湖南省湘潭市2026-2027学年高二上学期期中模拟考试自编物理试题

2026-2027学年湖南省湘潭市高二上学期期中模拟考试自编试卷 物理试题 注意事项: 1． 答题前，考生务必将自己的准考证号、姓名填写在答题卡上。考生要认真核对答题卡上粘贴的条 形码的“准考证号、姓名、考试科目”与考生本人准考证号、姓名是否一致。 2． 回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用 橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效 3． 考试结束后，监考员将试卷、答题卡一并收回。 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，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1．电磁波广泛应用于通信、能源、医学、军事、科研、工业、生活等领域，关于电磁波下列说法正确的是（　　） A．安培预言了电磁波的存在 B．赫兹通过实验第一次证实了电磁波的存在 C．电磁波不能在真空中传播 D．可见光不是电磁波 2．空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中Q点处为负电荷，P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示，a、b、c、d、e为电场中的5个点，设无穷远处电势为0，则（　　） A．c点的电势小于e点的电势 B．c点的电场强度小于d点的电场强度 C．负电荷在a点时电势能大于在c点时电势能 D．正电荷从b点移动到d点的过程中电场力做正功 3．—匝数为10的线圈垂直磁场放置，穿过线圈的磁通量为．现将该线圈的匝数减为5匝，同 时将线圈转至与磁场的夹角为30°，其他条件不变，则穿过该线圈的磁通量变为 A． B．2 C． D． 4．如图所示，在半径为R的圆上四等分位置放置点电荷。O点为圆心，M、N分别为直径上到O点距离相同的两点。除N点正右方的点电荷为外，其余点电荷均为+Q。已知静电力常量为k，则下列说法中正确的是（　　） A．O点场强大小为 B．M、N两点场强相同 C．M点电势低于N点电势 D．将一正点电荷从M点移动到N点，电势能减少 5．有人根据条形磁铁的磁场分布情况用塑料制作了一个模具，模具的侧边界刚好与该条形磁铁的磁感线重合，如图所示．另取一个柔软的弹性导体线圈套在模具上方某位置，线圈贴着模具上下移动的过程中，下列说法正确的是（地磁场很弱，可以忽略）（　　） A．线圈切割磁感线，线圈中产生感应电流 B．线圈紧密套在模具上移动过程中，线圈中没有感应电流产生 C．由于线圈所在处的磁场是不均匀的，故而不能判断线圈中是否有感应电流产生 D．若线圈平面放置不水平，则移动过程中会产生感应电流 6．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 7．如图所示，在直角三角形中，，d为的中点；三根通电长直导线垂直于纸面分别过a、b、c三点，a和b导线的电流方向垂直纸面向里，c导线的电流方向垂直纸面向外，已知每根导线在d点产生的磁场的磁感应强度大小均为，则d点的磁感应强度大小为（　　） A． B．2 C． D．3 8．如图甲所示，列车车头底部安装强磁铁，线圈及电流测量仪埋设在轨道地面（测量仪未画出），P、Q为接测量仪器的端口，磁铁的匀强磁场垂直地面向下、宽度与线圈宽度相同，俯视图如图乙。当列车经过线圈的过程中，下列说法正确的是（　　） A．线圈的磁通量一直增加 B．线圈的磁通量先增大后减小 C．列车匀速运动时，线圈没有感应电流 D．列车加速运动时，线圈有感应电流 9．图甲为板间距为d，长度2d两水平金属板，在两板间加上周期为的交变电压，电压随时间变化的图线如图乙所示，质量为、重力不计的带电粒子以初速度沿中线射入两板间，在时刻，一不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向射入电场，粒子射入电场时的速度为，刚好沿板右边缘射出电场．已知电场变化周期。下列关于粒子运动的描述正确的是（　　） A．粒子的电荷量为 B．若粒子在时刻以进入电场，则该粒子在时刻射出电场 C．若该粒子在时刻以速度进入电场，从进入到射出电场，电场力对粒子不做功 D．若该粒子在时刻以速度进入电场，粒子会水平射出电场 10．如图所示，在匀强电场中，有边长为2cm的等边三角形ABC和它的外接圆O（O点为圆心），三角形所在平面与匀强电场的电场线（图中未画出）平行，三角形各顶点的电势分别为、、，下列说法正确的是（　　） A．O点的电势为4V B．匀强电场的电场强度大小为200V/m，方向由C指向A C．圆周上电势最低点的电势为2V D．将电子从圆周上的一点移至另一点，电子的电势能最多减小 二、非选择题（共5题，共计54分） 11．电容储能已经在各个方面得到广泛应用，公交车以超级电容作为电能存储设备，可实现“一秒一公里”充电速度。某同学用图甲所示电路观察电容器的充、放电现象。现提供如下实验器材：电源E、电容器C、电阻箱、毫安表G、单刀双掷开关S和导线若干。 （1）根据图甲电路在图乙中用笔画线代替导线将实物电路连接完整　 　。 （2）对电容器充电时，应将单刀双掷开关掷向　 　（填“1”或“2”），充电电流　 　（填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“不变”）。 （3）放电过程中电容器两极板间电压与时间的图像和电容器所带电荷量与两极板间电压的图像正确的是________。 A． B． C． D． 12． 读出以下仪器仪表的读数。 （1）（a）图中电压表量程为，则读数为　 　；（b）图中电流表量程为，则读数为　 　；（c）图中螺旋测微器读数为　 　；（d）图中游标卡尺读数为　 　。 （2）当使用多用电表测量物理量时，多用电表表盘示数如图（f）所示。若此时选择开关对准挡，则被测电阻的阻值为　 　。若用多用电表测量另一个电阻的阻值发现指针偏转角度很大，则应该换用倍率　 　（填“”或“”）的挡位，换挡后先要进行　 　，然后再测量电阻。使用完电表后应把选择开关拨到　 　位置。 13．摩托车蓄电池供电简化电路图如图所示。该蓄电池的电动势为E，内阻为r，车灯L电阻恒为5r。启动摩托车时，先接通开关S1打开车灯，再接通开关S2启动电动机，此时车灯会变暗，电流变为原来的。求： （1）仅接通开关S1时，通过车灯的电流I大小和方向； （2）开关S1、S2均接通时，该蓄电池的内电压U内。 14．如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻为r=1 Ω，电动机两端电压为5 V，电路中的电流为1 A，物体A重20 N，不计摩擦力，求： （1）电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？ （2）电动机的输入功率和输出功率各是多少？ （3）10 s内，可以把重物A匀速提升多高？ （4）这台电动机的机械效率是多少？ 15．XCT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，XCT扫描机可用于对多种病情的探测。图甲是某种XCT机主要部分的剖面图，其中产生X射线部分的示意图如图乙所示。图乙中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内为偏转元件中的匀强偏转电场，方向竖直，经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，离开偏转电场时速度与水平方向夹角为30°，之后打到水平圆形靶台上的中心点P，产生X射线（如图中带箭头的虚线所示）。已知电子的质量为m，带电荷量为e，MN两端的电压为U0，偏转电场区域水平宽度为L0，竖直高度足够长，MN中电子束距离靶台竖直高度为H，偏转电场到圆形靶台上的中心点P水平距离为s，忽略电子的重力影响，不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度，不计空气阻力。求： （1）电子刚离开加速电场时的速度v0的大小； （2）图乙中偏转电场的电场强度E的大小和方向； （3）由于技术升级，经过专家研究可以将该电子枪改装成发射Y粒子（质量和电荷量未知，忽略Y粒子的重力影响）的装置，为使Y粒子仍然打到水平圆形靶台上的中心点P，请帮助专家论证是否需要重新设计偏转电场和靶台。 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年湖南省湘潭市高二上学期期中模拟考试自编试卷 物理试题 注意事项: 1． 答题前，考生务必将自己的准考证号、姓名填写在答题卡上。考生要认真核对答题卡上粘贴的条 形码的“准考证号、姓名、考试科目”与考生本人准考证号、姓名是否一致。 2． 回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用 橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效 3． 考试结束后，监考员将试卷、答题卡一并收回。 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，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1．电磁波广泛应用于通信、能源、医学、军事、科研、工业、生活等领域，关于电磁波下列说法正确的是（　　） A．安培预言了电磁波的存在 B．赫兹通过实验第一次证实了电磁波的存在 C．电磁波不能在真空中传播 D．可见光不是电磁波 【答案】B 【解析】A．麦克斯韦建立了电磁场理论，从理论上预言了电磁波的存在，而不是安培，故A错误； B．赫兹通过著名的电火花实验，第一次在实验室里证实了电磁波的存在，B正确； C．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故C错误； D．可见光也是一种电磁波，故D错误。 故答案为：B。 2．空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中Q点处为负电荷，P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示，a、b、c、d、e为电场中的5个点，设无穷远处电势为0，则（　　） A．c点的电势小于e点的电势 B．c点的电场强度小于d点的电场强度 C．负电荷在a点时电势能大于在c点时电势能 D．正电荷从b点移动到d点的过程中电场力做正功 【答案】C 【解析】解题的关键要掌握等量异种电荷电场的分布情况，知道靠近正电荷的位置电势高，靠近负电荷的地方电势低。A．根据等势线特点可知，PQ为等量异种电荷，故P为正点电荷，电场线从正电荷指向负电荷，沿电场线方向电势降低，可知c点电势大于e点电势，故A错误； B．根据等量异种电荷电场线特点，可知与d点相比，c点电场线较密，故c点的电场强度大于d点的电场强度，故B错误； C．c点靠近正电荷，a点靠近负电荷，则c点电势比a点电势高，且负电荷在电势越高的地方电势能越低，故负电荷在a点时电势能大于在c点时电势能，故C正确； D．由于b点电势低于d点电势（因为d点靠近正电荷），所以正电荷从b点移动到d点电势能增大，电场力做负功，故D错误。 故选C。 3．—匝数为10的线圈垂直磁场放置，穿过线圈的磁通量为．现将该线圈的匝数减为5匝，同 时将线圈转至与磁场的夹角为30°，其他条件不变，则穿过该线圈的磁通量变为 A． B．2 C． D． 【答案】C 【解析】磁通量形象的说是穿过某个线圈的磁感线条数，与匝数无关，故线圈有10匝时磁通量为，减小为5匝，同时将线圈转至与磁场的夹角为30°，磁通量变为，故C正确，ABD错误． 4．如图所示，在半径为R的圆上四等分位置放置点电荷。O点为圆心，M、N分别为直径上到O点距离相同的两点。除N点正右方的点电荷为外，其余点电荷均为+Q。已知静电力常量为k，则下列说法中正确的是（　　） A．O点场强大小为 B．M、N两点场强相同 C．M点电势低于N点电势 D．将一正点电荷从M点移动到N点，电势能减少 【答案】D 【解析】A．根据点电荷周围电场的分布，距离点电荷相同距离的电场强度大小相等，根据电场线的方向，则O点正上方和正下方两点电荷在O点产生场强大小相等，方向相反，互相抵消。根据电场线的分布则O点正左侧和正右侧点电荷在O点产生的电场强度大小相等，方向相同，根据电场的叠加，则O点的场强为 根据电场线的方向可以判别电场强度的方向由O指向N，故A项错误； B．MN两点的电场强度可以视为O点正上方和正下方两点电荷所产生的电场强度叠加，再与O点正左方和正右方两点电荷所产生的电场强度叠加；单看O点正上方和正下方两点电荷为等量同种点电荷，M、N为两点电荷连线中垂线上对称的两点，其电场强度大小相等，方向相反；单看O点正左方和正右方两点电荷，其为等量异种电荷，M、N为其连线上对称的两点，其电场强度大小相等，方向相同。综上所述经过电场叠加后，M、N两点电场强度不同，故B项错误； C．根据电场线的分布，由于M点更靠近正电荷，N点更靠近负电荷，所以M点的电势高于N点的电势，故C项错误； D．由之前的分析可知，M点的电势高于N点的电势，根据电势能的表达式有 所以对于正电荷其电势高的地方电势能大，故D项正确。 故选D。 5．有人根据条形磁铁的磁场分布情况用塑料制作了一个模具，模具的侧边界刚好与该条形磁铁的磁感线重合，如图所示．另取一个柔软的弹性导体线圈套在模具上方某位置，线圈贴着模具上下移动的过程中，下列说法正确的是（地磁场很弱，可以忽略）（　　） A．线圈切割磁感线，线圈中产生感应电流 B．线圈紧密套在模具上移动过程中，线圈中没有感应电流产生 C．由于线圈所在处的磁场是不均匀的，故而不能判断线圈中是否有感应电流产生 D．若线圈平面放置不水平，则移动过程中会产生感应电流 【答案】B 【解析】判断有无感应电流产生对照感应电流产生的条件，抓住两点：一是电路要闭合；二是磁通量要变化。由题，模具的形状与磁感线的形状是相同的，则线圈贴着模具上下移动的过程中穿过线圈的磁感线的条数不会发生变化，即穿过线圈的磁通量不变，所以线圈紧密套在模具上移动过程中不出现感应电流。同样若线圈平面放置不水平，则移动过程中由于穿过线圈的磁通量不变，也不会产生感应电流。 故选B。 6．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 【解析】A：根据电容决定式 ，图甲中电容器的正对面积 ，因此电容 与动片转出的角度 并非正比关系，故A错误； B：图乙中导电液体液面上升时，电容器的正对面积 增大，由 可知，电容 增大，故B错误； C：图丙中压力 增大时，可动电极与固定电极的间距 减小，由 可知，电容 增大，故C正确； D：图丁中电介质右移时，电容器极板间的介电常数 减小，由 可知，电容 减小，故D错误。 故答案为：C。 7．如图所示，在直角三角形中，，d为的中点；三根通电长直导线垂直于纸面分别过a、b、c三点，a和b导线的电流方向垂直纸面向里，c导线的电流方向垂直纸面向外，已知每根导线在d点产生的磁场的磁感应强度大小均为，则d点的磁感应强度大小为（　　） A． B．2 C． D．3 【答案】C 【解析】 每根导线在d点产生的磁场的磁感应强度大小均为，根据安培定则则a、c导线在d点产生的磁场的磁感应强度大小为，方向垂直于a、c导线向上，b导线在该点产生的磁感应强度的大小为，方向和a、c导线成夹角向上，具体如图则将b导线在该点产生的磁感应强度分解为沿着a、c导线方向，垂直于a、c导线，则最终在d点产生的磁场的磁感应强度大小为 故答案为：C。 8．如图甲所示，列车车头底部安装强磁铁，线圈及电流测量仪埋设在轨道地面（测量仪未画出），P、Q为接测量仪器的端口，磁铁的匀强磁场垂直地面向下、宽度与线圈宽度相同，俯视图如图乙。当列车经过线圈的过程中，下列说法正确的是（　　） A．线圈的磁通量一直增加 B．线圈的磁通量先增大后减小 C．列车匀速运动时，线圈没有感应电流 D．列车加速运动时，线圈有感应电流 【答案】B,D 【解析】当列车经过线圈的过程中，线圈的磁通量先增大后减小，根据电磁感应规律可知，线圈会有感应电流。 故答案为：BD。 9．图甲为板间距为d，长度2d两水平金属板，在两板间加上周期为的交变电压，电压随时间变化的图线如图乙所示，质量为、重力不计的带电粒子以初速度沿中线射入两板间，在时刻，一不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向射入电场，粒子射入电场时的速度为，刚好沿板右边缘射出电场．已知电场变化周期。下列关于粒子运动的描述正确的是（　　） A．粒子的电荷量为 B．若粒子在时刻以进入电场，则该粒子在时刻射出电场 C．若该粒子在时刻以速度进入电场，从进入到射出电场，电场力对粒子不做功 D．若该粒子在时刻以速度进入电场，粒子会水平射出电场 【答案】C,D 【解析】A．粒子在电场中水平方向做匀速运动，运动时间为 竖直方向粒子先加速后减速，设则 解得，A错误； B．若粒子在时刻以进入电场，则经过时间T，粒子将打到极板上，即该粒子不能射出电场，B错误； C．若该粒子在时刻以速度进入电场，粒子在电场中运动时间为T；在竖直方向粒子在时间内先加速，在内做减速运动速度减为零，然后时间内反向加速，在内做减速直至减为零，则从进入到射出电场，电场力对粒子不做功，C正确； D．若该粒子在时刻以速度进入电场，则粒子在电场中运动时间为T，由对称性可知，粒子从电场中射出时竖直速度仍为零，即粒子会水平射出电场，D正确。 故答案为：CD。 10．如图所示，在匀强电场中，有边长为2cm的等边三角形ABC和它的外接圆O（O点为圆心），三角形所在平面与匀强电场的电场线（图中未画出）平行，三角形各顶点的电势分别为、、，下列说法正确的是（　　） A．O点的电势为4V B．匀强电场的电场强度大小为200V/m，方向由C指向A C．圆周上电势最低点的电势为2V D．将电子从圆周上的一点移至另一点，电子的电势能最多减小 【答案】A,B,D 【解析】本题考查对匀强电场中两点电势差与两点沿电场方向的距离成正比U=Ed与运用公式W=qU求解电场力做功的能力，注意确定等势面是解题的突破口，并理解电场线与等势面垂直。A．根据匀强电场中平行且相等的线段两端点间的电势差相等，AC中点D的电势等于4V，如图，连接BD，BD为三角形的中位线并过O点，BD上电势处处相等都等于4V，故A正确； B．根据电场线与等势面垂直，且由电势高的点指向电势低的点，故电场线垂直于BD，沿CA方向由C指向A，场强大小为 故B正确； C．如图，过O点做AC的平行线交圆周与M、N点，MN即与电场线平行的线，M点的电势最低，低于2V，故C错误； D．根据电场力做功为，将电子从圆周上电势差最大的两点间移动，电子的电势能减小最多，即从M点移到N点，为 有几何关系，圆半径r为 解得 电子的电势能最多减小，故D正确。 故选ABD。 二、非选择题（共5题，共计54分） 11．电容储能已经在各个方面得到广泛应用，公交车以超级电容作为电能存储设备，可实现“一秒一公里”充电速度。某同学用图甲所示电路观察电容器的充、放电现象。现提供如下实验器材：电源E、电容器C、电阻箱、毫安表G、单刀双掷开关S和导线若干。 （1）根据图甲电路在图乙中用笔画线代替导线将实物电路连接完整　 　。 （2）对电容器充电时，应将单刀双掷开关掷向　 　（填“1”或“2”），充电电流　 　（填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“不变”）。 （3）放电过程中电容器两极板间电压与时间的图像和电容器所带电荷量与两极板间电压的图像正确的是________。 A． B． C． D． 【答案】（1） （2）1；逐渐减小 （3）A；C 【解析】（1）根据电路图连接实物图，如图： （2）对电容器充电时，应将单刀双掷开关掷向1；刚开始充电时电流较大，随着极板上电荷的增多，电容器两端电压逐渐升高，电流逐渐减小。 故答案为：1；逐渐减小 （3）AB．电容器放电过程，电荷量减小，电容不变，电压减小；随着电荷量减小，电容器的电压降低，之后电荷量减小的速度变缓，即电压减小的趋势随时间变缓，故A正确，B错误； CD．电容器放电过程中，电荷量减小，电容不变，由q=CU，可知，q与U成正比，故C正确；D错误。 故答案为：AC。 12． 读出以下仪器仪表的读数。 （1）（a）图中电压表量程为，则读数为　 　；（b）图中电流表量程为，则读数为　 　；（c）图中螺旋测微器读数为　 　；（d）图中游标卡尺读数为　 　。 （2）当使用多用电表测量物理量时，多用电表表盘示数如图（f）所示。若此时选择开关对准挡，则被测电阻的阻值为　 　。若用多用电表测量另一个电阻的阻值发现指针偏转角度很大，则应该换用倍率　 　（填“”或“”）的挡位，换挡后先要进行　 　，然后再测量电阻。使用完电表后应把选择开关拨到　 　位置。 【答案】（1）1.90；0.16；3.774~3.776均可；41.4 （2）200；×1Ω；欧姆调零；OFF或交流电压最大 【解析】（1）（a）图中电压表量程为3V，分度值为0.1V，其读数为1.90V； （b）图中电流表量程为0.6A，分度值为0.02A，其读数为0.16A； （c）图中螺旋测微器读数为 （d）图中游标卡尺读数为 （2）多用电表表盘示数如图（f）所示。若此时选择开关对准×10Ω挡，则被测电阻的阻值为 若用多用电表测量另一个电阻的阻值发现指针偏转角度很大，说明所选挡位相对待测电阻的阻值的数量级而言过高，因此应该换用倍率更低的挡位，即×1Ω挡位。换挡后先要进行欧姆调零。使用完电表后应把选择开关拨到OFF或交流电压最大位置。 13．摩托车蓄电池供电简化电路图如图所示。该蓄电池的电动势为E，内阻为r，车灯L电阻恒为5r。启动摩托车时，先接通开关S1打开车灯，再接通开关S2启动电动机，此时车灯会变暗，电流变为原来的。求： （1）仅接通开关S1时，通过车灯的电流I大小和方向； （2）开关S1、S2均接通时，该蓄电池的内电压U内。 【答案】（1）解：仅接通开关S1时，根据闭合电路欧姆定律可得，电流方向向右 （2）解：开关S1、S2均接通时，根据闭合电路欧姆定律可得 解得 14．如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻为r=1 Ω，电动机两端电压为5 V，电路中的电流为1 A，物体A重20 N，不计摩擦力，求： （1）电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？ （2）电动机的输入功率和输出功率各是多少？ （3）10 s内，可以把重物A匀速提升多高？ （4）这台电动机的机械效率是多少？ 【答案】解：电动机工作时，其电路为非纯电阻电路，它从电源获取的功率一部分转化为线圈的热功率，另一部分转化为电动机的机械功率． （1）电动机线圈上消耗的热功率为P热＝I2r＝1 W （2）电动机的输入功率就是电流通过电动机做功的功率，即P入＝UI＝5×1 W＝5 W 电动机的输出功率就是电动机对外做机械功的功率，根据P入＝P出＋P热 得P出＝P入－P热＝5 W－1 W＝4 W （3）设物体A的重力为G，t＝10s内物体上升的高度为h，根据能量守恒定律得P出t＝Gh，得 h＝＝m＝2 m （4）这台电动机的机械效率为η＝×100%＝×100%＝80% 15．XCT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，XCT扫描机可用于对多种病情的探测。图甲是某种XCT机主要部分的剖面图，其中产生X射线部分的示意图如图乙所示。图乙中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内为偏转元件中的匀强偏转电场，方向竖直，经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，离开偏转电场时速度与水平方向夹角为30°，之后打到水平圆形靶台上的中心点P，产生X射线（如图中带箭头的虚线所示）。已知电子的质量为m，带电荷量为e，MN两端的电压为U0，偏转电场区域水平宽度为L0，竖直高度足够长，MN中电子束距离靶台竖直高度为H，偏转电场到圆形靶台上的中心点P水平距离为s，忽略电子的重力影响，不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度，不计空气阻力。求： （1）电子刚离开加速电场时的速度v0的大小； （2）图乙中偏转电场的电场强度E的大小和方向； （3）由于技术升级，经过专家研究可以将该电子枪改装成发射Y粒子（质量和电荷量未知，忽略Y粒子的重力影响）的装置，为使Y粒子仍然打到水平圆形靶台上的中心点P，请帮助专家论证是否需要重新设计偏转电场和靶台。 【答案】（1）解：电子带负电，电子轨迹向下偏转，则电场力向下；电场强度方向竖直向上，由动能定理有 可得电子刚离开加速电场时的速度为 （2）解：带电粒子在偏转电场中运动，根据类平抛运动规律有 ，， 离开偏转电场时速度与水平方向成可得 解得 由于电子带负电，则偏转电场方向竖直向上。 （3）解：将该电子枪改装成发射Y粒子，设其质量为M，电荷量q，则有 整理可得 即Y粒子与原来的电子轨迹相同，故不需要重新设计偏转电场和靶台。 学科网（北京）股份有限公司 $