精品解析:吉林省某校2026-2027学年高二上学期10月阶段检测物理试卷
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内容正文:
高二物理第一次限时训练
一、单选题(7*4分=28分)
1. 比较下列各物理量的大小时,正确的结论是( )
A. 电荷量:+2×10-8库仑>-3×10-8库仑
B. 场强:+500牛顿/库仑>-800牛顿/库仑
C. 功:+60焦>-80焦
D. 电势能:+48焦>-56焦
【答案】D
【解析】
【详解】A.电荷量的正负表示自身电性,即+2×10-8库仑<-3×10-8库仑,故A错误;
B.电场强度是矢量,正、负号表示方向,不表示大小,故B错误;
C.功的正负表示做正功还是负功,故C错误;
D.电势能是标量,电势能正负表示大小,正值表示比零电势能大,负值表示比零电势能小,故D正确。
故选D。
2. 关于静电场下列说法正确的是( )
A. 在同一个等势面上的各点,场强的大小必然是相等的
B. 电势下降的方向就是电场强度的方向
C. 无论是正电荷还是负电荷,从电场中某点移到无穷远处时,静电力做的正功越多,电荷在该点的电势能越大
D. 将负电荷由电势低的地方移到电势高的地方,电势能一定增加
【答案】C
【解析】
【详解】A.在同一个等势面上的各点,各点的电势相等,但场强的大小不一定相等,故A错误;
B.电势下降最快的方向就是电场强度的方向,故B错误;
C.电荷在无穷远处电势能为零,无论是正电荷还是负电荷,从电场中某点移到无穷远处时,静电力做的正功越多,电势能减少越多,则电荷在该点的电势能越大,故C正确;
D.将负电荷由电势低的地方移到电势高的地方,静电力做正功,电势能一定减少,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,某带电导体的表面有a、b两点,其中a点的电场强度E1=200 V/m,b点的电场强度E2=400 V/m,导体外有一点c,c点与a点之间的距离为2 cm,c点与b点之间的距离为4 cm。现将某检验电荷+q由a点移至c点,电场力做功为2×10-6 J。下列判断正确的是( )
A. 若将检验电荷+q由b点移至c点,则其电势能增加2×10-6 J
B. 若将检验电荷-q由b点移至c点,则其电势能增加2×10-6 J
C. 若将检验电荷+q分别放在a、b两点,其所受电场力大小相等
D. 若将检验电荷-q分别放在a、b两点,其所具有的电势能之比为1:2
【答案】B
【解析】
【详解】AB.处于静电平衡的导体表面是一个等势面,也就是a、b两点电势相等。所以某检验电荷+q由b点移至c点,电场力做功为2×10-6 J,其电势能减小2×10-6 J;某检验电荷-q由b点移至c点,克服电场力做功为2×10-6 J,其电势能增加2×10-6 J。故B正确,A错误;
C.因为a、b两点的电场强度不相等,所以若将检验电荷+q分别放在a、b两点,其所受电场力大小不相等,故C错误;
D.因为a、b两点电势相等,若将检验电荷-q分别放在a、b两点,其所具有的电势能相等,故D错误。
故选B。
4. 如图所示,两个等量同种正点电荷固定在真空中同一水平线上(水平线在纸面内),电荷量为Q,两电荷相距r,O为两者连线的中点,过O点沿竖直方向做水平线的垂线MN,M到两个点电荷的距离均为r,一个带负电的粒子P以垂直于纸面的速度v从M点射入,恰好做匀速圆周运动,已知静电力常量为k,带电粒子的质量为m、电荷量为q,重力忽略不计,则其速度v大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】依题意,可知两等量同种电荷对带电粒子的库仑力的合力提供其做匀速圆周运动的向心力,则有
得
故选A。
5. 超级电容器是一种新型储能装置,比常规电容器具有更大的储能容量.超级电容器的静电储能机制使其能够在不到一秒内完成充放电,可在-40℃~+70℃的温度范围内工作,而且还可以承受大的冲击与振动.如图是一款超级电容器,外壳标有“2.7V,3000F”,则下列说法中正确的是
A. 该电容器在小于2.7V的电压下都不能工作
B. 在给该电容器充电时,电能转化为化学能
C. 该电容器最大存储电荷量为3000F
D. 该电容器的最大存储电荷量约是某“3.82V,1000mAh”电池容量的2.25倍
【答案】D
【解析】
【详解】A.电容器的额定电压为2.7V,说明工作电压要不超过2.7V,可以小于2.7V,故A错误;
B.由于是电容器,故该超级电容充电时把电能存储在电容器中,没有转化为化学能,故B错误;
CD.该电容器最大容纳电荷量:
,
手机锂电池“4.2V,1000mAh”的电荷量
,
故
,
故C错误,D正确;
6. 如图所示,在绝缘水平桌面上固定两个点电荷,距离为d,电荷量分别为和,沿其连线的中垂线水平放置内壁光滑的绝缘细管,一电荷量为的小球(直径略比细管小)以初速度从管口射入,已知静电力常量为k,则小球在管内运动时( )
A. 速度先增大后减小 B. 加速度先增大后减小
C. 电场力先做正功后做负功 D. 管壁对小球的侧向弹力最大值为
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.根据等量异种电荷的电场线分布可知,在细管所在的直线上的场强方向与细管垂直,可知电场力始终不做功,小球在管内运动时的速度不变,电场力与细管的弹力平衡,合力为0,加速度等于0,保持不变,故ABC错误;
D.当小球到达两电荷连线的中点时对管的侧壁的压力最大,根据平衡条件得侧壁上的最大压力为 ,故D正确。
故选D。
7. 图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,已知平面b上的电势为2V。一电子经过a时的动能为10eV,从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV。则( )
A. 平面c上的电势为4V
B. 该电子不可能到达平面f
C. 该电子经过平面d时,其电势能为2eV
D. 该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题意知。则平面a、d间的电势差为
由于平面a、b、c、d、f间距相等,由可知,相邻等势面的电势差相等,都为2V,则
解得平面c上的电势,故A错误;
B.若电子垂直等势面运动,从a到f,由动能定理
解得电子到达平面f时的动能为
即电子可能到达平面f,故B错误;
C.由于
可得
电子经过平面d时,其电势能为,故C正确;
D.该电子经过平面b、d时的动能为,
所以电子经过平面b、d时的速率关系为,故D错误。
故选C。
二、多选题(3*6分=18分)
8. 在某个电场中,x轴上各点电势φ随x坐标变化如图所示,图像关于φ轴左右对称,一质量m、电荷量+q的粒子只在电场力作用下能沿x轴做直线运动,下列说法中正确的是( )
A. x轴上和两点电场强度和电势都相同
B. 粒子运动过程中,经过和两点时速度一定相同
C. 粒子运动过程中,经过点的加速度大小等于点加速度大小
D. 若粒子在点由静止释放,则粒子到达O点时刻加速度为零,速度达到最大
【答案】CD
【解析】
【详解】A. x轴上和两点电势都相同但是电场强度方向不同,所以A错误;
B.粒子运动过程中,经过和两点时,电场力做功为0,动能不变,则速度大小一定相同,但是速度方向可能相同或者相反,所以B错误;
C.粒子运动过程中,经过点的加速度大小等于点加速度大小,根据图像可知图像的斜率表示电场强度,则这两点的电场强度大小相等,根据
所以C正确;
D.若粒子在点由静止释放,则粒子到达O点时刻加速度为零,速度达到最大,因为O点的电势最低,并且该点的斜率为0,即电场强度为0,加速度为0,所以D正确;
故选CD。
9. 我国科学家狄增峰团队成功研制出一种人造蓝宝石作为绝缘介质的晶圆,这种材料具有卓越的绝缘性能,即使在厚度仅为1纳米时也能有效阻止电流泄漏,为开发低功耗芯片提供了重要的技术支撑。如图所示,直流电源与一平行板电容器、理想二极管连接,电容器A板接地。闭合开关,电路稳定后,一带电油滴位于电容器中的P点恰好处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 该带电油滴带负电
B. B板下移,油滴将继续保持静止状态
C. 减小极板间的正对面积,P点的电势升高
D. 两板间插入人造蓝宝石的过程中,电路中有电流
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.油滴受重力和电场力的作用,处于平衡状态,重力方向竖直向下,电场力方向竖直向上,A板带正电荷,因此该带电油滴带负电,A项正确;
B.B板下移,d增大,由可知,电容减小,由Q=CU可知,Q减小,由于二极管具有单向导电性,电容器不会放电,则Q不变,由
可得,则电场强度不变,电场力不变,油滴将继续保持静止状态,B项正确;
C.减小极板间的正对面积,同样Q不变,由可知,E增大,由U=Ed可知,A板与P点之间的电势差增大,A板接地,电势始终为0,因此P点的电势降低,C项错误;
D.两板间插入人造蓝宝石,增大,由可知,电容增大,此时电容器的电荷量增大,电源为电容器充电,电路中有电流,D项正确。
故选ABD。
10. 如图,一个质量为m、电荷为+q的小球,系在一根长为L不可伸长的绝缘细线一端,可以在竖直平面内绕固定O点在竖直面内做圆周运动,AB为圆周的水平直径,CD为竖直直径。整个空间存在水平方向匀强电场,电场强度,已知重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,则小球运动到B点时的动能最大
B. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,则小球运动到A点时的机械能最小
C. 若小球恰好能在竖直平面内绕O点做圆周运动,则它运动的最小速度
D. 若将小球在A点由静止开始释放,则小球运动到B点时的速度为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,水平电场力为,与重力的合力为,方向斜向右下方与水平方向呈45°角,因此把此合力等效为一个该方向的重力场,根据圆周运动的规律得出到达等效重力场的最低位动能最大,即到达BC中点动能最大,A错误;
B.小球的机械能和电势能总和守恒,小球运动到A点时电势能最大,所以机械能最小,B正确;
C.小球恰好能在竖直平面内绕O点做圆周运动时,由等效重力加速度
得
即
C正确;
D.将小球在A点由静止开始释放,小球做直线运动到达C点速度为,有
解得
过后在绳子的拉力下做圆周运动,竖直方向速度变为0,水平方向速度为
即到达B点时的速度为,D正确。
故选BCD。
三、实验题(每空2分)
11. 用如图a所示的电路观察电容器的充放电现象,实验器材有电源E、电容器C、电压表、电流表、电流传感器、计算机、定值电阻R、单刀双掷开关、开关、导线若干
(1)闭合开关,将接1,电压表示数增大,最后稳定在12.3V。在此过程中,电流表的示数_____(填选项标号)
A. 一直稳定在某一数值
B. 先增大,后逐渐减小为零
C. 先增大,后稳定在某一非零数值
(2)先后断开开关、,将电流表更换成电流传感器,再将接2,此时通过定值电阻R的电流方向_____(选填“”或“”),通过传感器将电流信息传入计算机,画出电流随时间变化的图像,如图b,时,图中M、N区域面积比为8∶7,可求出_____(保留2位有效数字)。
【答案】(1)B (2) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
电容器充电过程中,当电路刚接通后,电流表示数从0增大某一最大值,后随着电容器的不断充电,电路中的充电电流在减小,当充电结束电路稳定后,此时电路相当于开路,电流为0。
故选B。
【小问2详解】
[1]根据电路图可知充电结束后电容器上极板带正电,将接2,电容器放电,此时通过定值电阻R的电流方向;
[2]时可知此时电容器两端的电压为
电容器开始放电前两端电压为,根据图像与横轴围成的面积表示放电量可得间的放电量为
后到放电结束间放电量为
根据题意,解得
12. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图中,A是一个带正电的物体,系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离,静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。
步骤一:把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的、、等位置,比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。
步骤二:使小球处于同一位置,增大(或减小)小球所带的电荷量,比较小球所受的静电力的大小。
(1)为了比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小,下列方法最好的是( )
A. 比较小球抬起的高度 B. 比较小球往右偏离的距离
C. 比较丝线偏离竖直方向的角度 D. 比较丝线的长度
(2)图中实验采用的方法是( )(填正确选项前的字母);
A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法
(3)若球的质量为m,重力加速度为g,在位置时偏离竖直方向的夹角为α,则带电体受到的库仑力大小为________。
(4)在另一个实验中,某同学让两半径为R的小球分别带上和的正电,并使两小球球心相距3R时处于平衡状态,利用公式来计算两球之间的库仑力,则该同学的计算结果________(选填“比实际值偏大”“比实际值偏小”或“正确”)
【答案】(1)C (2)C
(3)mgtanα (4)比实际值偏大
【解析】
【小问1详解】
小球受力平衡,设丝线偏离竖直方向的角度为,则库仑力大小
小球质量不变,则丝线偏离竖直方向的角度越大,说明小球所受带电体的作用力越大。小球抬起的高度以及小球往右偏离的距离并不容易观察,丝线的长度不变也不能表示小球所受库仑力的大小变化。
故选C。
【小问2详解】
图中保持电荷量不变,只改变距离,研究力的变化情况,或保持距离不变,只改变电荷量,研究力的变化情况,采用的是控制变量法。
故选C。
【小问3详解】
根据(1)问分析可得带电体受到的库仑力大小为
【小问4详解】
因为同种电荷相互排斥,电荷间实际等效距离大于3R,利用公式来计算两球之间的库仑力导致库仑力计算结果比实际值偏大。
四、解答题(12+13+15=40分)
13. 有一个带电量的点电荷,从某电场中的A点移到B点,电荷克服静电力做功,从B点移到C点,静电力对电荷做功,问:
(1)AB、CA间电势差各为多少?
(2)若A点电势为零,则B点的电势为多少?电荷在B点的电势能为多少?
【答案】(1)-400V,100V;(2)400V,
【解析】
【详解】(1)根据
AB间电势差
AC间电势差
(2)若,根据
解得
B点的电势能
14. 流式细胞仪可对不同类型的细胞进行分类收集,其原理如图所示。仅含有一个A细胞或B细胞的小液滴从喷嘴喷出(另有一些液滴不含细胞),液滴质量均为。当液滴穿过激光束、充电环时被分类充电,使含A、B细胞的液滴分别带上正、负电荷,电荷量均为。随后,液滴以的速度竖直进入长度为的电极板间,板间电场均匀、方向水平向右,电场强度大小为。含细胞的液滴最终被分别收集在极板下方处的A、B收集管中。不计重力、空气阻力以及带电液滴间的作用。求:
(1)含A细胞的液滴离开电场时偏转的距离;
(2)A、B细胞收集管的间距。
【答案】(1)
(2)0.11m
【解析】
【小问1详解】
由题意可知含A细胞的液滴在电场中做类平抛运动,垂直于电场方向则
沿电场方向
由牛顿第二定律
解得含A细胞的液滴离开电场时偏转的距离为
【小问2详解】
含A细胞的液滴离开电场后做匀速直线运动,则
则
联立解得
有对称性可知则A、B细胞收集管的间距
15. 某装置用电场控制带电粒子运动,工作原理如图所示,矩形区域内存在多层紧邻的匀强电场,每层的高度均为d,电场强度大小均为E,方向沿竖直方向交替变化,边长为,边长为,质量为m、电荷量为的粒子流从装置左端中点射入电场,粒子初动能为,入射角为,在纸面内运动,不计重力及粒子间的相互作用力。
(1)当时,若粒子能从边射出,求该粒子通过电场的时间t;
(2)当时,若粒子从边射出电场时与轴线的距离小于d,求入射角的范围;
(3)当,粒子在为范围内均匀射入电场,求从边出射的粒子与入射粒子的数量之比。
【答案】(1);(2)或;(3)
【解析】
【详解】(1)电场方向竖直向上,粒子所受电场力在竖直方向上,粒子在水平方向上做匀速直线运动,速度分解如图所示
粒子在水平方向的速度为
根据可知
解得
(2)粒子进入电场时的初动能
粒子进入电场沿电场方向做减速运动,由牛顿第二定律可得
粒子从边射出电场时与轴线的距离小于d,则要求
解得
所以入射角的范围为
或
(3)设粒子入射角为时,粒子恰好从D点射出,由于粒子进入电场时,在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向反复做加速相同的减速运动,加速运动。粒子的速度
运动时间为
粒子在沿电场方向,反复做加速度大小相同的减速运动,加速运动,则
则
则粒子在分层电场中运动时间相等,设为,则
且
代入数据化简可得
即
解得
(舍去)或
解得
则从边出射的粒子与入射粒子的数量之比
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高二物理第一次限时训练
一、单选题(7*4分=28分)
1. 比较下列各物理量的大小时,正确的结论是( )
A. 电荷量:+2×10-8库仑>-3×10-8库仑
B. 场强:+500牛顿/库仑>-800牛顿/库仑
C. 功:+60焦>-80焦
D. 电势能:+48焦>-56焦
2. 关于静电场下列说法正确的是( )
A. 在同一个等势面上的各点,场强的大小必然是相等的
B. 电势下降的方向就是电场强度的方向
C. 无论是正电荷还是负电荷,从电场中某点移到无穷远处时,静电力做的正功越多,电荷在该点的电势能越大
D. 将负电荷由电势低的地方移到电势高的地方,电势能一定增加
3. 如图所示,某带电导体的表面有a、b两点,其中a点的电场强度E1=200 V/m,b点的电场强度E2=400 V/m,导体外有一点c,c点与a点之间的距离为2 cm,c点与b点之间的距离为4 cm。现将某检验电荷+q由a点移至c点,电场力做功为2×10-6 J。下列判断正确的是( )
A. 若将检验电荷+q由b点移至c点,则其电势能增加2×10-6 J
B. 若将检验电荷-q由b点移至c点,则其电势能增加2×10-6 J
C. 若将检验电荷+q分别放在a、b两点,其所受电场力大小相等
D. 若将检验电荷-q分别放在a、b两点,其所具有的电势能之比为1:2
4. 如图所示,两个等量同种正点电荷固定在真空中同一水平线上(水平线在纸面内),电荷量为Q,两电荷相距r,O为两者连线的中点,过O点沿竖直方向做水平线的垂线MN,M到两个点电荷的距离均为r,一个带负电的粒子P以垂直于纸面的速度v从M点射入,恰好做匀速圆周运动,已知静电力常量为k,带电粒子的质量为m、电荷量为q,重力忽略不计,则其速度v大小为( )
A. B. C. D.
5. 超级电容器是一种新型储能装置,比常规电容器具有更大的储能容量.超级电容器的静电储能机制使其能够在不到一秒内完成充放电,可在-40℃~+70℃的温度范围内工作,而且还可以承受大的冲击与振动.如图是一款超级电容器,外壳标有“2.7V,3000F”,则下列说法中正确的是
A. 该电容器在小于2.7V的电压下都不能工作
B. 在给该电容器充电时,电能转化为化学能
C. 该电容器最大存储电荷量为3000F
D. 该电容器的最大存储电荷量约是某“3.82V,1000mAh”电池容量的2.25倍
6. 如图所示,在绝缘水平桌面上固定两个点电荷,距离为d,电荷量分别为和,沿其连线的中垂线水平放置内壁光滑的绝缘细管,一电荷量为的小球(直径略比细管小)以初速度从管口射入,已知静电力常量为k,则小球在管内运动时( )
A. 速度先增大后减小 B. 加速度先增大后减小
C. 电场力先做正功后做负功 D. 管壁对小球的侧向弹力最大值为
7. 图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,已知平面b上的电势为2V。一电子经过a时的动能为10eV,从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV。则( )
A. 平面c上的电势为4V
B. 该电子不可能到达平面f
C. 该电子经过平面d时,其电势能为2eV
D. 该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍
二、多选题(3*6分=18分)
8. 在某个电场中,x轴上各点电势φ随x坐标变化如图所示,图像关于φ轴左右对称,一质量m、电荷量+q的粒子只在电场力作用下能沿x轴做直线运动,下列说法中正确的是( )
A. x轴上和两点电场强度和电势都相同
B. 粒子运动过程中,经过和两点时速度一定相同
C. 粒子运动过程中,经过点的加速度大小等于点加速度大小
D. 若粒子在点由静止释放,则粒子到达O点时刻加速度为零,速度达到最大
9. 我国科学家狄增峰团队成功研制出一种人造蓝宝石作为绝缘介质的晶圆,这种材料具有卓越的绝缘性能,即使在厚度仅为1纳米时也能有效阻止电流泄漏,为开发低功耗芯片提供了重要的技术支撑。如图所示,直流电源与一平行板电容器、理想二极管连接,电容器A板接地。闭合开关,电路稳定后,一带电油滴位于电容器中的P点恰好处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 该带电油滴带负电
B. B板下移,油滴将继续保持静止状态
C. 减小极板间的正对面积,P点的电势升高
D. 两板间插入人造蓝宝石的过程中,电路中有电流
10. 如图,一个质量为m、电荷为+q的小球,系在一根长为L不可伸长的绝缘细线一端,可以在竖直平面内绕固定O点在竖直面内做圆周运动,AB为圆周的水平直径,CD为竖直直径。整个空间存在水平方向匀强电场,电场强度,已知重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,则小球运动到B点时的动能最大
B. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,则小球运动到A点时的机械能最小
C. 若小球恰好能在竖直平面内绕O点做圆周运动,则它运动的最小速度
D. 若将小球在A点由静止开始释放,则小球运动到B点时的速度为
三、实验题(每空2分)
11. 用如图a所示的电路观察电容器的充放电现象,实验器材有电源E、电容器C、电压表、电流表、电流传感器、计算机、定值电阻R、单刀双掷开关、开关、导线若干
(1)闭合开关,将接1,电压表示数增大,最后稳定在12.3V。在此过程中,电流表的示数_____(填选项标号)
A. 一直稳定在某一数值
B. 先增大,后逐渐减小为零
C. 先增大,后稳定在某一非零数值
(2)先后断开开关、,将电流表更换成电流传感器,再将接2,此时通过定值电阻R的电流方向_____(选填“”或“”),通过传感器将电流信息传入计算机,画出电流随时间变化的图像,如图b,时,图中M、N区域面积比为8∶7,可求出_____(保留2位有效数字)。
12. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图中,A是一个带正电的物体,系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离,静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。
步骤一:把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的、、等位置,比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。
步骤二:使小球处于同一位置,增大(或减小)小球所带的电荷量,比较小球所受的静电力的大小。
(1)为了比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小,下列方法最好的是( )
A. 比较小球抬起的高度 B. 比较小球往右偏离的距离
C. 比较丝线偏离竖直方向的角度 D. 比较丝线的长度
(2)图中实验采用的方法是( )(填正确选项前的字母);
A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法
(3)若球的质量为m,重力加速度为g,在位置时偏离竖直方向的夹角为α,则带电体受到的库仑力大小为________。
(4)在另一个实验中,某同学让两半径为R的小球分别带上和的正电,并使两小球球心相距3R时处于平衡状态,利用公式来计算两球之间的库仑力,则该同学的计算结果________(选填“比实际值偏大”“比实际值偏小”或“正确”)
四、解答题(12+13+15=40分)
13. 有一个带电量的点电荷,从某电场中的A点移到B点,电荷克服静电力做功,从B点移到C点,静电力对电荷做功,问:
(1)AB、CA间电势差各为多少?
(2)若A点电势为零,则B点的电势为多少?电荷在B点的电势能为多少?
14. 流式细胞仪可对不同类型的细胞进行分类收集,其原理如图所示。仅含有一个A细胞或B细胞的小液滴从喷嘴喷出(另有一些液滴不含细胞),液滴质量均为。当液滴穿过激光束、充电环时被分类充电,使含A、B细胞的液滴分别带上正、负电荷,电荷量均为。随后,液滴以的速度竖直进入长度为的电极板间,板间电场均匀、方向水平向右,电场强度大小为。含细胞的液滴最终被分别收集在极板下方处的A、B收集管中。不计重力、空气阻力以及带电液滴间的作用。求:
(1)含A细胞的液滴离开电场时偏转的距离;
(2)A、B细胞收集管的间距。
15. 某装置用电场控制带电粒子运动,工作原理如图所示,矩形区域内存在多层紧邻的匀强电场,每层的高度均为d,电场强度大小均为E,方向沿竖直方向交替变化,边长为,边长为,质量为m、电荷量为的粒子流从装置左端中点射入电场,粒子初动能为,入射角为,在纸面内运动,不计重力及粒子间的相互作用力。
(1)当时,若粒子能从边射出,求该粒子通过电场的时间t;
(2)当时,若粒子从边射出电场时与轴线的距离小于d,求入射角的范围;
(3)当,粒子在为范围内均匀射入电场,求从边出射的粒子与入射粒子的数量之比。
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