精品解析:江西赣州市第一中学2026-2027学年高二上学期11月期中物理试题
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内容正文:
赣州一中2026年11月高二年级期中质量检测试题
一、选择题(1-7题单选题,每小题4分,8-10多选题,每小题6分,全对得6分,选不全的得3分,有选错或不选的得0分,共46分。)
1. 比值法定义物理量是物理学中常用的方法,如速度是用位移与时间的比值来定义的。下列表达中不属于用比值法定义物理量的是( )
A. 电动势 B. 电阻
C. 场强 D. 电容
2. 如图所示的情况中,线圈中能产生感应电流的是( )
A. B.
C. D.
3. 如图所示为某静电除尘装置的原理图,废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区。图中虚线是某一带电的尘埃仅在静电力作用下向集尘板迁移并沉积的轨迹,A、B两点是轨迹与电场线的交点,不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电荷量变化,以下说法正确的是( )
A. 尘埃在B点的加速度大于在A点的加速度
B. 尘埃带负电
C. 尘埃由A运动到B的过程中,速度一直增大
D. 尘埃由A运动到B的过程中,电势能先减少后增加
4. 如图所示,a、b、c、d一个矩形的四个顶点.匀强电场与矩形所在平面平行.已知a点的电势为14V,b点的电势为18V,d点的电势为2V,由此可知c点的电势为( )
A. 6V B. 8V C. 10V D. 14V
5. 如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流计G和一个可变电阻R组成,已知灵敏电流计的满偏电流,内电阻,则下列说法正确的是( )
A. 甲表是电流表,R减小时量程减小
B. 乙表是电压表,R减小时量程增大
C. 在甲图中,若改装的电流表量程为0.6A,则R=0.5Ω
D. 在乙图中,若改装的电压表量程为3V,则R=1200Ω
6. 用传感器观察电容器充、放电过程的实验电路如图甲所示,电源电动势为8V,内阻忽略不计。先使开关S掷向1端,电源向电容器充电,这个过程瞬间完成。然后把开关S掷向2,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,屏幕上显示出电流随时间变化的曲线如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. S接1时,电容器充电,电容器的电容逐渐增大
B. S接2时,电容器放电,电容器的板间电压保持不变
C. 电容器放电过程中,电流从左到右经过电阻R
D. 在图中图线与横轴所围的面积表示电容器放电过程中释放的电荷量
7. 生活中我们常用高压水枪清洗汽车,水流以一定速度v从枪口喷出,近距离垂直喷射到车身。设水枪喷向车时,垂直射向车身的圆柱形水流的横截面面积为S,水打到车身后不反弹顺车身流下。已知车身受到水的平均冲力大小为F,水的密度为ρ,重力加速度为g,则水的流量Q(单位时间流出水的体积)为:( )
A. B. C. D.
8. 沿电场中某条直电场线方向建立坐标系,电场强度大于0表示方向与x轴正方向相同,该电场线上各点的电场强度E随x变化的规律(图像)如图所示,x轴上的a、b、c、d四点间隔相等,一个带负电的点电荷仅受电场力作用从a点沿x轴正方向运动,下列说法正确的是( )
A. 点电荷从a运动到d的过程中所受电场力先增大后减小
B. 从a到d电势先降低后升高
C. 点电荷从a运动到d的过程中电势能一直减小
D. 点电荷从a运动到b的过程中电场力做的功大于从b运动到c的过程中电场力做的功
9. 如图所示电路,为光敏电阻(光照强度增强,其阻值变小),和均为定值电阻,电源的内阻,电表均为理想电表。闭合开关S后,在光照强度增强的过程中,电流表、、电压表V的示数变化量大小分别为、、。则( )
A. 消耗的电功率变小 B. 电压表V的示数变小
C. 电源的输出功率变大 D. 电源的内阻为
10. 库仑定律和万有引力定律的表达式具有高度的相似性。如图,真空中,一电荷量为-Q(Q>0)的点电荷固定在O点,让另一电荷量为q(q>0)的试探电荷先后绕O点沿圆形轨道1和椭圆轨道2运动,为轨道2的长轴,且、点到O点的距离之比为,轨道1、2共面且在点相切,试探电荷的重力不计,下列说法正确的是( )
A. 试探电荷在轨道2上从点运动到点的过程中,电势能增加
B. 试探电荷在、点受到的库仑力大小之比为
C. 试探电荷在轨道1、2的运动周期之比为
D. 试探电荷在轨道2上的、点线速度大小之比为
二、实验题(每空2分,共24分。)
11. 某电学实验小组的同学将一个旧干电池(电动势E约为1.4V,内阻r约为2Ω)充满电,决定利用实验室所能提供的下列实验器材对其电动势和内电阻进行测量。
A、电流表(量程0~3A,内阻为0.025Ω)
B、电流表(量程0~0.6A,内阻为0.2Ω)
C、电压表(量程0~1.5V,内阻约1.5kΩ)
D、电压表(量程0~15V,内阻约15kΩ)
E、滑动变阻器(最大阻值1kΩ,额定电流为1A)
F、滑动变阻器(最大阻值为20Ω,额定电流为2A)
G、开关、导线若干。
(1)要求测量结果尽量准确和方便地完成实验,某同学画出实验原理图如图甲所示,其中a为_________,b为_________,c为_________。(均填上述器材前的字母)
(2)实验时,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应处在_________(填“M”或“N”)端。
(3)连接好电路后再进行实验,根据同学测得的数据,在图中描出的点迹并画出图线如图乙所示,利用图像得出干电池的电动势E=__________V,内阻r=__________Ω。(上述两空,前空保留3位有效数字,后空保留2位有效数字)
12. 某同学想设计一个测量导体棒电阻率的实验方案,实验室提供的器材有:多用电表、螺旋测微器、游标卡尺。
(1)如图甲所示,用10分度游标卡尺测导体棒的长度l为_________mm。
(2)用多用电表粗测导体棒的阻值:
①当用“×10”挡时,正确操作后,发现指针偏转角度过大,该同学应该换用_________挡(填“×1”或“×100”);
②换挡后,立即测量,得到导体棒的电阻;
③在②中,操作遗漏的步骤是_________(请选择填写“欧姆调零”或“机械调零”),重新正确操作后,表盘示数如图乙所示,则导体棒的阻值约为_________Ω。
(3)该同学为了使电阻率的测量结果较为精确,用伏安法精确测量导体棒的电阻。实验中能提供的器材有:
A.电压表V1(量程0~3V,内阻约3kΩ)
B.电压表V2(量程0~15V,内阻约15kΩ)
C.电流表A1(量程0~3A,内阻约0.01Ω)
D.电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω)
E.滑动变阻器R1(0~20Ω)
F.滑动变阻器R2(0~500Ω)
G.电源E(电动势为3.0V)及开关和导线若干
该同学从以上器材中选择合适的器材连接好电路进行测量,滑动变阻器应选择_________(填器材前的字母),为操作简便、能耗较小,则实验电路应选用图_________。
三、计算题(共30分。应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不给分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
13. 如图,质量的子弹以速度射向静止在光滑水平桌面上的木块,木块质量,子弹进入木块后并未穿出,忽略木块质量的损失。求:
(1)子弹击中木块后共同运动的速度v;
(2)整个过程中子弹对木块的冲量I。
14. 如图所示,竖直平面内有两个水平固定的等量同种负点电荷,A、O、B在两电荷连线的中垂线上,O为两电荷连线中点,,将一带正电的小球由A点静止释放,小球可最远运动至O点,已知小球的质量为m、电量为q。若在A点给小球一竖直向上的初速度,则小球向上最远运动至B点,重力加速度为g。求:
(1)小球在A点的初速度大小;
(2)A、O两点的电势差大小;
(3)该小球从A点以的初速度向上运动到B点的过程中经过O点时速度大小。
15. 如图甲所示,真空中的电极可连续不断均匀地逸出电子(设电子的初速度为零),经加速电场加速,由小孔穿出,沿两个彼此绝缘且靠近的水平金属板A、B的中线射入偏转电场,A、B两板距离为d,A、B板长为L,AB两板间加周期性变化的电场UAB,如图乙所示,周期为T,加速电压U1=,其中m为电子质量、e为电子电荷量,T为偏转电场的周期,不计电子的重力,不计电子间的相互作用力,且所有电子都能离开偏转电场,求:
(1)电子从加速电场U1飞出后的水平速度v0的大小;
(2)t=0时刻射入偏转电场的电子离开偏转电场时距A、B间中线的距离y;
(3)在0~内射入偏转电场的电子中从中线上方离开偏转电场的电子占离开偏转电场电子总数的百分比。
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赣州一中2026年11月高二年级期中质量检测试题
一、选择题(1-7题单选题,每小题4分,8-10多选题,每小题6分,全对得6分,选不全的得3分,有选错或不选的得0分,共46分。)
1. 比值法定义物理量是物理学中常用的方法,如速度是用位移与时间的比值来定义的。下列表达中不属于用比值法定义物理量的是( )
A. 电动势 B. 电阻
C. 场强 D. 电容
【答案】B
【解析】
【详解】比值法定义是指物理量由两个无关物理量的比值直接定义,与这两个量本身无关。
A.电动势,由非静电力做功与电荷量的比值定义,属于比值法,故A错误;
B.电阻,是电阻的决定式,电阻的定义式为,故B正确;
C.场强,是匀强电场的导出式,场强的定义式为,故C错误;
D.电容,由电荷量与电压的比值定义,属于比值法,故D错误。
故选B。
2. 如图所示的情况中,线圈中能产生感应电流的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.线框垂直于磁感线运动,虽然切割磁感线,但穿过的磁通量没有变化,因此不会产生感应电流,故A错误;
B.条形磁铁插入和拔出螺线管时,穿过螺线管带的磁通量会发生变化,闭合回路中会产生感应电流,故B正确;
C.当线圈绕平行于磁场的轴转动的过程中,线圈始终与磁场的方向平行,则穿过线圈的磁通量始终为零,所以不产生感应电流,故C错误;
D.由图可知环是不闭合的,则环内不能产生感应电流,故D错误。
故选B。
3. 如图所示为某静电除尘装置的原理图,废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区。图中虚线是某一带电的尘埃仅在静电力作用下向集尘板迁移并沉积的轨迹,A、B两点是轨迹与电场线的交点,不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电荷量变化,以下说法正确的是( )
A. 尘埃在B点的加速度大于在A点的加速度
B. 尘埃带负电
C. 尘埃由A运动到B的过程中,速度一直增大
D. 尘埃由A运动到B的过程中,电势能先减少后增加
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,A点电场线比B点密集,因此A点的场强大于B点场强,故尘埃在A点受到的电场力大于在B点受到的电场力,根据牛顿第二定律可知,尘埃在A点的加速度大于在B点的加速度,故A错误;
B.带电的尘埃仅在电场力作用下做曲线运动,所受电场力的方向指向轨迹的凹侧,由电场力方向与电场线方向相反,可知尘埃带负电,故B正确;
CD.电场力与速度方向的夹角开始为钝角,电场力做负功,速度减小,电势能增大;后来电场力与速度方向的夹角变为锐角,电场力做正功,速度增大,电势能减小,则电势能先增大后减小,故CD错误。
故选B。
4. 如图所示,a、b、c、d一个矩形的四个顶点.匀强电场与矩形所在平面平行.已知a点的电势为14V,b点的电势为18V,d点的电势为2V,由此可知c点的电势为( )
A. 6V B. 8V C. 10V D. 14V
【答案】A
【解析】
【详解】由于在匀强电场的同一条直线上,由
知在相等距离上的两点之间的电势差相等,即
即
代入数据解得:
故A正确.
5. 如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流计G和一个可变电阻R组成,已知灵敏电流计的满偏电流,内电阻,则下列说法正确的是( )
A. 甲表是电流表,R减小时量程减小
B. 乙表是电压表,R减小时量程增大
C. 在甲图中,若改装的电流表量程为0.6A,则R=0.5Ω
D. 在乙图中,若改装的电压表量程为3V,则R=1200Ω
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲由一个灵敏电流表G和一个变阻器并联,利用并联电阻的分流,改装成电流表。电流表的量程为
可知当减小时量程增大,故A错误;
B.乙由一个灵敏电流表G和一个变阻器串联,利用串联电阻的分压,改装成电压表。电压表的量程为
可知减小时量程减小,故B错误;
C.由公式
在甲图中,若改装成的电流表的量程为,则有,故C错误;
D.由公式
在乙图中,若改装成的电压表的量程为,则有,故D正确。
故选D。
6. 用传感器观察电容器充、放电过程的实验电路如图甲所示,电源电动势为8V,内阻忽略不计。先使开关S掷向1端,电源向电容器充电,这个过程瞬间完成。然后把开关S掷向2,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,屏幕上显示出电流随时间变化的曲线如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. S接1时,电容器充电,电容器的电容逐渐增大
B. S接2时,电容器放电,电容器的板间电压保持不变
C. 电容器放电过程中,电流从左到右经过电阻R
D. 在图中图线与横轴所围的面积表示电容器放电过程中释放的电荷量
【答案】D
【解析】
【详解】A.由电容决定式可知,电容器充、放电过程不会影响电容器的电容,所以S接1时,电容器充电,电容器的电容不变,故A错误;
B.S接2时,电容器放电,其带电量Q减少,则根据可知,由于电容器的电容不变,所以电容器的板间电压减小,故B错误;
C.当S接1时,电容器充电,所以电容器上极板带正电,下极板带负电;当S接2时,电容器放电,其放电电流从电容器的正极板经外电路流入电容器的负极板,所以电容器放电过程中,电流从右到左经过电阻R,故C错误;
D.由公式可知,图线与横轴所围的面积表示电容器放电过程中释放的电荷量,故D正确。
故选D。
7. 生活中我们常用高压水枪清洗汽车,水流以一定速度v从枪口喷出,近距离垂直喷射到车身。设水枪喷向车时,垂直射向车身的圆柱形水流的横截面面积为S,水打到车身后不反弹顺车身流下。已知车身受到水的平均冲力大小为F,水的密度为ρ,重力加速度为g,则水的流量Q(单位时间流出水的体积)为:( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】高压水枪时间t内喷出的水的质量
由动量定理有
得
得
则水的流量
故选A。
8. 沿电场中某条直电场线方向建立坐标系,电场强度大于0表示方向与x轴正方向相同,该电场线上各点的电场强度E随x变化的规律(图像)如图所示,x轴上的a、b、c、d四点间隔相等,一个带负电的点电荷仅受电场力作用从a点沿x轴正方向运动,下列说法正确的是( )
A. 点电荷从a运动到d的过程中所受电场力先增大后减小
B. 从a到d电势先降低后升高
C. 点电荷从a运动到d的过程中电势能一直减小
D. 点电荷从a运动到b的过程中电场力做的功大于从b运动到c的过程中电场力做的功
【答案】AC
【解析】
【详解】A.点电荷由a运动到d的过程中,由题图可知电场强度先增大后减小,故所受电场力先增大后减小,故A正确;
BC.电场强度大于0表示方向与x轴正方向相同,由题图可知从a到d的电场方向沿x轴负方向,根据沿电场方向电势逐渐降低可知,从a到d电势逐渐升高;根据,由于点电荷带负电,所以点电荷从a运动到d的过程中电势能一直减小,故B错误,C正确;
D.根据图像与横轴围成的面积表示电势差,由题图可知,根据可知,点电荷从a运动到b的过程中电场力做的功小于从b运动到c的过程中电场力做的功,故D错误。
故选AC。
9. 如图所示电路,为光敏电阻(光照强度增强,其阻值变小),和均为定值电阻,电源的内阻,电表均为理想电表。闭合开关S后,在光照强度增强的过程中,电流表、、电压表V的示数变化量大小分别为、、。则( )
A. 消耗的电功率变小 B. 电压表V的示数变小
C. 电源的输出功率变大 D. 电源的内阻为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.光照强度增强的过程中,光敏电阻阻值减小,外电路总电阻减小,由闭合回路欧姆定律可知干路电流增大,消耗的电功率增大,故A错误;
B.干路电流增大,内电压增大,路端电压减小,则电压表V的示数变小,故B正确;
C.由题意可知外电路总电阻为
光照强度增强,减小,外电阻减小,外电阻进一步接近,而电源的内阻
因此外电阻进一步接近,电源输出功率增大,故C正确;
D.由闭合回路欧姆定律可得
可得
故D错误。
故选BC。
10. 库仑定律和万有引力定律的表达式具有高度的相似性。如图,真空中,一电荷量为-Q(Q>0)的点电荷固定在O点,让另一电荷量为q(q>0)的试探电荷先后绕O点沿圆形轨道1和椭圆轨道2运动,为轨道2的长轴,且、点到O点的距离之比为,轨道1、2共面且在点相切,试探电荷的重力不计,下列说法正确的是( )
A. 试探电荷在轨道2上从点运动到点的过程中,电势能增加
B. 试探电荷在、点受到的库仑力大小之比为
C. 试探电荷在轨道1、2的运动周期之比为
D. 试探电荷在轨道2上的、点线速度大小之比为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.试探电荷在轨道2上从点运动到点的过程中,电场力做负功,动能减小,电势能增大,故A正确;
B.根据库仑定律可知,试探电荷在、点受到的库仑力大小之比为,故B错误;
C.设,则
结合题意可知
联立解得,故C正确;
D.类比开普勒第二定律可知,试探电荷在轨道2上,与O点连线在相等时间内扫过的面积相等,则有
解得试探电荷在轨道2上的、点线速度大小之比为,故D错误。
故选AC。
二、实验题(每空2分,共24分。)
11. 某电学实验小组的同学将一个旧干电池(电动势E约为1.4V,内阻r约为2Ω)充满电,决定利用实验室所能提供的下列实验器材对其电动势和内电阻进行测量。
A、电流表(量程0~3A,内阻为0.025Ω)
B、电流表(量程0~0.6A,内阻为0.2Ω)
C、电压表(量程0~1.5V,内阻约1.5kΩ)
D、电压表(量程0~15V,内阻约15kΩ)
E、滑动变阻器(最大阻值1kΩ,额定电流为1A)
F、滑动变阻器(最大阻值为20Ω,额定电流为2A)
G、开关、导线若干。
(1)要求测量结果尽量准确和方便地完成实验,某同学画出实验原理图如图甲所示,其中a为_________,b为_________,c为_________。(均填上述器材前的字母)
(2)实验时,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应处在_________(填“M”或“N”)端。
(3)连接好电路后再进行实验,根据同学测得的数据,在图中描出的点迹并画出图线如图乙所示,利用图像得出干电池的电动势E=__________V,内阻r=__________Ω。(上述两空,前空保留3位有效数字,后空保留2位有效数字)
【答案】(1) ①. C ②. F ③. B
(2)
(3) ①. 1.45 ②. 1.8
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]由于使用电流表的内阻为已知,因此电流表相对电源内接的方式,电池的电动势约为1.4V,内阻约为2Ω,所以电压表a应选量程为1.5V的电压表C;由于电源电动势较小,实验时便于操作和减小误差,滑动变阻器b使用限流式接法,则选择最大阻值为20Ω的F;电流表应c选量程为0~0.6A的电流表B即可。
【小问2详解】
为了保护电路,避免闭合开关后因电流过大而损坏电表,因此在闭合开关前应将滑动变阻器的滑片滑至最大阻值处,即将滑动变阻器的滑片滑至M端。
【小问3详解】
[1]根据闭合电路欧姆定律推得
则由图乙可知,电源的电动势为
[2]图像斜率
解得内阻
12. 某同学想设计一个测量导体棒电阻率的实验方案,实验室提供的器材有:多用电表、螺旋测微器、游标卡尺。
(1)如图甲所示,用10分度游标卡尺测导体棒的长度l为_________mm。
(2)用多用电表粗测导体棒的阻值:
①当用“×10”挡时,正确操作后,发现指针偏转角度过大,该同学应该换用_________挡(填“×1”或“×100”);
②换挡后,立即测量,得到导体棒的电阻;
③在②中,操作遗漏的步骤是_________(请选择填写“欧姆调零”或“机械调零”),重新正确操作后,表盘示数如图乙所示,则导体棒的阻值约为_________Ω。
(3)该同学为了使电阻率的测量结果较为精确,用伏安法精确测量导体棒的电阻。实验中能提供的器材有:
A.电压表V1(量程0~3V,内阻约3kΩ)
B.电压表V2(量程0~15V,内阻约15kΩ)
C.电流表A1(量程0~3A,内阻约0.01Ω)
D.电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω)
E.滑动变阻器R1(0~20Ω)
F.滑动变阻器R2(0~500Ω)
G.电源E(电动势为3.0V)及开关和导线若干
该同学从以上器材中选择合适的器材连接好电路进行测量,滑动变阻器应选择_________(填器材前的字母),为操作简便、能耗较小,则实验电路应选用图_________。
【答案】(1)101.4
(2) ①. ×1 ②. 欧姆调零 ③. 5##5.0
(3) ①. E ②. ②
【解析】
【小问1详解】
10分度游标卡尺精度为0.1mm,主尺读数:101mm,游标尺第四格与主尺对齐,读数为4×0.1mm=0.4mm,总长度l=101.4mm
【小问2详解】
①[1]当用“×10”挡时,正确操作后,发现指针偏转角度过大,被测电阻小,倍率太大,换小倍率:×1挡。
③[2][3]换挡后必须重新欧姆调零,红黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指向欧姆0刻度,这就是遗漏步骤。表盘指针指向5,倍率×1,电阻R=5×1Ω=5Ω。
【小问3详解】
电源电动势为3V,电压表选择A够用,造成的误差不大。估算最大电流,因此电流表选择D。题目中要求操作简单,能耗小,优先采用滑动变阻器限流式接法,选电阻小的滑动变阻器E。
Rx≈5Ω,Rv≈3000Ω,RA≈0.1Ω,则,故采用电流表外接法,因此电路图选择②。
三、计算题(共30分。应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不给分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
13. 如图,质量的子弹以速度射向静止在光滑水平桌面上的木块,木块质量,子弹进入木块后并未穿出,忽略木块质量的损失。求:
(1)子弹击中木块后共同运动的速度v;
(2)整个过程中子弹对木块的冲量I。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据动量守恒定律有
代入数据求得
【小问2详解】
根据动量定理,整个过程中子弹对木块的冲量为
代入数据求得
14. 如图所示,竖直平面内有两个水平固定的等量同种负点电荷,A、O、B在两电荷连线的中垂线上,O为两电荷连线中点,,将一带正电的小球由A点静止释放,小球可最远运动至O点,已知小球的质量为m、电量为q。若在A点给小球一竖直向上的初速度,则小球向上最远运动至B点,重力加速度为g。求:
(1)小球在A点的初速度大小;
(2)A、O两点的电势差大小;
(3)该小球从A点以的初速度向上运动到B点的过程中经过O点时速度大小。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)由于,则根据等量同种电荷周围电场的对称行可知,带电小球从A点移动到O点与从B点移动到O点电场力做功相等,从带电小球从A点移动到B点电场力做功之和为零,故带电小球从A点移动到B点,根据动能定理有
解得,小球在A点的初速度大小为
(2)带电小球由A点静止释放移动到O点,根据动能定理有
则A、O两点的电势差大小为
(3)小球从A点以的初速度向上运动到O点,根据动能定理有
解得,小球经过O点时的速度大小为
15. 如图甲所示,真空中的电极可连续不断均匀地逸出电子(设电子的初速度为零),经加速电场加速,由小孔穿出,沿两个彼此绝缘且靠近的水平金属板A、B的中线射入偏转电场,A、B两板距离为d,A、B板长为L,AB两板间加周期性变化的电场UAB,如图乙所示,周期为T,加速电压U1=,其中m为电子质量、e为电子电荷量,T为偏转电场的周期,不计电子的重力,不计电子间的相互作用力,且所有电子都能离开偏转电场,求:
(1)电子从加速电场U1飞出后的水平速度v0的大小;
(2)t=0时刻射入偏转电场的电子离开偏转电场时距A、B间中线的距离y;
(3)在0~内射入偏转电场的电子中从中线上方离开偏转电场的电子占离开偏转电场电子总数的百分比。
【答案】(1)
(2)
(3)50%
【解析】
【小问1详解】
电子在加速电场中加速,由动能定理得
解得
【小问2详解】
电子在偏转电场中做类平抛运动,水平方向
解得
t=0时刻进入偏转电场的电子加速度
电子离开电场时距离A、B中心线的距离
解得
【小问3详解】
在0~内射入偏转电场的电子,设向上的方向为正方向,设电子恰在A、B间中线离开偏转电场,则电子先向上做初速度为零、加速度大小为a的匀加速直线运动,经过时间t′后速度
此后两板间电压大小变为3U0,加速度大小变为
电子向上做加速度大小为3a的匀减速直线运动,速度减为零后,向下做初速度为零、加速度大小为3a的匀加速直线运动,最后回到A、B间的中线,经历的时间为,则
解得
则能够从中线上方向离开偏转电场的电子的发射时间为
则在0~时间内,从中线上方离开偏转电场的电子占离开偏转电场电子总数的百分比
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