【详解】A.法拉第提出了电场的概念,并指出电场是客观存在的,但电场线是虚拟的,实际并不存在,故A错误;
B.库仑用扭秤实验得出了库仑定律,但没有测出静电力常量。是后期通过单位推导计算出来的。故B错误;
C.电场强度是由电场本身的属性决定的,与电场力和试探电荷的电量无关,可以用与的比值来量度,即电场强度采用了比值定义法,故C正确;
D.美国科学家富兰克林命名了正电荷和负电荷,密立根通过油滴实验测出了元电荷的数值,故D错误。
故选C。
2. 下列说法中正确的是( )
A. 公式中,q指的是场源电荷的电荷量
B. 公式中,Q指的是试探电荷的电荷量
C. 电场是客观存在的而电场线实际并不存在
D. 体积很小的带电小球一定可以看成点电荷
【答案】C
【解析】
【详解】A.公式 是电场强度的定义式,其中 为试探电荷的电荷量,故A错误;
B.公式 是点电荷电场强度公式,其中 为场源电荷的电荷量,故B错误;
C.电场是客观存在的物质,而电场线是为描述电场分布而人为引入的假想曲线,实际并不存在,故C正确;
D.点电荷是理想化模型,能否将带电体视为点电荷取决于所研究问题是否与其大小、形状无关,体积很小的带电小球不一定可看成点电荷,故D错误。
故选C。
3. 下列有关静电的防止与利用说法正确的是( )
A. 图甲所示静电场的电场线分布图可能正确
B. 乙图中,女生接触带电的金属球时起电方式是摩擦起电
C. 丙图中,燃气灶中电子点火器点火原理是尖端放电
D. 丁图中,电力工作人员在高压电线上带电作业时穿着的屏蔽服是用绝缘材料制作的
【答案】C
【解析】
【详解】A.静电场的电场线不可能相交,因为电场中任意一点的电场方向是唯一的,若电场线相交则该点会出现两个电场方向,违背电场的基本性质,因此甲图的电场线分布不可能正确,故A错误。
B.乙图中女生接触带电金属球时,是电荷通过直接接触转移到人体,属于接触起电,并非摩擦起电,故B错误。
C.燃气灶的电子点火器利用了尖端放电的原理,尖端处电荷密度大、电场强度强,使空气电离产生电火花完成点火,故C正确。
D.高压带电作业的屏蔽服是由导电材料制成的,利用静电屏蔽原理,使人体所处区域电场强度为零,保障人员安全,并非绝缘材料,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,原来不带电,长为的导体棒水平放置,现将一个电荷量为的点电荷放在棒的中心轴线上距离棒的左端处,分别为导体棒左右两端的一点,静电力常量为。当棒达到静电平衡后,下列说法正确的是( )
A. 导体棒上的点电势比点电势高
B. 将导体棒处接地,则处不存在感应电荷
C. 导体棒上感应电荷在棒的中心处产生的电场强度大小
D. 增加点电荷的带电量,导体静电平衡时处的合场强将变大
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据静电现象规律,当棒达到静电平衡后,导体棒是等势体,所以导体棒上的A点电势等于B点电势,故A错误;
B.将导体棒A处接地,静电现象仍会发生,A处仍感应出负电荷,故B错误;
C.根据静电平衡规律可知,中心O处场强为零,所以导体棒上感应电荷在棒的中心O处产生的电场强度大小与的点电荷在该处产生的电场强度大小相等,方向相反,即大小为,故C正确;
D.根据静电平衡规律可知,导体静电平衡时中心O处合场强始终为零,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,已知两个点电荷、的电荷量分别为+1C和+4C,在水平面上能自由移动,它们之间的距离d=3m,现引入点电荷,则当满足什么条件,并把它放在何处时可使整个系统处于平衡状态( )
A. 带负电,电荷量为,且放在两点电荷、连线中间离为1m处
B. 带负电,电荷量为,且放在两点电荷、连线中间离为1m处
C. 带正电,电荷量为,且放在两点电荷、连线中间离为1.5m处
D. 带正电,电荷量为,且放在点电荷左侧离为1.5m处
【答案】A
【解析】
【详解】AB.设负电荷的电荷量为,距为,则距为
对受力平衡,对的斥力与对的引力等大
即
对受力平衡,对的斥力与对的引力等大
即
所以
得,
故应带负电,电量为,放在、之间距为处,A正确,B错误;
CD.想要平衡,一定为负电荷,故CD错误。
故选A。
二、多选题(每小题5分,共6小题,共30分)
6. 如图所示是描述甲、乙两个点电荷电场的部分电场线,下列说法正确的是( )
A. 甲的电荷量小于乙的电荷量
B. P点的电势比Q点的电势低
C. P点的电场强度大于Q点的电场强度
D. 电子在P点的电势能比Q点的电势能小
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据图像可知,靠近甲的位置的电场线分布比靠近乙的位置的电场线分布密集一些,则甲的电荷量大于乙的电荷量,故A错误;
B.沿电场线电势降低,可知P点电势高于Q点,故B错误;
C.P点位置的电场线分布的密集程度大于Q点位置的电场线分布的密集程度,可知P点的电场强度大于Q点的电场强度,故C正确;
D.电子带负电,所受电场力方向与电场方向相反,可知电子从P点移动到Q点,电场力做负功,电势能增大,即电子在P点的电势能低于Q点的电势能,故D正确。
故选CD。
7. 如图所示为某静电场中轴上各点电势分布图,一个带电粒子在坐标原点由静止释放,仅在电场力作用下沿轴正向运动,则下列说法正确的是( )
A. 粒子一定带负电
B. 粒子运动到坐标轴上处电势能最小
C. 粒子从坐标轴上处运动到处,动能先减小后增大
D. 粒子从坐标轴上处运动到处,加速度先增大后减小
【答案】AB
【解析】
【详解】A.由于从坐标原点沿x轴正向电势先升高后降低,因此电场方向先向左后向右;由于带电粒子在坐标原点由静止沿x轴正向运动,因此可知粒子带负电,故A正确;
B.由图可知,坐标处的电势最高,由于粒子带负电,因此粒子在处电势能最小,故B正确;
C.负电荷从运动到处,电场力先做正功后做负功,因此电势能先减小后增大,动能先增大后减小,故C错误;
D.由电场强度与电势差关系
可知在图像中,图像的斜率为电场强度的大小,结合图像可知,从处运动到处,图像的斜率逐渐减小,电场强度逐渐减小,因此粒子的加速度逐渐减小,故D错误。
故选AB。
8. 如图所示是一簇未标明方向、由单一点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用,根据此图可判断出该带电粒子( )
A. 带电粒子在a点的电势能小于在b点的电势能
B. 带正电
C. 在a、b两点时速度大小va>vb,与运动方向无关
D. 在a、b两点的加速度aa<ab
【答案】AC
【解析】
【详解】B.根据带电粒子的运动轨迹可知,该带电粒子做曲线运动,而曲线运动的轨迹夹在速度方向与合外力方向之间,并且合外力指向轨迹的凹侧面,结合点电荷形成的电场的电场线的分布特征,可知带电粒子所受静电力指向场源电荷,由此可知该带电粒子电性与场源电荷的电性相反,由于场源电荷电性未知,故不能确定带电粒子电性,故B错误;
D.电场线越密集的地方电场强度越大,a点的电场线比b点的密集,因此粒子在a点所受电场力大于在b点所受电场力,根据牛顿第二定律可知,粒子在a点的加速度大于在b点的加速度,故D错误;
AC.若粒子从a到b运动,可知其速度方向与所受电场力方向之间的夹角为钝角,电场力做负功,电势能增大,动能减小,则粒子在a点的速度大于在b点的速度,带电粒子在a点的电势能小于在b点的电势能;同理若粒子从b到a运动,电场力做正功,动能增大,电势能减小,则粒子在a点的速度仍大于在b点的速度,与运动方向无关,故AC正确。
故选AC。
9. 如图所示,真空中水平放置的平行板电容器的两极板与电压恒定的电源相连,下极板接地(电势为0),开关S闭合后,两板间有一质量为m、带电量为q的油滴恰好在P点处于静止状态。则下列说法正确的是( )
A. 若将S闭合,将B板向上平移一小段位移,则油滴向上加速运动,G中有方向为a→b的电流
B. 若将S断开,将A板向下平移一小段位移,则油滴应向下加速运动
C. 若将S断开,将B板向上平移一小段位移,P点的电势降低
D. 若将S断开,将B板向上平移一小段位移,油滴的电势能增大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.设极板间距为,极板正对面积为,用,,和分别表示板间电压、电容、极板电荷量的绝对值和场强。闭合开关时不变,由平行板电容器的电容决定式可知,向上移动下极板后增大;由电容定义式可知增大。下极板接电源正极,板间电场竖直向上;油滴原来平衡,说明油滴带正电。由,可知场强增大,油滴所受电场力增大,油滴向上加速。上极板的负电荷量增加,电子由经电流计流向,故电流方向为,故A正确;
BCD.断开开关后,电容器极板电荷量不变。结合,和电容决定式可得
因此改变极板间距时场强不变。将上极板向下移动,油滴所受电场力不变,仍处于静止状态。设点到下极板的竖直距离为,由于板接地且电场方向向上,点的电势为
将板向上移动时减小,故升高;油滴带正电,由,可知其电势能增大,故BC错误,D正确。
故选AD。
10. 如图,△abc中bc=4 cm,∠acb=30°。匀强电场的电场线平行于△abc所在平面,且a、b、c点的电势分别为3 V、-1 V、3 V。下列说法中正确的是( )
A. 电场强度沿bc直线方向
B. 电场强度垂直ac直线向上
C. 电场强度的大小为400 V/m
D. 电场强度的大小为200 V/m
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.已知,,,,。因为,所以是等势线。匀强电场中,电场线与等势线垂直,且电场线由高电势指向低电势,所以电场应垂直指向一侧(向上),故A错误,B正确;
CD.长度,与等势线夹角。到等势面的沿电场线距离
与点电势差
则电场强度的大小,故C错误,D正确。
故选BD。
11. 四个带电粒子的电荷量和质量分别(,)、(,)、(,)、(,),它们先后以相同的速度从坐标原点沿x轴正方向射入一匀强电场中,电场方向与y轴平行,不计重力,下列描绘这四个粒子运动轨迹的图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】粒子在电场中做类平抛运动,则有,,
联立解得
可知,当水平位移一定时,比荷越大,竖直位移越大。
则水平位移相等时,(,)、(,)和(,)的偏转位移大小相等,(,)的偏转位移最小。
当匀强电场方向沿y轴正方向时,(,)、(,)向y轴正方向偏转,轨迹相同;(,)、(,)向y轴负方向偏转,轨迹不同。
当匀强电场方向沿y轴负方向时,(,)、(,)向y轴负方向偏转,轨迹相同;(,)、(,)向y轴正方向偏转,轨迹不同。
故选AD。
三、实验题(每空2分,共4空,共8分)
12. 某实验小组进行了探究“影响电容的因素”的实验。如图所示,平行板电容器如图所示,平行板电容器已经充电,静电计的金属球与电容器的一个极板连接,外壳与另一个极板连接,静电计指针的偏转指示电容器两极板间的电势差。实验中保持极板上的电荷量Q不变。设电容器两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ。
(1)下列关于实验现象的描述正确的是______(单选)。
A. 保持S不变,增大d,则θ变大
B. 保持S不变,减小d,则θ不变
C. 保持d不变,减小S,则θ变小
D. 保持S、d不变,在两极间插入电介质,则θ变大
(2)随后他们设计了如左图所示的电路来观察电容器的充电、放电现象,单刀双掷开关S原来接2。从t=0开始,开关改接1,经过一段时间电容器充电完毕后再把开关改接2,电容器开始放电。
①如图,绘制了整个过程中流过电路中电阻R的电流随时间变化的I-t图像,那么电压传感器示数随时间变化图像UAB-t对应下列中的图______(选填“甲”或“乙”)。
②当开关改接2时,发现放电过程放电太快,可以______(选填“增大”或“减小”)电阻R的阻值来解决该问题。只改变R的阻值,则此过程I-t的曲线与坐标轴所围成的面积将______(选填“减小”“不变”或“增大”)。
【答案】(1)A (2) ①. 甲 ②. 增大 ③. 不变
【解析】
【小问1详解】
实验中电容器电荷量保持不变,根据平行板电容器电容决定式,结合电容定义式,可得极板间电势差,静电计偏角反映的大小:
AB.不变,增大,则减小,增大,变大,故A正确,B错误;
C.不变,减小,减小,增大,变大,故C错误;
D.不变,插入电介质,相对介电常数增大,增大,减小,变小,故D错误。
故选A。
【小问2详解】
①[1] 电流越大,随时间变化越快,充电时电流方向为正,初始电流最大,充电完成后电流逐渐减为0;放电时电流方向与充电相反,放电电流从最大逐渐减为0,因此对应图甲。
② [2]增大电阻的阻值,电流相对减小,放电过程会被延缓,解决放电太快的问题。
[3] 图像与坐标轴围成的面积的物理意义是放电过程的总电荷量,而总电荷量等于充电完成后电容器储存的总电荷量,仅改变不会改变电容器的总带电量,因此该面积不变。
四、解答题(共37分)
13. 如图所示,把一带电荷量为Q=-5×10-8C的小球A用绝缘细绳悬起,若将带电荷量为q=+4×10-6C的带电小球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距30cm时,绳与竖直方向成45°角,重力加速度g=10m/s2,k=9.0×109N·m2/C2,且A、B两小球均可视为点电荷,求:
(1)A球受到库仑力的大小;
(2)A球的质量;
(3)细绳拉力的大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
A球受到的库仑力大小可由库仑定律计算,公式为
代入得
【小问2详解】
对A球受力分析,其受重力、拉力和库仑力,三力平衡。竖直方向有
水平方向有
两式相除得
因,
故
【小问3详解】
由竖直方向平衡方程
得
14. 如图所示,匀强电场的场强 ,、两点相距,两点连线与电场的夹角是,有一电荷量为的带负电的粒子,从点运动到点,不计粒子的重力,求:
(1)电荷从点运动到点电场力做功,以及其电势能的变化量;
(2)、两点间的电势差;
(3)设点的电势为,求点的电势,以及点的电势能。
【答案】(1)-6J,电势能增加6J
(2)
(3),2J
【解析】
【小问1详解】
从A到B,电场力做功
电场力做负功,则电势能增加6J。
【小问2详解】
A、B间的电势差
【小问3详解】
因为A点的电势为,则B点的电势为
B点的电势能
15. 如图所示,两平行金属板A、B长,两板间距离,A板比B板电势高400V,一个不计重力的带正电的粒子电荷量、质量,沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场,初速度,粒子飞出平行板电场后,可进入界面MN和光屏PS间的无电场的真空区域,最后打在光屏PS上的D点(未画出)。已知界面MN与光屏PS相距12cm,O是中心线RO与光屏PS的交点。求:
(1)粒子穿过界面MN时的动能大小;
(2)粒子射出平行板电容器时偏转角(求出偏转角的正切值即可);
(3)OD两点之间的距离。
【答案】(1)
(2)
(3)0.16m
【解析】
【小问1详解】
带电粒子垂直进入匀强电场后做类平抛运动,加速度为
水平方向有,竖直方向有
联立解得
由动能定理
解得
【小问2详解】
设粒子射出平行板电容器时偏转角为,则有
【小问3详解】
带电粒子离开电场时速度的反向延长线与初速度延长线的交点为水平位移的中点,设两界面MN、PS相距为,由相似三角形得
解得
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