内容正文:
2026-2027学年第一学期高二年段十月质量检测
物理试题
(考试时间:75分钟;满分:100分)
一、单选题(每小题有且仅有一个正确答案,选对得4分,选错不得分,共20分,答案需正确填涂于答题卡指定位置,仅答于试题卷的不得分)
1. 准确理解物理概念的内涵和外延是学好物理的关键。下列与静电场有关的概念的说法正确的是( )
A. 电场力做功决定了电荷电势能的变化
B. 体积小的带电体均可视为点电荷
C. 元电荷就是电子
D. 电势等于零的位置,场强一定等于零
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据电场力做功与电势能变化的关系,电荷电势能的变化仅由电场力做功决定,故A正确;
B.当带电体的形状、大小及电荷分布对所研究问题的影响可忽略时,才可视为点电荷,并非体积小的带电体都能视为点电荷,故B错误;
C.元电荷是最小的电荷量单位,其数值等于电子的带电量,属于电荷量的物理量,并非电子这种实物粒子,故C错误;
D.电势的零点可人为选取,电势为零的位置场强不一定为零,例如等量异种电荷连线的中垂线可规定为电势零点,但线上各点场强不为零,故D错误。
故选A。
2. 两个完全相同的金属球p、q,其中p球带的电荷量,q球不带电。现将两球接触一下再分开,已知一个电子的电荷量为,下列说法正确的是( )
A. 接触过程中,电子由p球转移到q球
B. 接触过程中,正电荷由p球转移到q球
C. 接触过程中,转移了个电子
D. 接触过程中,转移了的正电荷
【答案】C
【解析】
【详解】AB.金属导体中只有电子能自由移动,正电荷无法转移,转移的是电子,p带正电是因缺少电子,两球接触时电子从q转移到p,故AB错误;
CD.接触后两球均分总电荷,各自带+1.6×10⁻⁸C,即q转移到p的电子的电荷量为-1.6×10⁻⁸C,根据电荷守恒定律,转移电子数,故C正确,D错误。
故选C。
3. 硒鼓是激光打印机的核心部件,主要由感光鼓、充电辊、显影装置、粉仓和清洁装置构成,如图甲所示(部分示意图),工作中充电辊表面的导电橡胶给感光鼓表面均匀布上一层负电荷。我们可以用下面的模型模拟上述过程。如图乙所示,电荷量均为 -2q的点电荷,对称、均匀地分布在半径为R的圆周上,若某时刻圆周上P点的一个点电荷的电荷量突变成 -q,已知静电力常量为,则圆心O点处的电场强度为( )
A. ,方向沿半径指向点
B. ,方向沿半径背离点
C. ,方向沿半径指向点
D. ,方向沿半径背离点
【答案】B
【解析】
【详解】圆周上原本均匀分布着电荷量为的点电荷,根据对称性可知,所有点电荷在圆心点处产生的电场相互抵消,合场强为零,即初始状态下圆心处的电场强度
当圆周上点的电荷量由突变为时,可将其等效为:原均匀分布的电荷保持不变,同时在点额外叠加一个电荷量为的点电荷
根据电场强度的叠加原理,突变后圆心处的电场强度等于原分布产生的电场与点额外叠加的电荷产生电场的矢量和。因为原分布产生的合场强为零,所以此时圆心处的电场强度就等于点的点电荷在点产生的电场强度
根据点电荷的场强公式,点的电场强度大小为
由于额外叠加的是正电荷,其电场方向沿连线向外发散,即由点指向点,也就是沿半径背离点
故选。
4. 真空中一平面直角坐标系xOy内,存在着平行于x轴方向的电场,x轴上各点的电势随位置x变化的关系图像如图所示,x=0处电势为6V。一个带负电粒子从x=1.5 cm处由静止释放,不计粒子重力,则下列说法正确的是( )
A. x=2 cm处的电场强度大小为零
B. x=1.5 cm处的电场强度大于x=2 cm处的电场强度
C. 粒子沿x轴负方向运动过程中,电势能先减小后增大
D. 粒子沿x轴负向运动到的最远位置处的坐标为x=-1.5 cm
【答案】C
【解析】
【详解】A.在图像中,图线斜率的绝对值表示电场强度的大小,即
由图可知,在处的电场强度大小为,故A错误;
B.在的区域内,图线为同一条直线,斜率恒定,所以处与处的电场强度大小相等,故B错误;
C.从x=1.5 cm处由静止释放沿x轴负方向运动,电势先增大后减小,由于粒子带负电则根据可知粒子电势能先减小后增大,故C正确;
D.粒子从处由静止释放沿x轴负方向运动,到达最远位置时速度为零。根据能量守恒定律,初末位置的电势能相等,即电势相等。由图可知处电势为,且处电势为,故粒子从释放到最远位置经过原点时,电势需降低
观察图像左侧,从到,电势均匀降低了
根据比例关系,电势降低对应的水平距离为
因此最远位置的坐标为,故D错误。
故选C。
5. 如图,距离为2L的A、B两点分别固定有等量异种点电荷、。O是AB的中点,OCD是以B为圆心、L为半径的半圆。E是AB延长线上的一点,DE间的距离为L。将一正点电荷q从E点沿EDCO移动到O点,则下列说法正确的是( )
A. 从E到D的过程,电荷q的电势能一直增大
B. 从E到D的过程,电荷q受到的静电力先减小后增大
C. 从D到O的过程,电荷q的电势能一直增加
D. 从D到O的过程,电荷q受到的静电力先增大后减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.等量异种点电荷电场分布如图所示
结合场强的叠加原理可知,DE处的场强水平向左,正电荷q从E到D的过程中,电场力做正功,电势能减小,故A错误;
B.从E到D的过程,场强逐渐增大,故电荷q受到的电场力不断增大,故B错误;
C.以来看,圆弧DCO为等势面,电势不变,以来看,从D到C到O,电势升高,故正电荷q的电势能一直增加,故C正确;
D.以来看,圆弧DCO场强大小不变,以来看,从D到C到O,场强增大,且在O处,两电荷的场强方向相同,场强最大,电荷受到的电场力最大,故电荷q受到的电场力不可能先增大后减小,故D错误。
故选C。
二、双选题(每小题有且仅有两个正确答案,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错不得分,共30分,答案需正确填涂于答题卡指定位置,仅答于试题卷的不得分)
6. 静电现象在自然界中普遍存在,在生产生活中也时常会发生静电现象。下列关于静电现象的说法正确的是( )
A. 优质的话筒线外层往往会包裹一层金属网,这层金属网也可用绝缘网代替
B. 燃气灶的放电电极往往是针尖形的,原理是尖端放电
C. 油罐车车尾装有一根拖地铁链,是为了导走油罐车产生的静电
D. 印刷车间的空气应保证干燥,以便导走纸页间相互摩擦产生的静电
【答案】BC
【解析】
【详解】A.优质话筒线外面包裹着的金属网的原理是静电屏蔽,不可以用绝缘的塑料网代替,故A错误;
B.燃气灶的放电电极往往是针尖形的,原理是尖端放电,故B正确;
C.油罐车车尾装有一根拖地铁链,是为了导走油罐车产生的静电,故C正确;
D.印刷车间的空气应保持湿润,以便于导走纸页间因相互摩擦产生的静电,故D错误。
故选BC。
7. 近些年的研究发现少部分材料呈现出反常的“热缩冷胀”现象,这类材料被称为负热膨胀材料。如图所示,平行板电容器接电压恒定的电源,上极板固定,下极板能随负热膨胀材料的变化做微小移动,一带电油滴悬浮在极板间,若发现油滴向上移动,则( )
A. 油滴带负电
B. 电容器电容变小
C. 极板所带电荷量减小
D. 负热膨胀材料温度降低
【答案】AD
【解析】
【详解】A.上极板带正电,板间电场方向向下,油滴悬浮时电场力向上,故油滴带负电,A正确;
D.油滴向上移动说明电场力增大,电压恒定,由可知减小,负热膨胀材料在温度降低时膨胀将使下极板上移,D正确;
B.下极板向上移动将使板间距减小,由可知电容增大,B错误;
C.电压恒定,由可知增大时极板所带电荷量增大,C错误。
故选AD。
8. 如图所示是阴极射线管示意图,当偏转电极板、间不加电压时,电子束经电场加速后打到荧屏中央处形成亮斑。若偏转电极板带正电,已知电子在偏转电场中运动时间极短且不打到极板上,在其他条件不变的情况下,则( )
A. 电子通过极板过程中电场力对电子做正功,电子偏转时电势能增大
B. 电子束经电场加速后打到荧屏形成亮斑,亮斑在点上方
C. 偏转电压不变时,若荧屏上亮斑向上移动,可知加速电压在增大
D. 加速电压不变时,若荧屏上亮斑向上移动,可知偏转电压在增大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.电子通过极板过程中电场力对电子做正功,则电子的电势能减小,故A错误;
B.偏转电极板带正电,则电子所受电场力向上,亮斑在点上方,故B正确;
CD.设加速电场的加速电压为,偏转电场的电压为,之间的距离为d、板长为L,电子射出时的偏转位移为y,电子在加速电场中,根据动能定理可得
在偏转电场中,根据类平抛运动的规律可得,,
联立解得
可知,偏转电压不变时,加速电压减小,则亮斑向上移动;加速电压不变时,偏转电压增大,则亮斑向上移动,故C错误,D正确。
故选BD。
9. 如图所示,在匀强电场中,有边长为6cm的等边三角形ABC,三角形所在平面与匀强电场的电场线平行,O点为该三角形的中心,三角形各顶点的电势分别为、、,下列说法正确的是( )
A. O点电势为零
B. 匀强电场的场强大小为,方向由C指向A
C. 在三角形ABC外接圆的圆周上电势差最大为 V
D. 将电子由C点移到O点,电子的电势能增加了 eV
【答案】BC
【解析】
【详解】设AC边的中点为,匀强电场中电势沿直线均匀变化,故
因,故直线为等势线,电场方向与垂直。
A.点在中线上,因此,故A错误;
B.等边三角形中中线与边垂直,而电场方向与等势线垂直,故电场方向与边平行;因,电势沿电场方向降低,故场强方向由指向;
由得,故B正确;
C.三角形外接圆的半径为
圆上两点连线沿电场方向且为直径时电势差最大,由得,故C正确;
D.电子由点移到点,由得电场力做功;
由得电子的电势能增加,故D错误;
故选BC。
10. 如图,真空中三个点电荷固定在同一直线上,电荷量分别为、、,P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为30°、60°和30°。P处的电场强度为零,,则( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】P处的电场强度为零,根据矢量叠加原则可知,、、在P点场强如图所示
设的距离为,根据几何关系可知、的距离为
则、、在P点场强大小分别为,,
其中、的合场强与大小相等,方向相反,由图中几何关系可得,
联立可得,
由于、的方向分别指向、,可知、均带负电,则有,
故选AD。
三、填空题(每题3分,共6分)
11. 在如图所示的实验装置中,充电后的平行板电容器与电源断开,极板A与静电计相连,极板B接地。若将极板B向左平行移动一小段距离,则将观察到静电计指针偏角增大,说明平行板电容器的电容随板间距离增大而__________(填“增大”或“减小”或“不变”);B极板向左移动后,A、B间的电场强度__________(填“增大”或“减小”或“不变”)。
【答案】 ①. 减小 ②. 不变
【解析】
【详解】[1]静电计指针偏角增大,说明电势差U增大,又电容器与电源断开,电荷量Q一定。由电容的定义式
可知电容C减小。
[2]由电容的定义式和决定式可得
电场强度
可见改变d不影响电场强度,即电场强度不变。
12. 雷电是大气中的放电现象,为避免雷电造成损害,高大的建筑物会装有避雷针。如图,雷雨天,在避雷针附近产生电场,其等势面的分布如虚线所示。则A、B、C三点中,场强最大的位置是_________。一带电量为-3.0×10-7C的电荷q,由B运动到C点,则其电势能的变化量∆Ep=_________J。
【答案】 ①. A点 ②. -1.2×10-3
【解析】
【详解】[1]由题图标注信息可知,图中的等势面为等差等势面,等差等势面越密集的地方电场强度越大,根据等势面的分布可知A点处的等势面最密集,因此A点处的场强最大。
[2]负电荷q由B运动到C点,其电势能的变化量为
四、实验题(每空2分,共6分)
13. 利用下图甲所示电路观察电容器的充、放电现象。
(1)实验过程中电压表的示数随时间变化的图像如图乙所示,图乙是电容器____________(选填“充电”或“放电”)过程得到的。
(2)下列关于电容器充电时,电流与时间的关系、所带电荷量与两极板间的电压的关系正确的是 。
A. B.
C. D.
(3)已知电源的输出电压为3 V,通过导线的电荷量与电流的关系式为,实验过程中描绘的电容器放电图像如下图所示,图像与坐标轴围成的有效格数为57格,则该电容器的电容大小约为____________F。
【答案】(1)放电 (2)B
(3)
【解析】
【小问1详解】
当开关S接1时,电源给电容器充电,两极板间电压逐渐增大;当开关S接2时,电容器通过电阻放电,两极板间的电压逐渐减小至零。图乙中电压随时间逐渐减小,故图乙是电容器放电过程得到的。
【小问2详解】
AB.电容器充电时,电路中的电流随着时间的增加逐渐减小,最终降为零,且减小得越来越慢,故A错误,B正确;
CD.根据电容的定义式可知,在电容固定的情况下,电荷量与电压成正比,即图像应为一条过原点的直线,故CD错误。
故选B。
【小问3详解】
根据可知,电容器放电时图像与坐标轴围成的面积表示放电的总电荷量,由图可知,坐标轴中一个小格对应的电荷量为
图像与坐标轴围成的有效格数为57格,则放电的总电荷量约为
已知电源的输出电压为,根据电容定义式得
五、解答题(共38分)
14. 如图,真空中的一条直线上有、、三点,、相距,、相距,在点固定电荷量 的点电荷,在点固定电荷量的点电荷,已知静电力常量。
(1)求点电荷受到的库仑力大小和方向;
(2)将点电荷从点移走,求点的电场强度大小;
(3)将点电荷从点移到点,求点的合场强大小。
【答案】(1)大小为1.8N,方向水平向左
(2)9.0×104N/C
(3)2.7×105N/C
【解析】
【小问1详解】
根据库仑定律,则点电荷受到的库仑力大小,方向水平向左;
【小问2详解】
点的电场强度大小
【小问3详解】
点的合场强大小
15. 如图,等量异种点电荷+Q、-Q固定在水平线上相距3L的M、N两点上,有一质量为m、电荷量为 -q(可视为点电荷)的小球,固定在长为1.5L的绝缘轻质细杆的一端,细杆另一端可绕过 O 点且垂直于 MN 所在平面的水平转轴无摩擦地转动,点位于MN的竖直垂直平分线上距MN为1.5L处,AC平行于MN,且OA=OC=1.5L。现把杆拉起到水平位置由静止释放,小球经过最低点B时速度为v。取O点电势为零,忽略-q对等量异种点电荷形成电场的影响,重力加速度为g。求:
(1)小球从A运动到B的过程中,电场力做的功;
(2)在+Q、-Q形成的电场中,A点的电势;
(3)小球继续向左摆动,到达C点时的速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球从A运动到B的过程中由动能定理
解得电场力做功为
【小问2详解】
取O点电势为零,则B点电势也为零,则
解得
【小问3详解】
由对称性可知,则
从A到C由动能定理
解得
16. 计算机断层(CT)扫描仪是医院常用设备,如图是部分结构的示意图。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板间,射出EF极板后打到水平放置的圆形靶台上。已知MN板间电压为,EF极板长为、板间距也为;靶台直径、与的距离为、左端与EF极板右端的水平距离为;电子质量为、电荷量为;电子所受重力和空气阻力的影响可忽略,忽略电场的边缘效应影响。
(1)求电子离开加速电场时速度大小;
(2)若电子刚好打在靶台中点,求EF极板所加电压;
(3)若只改变EF极板间电压,使打在靶台上的电子动能最小,求此动能的最小值。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】
【小问1详解】
电子在M、N两极板间做匀加速直线运动,由动能定理得
解得
【小问2详解】
因靶台位于中线下方,电子进入EF板间后向F板一侧偏转,取垂直极板向下的方向为正方向,板间电场强度为
由牛顿第二定律得
电子在板间运动的时间为
射出EF极板时,垂直极板方向的位移与分速度分别为,
射出后电子做匀速直线运动,到靶台所在水平面的竖直距离为,水平位移为
故电子打在靶台上时,到EF极板左端的水平距离为
电子刚好打在靶台中点,靶台左端到EF极板右端的水平距离为、直径为
故靶台中点到EF极板左端的水平距离为
联立解得
【小问3详解】
电子在加速电场中由静止开始加速,电场力做功为
进入EF板间后,电场力为,电子沿电场方向的位移为,故电场力做功为
电子射出EF极板后不再受电场力作用,动能不变,由动能定理得
代入、及得
可见随增大而增大,而电子要打在靶台上,需满足
由随增大而减小,可得
故时打在靶台上的电子动能最小;
代入得,即为电子打在靶台上动能的最小值。
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2026-2027学年第一学期高二年段十月质量检测
物理试题
(考试时间:75分钟;满分:100分)
一、单选题(每小题有且仅有一个正确答案,选对得4分,选错不得分,共20分,答案需正确填涂于答题卡指定位置,仅答于试题卷的不得分)
1. 准确理解物理概念的内涵和外延是学好物理的关键。下列与静电场有关的概念的说法正确的是( )
A. 电场力做功决定了电荷电势能的变化
B. 体积小的带电体均可视为点电荷
C. 元电荷就是电子
D. 电势等于零的位置,场强一定等于零
2. 两个完全相同的金属球p、q,其中p球带的电荷量,q球不带电。现将两球接触一下再分开,已知一个电子的电荷量为,下列说法正确的是( )
A. 接触过程中,电子由p球转移到q球
B. 接触过程中,正电荷由p球转移到q球
C. 接触过程中,转移了个电子
D. 接触过程中,转移了的正电荷
3. 硒鼓是激光打印机的核心部件,主要由感光鼓、充电辊、显影装置、粉仓和清洁装置构成,如图甲所示(部分示意图),工作中充电辊表面的导电橡胶给感光鼓表面均匀布上一层负电荷。我们可以用下面的模型模拟上述过程。如图乙所示,电荷量均为 -2q的点电荷,对称、均匀地分布在半径为R的圆周上,若某时刻圆周上P点的一个点电荷的电荷量突变成 -q,已知静电力常量为,则圆心O点处的电场强度为( )
A. ,方向沿半径指向点
B. ,方向沿半径背离点
C. ,方向沿半径指向点
D. ,方向沿半径背离点
4. 真空中一平面直角坐标系xOy内,存在着平行于x轴方向的电场,x轴上各点的电势随位置x变化的关系图像如图所示,x=0处电势为6V。一个带负电粒子从x=1.5 cm处由静止释放,不计粒子重力,则下列说法正确的是( )
A. x=2 cm处的电场强度大小为零
B. x=1.5 cm处的电场强度大于x=2 cm处的电场强度
C. 粒子沿x轴负方向运动过程中,电势能先减小后增大
D. 粒子沿x轴负向运动到的最远位置处的坐标为x=-1.5 cm
5. 如图,距离为2L的A、B两点分别固定有等量异种点电荷、。O是AB的中点,OCD是以B为圆心、L为半径的半圆。E是AB延长线上的一点,DE间的距离为L。将一正点电荷q从E点沿EDCO移动到O点,则下列说法正确的是( )
A. 从E到D的过程,电荷q的电势能一直增大
B. 从E到D的过程,电荷q受到的静电力先减小后增大
C. 从D到O的过程,电荷q的电势能一直增加
D. 从D到O的过程,电荷q受到的静电力先增大后减小
二、双选题(每小题有且仅有两个正确答案,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错不得分,共30分,答案需正确填涂于答题卡指定位置,仅答于试题卷的不得分)
6. 静电现象在自然界中普遍存在,在生产生活中也时常会发生静电现象。下列关于静电现象的说法正确的是( )
A. 优质的话筒线外层往往会包裹一层金属网,这层金属网也可用绝缘网代替
B. 燃气灶的放电电极往往是针尖形的,原理是尖端放电
C. 油罐车车尾装有一根拖地铁链,是为了导走油罐车产生的静电
D. 印刷车间的空气应保证干燥,以便导走纸页间相互摩擦产生的静电
7. 近些年的研究发现少部分材料呈现出反常的“热缩冷胀”现象,这类材料被称为负热膨胀材料。如图所示,平行板电容器接电压恒定的电源,上极板固定,下极板能随负热膨胀材料的变化做微小移动,一带电油滴悬浮在极板间,若发现油滴向上移动,则( )
A. 油滴带负电
B. 电容器电容变小
C. 极板所带电荷量减小
D. 负热膨胀材料温度降低
8. 如图所示是阴极射线管示意图,当偏转电极板、间不加电压时,电子束经电场加速后打到荧屏中央处形成亮斑。若偏转电极板带正电,已知电子在偏转电场中运动时间极短且不打到极板上,在其他条件不变的情况下,则( )
A. 电子通过极板过程中电场力对电子做正功,电子偏转时电势能增大
B. 电子束经电场加速后打到荧屏形成亮斑,亮斑在点上方
C. 偏转电压不变时,若荧屏上亮斑向上移动,可知加速电压在增大
D. 加速电压不变时,若荧屏上亮斑向上移动,可知偏转电压在增大
9. 如图所示,在匀强电场中,有边长为6cm的等边三角形ABC,三角形所在平面与匀强电场的电场线平行,O点为该三角形的中心,三角形各顶点的电势分别为、、,下列说法正确的是( )
A. O点电势为零
B. 匀强电场的场强大小为,方向由C指向A
C. 在三角形ABC外接圆的圆周上电势差最大为 V
D. 将电子由C点移到O点,电子的电势能增加了 eV
10. 如图,真空中三个点电荷固定在同一直线上,电荷量分别为、、,P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为30°、60°和30°。P处的电场强度为零,,则( )
A. B. C. D.
三、填空题(每题3分,共6分)
11. 在如图所示的实验装置中,充电后的平行板电容器与电源断开,极板A与静电计相连,极板B接地。若将极板B向左平行移动一小段距离,则将观察到静电计指针偏角增大,说明平行板电容器的电容随板间距离增大而__________(填“增大”或“减小”或“不变”);B极板向左移动后,A、B间的电场强度__________(填“增大”或“减小”或“不变”)。
12. 雷电是大气中的放电现象,为避免雷电造成损害,高大的建筑物会装有避雷针。如图,雷雨天,在避雷针附近产生电场,其等势面的分布如虚线所示。则A、B、C三点中,场强最大的位置是_________。一带电量为-3.0×10-7C的电荷q,由B运动到C点,则其电势能的变化量∆Ep=_________J。
四、实验题(每空2分,共6分)
13. 利用下图甲所示电路观察电容器的充、放电现象。
(1)实验过程中电压表的示数随时间变化的图像如图乙所示,图乙是电容器____________(选填“充电”或“放电”)过程得到的。
(2)下列关于电容器充电时,电流与时间的关系、所带电荷量与两极板间的电压的关系正确的是 。
A. B.
C. D.
(3)已知电源的输出电压为3 V,通过导线的电荷量与电流的关系式为,实验过程中描绘的电容器放电图像如下图所示,图像与坐标轴围成的有效格数为57格,则该电容器的电容大小约为____________F。
五、解答题(共38分)
14. 如图,真空中的一条直线上有、、三点,、相距,、相距,在点固定电荷量 的点电荷,在点固定电荷量的点电荷,已知静电力常量。
(1)求点电荷受到的库仑力大小和方向;
(2)将点电荷从点移走,求点的电场强度大小;
(3)将点电荷从点移到点,求点的合场强大小。
15. 如图,等量异种点电荷+Q、-Q固定在水平线上相距3L的M、N两点上,有一质量为m、电荷量为 -q(可视为点电荷)的小球,固定在长为1.5L的绝缘轻质细杆的一端,细杆另一端可绕过 O 点且垂直于 MN 所在平面的水平转轴无摩擦地转动,点位于MN的竖直垂直平分线上距MN为1.5L处,AC平行于MN,且OA=OC=1.5L。现把杆拉起到水平位置由静止释放,小球经过最低点B时速度为v。取O点电势为零,忽略-q对等量异种点电荷形成电场的影响,重力加速度为g。求:
(1)小球从A运动到B的过程中,电场力做的功;
(2)在+Q、-Q形成的电场中,A点的电势;
(3)小球继续向左摆动,到达C点时的速度大小。
16. 计算机断层(CT)扫描仪是医院常用设备,如图是部分结构的示意图。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板间,射出EF极板后打到水平放置的圆形靶台上。已知MN板间电压为,EF极板长为、板间距也为;靶台直径、与的距离为、左端与EF极板右端的水平距离为;电子质量为、电荷量为;电子所受重力和空气阻力的影响可忽略,忽略电场的边缘效应影响。
(1)求电子离开加速电场时速度大小;
(2)若电子刚好打在靶台中点,求EF极板所加电压;
(3)若只改变EF极板间电压,使打在靶台上的电子动能最小,求此动能的最小值。
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