精品解析:吉林长春市九台区第一中学2026-2027学年高二上学期第一次阶段检测物理试卷
2026-10-17
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内容正文:
高二物理
(时间:75分钟 分数:100分)
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1. 下列对电现象及规律的认识中正确的是( )
A. 同种电荷相互吸引,异种电荷相互排斥
B. 自然界中只存在正、负两种电荷
C. 摩擦起电说明了电荷可以创生
D. 带电物体一定具有多余的电子
2. 关于电场,下列叙述中正确的是( )
A. 以点电荷为圆心,为半径的球面上,各点的场强都相同
B. 正电荷周围的电场强度一定比负电荷周围的电场强度大
C. 电荷所受电场力很大,该点的电场强度一定很大
D. 在电场中某点放入试探电荷,该点的场强为,取走后,该点场强不为
3. A、B两个点电荷在真空中所产生电场的电场线如图所示,图中C点为两点电荷连线的中点,D为中垂线上的一点,电场线的分布左右对称。下列说法正确的是( )
A. 这两个电荷可能是等量异种电荷
B. 电场中的电场线是客观存在的
C. 电子从C点运动到D点,电场力做负功
D. 电子从C点运动到D点,所受电场力变小
4. 如图所示,充电后的电容式话筒与静电计相连,话筒的振动膜片(涂金属层)与固定金属电极构成电容器两极板。下列说法正确的是( )
A. 若膜片向左振动,电容式话筒电容变大
B. 若膜片向右振动,静电计指针张角减小
C. 若膜片与电极间放入一片电介质,电容式话筒电容不变
D. 若膜片与电极间放入一片电介质,静电计指针张角增大
5. 如图所示,边长为L的等边三角形ABC三个顶点处分别放有电荷量为+q、-q、-q的点电荷,静电力常量为k,则三角形中心O处的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
6. 如图甲所示,A、B、C是一条电场线上的三个点,C为AB的中点。一个点电荷从A点由静止释放,仅在静电力的作用下沿电场线经过B点,其运动的图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 由A至B,电场强度越来越大 B. 由A至B,电势越来越低
C. 点电荷在B点电势能小于在C点电势能 D. A、C间电势差等于C、B间电势差
7. 如图所示,匀强电场平行于正方形ABCD所在的平面,正方形的边长为2cm。已知A、B、C三点的电势依次为=6.0V,=4.0V,=2.0V。则下列说法中正确的是( )
A. D点的电势0V
B. 电子在D点的电势能为4eV
C. 场强方向垂直BD直线指向C
D. 该匀强电场的场强大小为100V/m
8. 如图所示,把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中,导体处于静电平衡时,下列说法正确的是( )
A. A、B两点电场强度相等,且都不为零
B. 感应电荷产生的附加电场的电场强度大小
C. 当开关闭合时,电子从导体沿导线向地面移动
D. 当开关闭合时,电子从大地沿导线向导体移动
9. 图中K、L、M为静电场中的3条相距很近的等势线。一带电粒子射入此静电场中后,仅在电场力作用下沿abcde轨迹运动。已知电势关系为。下列说法中正确的是( )
A. 粒子带正电 B. 粒子在bc段做加速运动
C. 粒子在b点和d点的速度相同 D. 粒子在c点的电势能最大
10. 轴上有两个不等量点电荷、,两电荷连线上各点电势随位置坐标变化的图像如图所示,图线与轴正交(在处图像切线的斜率为零),交点处的纵坐标为,为轴上关于原点对称的两个点。正电子的质量为,电荷量为,取无穷远处电势为0,下列说法正确的是( )
A. 都是正电荷
B. 两电荷电量之比
C. 将一正电子从点由静止释放,若经过点时速度为,则点电势
D. 将一正电子从点由静止释放,则电场力先做正功后做负功,正电子经过点后可以到达点
二、实验题(本题共2小题,每题8分,共16分)
11. 电流传感器可以像电流表一样测量电流,它可以和计算机相连,能画出电流随时间的变化图像。某同学利用电流传感器设计了甲图所示的电路来观察电容器充、放电过程。当他将开关S接1时,待充电完成后,把开关S再与2接通,电容器通过电阻R放电,电流传感器将电流信息传入计算机,显示出电流随时间变化的图像如图乙所示。请根据以上操作回答:
(1)为使电源向电容器充电,应将开关S与_______(填“1” 或“2”)端相连;
(2)实验开始时给电容器充电过程中其电荷量、电势差、电容之间相互关系的图像如下图所示,其中描述正确的是___________。
A. B. C. D.
(3)电容器充电完毕后,上极板带_____(选填“正电荷”或“负电荷”)
(4)电容器放电时,通过电阻R的电流方向是______(选填“由a到b”或“由b到a”)
(5)已知图线与时间轴围成的面积表示电荷量,根据乙图图像估算出电容器全部放电过程中释放的电荷量为,若该同学使用的电源电压为6V,则该电容器电容为_________F。(保留2位有效数字)
12. 随着力传感器的测量精度的提高,不用“扭秤”而进行实验研究点电荷间的相互作用力(库仑力)成为可能。如图所示是某科技实验小组设计的研究库仑力的装置,在抽成真空的玻璃容器A内,M、N为完全相同的金属小球(带电后可视为点电荷),用绝缘支柱固定带电小球M,用可调丝线悬挂原来不带电的小球N,调控小球N的位置,通过等距离的背景刻度线0、1、2、3、4可准确确定小球M、N间的距离,相邻刻度线间距离均为d,通过固定在容器顶部并与丝线上端相连的高灵敏度拉力传感器B可以显示丝线上的拉力,控制放电杆可以让带电小球完全放电。实验小组完成了以下操作:
①在球N不带电时读出传感器示数,即小球重力大小为
②让球N与球M接触后,调整球N到位置1,读出并记录传感器示数
③继续调整球N分别到位置2、3、4,依次读出并记录传感器示数、、
④用放电杆使球N完全放电,再让球N与球M接触后,放回到位置1,读出并记录传感器示数;
⑤重复④的操作,依次读出并记录传感器示数、。
(1)根据②的操作,可求出小球N在不同情况下所受的库仑力,小球N第一次与小球M接触后调整球N到位置1,此时小球M、N间的库仑力大小为_______。(选填或)
(2)根据①②③的操作,可研究_______,根据②④⑤的操作,可研究_______。
A. 库仑力跟点电荷距离间的关系 B. 库仑力跟小球带电荷量间的关系
(3)本实验中_______测量小球的电荷量(选填“需要”或“不需要”),使用两个完全相同的金属小球接触,再分开,其作用是_______。
三、解答题(本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。)
13. 一带电荷量q1=+1.5×10-5C、质量m=1kg的带电小球A,用长l=2.5m的绝缘细线悬挂于O点。现使小球A在水平面内绕带电荷量q2=+1.0×10-5C的固定小球B做匀速圆周运动,悬线与竖直方向的夹角始终为,如图所示,(静电力常量,取,,。 求:
(1)两小球之间库仑力大小;
(2)小球运动的角速度大小。
14. 如图所示,在水平向右的匀强电场中,有一电荷量为的负点电荷从A点运动到B点,电场力做功为,AB间距离,与水平方向夹角为 。求:
(1)B、A间电势差是多少?
(2)电场强度是多大?
(3)如果A点的电势为,求B点的电势为多大?电荷量的正电荷在A点具有的电势能是多少?
15. 如图所示,竖直放置的平行金属板P、Q板间的加速电压为U0,长为L、水平放置的平行金属板M、N的间距也为L,板间有竖直向上的匀强电场,竖直边界AB和倾斜边界BD间有竖直向下的匀强电场,AB到M、N板右端距离为,边界BD与水平方向的夹角为30°,B点和N板在同一水平线上,M、N两板间的中线延长线交AB于O点,交BD于C点,一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从P板附近由静止开始加速,穿过Q板的小孔,沿M、N两板的中线射入板间的偏转电场,从边界AB上离O点距离为的位置进入AB右侧电场,从C点射出电场,粒子重力不计,求:
(1)带电粒子从Q板小孔飞出时的速度大小;
(2)M、N板间的电压大小:
(3)AB右侧电场的电场强度大小。
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高二物理
(时间:75分钟 分数:100分)
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1. 下列对电现象及规律的认识中正确的是( )
A. 同种电荷相互吸引,异种电荷相互排斥
B. 自然界中只存在正、负两种电荷
C. 摩擦起电说明了电荷可以创生
D. 带电物体一定具有多余的电子
【答案】B
【解析】
【详解】A.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,故A错误;
B.自然界中只存在正、负两种电荷,故B正确;
C.摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体,但并没有创造电荷,故C错误;
D.物体带电有可能是物体具有多余的电子,此时物体带负电,也有可能是物体失去电子,此时物体带正电,故D错误。
故选B。
2. 关于电场,下列叙述中正确的是( )
A. 以点电荷为圆心,为半径的球面上,各点的场强都相同
B. 正电荷周围的电场强度一定比负电荷周围的电场强度大
C. 电荷所受电场力很大,该点的电场强度一定很大
D. 在电场中某点放入试探电荷,该点的场强为,取走后,该点场强不为
【答案】D
【解析】
【详解】A.场强是矢量,以点电荷为圆心、为半径的球面上,各点场强大小相等,但方向沿径向各不相同,因此场强不相同,故A错误;
B.电场强度大小由场源电荷的电荷量、到场源电荷的距离决定,与场源电荷的正负无关,正电荷周围的场强不一定比负电荷周围的场强大,故B错误;
C.由电场强度定义式可得电场力,电场力很大可能是试探电荷的电荷量很大,该点的电场强度不一定大,故C错误;
D.电场强度是电场的固有属性,仅由电场本身决定,与是否放入试探电荷无关,取走试探电荷后,该点场强仍为原场强,不为0,故D正确。
故选D。
3. A、B两个点电荷在真空中所产生电场的电场线如图所示,图中C点为两点电荷连线的中点,D为中垂线上的一点,电场线的分布左右对称。下列说法正确的是( )
A. 这两个电荷可能是等量异种电荷
B. 电场中的电场线是客观存在的
C. 电子从C点运动到D点,电场力做负功
D. 电子从C点运动到D点,所受电场力变小
【答案】C
【解析】
【详解】A.由电场线分布可知,这两个电荷是等量正电荷,故A错误;
B.电场中的电场线是为了方便、准确描述电场而人为设想的,并不是客观存在的,故B错误;
C.沿电场线分布,电势降低,且电子在电势低的地方电势能大,因此电子从C到D,电势能增大,则电场力做负功,故C正确;
D.由等量同种电荷中垂线的场强分布是先变大后变小可知,从C到D,电场强度可能增大也可能先变大后变小,电场力可能变大也可能先变大后变小,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,充电后的电容式话筒与静电计相连,话筒的振动膜片(涂金属层)与固定金属电极构成电容器两极板。下列说法正确的是( )
A. 若膜片向左振动,电容式话筒电容变大
B. 若膜片向右振动,静电计指针张角减小
C. 若膜片与电极间放入一片电介质,电容式话筒电容不变
D. 若膜片与电极间放入一片电介质,静电计指针张角增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.若膜片向左振动,电容器极板间距离d增大,由知,电容式话筒电容变小,故A错误
B.若膜片向右振动,电容器极板间距离d减小,由,
知U减小,静电计指针张角减小,故B正确;
CD.若膜片与电极间放入一片电介质,电容式话筒电容C增大,又
可知静电计指针张角减小,故CD错误。
故选 B。
5. 如图所示,边长为L的等边三角形ABC三个顶点处分别放有电荷量为+q、-q、-q的点电荷,静电力常量为k,则三角形中心O处的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】三个点电荷在O点产生的电场强度大小为
其中
可得
方向分别如下图所示,据矢量合成法则可得O点的合场强大小
故选B。
图1
6. 如图甲所示,A、B、C是一条电场线上的三个点,C为AB的中点。一个点电荷从A点由静止释放,仅在静电力的作用下沿电场线经过B点,其运动的图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 由A至B,电场强度越来越大 B. 由A至B,电势越来越低
C. 点电荷在B点电势能小于在C点电势能 D. A、C间电势差等于C、B间电势差
【答案】C
【解析】
【详解】A.点电荷由静止释放,只受电场力,加速度
图像的斜率代表加速度。由图乙知,斜率逐渐减小,说明加速度逐渐减小,因此电场力逐渐减小,电场强度也逐渐减小。所以,由A至B,电场强度越来越小,故A错误;
B.若点电荷带正电(),由静止释放后向右运动,说明电场力向右,电场方向也向右。沿电场方向电势降低,因此电势越来越低。
若点电荷带负电(),由静止释放后向右运动,说明电场力向右,电场方向向左(负电荷受力与电场方向相反)。沿电场方向电势降低,即向左电势降低,因此向右电势越来越高。
由于电荷电性未知,电势的变化趋势无法唯一确定,故B错误;
C.点电荷从A到B,速度一直增大,动能一直增加。只有电场力做功,电场力做正功,电势能转化为动能。因此,从A到B的过程中,电势能始终减小。
C是AB的中点,所以从C到B电势能继续减小,故点电荷在B点的电势能小于在C点的电势能,故C正确;
D.由A选项可知,电场强度从A到B逐渐减小,即
AC段的平均场强大于CB段的平均场强
两段距离相等(C为中点),根据,可得
即,A、C间的电势差与C、B间的电势差不相等,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,匀强电场平行于正方形ABCD所在的平面,正方形的边长为2cm。已知A、B、C三点的电势依次为=6.0V,=4.0V,=2.0V。则下列说法中正确的是( )
A. D点的电势0V
B. 电子在D点的电势能为4eV
C. 场强方向垂直BD直线指向C
D. 该匀强电场的场强大小为100V/m
【答案】C
【解析】
【详解】AB.匀强电场中同一方向上相同距离的两点间电势差绝对值相等,所以
解得,所以电子在点的电势能为,故A错误,B错误;
C.由于、两点电势相等,即连线为等势线,根据电场线与等势线垂直,所以电场线的方向与的连线垂直,且由高电势指向低电势,即电场线的方向为由指向方向,故C正确;
D.由于
、两点间距离
所以电场强度,故D错误。
故选C。
8. 如图所示,把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中,导体处于静电平衡时,下列说法正确的是( )
A. A、B两点电场强度相等,且都不为零
B. 感应电荷产生的附加电场的电场强度大小
C. 当开关闭合时,电子从导体沿导线向地面移动
D. 当开关闭合时,电子从大地沿导线向导体移动
【答案】BD
【解析】
【详解】A.导体处于静电平衡状态,导体是一个等势体,导体内部场强处处为零,A、B两点电场强度都为零,故A错误;
B.在导体内部,感应电荷产生的附加电场与正电荷在同一点产生的场强等值反向,正电荷A在点产生的场强较大,故
B正确;
C.当电键闭合时,导体右侧的电场线指向无穷远处,即导体的电势大于零,电子从低电势运动到高电势,电子从大地沿导线向导体移动,C错误;
D.当开关闭合时,电子从大地沿导线向导体移动,D正确。
故选BD。
9. 图中K、L、M为静电场中的3条相距很近的等势线。一带电粒子射入此静电场中后,仅在电场力作用下沿abcde轨迹运动。已知电势关系为。下列说法中正确的是( )
A. 粒子带正电 B. 粒子在bc段做加速运动
C. 粒子在b点和d点的速度相同 D. 粒子在c点的电势能最大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.已知电势关系为,可知电场线的方向大致向左,由轨迹弯曲方向可知,粒子所受的电场力方向大致向左,故粒子带正电,故A正确;
B.粒子所受的电场力方向大致向左,由电场力对粒子做负功,粒子动能减小,做减速运动,故B错误;
C.、两点处于同一等势线上,故两点的电势相同,粒子在两点的电势能相等,所以粒子在、两点的动能相等、速率相等,但速度方向不同,故C错误;
D.电势关系为电场力对粒子做负功,电势能增大,电场力对粒子做正功,电势能减小,故粒子在点的电势能最大,故D正确。
故选AD。
10. 轴上有两个不等量点电荷、,两电荷连线上各点电势随位置坐标变化的图像如图所示,图线与轴正交(在处图像切线的斜率为零),交点处的纵坐标为,为轴上关于原点对称的两个点。正电子的质量为,电荷量为,取无穷远处电势为0,下列说法正确的是( )
A. 都是正电荷
B. 两电荷电量之比
C. 将一正电子从点由静止释放,若经过点时速度为,则点电势
D. 将一正电子从点由静止释放,则电场力先做正功后做负功,正电子经过点后可以到达点
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由图可知x轴上的和之间的电势都大于零,故两个点电荷一定都是正电荷,故A正确;
B.在x=0处图像切线的斜率为零,则该点处的电场强度为零,有
解得,故B错误;
C.从a点静止释放到O点,动能定理可得
得,故C正确;
D.将一正电子从b点由静止释放初始动能为零,由于a点电势大于b点,正电子在a点电势能大于b点,根据能量守恒可知,不可能到达a点,故D错误。
故选AC。
二、实验题(本题共2小题,每题8分,共16分)
11. 电流传感器可以像电流表一样测量电流,它可以和计算机相连,能画出电流随时间的变化图像。某同学利用电流传感器设计了甲图所示的电路来观察电容器充、放电过程。当他将开关S接1时,待充电完成后,把开关S再与2接通,电容器通过电阻R放电,电流传感器将电流信息传入计算机,显示出电流随时间变化的图像如图乙所示。请根据以上操作回答:
(1)为使电源向电容器充电,应将开关S与_______(填“1” 或“2”)端相连;
(2)实验开始时给电容器充电过程中其电荷量、电势差、电容之间相互关系的图像如下图所示,其中描述正确的是___________。
A. B. C. D.
(3)电容器充电完毕后,上极板带_____(选填“正电荷”或“负电荷”)
(4)电容器放电时,通过电阻R的电流方向是______(选填“由a到b”或“由b到a”)
(5)已知图线与时间轴围成的面积表示电荷量,根据乙图图像估算出电容器全部放电过程中释放的电荷量为,若该同学使用的电源电压为6V,则该电容器电容为_________F。(保留2位有效数字)
【答案】(1)1 (2)BD
(3)正电荷 (4)由b到a
(5)
【解析】
【小问1详解】
为使电源向电容器充电,电容器应与电源连接,故应将开关S与 “1”端相连;
【小问2详解】
ABC.电容器的电容是由电容器本身决定的,与电容器所带电荷量Q的大小和两极板间的电势差U的大小无关,不能认为C与Q成正比,与U成反比,故AC错误,B正确;
D.由可知,电容器所带电荷量与极板间的电势差成正比,即图像为一条过原点的倾斜直线,故D正确。
故选BD。
【小问3详解】
由图可知,开关S接1时,电容器上极板与电源正极相连,充电完成后,上极板带正电荷;
【小问4详解】
电容器放电时,电容器充当电源,由于上极板带正电,通过电阻R的电流方向是由b到a;
【小问5详解】
根据电容公式可得
12. 随着力传感器的测量精度的提高,不用“扭秤”而进行实验研究点电荷间的相互作用力(库仑力)成为可能。如图所示是某科技实验小组设计的研究库仑力的装置,在抽成真空的玻璃容器A内,M、N为完全相同的金属小球(带电后可视为点电荷),用绝缘支柱固定带电小球M,用可调丝线悬挂原来不带电的小球N,调控小球N的位置,通过等距离的背景刻度线0、1、2、3、4可准确确定小球M、N间的距离,相邻刻度线间距离均为d,通过固定在容器顶部并与丝线上端相连的高灵敏度拉力传感器B可以显示丝线上的拉力,控制放电杆可以让带电小球完全放电。实验小组完成了以下操作:
①在球N不带电时读出传感器示数,即小球重力大小为
②让球N与球M接触后,调整球N到位置1,读出并记录传感器示数
③继续调整球N分别到位置2、3、4,依次读出并记录传感器示数、、
④用放电杆使球N完全放电,再让球N与球M接触后,放回到位置1,读出并记录传感器示数;
⑤重复④的操作,依次读出并记录传感器示数、。
(1)根据②的操作,可求出小球N在不同情况下所受的库仑力,小球N第一次与小球M接触后调整球N到位置1,此时小球M、N间的库仑力大小为_______。(选填或)
(2)根据①②③的操作,可研究_______,根据②④⑤的操作,可研究_______。
A. 库仑力跟点电荷距离间的关系 B. 库仑力跟小球带电荷量间的关系
(3)本实验中_______测量小球的电荷量(选填“需要”或“不需要”),使用两个完全相同的金属小球接触,再分开,其作用是_______。
【答案】(1)
(2)A;B (3) ①. 不需要 ②. 两个完全相同的金属小球接触后电荷会平均分配,方便探究库仑力与电荷量的关系。
【解析】
【小问1详解】
N不带电时,传感器示数等于N的重力,即
M、N接触后带同种电荷,相互排斥,M在N下方,对N方向向上的库仑斥力。竖直方向受力平衡
因此
【小问2详解】
操作①②③中,M、N的带电荷量保持不变,改变两球的间距,因此可以研究库仑力跟点电荷距离间的关系。
故选A。
操作②④⑤中,保持两球间距不变,通过放电、重新接触改变小球的带电荷量,因此可以研究库仑力跟小球带电荷量间的关系。
故选B。
【小问3详解】
[1]本实验只需要探究库仑力与距离、电荷量的关系,不需要测量电荷量的具体数值,因此不需要测量小球电荷量。
[2]两个完全相同的金属小球接触后电荷会平均分配,每次放电后重新接触可以得到成倍数变化的电荷量,方便探究库仑力与电荷量的关系。
三、解答题(本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。)
13. 一带电荷量q1=+1.5×10-5C、质量m=1kg的带电小球A,用长l=2.5m的绝缘细线悬挂于O点。现使小球A在水平面内绕带电荷量q2=+1.0×10-5C的固定小球B做匀速圆周运动,悬线与竖直方向的夹角始终为,如图所示,(静电力常量,取,,。 求:
(1)两小球之间库仑力大小;
(2)小球运动的角速度大小。
【答案】(1)0.6N;(2)rad/s
【解析】
【详解】(1)小球做圆周运动的半径为
两小球之间库仑力大小为
带入数据解得
F=0.6N
(2)对小球A受力分析,则竖直方向有
在水平方向有
联立解得
14. 如图所示,在水平向右的匀强电场中,有一电荷量为的负点电荷从A点运动到B点,电场力做功为,AB间距离,与水平方向夹角为 。求:
(1)B、A间电势差是多少?
(2)电场强度是多大?
(3)如果A点的电势为,求B点的电势为多大?电荷量的正电荷在A点具有的电势能是多少?
【答案】(1);(2);(3),
【解析】
【详解】(1)AB间电势差为
则B、A间电势差为
(2)匀强电场的电场强度大小为
(3)如果A点的电势为,则有
解得B点的电势为
电荷量的正电荷在A点具有的电势能为
15. 如图所示,竖直放置的平行金属板P、Q板间的加速电压为U0,长为L、水平放置的平行金属板M、N的间距也为L,板间有竖直向上的匀强电场,竖直边界AB和倾斜边界BD间有竖直向下的匀强电场,AB到M、N板右端距离为,边界BD与水平方向的夹角为30°,B点和N板在同一水平线上,M、N两板间的中线延长线交AB于O点,交BD于C点,一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从P板附近由静止开始加速,穿过Q板的小孔,沿M、N两板的中线射入板间的偏转电场,从边界AB上离O点距离为的位置进入AB右侧电场,从C点射出电场,粒子重力不计,求:
(1)带电粒子从Q板小孔飞出时的速度大小;
(2)M、N板间的电压大小:
(3)AB右侧电场的电场强度大小。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设带电粒子经过P、Q板加速后的速度大小为v0,根据动能定理
解得
(2)粒子在偏转电场中做类平抛运动,射出偏转电场时速度的反向延长线交于水平位移的中点,设粒子射出电场时速度与水平方向的夹角为,根据几何关系
解得
根据几何关系,粒子在偏转电场中的侧移
设两板间电压为U,则
解得
(3)粒子在AB右侧电场中做类斜上抛运动,粒子在此电场中运动的时间
在竖直方向上
联立解得
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