2022-2023學(xué)年廣東省廣州市執(zhí)信中學(xué)高二上學(xué)期期中考試物理試題本試卷分選擇題和非選擇題兩部分,共5頁(yè),滿分100分,考試用時(shí)75分鐘。第一部分選擇題(共46分)一、選擇題(1到7題為單項(xiàng)選擇,每題只有一個(gè)選項(xiàng)正確,每題4分,共28分;8到10題為多項(xiàng)選擇,有兩個(gè)或兩個(gè)以上的正確選項(xiàng),每題6分,漏選得3分,錯(cuò)選得0分,共18分。)1. 下列說法正確的是(  )A. 電流既有大小又有方向,是矢量B. 電源的電動(dòng)勢(shì)就是電源兩端的電壓大小C. 電動(dòng)勢(shì)為1.5V的干電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)比電動(dòng)勢(shì)為2V的蓄電池弱D. 電動(dòng)勢(shì)的單位跟電壓的單位一樣,都是伏特,所以電動(dòng)勢(shì)就是電壓【答案】C【解析】【詳解】A.電流雖然既有大小又有方向,但是運(yùn)算的時(shí)候不遵循平行四邊形定則,不是矢量,A錯(cuò)誤;B.電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓,B錯(cuò)誤;C.電動(dòng)勢(shì)是描述電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量。故電動(dòng)勢(shì)為1.5V的干電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)比電動(dòng)勢(shì)為2V的蓄電池弱,C正確;D.電動(dòng)勢(shì)和電壓雖然具有相同的單位,但它們是本質(zhì)不同的兩個(gè)物理量。它們描述的對(duì)象不同:電動(dòng)勢(shì)是電源具有的,是描述電源將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量,電壓是反映電場(chǎng)力做功本領(lǐng)的物理量,D錯(cuò)誤。故選C。2. 如圖甲,一長(zhǎng)方體導(dǎo)電材料的長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c;且a>b>c,通入沿PQ方向的電流時(shí),導(dǎo)電材料兩端的電壓U與其通過的電流I的關(guān)系圖像如圖乙所示。下列說法正確的是( ?。?/span>A. 導(dǎo)電材料兩端所加電壓為10V時(shí),其電阻為10ΩB. 隨著所加電壓的逐漸增大,該導(dǎo)電材料的電阻逐漸增大C. 隨著所加電壓的逐漸增大,該導(dǎo)電材料的導(dǎo)電能力變差D. 該導(dǎo)電材料沿PQ方向通電時(shí)比沿MN方向通電時(shí)電阻大【答案】D【解析】【詳解】A.根據(jù)電阻定義式可知導(dǎo)電材料兩端所加電壓為10V時(shí),其電流為0.5A,所以電阻為20Ω,A錯(cuò)誤;B.圖像上各點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率表示電阻,由圖可知,斜率在逐漸的變小,說明隨著所加電壓的逐漸增大,該導(dǎo)電材料的電阻逐漸減小,B錯(cuò)誤;C.隨著所加電壓的逐漸增大,該導(dǎo)電材料的電阻逐漸減小,說明該導(dǎo)電材料的導(dǎo)電能力變好了,C錯(cuò)誤;D.由電阻定律 可知兩式作比可得由題可知
 D正確。故選D3. 如圖所示,在xOy坐標(biāo)系中,x軸上關(guān)于y軸對(duì)稱的AC兩點(diǎn)固定等量異種點(diǎn)電荷+Q、-Q,B、D兩點(diǎn)分別位于第二、四象限,ABCD為平行四邊形,邊BCAD分別與y軸交于E、F兩點(diǎn),以下說法正確的是( ?。?/span>A. E、F兩點(diǎn)電勢(shì)不相等B. B、D兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度不相同C. 試探電荷+qB點(diǎn)移到D點(diǎn),電勢(shì)能增加D. 試探電荷+qB點(diǎn)移到E點(diǎn)和從F點(diǎn)移到D點(diǎn),電場(chǎng)力對(duì)+q做的功相同【答案】D【解析】【詳解】A.等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線和等勢(shì)線如圖所示可知等量異種點(diǎn)電荷+Q、-Q連線中垂線是一條等勢(shì)線,所以軸是一條等勢(shì)線,EF兩點(diǎn)電勢(shì)相等,故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)電場(chǎng)線的分布情況和對(duì)稱性可知,B、D兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向都相同,故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)沿著電場(chǎng)線電勢(shì)降低可知,B點(diǎn)電勢(shì)高于D點(diǎn)電勢(shì),而正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能大,故試探電荷+qB點(diǎn)移到D點(diǎn),電勢(shì)能減小,故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)電場(chǎng)線的分布情況和對(duì)稱性可知,BE間的電勢(shì)差等于F、D點(diǎn)間的電勢(shì)差,根據(jù)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差關(guān)系可知試探電荷+qB點(diǎn)移到E點(diǎn)和從F點(diǎn)移到D點(diǎn),電場(chǎng)力對(duì)+q做的功相同,故D正確。故選D。4. 受疫情影響,醫(yī)用口罩成為了大眾生活的必需品,而熔噴布是醫(yī)用口罩的最核心的材料。如圖所示,工廠在生產(chǎn)熔噴布時(shí)為了實(shí)時(shí)監(jiān)控其厚度,通常要在生產(chǎn)流水線上設(shè)置傳感器,其中AB為平行板電容器的上、下兩個(gè)極板,上下位置均固定,且分別接在恒壓直流電源的兩極上(B接正極,A接負(fù)極),G是靈敏電流計(jì)。熔噴布變厚會(huì)導(dǎo)致電介質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)增大,當(dāng)熔噴布勻速?gòu)膬蓸O板間穿過時(shí),關(guān)于說法正確的是( ?。?/span>A. 熔噴布突然變厚時(shí),A、B兩板上的電荷量減少B. 熔噴布突然變厚時(shí),A、B兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增強(qiáng)C. 熔噴布突然變厚時(shí),有自ba的電流流過靈敏電流計(jì)D. 熔噴布的厚度未發(fā)生變化時(shí),靈敏電流計(jì)讀數(shù)不為零【答案】C【解析】【詳解】ABC.熔噴布變厚會(huì)導(dǎo)致電介質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)增大,由電容器電容的定義式 和決定式 可知電容器的電容增大,不發(fā)生變化,上下極板位置均固定,即兩板間距離不發(fā)生變化,所以A、B兩板上的電荷量增加,電場(chǎng)強(qiáng)度不變,是一個(gè)充電過程,有自ba的電流流過靈敏電流計(jì),AB錯(cuò)誤,C正確;D.熔噴布的厚度未發(fā)生變化時(shí),電容器既不充電也不放電,靈敏電流計(jì)讀數(shù)為零,D錯(cuò)誤。故選C。5. 如圖所示,將一只滿偏電流為100mA、內(nèi)阻為40Ω的表頭改裝成測(cè)電流、電壓兩用的電表,已知R1 = 10Ω,R2 = 92Ω。下列說法正確的是(   A. Oa端是電流表,量程為600mA B. Ob端是電壓表,量程為50VC. Oa端是電流表,量程為400mA D. Ob端是電壓表,量程為5V【答案】B【解析】【詳解】AC.接Oa端,R1分流,所以是電流表,量程為AC錯(cuò)誤;BD.接Ob端,R2分壓,所以是電壓表,量程為U = IgRgIR2 = 50VB正確,D錯(cuò)誤。故選B6. 從生活走向物理,從物理走向社會(huì),物理和生活息息相關(guān),聯(lián)系生活實(shí)際是學(xué)好物理的基礎(chǔ)。下列有關(guān)電學(xué)知識(shí)的相關(guān)說法,不正確的是( ?。?/span>A. 圖甲中工作人員在超高壓帶電作業(yè)時(shí),穿用金屬絲編制的工作服比絕緣橡膠服更安全B. 圖乙中家用煤氣灶的點(diǎn)火裝置,是根據(jù)尖端放電的原理而制成的C. 圖丙中避雷針的示意圖,是在高大建筑物屋頂插入一根尖銳的導(dǎo)體棒地引線與接地裝置連接可防止建筑物被雷擊D. 圖丁為靜電噴漆的示意圖,靜電噴漆時(shí)使被噴的金屬件與油漆霧滴帶相同的電荷,這樣使油漆與金屬表面在靜電力作用下噴涂更均勻【答案】D【解析】【詳解】A.圖甲中超高壓帶電作業(yè)的工作人員,為了保證他們的安全,他們必須穿上金屬絲制成的衣服,以起到靜電屏蔽的作用,A正確;B.圖乙中家用煤氣灶的點(diǎn)火裝置,是根據(jù)尖端放電的原理而制成的,B正確;C.圖丙中避雷針的示意圖,是在高大建筑物屋頂插入一根尖銳的導(dǎo)體棒地引線與接地裝置連接,把靜電導(dǎo)入大地,可防止建筑物被雷擊,C正確;D.噴槍噴出的油漆微粒帶正電,因相互排斥而散開,形成霧狀,被噴涂的物體帶負(fù)電,對(duì)霧狀油漆產(chǎn)生引力,把油漆吸到表面,可以使油漆與金屬表面結(jié)合的更牢固,D錯(cuò)誤。本題選擇錯(cuò)誤的,故選D。7. 空間中一靜電場(chǎng)的某物理量在x軸上分布情況如圖所示,其中,則( ?。?/span>A. 若為E-x圖像,則φA=φBB. 若為E-x圖像,則將一電子由A沿x軸移向B,電場(chǎng)力先做負(fù)功再做正功C. 若為φ-x圖像,則EAEB相同D. 若為φ-x圖像,在A自由釋放一質(zhì)子,其僅在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)到B,加速度先變小后增大【答案】D【解析】【詳解】AB.若為Ex圖像,由圖像知,AB電場(chǎng)強(qiáng)度一直是負(fù)值,表明電場(chǎng)方向一直是沿x軸負(fù)方向,沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低,因此AB電勢(shì)是升高的,則A、B之間電場(chǎng)方向一直是沿x軸負(fù)方向,電子受到的電場(chǎng)力方向指向x軸正方向,所以電場(chǎng)力一直做正功,故AB錯(cuò)誤;C.若為φx圖像,其斜率代表電場(chǎng)強(qiáng)度,則A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,但方向相反,故C錯(cuò)誤;D.若為φx圖像,AO電勢(shì)降低,電場(chǎng)方向指向x軸正方向,在A點(diǎn)靜止釋放質(zhì)子所受電場(chǎng)力方向指向x軸正方質(zhì)子將向x軸正方向運(yùn)動(dòng),由圖像斜率變化可知電場(chǎng)強(qiáng)度先變小,在O點(diǎn)為零,OB過程電場(chǎng)反向逐漸變大,所以質(zhì)子的加速度先變小后變大,故D正確。故選:D。8. 如圖所示,甲、乙兩個(gè)帶電小球用不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線懸掛在同一水平天花板上,兩帶電小球所帶電荷量相等但電性相反。此時(shí)兩小球在庫(kù)侖力的作用下,在同一水平面上處于靜止?fàn)顟B(tài)。若以水平天花板為重力勢(shì)能的零勢(shì)能面,與甲、乙兩球連接的細(xì)線與豎直方向的夾角分別為,且。現(xiàn)用一金屬導(dǎo)線把兩球連接后立即拿開,兩球都開始運(yùn)動(dòng),則下列說法中正確的是( ?。?/span>A. 甲球的質(zhì)量大于乙球的質(zhì)量B. 甲球的機(jī)械能大于乙球的機(jī)械能C. 甲球的最大速度大于乙球的最大速度D. 甲球的最大動(dòng)能小于乙球的最大動(dòng)能【答案】BC【解析】【詳解】AB.對(duì)兩球進(jìn)行受力分析,由于兩球在水平方向所受庫(kù)侖力大小相等,且兩球處于同一水平面上,根據(jù)力的平衡有根據(jù)幾何關(guān)系有因?yàn)?/span>所以一定小于,且而甲、乙兩球機(jī)械能所以A錯(cuò)誤、B正確;C.根據(jù)機(jī)械能守恒定律得兩球在最低點(diǎn)時(shí)速度最大,分別為所以有C正確;D.最大動(dòng)能分別為由于可知甲球的最大動(dòng)能大于乙球的最大動(dòng)能,D錯(cuò)誤。故選BC。9. 如圖所示,固定的光滑絕緣斜面上方存在沿斜面向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),將一帶正電小球(視為質(zhì)點(diǎn))從斜面頂端A點(diǎn)由靜止釋放,一段時(shí)間后小球與下方輕質(zhì)絕緣彈簧在B點(diǎn)開始接觸并壓縮彈簧。若在小球從釋放至小球到達(dá)最低點(diǎn)C的過程中小球克服電場(chǎng)力做的功為W,彈簧始終處于彈性限度內(nèi),則下列說法正確的是(  )A. 小球反彈后可到達(dá)A點(diǎn)B. 小球通過B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最大C. 小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中速度先增大后減小D. 小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中,小球與彈簧的機(jī)械能的減少量為W【答案】ACD【解析】【詳解】A.根據(jù)能量守恒定律可知,系統(tǒng)重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、動(dòng)能及電勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,因此小球反彈后可到達(dá)A點(diǎn),選項(xiàng)A正確;BC.經(jīng)分析可知,小球在B、C兩點(diǎn)間的某處(設(shè)為D點(diǎn))所受合力為零,小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過程中,小球所受合力沿斜面向下,小球從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中,小球所受合力沿斜面向上,因此小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中速度先增大后減小,且小球通過D點(diǎn)時(shí)的速度最大,動(dòng)能最大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤、C正確;D.小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的過程中,小球電勢(shì)能的增加量為W,根據(jù)功能關(guān)系可知,該過程中小球與彈簧的機(jī)械能減少,減少量為W,選項(xiàng)D正確。故選ACD。10. 如圖所示,閉合開關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器R的滑片向右滑動(dòng)的過程中(  )A. 電流表的示數(shù)變小B. 電流表的示數(shù)變小C. 電壓表的變化量與電流表的變化量的比值變小D. 電壓表的變化量與電流表的變化量的比值不變【答案】AD【解析】【詳解】A.當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片向右滑動(dòng)的過程中,滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大,電路總電阻變大,根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知,干路電流變小,電流表A1的示數(shù)變小,故A正確;B.由于干路電流變小,根據(jù)可知外電路兩端的電壓變大,電阻R1兩端的電壓變小,電壓表兩端電壓變大,即電壓表V的示數(shù)變大,通過電阻R2的電流變大,即電流表A2的示數(shù)變大, B錯(cuò)誤;C.根據(jù)歐姆定律可得可知電壓表的變化量與電流表的變化量的比值不變,故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)閉合電路歐姆定律得變式得可知保持不變,故D正確。故選AD。第二部分非選擇題二、實(shí)驗(yàn)題(請(qǐng)將答案寫在答卷的相應(yīng)空格處,共12分)11. 如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置可用來探究影響平行板電容器的因素,其中電容器左側(cè)極板A和靜電計(jì)外殼接地,電容器右極板B與靜電計(jì)金屬球相連。使電容器帶電后與電源斷開。1)關(guān)于此實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是________;A.本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是控制變量法B.使用靜電計(jì)的目的是測(cè)量電容器電量的變化情況CA板與靜電計(jì)的指針帶的是異種電荷D.靜電計(jì)可以用電壓表替代2)保持B板不動(dòng),將A板向右移動(dòng),靜電計(jì)指針張角______________;保持板不動(dòng),向兩板間插入陶瓷片,靜電計(jì)指針張角______________;(填“增大”、“減小”或“不變”)3)改變相關(guān)因素使電容器電容發(fā)生變化,從而可以測(cè)量某些物理量,因此可制作電容式傳感器。保持B板不動(dòng),將A板上下移動(dòng)會(huì)使靜電計(jì)指針的偏角變化。下列傳感器電容變化和此原理相同的是________;【答案】    ①. AC##CA    ②. 減小    ③. 減小    ④. BD##DB【解析】【詳解】1[1]A.本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是控制變量法,其它物理量不變,改變其中某一個(gè)物理量,A正確;B.靜電計(jì)測(cè)量是電勢(shì)差,該實(shí)驗(yàn)電量不發(fā)生變化,B錯(cuò)誤;C.靜電計(jì)與B板連接,所以與A板帶的是異種電荷,C正確;D.電壓表必須有電流通過才行,所以不能用電壓表代替,D錯(cuò)誤。故選AC。2[2]A板向右移動(dòng),根據(jù) 得電容變大,根據(jù)電量不變,電勢(shì)差減小,靜電計(jì)指針張角減小。[3]向兩板間插入陶瓷片,電容增大,同理,張角減小。3[4]保持B板不動(dòng),將A板上下移動(dòng),目的是改變兩極板的正對(duì)面積,由此可知,BD符合題意,A圖為改變介電常數(shù),C圖為改變兩極板間距。故選BD。12. 熱敏電阻包括正溫度系數(shù)電阻器(PTC)和負(fù)溫度系數(shù)電阻器(NTC),正溫度系數(shù)電阻器的電阻隨溫度的升高而增大,負(fù)溫度系數(shù)電阻器的電阻隨溫度的升高而減小。某實(shí)驗(yàn)小組選用下列器材探究某一熱敏電阻Rx的導(dǎo)電特性,A.電池組(3V、內(nèi)阻B.電流表(00.6A,內(nèi)阻約0.125ΩC.電壓表(03V,內(nèi)阻約4kΩD.滑動(dòng)變阻器(020Ω,允許最大電流1AE.滑動(dòng)變阻器(02000Ω,允許最大電流0.3AF.開關(guān)、導(dǎo)線1)實(shí)驗(yàn)采用的電路圖如圖所示,則滑動(dòng)變阻器選___________。(填儀器前的字母序號(hào))2)用該電路測(cè)量電阻,測(cè)量值比真實(shí)值___________(選填“偏大”或“偏小”)。3)該小組測(cè)出某個(gè)熱敏電阻的UI圖像如圖所示,請(qǐng)分析說明該曲線對(duì)應(yīng)的熱敏電阻是___________熱敏電阻(選填“PTC”或“NTC”)。4)在本實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)用螺旋測(cè)微器測(cè)該電阻絲的直徑如圖所示,直徑為___________mm。【答案】    ①. D    ②. 大于    ③. PTC    ④. 4.487mm【解析】【詳解】1[1]滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法,則選小范圍阻值,故選D。2[2]電流表采用內(nèi)接法,則電阻的測(cè)量值大于真實(shí)值。3[3]由圖可知,UI圖像中圖線上各點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率逐漸變大,則阻值隨溫度的升高而增大,說明該曲線對(duì)應(yīng)的熱敏電阻是PTC熱敏電阻。4[4]螺旋測(cè)微器測(cè)得該電阻絲的直徑為三、計(jì)算題(3小題,共42分,解答應(yīng)寫出必要的文字說明。方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13. 如圖所示,水平地面上固定一個(gè)粗糙絕緣斜面,斜面與水平面的夾角,斜面底端固定帶電體A,A的電荷量為,在A正上方h=0.1m處固定另一帶電體BB的電荷量為斜面上質(zhì)量m=0.9kg,電荷量的帶正電物塊C與斜面底端帶電體A相距L=0.1m,并處于靜止?fàn)顟B(tài)。(靜電力常數(shù),重力加速度,帶電物體均視為點(diǎn)電荷),求:1)帶電體A、B在物塊C處產(chǎn)生的合電場(chǎng)強(qiáng)度;2)物塊C保持靜止?fàn)顟B(tài),斜面的滑動(dòng)摩擦系數(shù)應(yīng)滿足什么條件?【答案】1;(2【解析】【詳解】1)如圖,由幾何關(guān)系可知為等邊三角形,三條邊長(zhǎng)均為由點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)表達(dá)式可知,A、BC處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)分別為場(chǎng)強(qiáng)方向如圖,由幾何關(guān)系可知帶電體A、B在物塊C處產(chǎn)生合電場(chǎng)強(qiáng)度為2)對(duì)C受力分析如圖則有聯(lián)立解得14. 如圖所示,在豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系xOy,x軸水平,y軸豎直,在第二象限有沿x軸正方向勻強(qiáng)電場(chǎng),其電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E,一長(zhǎng)為L的絕緣輕繩一端固定在A0,2L)點(diǎn),另一端系一帶負(fù)電的小球(視為質(zhì)點(diǎn)),電荷量為m為小球質(zhì)量,g為重力加速度),開始時(shí)繩剛好水平拉直,現(xiàn)將小球靜止釋放。1)求小球從第一象限通過y軸時(shí)繩中的拉力大??;2)若小球運(yùn)動(dòng)到y軸時(shí)輕繩斷裂,小球能到達(dá)x軸上的B點(diǎn)(未畫出),求B點(diǎn)的位置坐標(biāo);3)若小球能在細(xì)繩作用下通過y軸繼續(xù)運(yùn)動(dòng),則在什么位置速度最大,并求出速度的最大值(結(jié)果可用根號(hào)表示)。【答案】1;(2;(3,【解析】【詳解】1)由動(dòng)能定理可得由向心力公式可得聯(lián)立解得通過y軸時(shí)繩中的拉力大小為2)繩子斷裂后,由運(yùn)動(dòng)的合成與分解可得,小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),在水平方向上做初速度為的勻加速直線運(yùn)動(dòng),則有聯(lián)立解得所以B點(diǎn)的坐標(biāo)為。3)由動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化可知,當(dāng)小球在繩子的約束下運(yùn)動(dòng)到沿著電場(chǎng)力和重力合力方向的最低點(diǎn)時(shí),小球的速度最快。由題可知所以當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到第二象限、繩子與y軸負(fù)方向成時(shí),小球的速度最快;設(shè)此位置為C點(diǎn),則此時(shí)小球的橫坐標(biāo)為縱坐標(biāo)為由動(dòng)能定理可得解得15. 如圖所示,兩平行金屬板A、B長(zhǎng)L=8cm,兩板間距離d=8cm,A板比B板電勢(shì)高300V,一不計(jì)重力的帶正電的粒子電荷量q10-10C,質(zhì)量m10-20kg,沿電場(chǎng)中心線RD垂直電場(chǎng)線飛入電場(chǎng),初速度v02×106m/s,粒子飛出平行板電場(chǎng)后可進(jìn)入界面MN、PS間的無電場(chǎng)區(qū)域.已知兩界面MN、PS相距為12cm,D是中心線RD與界面PS的交點(diǎn).1)粒子穿過MN時(shí)偏離中心線RD的距離以及速度大???2)粒子到達(dá)PS界面時(shí)離D點(diǎn)的距離為多少?3)設(shè)ORD延長(zhǎng)線上的某一點(diǎn),我們可以在O點(diǎn)固定一負(fù)點(diǎn)電荷,使粒子恰好可以繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),求在O點(diǎn)固定的負(fù)點(diǎn)電荷的電量為多少?(靜電力常數(shù)k = 90×109N·m2/C2,保留兩位有效數(shù)字)【答案】1,23【解析】【詳解】(1)粒子進(jìn)入A、B后應(yīng)做類平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)在A、B板間運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度大小為a,時(shí)間為t1,在MN界面處速度為v,沿MN的分速度為vy,偏轉(zhuǎn)位移為y,v與水平夾角為α,運(yùn)動(dòng)軌跡如圖則:由以上各式,代入數(shù)據(jù)求得: ,,故粒子通過MN界面時(shí)的速度為:(2)帶電粒子在離開電場(chǎng)后將做勻速直線運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)軌跡與PS線交于a點(diǎn),設(shè)a到中心線的距離為Y則:解得:(3)粒子穿過界面PS后將繞電荷Q做勻速圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,由幾何關(guān)系得:,即得:【點(diǎn)睛】1)由類平拋知識(shí),帶入數(shù)值便可求出偏離RD的距離;帶電粒子在離開電場(chǎng)后將做勻速直線運(yùn)動(dòng),求出時(shí)間即可知道aD的距離;(2)庫(kù)侖力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律聯(lián)合即可求得電量及其電性. 

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