贵州贵阳花溪清华中学高二实验上周末小测物理(解析版)
高中物理考试
考试时间:
分钟
满分:
55 分
*注意事项:
1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写 2、提前 xx 分钟收取答题卡
第Ⅰ卷 客观题
第Ⅰ卷的注释
一、选择题(共7题,共35分)
1、 如图,在匀强电场E中,一带电粒子-q的初速度恰与电场线方向相同,则带电粒子-q在开始运动后,将 A.沿电场线方向做匀加速直线运动 B、沿电场线方向做变加速直线运动 C.沿电场线方向做匀减速直线运动 D.偏离电场线方向做曲线运动 2、 如图,有一带电粒子贴着A板沿水平方向输入匀强电场,当偏转电压为时,带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出:当偏转电压为时,带电粒子沿②轨迹落到B板中间;设粒子两次射入电场的水平速度相同,则两次偏转电压之比为( ) A. B. C. D. 3、 两平行金属板相距为d,电势差为U,一电子质量为m,电荷量为e,从O点沿垂直于极板的方向射出,最远到达A点,然后返回,如图,OA=h,此电子具有的初动能是 A. B. C. D. 4、 下列粒子从静止状态经过电压为U的电场加速后速度最大的是 A.质子 B.氘核 C.粒子 D.钠离子 5、 如图,两极板与电源相连,电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场,且恰好从正极板边缘飞出,现在使电磁入射速度变为原来的两倍,而电子仍从原位置射入,且仍从正极板边缘飞出,则两极板的间距应变为原来的 A.2倍 B.4倍 C. D. 6、 如图,电子在电势差为的电场中加速后,垂直进入电势差为的偏转电场,在满足电子能射出的条件下,下列四种情况中,一定能使电子的偏转角变大的是 A. 变大,变大 B. 变小,变大 C. 变大,变小 D. 变小,变小 7、 如图所示,一束带电粒子(不计重力)垂直电场方向进入偏转电场,试讨论在与以下情况中,粒子应具有什么条件,才能得到相同的偏转距离y和偏转角,已知粒子的电荷量为q,质量为m,极板长度为,间距d,电势差为U,,d,U为定值,q、m为不定值, (1)以相同的初速度进入偏转电场; (2)以相同的初动能进入偏转电场; (3)先由同一电场直线加速后再进入偏转电场。
二、填空题(共1题,共5分)
8、 如图,带电粒子进入匀强电场中做类平抛运动,U,d,L,m,q,已知,请完成下列填空。 (1)穿越时间; (2)末速度; (3)侧向位移____________,对于不同的带电粒子若以相同的速度射入,则y与_________成正比,若以相同的动能射入,则y与__________成正比,若经相同的电压加速后射入,则,与m、q无关,随加速电压的增大而______,随偏转电压的增大而____________。 (4)偏转角正切;
三、解答题(共3题,共15分)
9、 一个电子(质量为kg,电荷量为C)以=的初速度沿着匀强电场的电场线方向飞入匀强电场,已知匀强电场的电场强度大小E=N/C,不计重力,求: (1)电子在电场中运动的加速度大小; (2)电子进入电场的最大距离; (3)电子进入电场最大距离的一半时的动能。 10、 一束初速度不计的电子流在经U=5000V的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若板间距离d=1.0cm,板长l=5.0cm,那么: (1)要使电子能从平行板间飞出,两个极板上最多能加多大的电压? (2)若在偏转电场右侧距极板L=2.5cm处放置一半径R=0.5cm的光屏(中线过光屏中心且与光屏垂直),要使电子能从平行板间飞出,且打到光屏上,则两个极板上最多能加多大的电压? 11、 如图,虚线左侧有一场强为的匀强电场,在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为的匀强电场,在虚线PQ右侧相距也为L处由一电场平行的屏,现将一电子(电荷量为e,质量为m)无初速度放入电场中的A点,最后打在右侧的屏上,AO连线与屏垂直,垂足为O,求: (1)电子从释放到打到屏上所用的时间; (2)电子刚射出电场时的速度方向与AO连线夹角的正切值; (3)电子打到屏上的点P到O点的距离x。 |
---|
贵州贵阳花溪清华中学高二实验上周末小测物理(解析版)
1、
如图,在匀强电场E中,一带电粒子-q的初速度恰与电场线方向相同,则带电粒子-q在开始运动后,将
A.沿电场线方向做匀加速直线运动
B、沿电场线方向做变加速直线运动
C.沿电场线方向做匀减速直线运动
D.偏离电场线方向做曲线运动
C
试题分析:负电荷受到的电场力与电场方向相反,所以粒子受到水平向左的电场力,大小恒定,与运动方向相反,所以沿电场线方向做匀减速直线运动,ABD错误C正确;
2、
如图,有一带电粒子贴着A板沿水平方向输入匀强电场,当偏转电压为时,带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出:当偏转电压为时,带电粒子沿②轨迹落到B板中间;设粒子两次射入电场的水平速度相同,则两次偏转电压之比为( )
A. B.
C. D.
A
试题分析:带点粒子在电场中做类似平抛运动,将合运动沿着平行平板和垂直平板方向正交分解,有,,解得,故,A正确
3、
两平行金属板相距为d,电势差为U,一电子质量为m,电荷量为e,从O点沿垂直于极板的方向射出,最远到达A点,然后返回,如图,OA=h,此电子具有的初动能是
A. B. C. D.
D
试题分析:设出电子的初动能,末动能为零,极板间的电场,根据动能定理:,解得:,D正确;
4、
下列粒子从静止状态经过电压为U的电场加速后速度最大的是
A.质子 B.氘核 C.粒子 D.钠离子
A
试题分析:根据动能定理可得,解得,所以只要大,则速度大,A中为1,B中为,C中为,D中为,故A正确;
5、
如图,两极板与电源相连,电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场,且恰好从正极板边缘飞出,现在使电磁入射速度变为原来的两倍,而电子仍从原位置射入,且仍从正极板边缘飞出,则两极板的间距应变为原来的
A.2倍 B.4倍 C. D.
C
试题分析:电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场,且恰好从正极板边缘飞出,则电子在电场中做类平抛运动,沿电场方向有,水平方向上有,其中,联立可得,若电子的速度变为原来的两倍,仍从正极板边沿飞出,则由上式可得两极板的间距d应变为原来,C正确;
6、
如图,电子在电势差为的电场中加速后,垂直进入电势差为的偏转电场,在满足电子能射出的条件下,下列四种情况中,一定能使电子的偏转角变大的是
A. 变大,变大 B. 变小,变大
C. 变大,变小 D. 变小,变小
B
试题分析:经过加速电场后,根据动能定理:,在偏转电场中,,,故可得偏转角的正切值,若使偏转角变大即变大,由上式看出可以增大,减小,B正确;
7、
如图所示,一束带电粒子(不计重力)垂直电场方向进入偏转电场,试讨论在与以下情况中,粒子应具有什么条件,才能得到相同的偏转距离y和偏转角,已知粒子的电荷量为q,质量为m,极板长度为,间距d,电势差为U,,d,U为定值,q、m为不定值,
(1)以相同的初速度进入偏转电场;
(2)以相同的初动能进入偏转电场;
(3)先由同一电场直线加速后再进入偏转电场。
(1)需要比荷相等(2)需要电荷量q相等(3),
试题分析:粒子做类似平抛运动,有:,,,,,,联立解得:①
②
(1)以相同的初速度v0进入偏转电场,根据①②,需要比荷相等;
(2)以相同的初动能Ek0进入偏转电场,根据①②,需要电荷量q相等;
(3)先由同一电场直线加入后再进入偏转电场,根据动能定理,有:
则①式变为;②式变为;故粒子的轨迹一定相同;
8、
如图,带电粒子进入匀强电场中做类平抛运动,U,d,L,m,q,已知,请完成下列填空。
(1)穿越时间;
(2)末速度;
(3)侧向位移____________,对于不同的带电粒子若以相同的速度射入,则y与_________成正比,若以相同的动能射入,则y与__________成正比,若经相同的电压加速后射入,则,与m、q无关,随加速电压的增大而______,随偏转电压的增大而____________。
(4)偏转角正切;
(1)(2)(3);;减小,增大(4)
试题分析:(1)粒子在水平方向上做匀速直线运动,所以穿出时的水平位移为L,所以为
(2)在电场方向做匀加速直线运动,所以穿出电场时的位移为,其中,则,根据动能定理,解得
(3)侧向位移,对于不同的带电粒子若以相同的速度射入,则;若以相同的动能射入,;根据可知随加速电压的增大而减小,随偏转电压的增大而增大
(4)因为,所以
9、
一个电子(质量为kg,电荷量为C)以=的初速度沿着匀强电场的电场线方向飞入匀强电场,已知匀强电场的电场强度大小E=N/C,不计重力,求:
(1)电子在电场中运动的加速度大小;
(2)电子进入电场的最大距离;
(3)电子进入电场最大距离的一半时的动能。
(1)(2)(3)
试题分析:(1)电子沿着匀强电场的电场线方向飞入,仅受电场力作用,做匀减速运动,由牛顿第二定律,得:,
得:
(2)电子做匀减速直线运动.由运动学公式得:,得:.
(3)根据动能定理可得,解得
10、
一束初速度不计的电子流在经U=5000V的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若板间距离d=1.0cm,板长l=5.0cm,那么:
(1)要使电子能从平行板间飞出,两个极板上最多能加多大的电压?
(2)若在偏转电场右侧距极板L=2.5cm处放置一半径R=0.5cm的光屏(中线过光屏中心且与光屏垂直),要使电子能从平行板间飞出,且打到光屏上,则两个极板上最多能加多大的电压?
(1)400V(2)200V
试题分析:(1)在加速电压一定时,偏转电压U′越大,电子在极板间的偏转距离就越大.当偏转电压大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出,此时的偏转电压,即为题目要求的最大电压.加速过程,由动能定理得:①
进入偏转电场,电子在平行于板面的方向上作匀速运动②
在垂直于板面的方向上作匀加速直线运动,加速度:③,偏转距离④能飞出的条件为⑤
解①~⑤式得:
即要使电子能飞出,所加电压最大为400V.
(2)设此时电场内的偏移量为y,则由几何关系得
又因,,解得
即加在两极板上的电压最大不得超过200V
11、
如图,虚线左侧有一场强为的匀强电场,在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为的匀强电场,在虚线PQ右侧相距也为L处由一电场平行的屏,现将一电子(电荷量为e,质量为m)无初速度放入电场中的A点,最后打在右侧的屏上,AO连线与屏垂直,垂足为O,求:
(1)电子从释放到打到屏上所用的时间;
(2)电子刚射出电场时的速度方向与AO连线夹角的正切值;
(3)电子打到屏上的点P到O点的距离x。
(1)(2)(3)
试题分析:(1)电子在电场中做初速度为零的匀加速直线运动,设加速度为,时间为,由牛顿第二定律和运动学公式得:,
电子进入电场时的速度为:③
进入电场到屏水平方向做匀速直线运动,时间为:④
电子从释放到打到屏上所用的时间为:⑤
联立①→⑤求解得:;
(2)设粒子射出电场时平行电场方向的速度为,由牛顿第二定律得:
电子进入电场时的加速度为:⑥⑦⑧
电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角的正切值为;⑨
联立①②③⑥⑦⑧⑨得:⑩
(3)带电粒子在电场中的运动轨迹如图所示:
设电子打到屏上的点P到O点的距离y,根据上图有几何关系得:(11)
联立⑩(11)得:.