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文档介绍
物理·吉林省吉林二中2016-2017学年高二上学期期中物理试卷+Word版含解析
全*品*高*考*网, 用后离不了!2016-2017学年吉林省吉林二中高二(上)期中物理试卷 一、选择题(共14题,每题4分,共56分.注:1-8题只有一个选项正确,9-14题有多个选项正确) 1.一带电粒子在电场中只受电场力作用时,它不可能出现的运动状态是( ) A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动 C.匀变速曲线运动 D.匀速圆周运动 2.真空中,A、B两点与点电荷Q的距离分别为r和3r,则A、B两点的电场强度大小之比为( ) A.3:1 B.1:3 C.9:1 D.1:9 3.对电流概念的正确理解是( ) A.通过导体的横截面的电量越多,电流越大 B.导体的横截面越大,电流越大 C.单位时间内通过导体横截面的电量越大,电流越大 D.导体中的自由电荷越多,电流越大 4.一金属球,原来不带电,现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN,如图所示,金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec,三者相比( ) A.Ea最大 B.Eb最大 C.Ec最大 D.Ea=Eb=Ec 5.如图所示,P、Q是两个电量相等的正点电荷,它们的连线中点是O,A、B是中垂线上的两点,<,用EA、EB、φA、φB分别表示A、B两点的场强和电势,则( ) A.EA一定大于EB,φA一定大于φB B.EA不一定大于EB,φA一定大于φB C.EA一定大于EB,φA不一定大于φB D.EA不一定大于EB,φA不一定大于φB 6.平行板电容器两板间的电压为U,板间距离为d,一个质量为m,电荷量为q的带电粒子从该电容器的正中央沿与匀强电场的电场线垂直的方向射入,不计重力.当粒子的入射初速度为v0时,它恰好能穿过电场而不碰到金属板.为了使入射初速度为v0的同质量的带电粒子也恰好能穿过电场而不碰到金属板,则在其它量不变的情况下,必须满足( ) A.使粒子的电荷量减半 B.使两极板间的电压减半 C.使两极板的间距加倍 D.使两极板的间距增为原来的4倍 7.如图所示,虚线为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV.当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为﹣8eV时,它的动能应为( ) A.8 eV B.13 eV C.20 eV D.34 eV 8.a、b、c三个α粒子由同一点垂直场强方向进入偏转电场,其轨迹如图所示,其中b恰好飞出电场,由此可以肯定( ) ①在b飞离电场的同时,a刚好打在负极板上; ②b和c同时飞离电场; ③进入电场时,c的速度最大,a的速度最小; ④动能的增量相比,c的最小,a和b的一样大. A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④ 9.如图所示的同心圆是电场中的一簇等势面,一个电子只在电场力作用下沿着直线由A向C运动时的速度越来越小,B为线段AC的中点,则有( ) A.电子沿AC运动时受到的电场力越来越小 B.电子沿AC运动时它具有的电势能越来越大 C.电势φA>φB>φC D.电势差UAB=UBC 10.某电场的电场线分布如图所示,以下说法正确的是( ) A.c点场强大于b点场强 B.a点电势高于b点电势 C.若将一试探电荷+q由a点释放,它将沿电场线运动到b点 D.若在d点再固定一点电荷﹣Q,将一试探电荷+q由a移至b的过程中,电势能减小 11.一个T型电路如图所示,电路中的电阻R1=10Ω,R2=120Ω,R3=40Ω,另有一测试电源,电动势为100V,内阻忽略不计,则( ) A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40Ω B.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40Ω C.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为80V D.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为80V 12.如图所示,平行直线表示电场线,但未标方向,带电为+10﹣2C的微粒在电场中只受电场力作用,由A点移到B点,动能损失0.1J,若A点电势为﹣10V,则( ) A.B点的电势为10伏 B.电场线方向从右向左 C.微粒的运动轨迹可能是轨迹1 D.微粒的运动轨迹可能是轨迹2 13.如图所示,图中五点均在匀强电场中,他们刚好是一个圆的四个等分点和圆心,已知其中三个点的电势、电场线与圆所在平面平行.下列有关圆心O、等分点的电势、电场强度的描述中正确的是( ) A.a点的电势为6V B.a点的电势为﹣2V C.O点的场强方向指向a点 D.O点的场强方向指向电势为2V的点 14.如图所示电路中,C2=2C1,R2=2R1,下列说法正确的是( ) A.开关处于断开状态,电容C1的电量大于电容C2的电量 B.开关处于断开状态,电容C2的电量大于电容C1的电量 C.开关处于接通状态,电容C2的电量大于电容C1的电量 D.开关处于接通状态,电容C1的电量等于电容C2的电量 二、实验题(共计14分) 15.某同学要描绘额定电压为2.5V小灯泡的I﹣U曲线, (1)请在图(甲)中为该同学设计实验电路图. (2)根据电路图,用笔画线代替导线,将图(乙)中的实验电路连接成完整实验电路. (3)开关S闭合之前,图(乙)中滑动变阻器的滑片应该置于 (选填“A端”“B端”或“AB正中间”). (4)该同学描绘小灯泡的I﹣U曲线如图(丙)所示,请估算该灯泡的额定功率为 W(保留三位有效数字). 三.计算题(共30分) 16.如图所示,一个电子(质量为m)电荷量为e,以初速度v0沿着匀强电场的电场线方向飞入匀强电场,已知匀强电场的场强大小为E,不计重力,问: (1)电子进入电场的最大距离. (2)电子进入电场最大距离的一半时的动能. 17.一束电子流在U1=500V的电压作用下得到一定速度后垂直于平行板间的匀强电场飞入两板间的中央,如图所示.若平行板间的距离d=1cm,板长l=5cm,求: (1)电子进入平行板间的速度多大? (2)至少在平行板上加多大电U2才能使电子不再飞出平行板?(电子电量1.6×10﹣19C,电子的质量9×10﹣31kg) 18.如图所示的匀强电场中,有a、b、c三点,ab=5cm,bc=12cm,其中ab沿电场方向,bc和电场线方向成60°角,一个电荷量为q=3×10﹣8C的正电荷从a移到b电场力做功为W1=1.2×10﹣7J,求: (1)匀强电场的场强E; (2)电荷从b移到c,电场力做的功W2; (3)a、c两点间的电势差Uac. 2016-2017学年吉林省吉林二中高二(上)期中物理试卷 参考答案与试题解析 一、选择题(共14题,每题4分,共56分.注:1-8题只有一个选项正确,9-14题有多个选项正确) 1.一带电粒子在电场中只受电场力作用时,它不可能出现的运动状态是( ) A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动 C.匀变速曲线运动 D.匀速圆周运动 【考点】电场强度;牛顿第二定律. 【分析】根据物体的初状态和受力情况判断物体的运动情况. 【解答】解:一带电粒子在电场中只受电场力作用时,合力不为0. A、物体合力不为0,不可能做匀速直线运动,故A错误. B、物体合力不为0,当初速度方向与加速度方向相同,而且合外力恒定,就做匀加速直线运动,故B正确. C、物体合力不为0,当初速度方向与加速度方向不在一条直线上,而且合外力恒定,物体就做匀变速曲线运动,故C正确. D、物体合力不为0,当合力与速度方向始终垂直,就可能做匀速圆周运动,故D正确. 答案选不可能出现的运动状态,故选:A. 2.真空中,A、B两点与点电荷Q的距离分别为r和3r,则A、B两点的电场强度大小之比为( ) A.3:1 B.1:3 C.9:1 D.1:9 【考点】点电荷的场强. 【分析】直接根据库伦定律公式计算出试探电荷q所受电场力,然后利用电场强度的定义式即可求出在M所在处的场强的大小. 【解答】解:引入一个试探电荷q,分别计算它在AB两点受的电场力. ,, 得:F1=9F2 根据电场强度的定义式:, 得: 故选:C 3.对电流概念的正确理解是( ) A.通过导体的横截面的电量越多,电流越大 B.导体的横截面越大,电流越大 C.单位时间内通过导体横截面的电量越大,电流越大 D.导体中的自由电荷越多,电流越大 【考点】电流、电压概念. 【分析】根据电流的定义I=可以分析决定电流的因素. 【解答】解:电流的大小取决于电荷量与时间的比值,即单位时间内通过导体横截面的电量越大,电流越大;与横截面的大小及自由电荷无关;故ABD错误,C正确; 故选:C. 4.一金属球,原来不带电,现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN,如图所示,金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec,三者相比( ) A.Ea最大 B.Eb最大 C.Ec最大 D.Ea=Eb=Ec 【考点】电场强度;电场的叠加. 【分析】静电平衡后,金属球内的合场强处处为零,则金属球上感应电荷产生的附加电场与带电的细杆MN产生的场强大小相等,方向相反,相互抵消.根据带电的细杆MN在abc三点产生的场强大小,判断金属球上感应电荷产生的电场在a、b、c三点的场强大小关系. 【解答】解:静电平衡后,金属球内的合场强处处为零,金属球上感应电荷产生的附加电场与带电的细杆MN产生的场强大小相等,方向相反,相互抵消.c点离带电的细杆MN最近,带电的细杆MN在c点处产生的场强最大,则金属球上感应电荷在c点处产生的场强最大,即Ec最大. 故选C 5.如图所示,P、Q是两个电量相等的正点电荷,它们的连线中点是O,A、B是中垂线上的两点,<,用EA、EB、φA、φB分别表示A、B两点的场强和电势,则( ) A.EA一定大于EB,φA一定大于φB B.EA不一定大于EB,φA一定大于φB C.EA一定大于EB,φA不一定大于φB D.EA不一定大于EB,φA不一定大于φB 【考点】电势;电场强度. 【分析】根据点电荷场强公式E=,运用矢量合成的平行四边形定则求出连线中垂线上各个点的合场强. 【解答】解:两个等量正点电荷连线中点O的电场强度为零,无穷远处电场强度也为零,故从O点沿着中垂线到无穷远处电场强度先增大后减小,设场强最大的点为P点,P点可能在A、B两点之间,也可能在O、A之间,也可能在B点的外侧,当P点可能在A、B 两点之间时,EA可能大于EB,也可能小于EB,还可能等于EB;当P在O、A之间时,EA大于EB;当P点在B点外侧时, EA、小于EB;在PQ连线的中垂线上,场强方向沿AB方向,沿电场线方向电势越来越低,因此φA一定大于 φB;故A错误,B正确,C错误,D错误; 故选:B. 6.平行板电容器两板间的电压为U,板间距离为d,一个质量为m,电荷量为q的带电粒子从该电容器的正中央沿与匀强电场的电场线垂直的方向射入,不计重力.当粒子的入射初速度为v0时,它恰好能穿过电场而不碰到金属板.为了使入射初速度为v0的同质量的带电粒子也恰好能穿过电场而不碰到金属板,则在其它量不变的情况下,必须满足( ) A.使粒子的电荷量减半 B.使两极板间的电压减半 C.使两极板的间距加倍 D.使两极板的间距增为原来的4倍 【考点】电容器的动态分析. 【分析】以一定速度垂直进入偏转电场,由于速度与电场力垂直,所以粒子做类平抛运动.这样类平抛运动可将看成沿初速度方向的匀速直线与垂直于初速度方向匀加速直线运动.根据运动学公式解题. 【解答】解:设平行板长度为L,宽度为d,板间电压为U, 恰能穿过一电场区域而不碰到金属板上,则 沿初速度方向做匀速运动:t= 垂直初速度方向做匀加速运动:a= 则y0==at2= 欲使质量为m,入射速度为的粒子也能恰好穿过这一电场区域而不碰板,则沿初速度方向距离仍是L,垂直初速度方向距离仍为 A、粒子带的电荷量减半,由上式可知,y=2y0=d,故A错误; B、两板间的电压减半,由上式可知,y=2y0=d,故B错误; C、使两极板的间距加倍,由上式可知,y=,故C正确; D、使两极板的间距增为原来的4倍,由上式可知,y=,故D错误; 故选:C. 7.如图所示,虚线为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV.当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为﹣8eV时,它的动能应为( ) A.8 eV B.13 eV C.20 eV D.34 eV 【考点】电势差与电场强度的关系;电势能. 【分析】点电荷在运动过程中,只有电场力做功,电势能和动能之和保持不变.根据题意等势面3的电势为零,电势能为零,由动能定理求出点电荷在等势面3的动能,从而得到总能量,再由能量守恒定律求解即可. 【解答】解:经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV;图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,故电荷经过相邻两个等势面时的动能减小量为: △Ek==7eV, 故经过等势面3时的动能为12eV,总能量为12 eV+0=12 eV.由于只有电场力做功,所以电势能和动能之和守恒,当其电势能变为﹣8eV时,故有: 0eV+12eV=﹣8eV+Ek; 解得动能应为:Ek=20eV; 故C正确,ABD错误 故选:C. 8.a、b、c三个α粒子由同一点垂直场强方向进入偏转电场,其轨迹如图所示,其中b恰好飞出电场,由此可以肯定( ) ①在b飞离电场的同时,a刚好打在负极板上; ②b和c同时飞离电场; ③进入电场时,c的速度最大,a的速度最小; ④动能的增量相比,c的最小,a和b的一样大. A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④ 【考点】带电粒子在匀强电场中的运动. 【分析】三个α粒子进入电场后加速度相同,竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动,由图看出,竖直方向偏转距离的关系,由位移公式y=分析三个α粒子运动时间关系.三个α粒子水平方向上做匀速直线运动,由水平位移分析初速度关系.由动能定理分析动能增量的关系. 【解答】解:①②三个α粒子进入电场后加速度相同,由图看出,竖直方向a、b偏转距离相等,大于c的偏转距离,由y=得知,a、b运动时间相等,大于c的运动时间,即ta=tb >tc,故在b飞离电场的同时,a刚好打在负极板上,而c先飞出电场.故①正确,②错误. ③三个α粒子水平方向上做匀速直线运动,则有x=v0t.由图看出,b、c水平位移相同,大于a的水平位移,即xb=xc>xa,而ta=tb>tc,可见,初速度关系为:vc>vb>va,故③正确. ④由动能定理得:△Ek=qEy,由图看出,a和b的偏转距离相等,大于c的偏转距离,故ab动能增量相等,大于c的动能增量.故④正确. 故选:D 9.如图所示的同心圆是电场中的一簇等势面,一个电子只在电场力作用下沿着直线由A向C运动时的速度越来越小,B为线段AC的中点,则有( ) A.电子沿AC运动时受到的电场力越来越小 B.电子沿AC运动时它具有的电势能越来越大 C.电势φA>φB>φC D.电势差UAB=UBC 【考点】等势面;电势差;电势. 【分析】由于等势线是电场中的一簇同心圆,且电子由A向C运动过程速度越来越小,故题中电场是由一个处于圆心的负电荷产生的,然后根据库仑定律、电势、电势差定义式和电场力做功与电势能变化关系列式分析判断. 【解答】解:A、由于等势线是电场中的一簇同心圆,且电子由A向C运动过程速度越来越小,故题中电场是由一个处于圆心的负电荷产生的,根据库仑定律可以判断,电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越大,故A错误; B、电子沿AC方向运动时,电场力做负功,故电势能逐渐变大,故B正确; C、电场线与等势面垂直,且由电势高的等势面指向电势低的等势面,电子由A向C运动过程速度越来越小,故电场力向外,场强向内,故外侧电势较高,故φA>φB>φC,故C正确; D、电子沿AC方向运动过程中,电场力逐渐变大,从A到B过程电场力较小,故从A到B过程电场力做功较少,根据电势差与电场力做功关系UAB=,可以得到:UAB<UBC,故D错误; 故选:BC 10.某电场的电场线分布如图所示,以下说法正确的是( ) A.c点场强大于b点场强 B.a点电势高于b点电势 C.若将一试探电荷+q由a点释放,它将沿电场线运动到b点 D.若在d点再固定一点电荷﹣Q,将一试探电荷+q由a移至b的过程中,电势能减小 【考点】电场线. 【分析】电场线的疏密反映电场的强弱.沿着电场线方向电势降低.电场线方向与电荷的运动轨迹无直接关系. 【解答】解:A、电场线的密的地方场强大,d点电场线密,所以d点场强大,故A错误. B、沿着电场线方向电势降低,a点电势高于b点电势,故B正确. C、若将一试探电荷+q由a点静止释放,将沿着在a点的场强方向运动,运动轨迹不是电场线,故C错误. D、若将一试探电荷+q由a点静止释放,点电荷﹣Q的电场力向右上方,原电场的电场力也是向右上方,所以都对电荷做正功,电荷动能增加,电势能减小,故D正确. 故选:BD. 11.一个T型电路如图所示,电路中的电阻R1=10Ω,R2=120Ω,R3=40Ω,另有一测试电源,电动势为100V,内阻忽略不计,则( ) A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40Ω B.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40Ω C.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为80V D.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为80V 【考点】闭合电路的欧姆定律;串联电路和并联电路. 【分析】当cd端短路时,ab间电路的结构是:电阻R2、R3并联后与R1串联.当ab端短路时,cd之间电路结构是:电阻R1、R3并联后与R2串联.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压等于电阻R3两端的电压.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压等于电阻R3两端的电压.根据欧姆定律求解电压. 【解答】解:A、当cd端短路时,ab间电路的结构是:电阻R2、R3并联后与R1串联,等效电阻为R==40Ω.故A正确. B、当ab端短路时,cd之间电路结构是:电阻R1、R3并联后与R2串联,等效电阻为R==128Ω.故B错误. C、当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压等于电阻R3两端的电压,为U3=E=80V.故C正确. D、当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压等于电阻R3两端的电压,为U3==25V.故D错误. 故选AC. 12.如图所示,平行直线表示电场线,但未标方向,带电为+10﹣2C的微粒在电场中只受电场力作用,由A点移到B点,动能损失0.1J,若A点电势为﹣10V,则( ) A.B点的电势为10伏 B.电场线方向从右向左 C.微粒的运动轨迹可能是轨迹1 D.微粒的运动轨迹可能是轨迹2 【考点】电场线;电势. 【分析】由带电微粒的动能变化确定在A、B两点的电势能的大小关系,判断出A、B两点电势的高低.根据沿电场线方向电势是降低的,得出电场线的方向.由运动方向和所受电场力的方向判断微粒的运动轨迹. 【解答】解:B、由动能定理可知WE=△EK=﹣0.1J; 可知粒子受到的电场力做负功,故粒子电势能增加,B点的电势高于A点电势;而电场线由高电势指向低电势,故电场线向左,故B正确; A、AB两点的电势差UAB==﹣10V,则UB﹣UA=10V 解得UB=0V;故A错误; C、若粒子沿轨迹1运动,A点速度沿切线方向向右,受力向左,故粒子将向上偏转,故C正确; D、若粒子沿轨迹2运动,A点速度沿切线方向向右上,而受力向左,故粒子将向左上偏转,故D错误; 故选BC. 13.如图所示,图中五点均在匀强电场中,他们刚好是一个圆的四个等分点和圆心,已知其中三个点的电势、电场线与圆所在平面平行.下列有关圆心O、等分点的电势、电场强度的描述中正确的是( ) A.a点的电势为6V B.a点的电势为﹣2V C.O点的场强方向指向a点 D.O点的场强方向指向电势为2V的点 【考点】电势;电场强度. 【分析】匀强电场的电场线为相互平行间隔相等的平行线,而等势线与电场线垂直; 匀强电场中,任意两平行直线上相等距离的电势差相等. 由题意知可以找到一条等势线,根据电场线与等势线的特点可确定电场线的方向. 【解答】解:由题意,分别取试管点为abcd如图,由题意可得ab和cd是平行线, A、B:在匀强电场中,任意两平行直线上相等距离的电势差相等,Uba=Ucd=6V﹣2V=4V,所以,a点电势比10V低4V,即为6V,故A正确,B错误. C、D:a点的电势为6V,c点的电势是6V,根据电场线应与等势面垂直,所以aob在同一条等势线上;又沿电场线电势依次降低,O点的场强方向应指向图中电势为2V的点,故C错误,D正确. 故选:AD. 14.如图所示电路中,C2=2C1,R2=2R1,下列说法正确的是( ) A.开关处于断开状态,电容C1的电量大于电容C2的电量 B.开关处于断开状态,电容C2的电量大于电容C1的电量 C.开关处于接通状态,电容C2的电量大于电容C1的电量 D.开关处于接通状态,电容C1的电量等于电容C2的电量 【考点】电容;闭合电路的欧姆定律. 【分析】当开关处于断开状态时,电容器C1、C2并联,两端的电压等于电源的电动势.当开关处于闭合状态时,两电阻串联,C1与R2并联,C2与R1并联. 【解答】解:A、当开关处于断开状态时,电容器C1、C2并联,两端的电压等于电源的电动势,因为C2=2C1,根据Q=CU,知电容C2的电量大于C1的电荷量.故A错误,B正确. C、当开关处于闭合状态时,两电阻串联,C1与R2并联,C2与R1并联,因为R2=2R1,所以U2=2U1,因为C2=2C1,根据Q=CU知,电容C1的电量等于C2的电荷量.故C错误,D正确. 故选:BD. 二、实验题(共计14分) 15.某同学要描绘额定电压为2.5V小灯泡的I﹣U曲线, (1)请在图(甲)中为该同学设计实验电路图. (2)根据电路图,用笔画线代替导线,将图(乙)中的实验电路连接成完整实验电路. (3)开关S闭合之前,图(乙)中滑动变阻器的滑片应该置于 A (选填“A端”“B端”或“AB正中间”). (4)该同学描绘小灯泡的I﹣U曲线如图(丙)所示,请估算该灯泡的额定功率为 0.675 W(保留三位有效数字). 【考点】描绘小电珠的伏安特性曲线. 【分析】(1)明确实验原理,知道本验中应采用分压外接法; (2)根据原理图即可连接对应的实物图; (3)采用分压接法时,开始实验时为了安全和保护仪器,要使输出电压为零,即将测量电路短路. (4)根据所画出的U﹣I图象,得出小灯泡在3.8V电压下的电流,根据P=UI可以求出其额定功率. 【解答】解:(1)本实验中要求电流从零开始调节,故应采用分压接法,同时灯泡内阻较小,故应采用电流表外接法,故电路图如图所示: (2)根据原理图可得出对应的实物图,如图所示; (3)采用分压接法时,开始实验时为了安全和保护仪器,要使输出电压为零,故打到A端; (4)根据描点法作出U﹣I图象如图所示,当电压为2.5V时,电流为0.27A,所以P=UI=2.5×0.27=0.675W; 故答案为:(1)如图所示;(2)如图所示;(3)A;(4)0.675. 三.计算题(共30分) 16.如图所示,一个电子(质量为m)电荷量为e,以初速度v0沿着匀强电场的电场线方向飞入匀强电场,已知匀强电场的场强大小为E,不计重力,问: (1)电子进入电场的最大距离. (2)电子进入电场最大距离的一半时的动能. 【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系;动能定理的应用;电势能. 【分析】(1)电子做匀减速直线运动,由动能定理可求得电子进入电场的最大距离. (2)根据动能定理可求得电子进入电场最大距离的一半时的动能. 【解答】解:(1)设电子进入电场的最大距离为d,根据动能定理有: eEd=m, 解得:d=. (2)设电子进入电场最大距离的一半时的动能为Ek,由动能定理得: ﹣eE=Ek﹣m, 解得:Ek=m﹣eE=m 答:(1)电子进入电场的最大距离为. (2)电子进入电场最大距离的一半时的动能为m. 17.一束电子流在U1=500V的电压作用下得到一定速度后垂直于平行板间的匀强电场飞入两板间的中央,如图所示.若平行板间的距离d=1cm,板长l=5cm,求: (1)电子进入平行板间的速度多大? (2)至少在平行板上加多大电U2才能使电子不再飞出平行板?(电子电量1.6×10﹣19C,电子的质量9×10﹣31kg) 【考点】带电粒子在匀强电场中的运动;牛顿第二定律. 【分析】(1)电子在加速电场中,电场力做正功qU1,根据动能定理求解获得的速度,即为进入平行板间的速度. (2)电子垂直电场方向进入平行板间,重力不计,则做类平抛运动,将电子的运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动.根据牛顿第二定律和运动学规律求解. 【解答】解:(1)电子在加速电场中运动时 根据动能定理,得 ⇒ (2)电子在偏转电场中运动时 加速度 由电子在水平方向做匀速直线运动得 L=v0t⇒t= 电子在竖直方向做匀加速直线运动,刚好不飞出电场时y= 又y=,将a、t代入得=40V 答:(1)电子进入平行板间的速度1.33×107m/s; (2)至少在平行板上加40V电压才能使电子不再飞出平行板. 18.如图所示的匀强电场中,有a、b、c三点,ab=5cm,bc=12cm,其中ab沿电场方向,bc和电场线方向成60°角,一个电荷量为q=3×10﹣8C的正电荷从a移到b电场力做功为W1=1.2×10﹣7J,求: (1)匀强电场的场强E; (2)电荷从b移到c,电场力做的功W2; (3)a、c两点间的电势差Uac. 【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系. 【分析】(1)根据电场力做功公式W=qEd,求解电场强度,d是电场线方向两点间的距离. (2)电场力做功公式W=qEd,求解电荷从b移到c电场力做功W2. (3)先求出电荷从a到c电场力做功,再求解a、c两点的电势差Uac. 【解答】解:(1)由题,由W1=qElab得: E===80N/C (2)电荷从b移到c电场力做功为: W2=qElbccos60°=3×10﹣8×80×0.12×0.5J=1.44×10﹣7J (3)电荷从a移到c电场力做功为: Wac=W1+W2 则a、c两点的电势差为:Uac====8.8V. 答:(1)匀强电场的场强80V/m. (2)电荷从b移到c电场力做功1.44×10﹣7J. (3)a、c两点的电势差8.8V. 2016年11月25日查看更多