浙江省杭州市精誠聯盟2023-2024學年高二上學期10月月考物理題 Word版含解析.docx

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高二物理試題考生須知：1.本卷共8頁滿分100分，考試時間90分鐘。2.答題前，在答題卷指定區(qū)域填寫班級、姓名、考場號、座位號及準考證號并填涂相應數字。3.所有答案必須寫在答題紙上，寫在試卷上無效。4.考試結束后，只需上交答題紙。選擇題部分一、選擇題Ⅰ（本題共13小題，每小題3分，共39分。每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，不選、多選、錯選均不得分）1.下列說法中正確的是（　　）A.由公式知，某點的場強與檢驗電荷在該點時受到的電場力成正比，與其電荷量成反比B.密立根測定元電荷，電子和質子都是元電荷C.電荷在某處不受電場力的作用，則該處電場強度一定為零D.同一電場中，電場強度越大的位置電勢越高【答案】C【解析】【詳解】A．電場中某點場強由電場本身決定，與電荷所受電場力F和電荷所帶電荷量q均無關，故A錯誤；B．元電荷e的值最早是由美國物理學家密立根通過實驗測定的，元電荷指物體所能攜帶的最小電荷量，大小與電子和質子所攜帶電荷量相等，并非指電子和質子，故B錯誤；C．由公式知，電荷在某處不受電場力的作用，則該處電場強度一定為零，故C正確；D．電場中電場線分布越密集，電場強度越大，沿電場線電勢降低，電場強度的大小與電勢的高低沒有因果關系，即同一電場中，不能認為電場強度越大的位置電勢越高，故D錯誤。故選C。2.下列關于電源和電流的說法中正確的是（）A.電解液中正、負離子定向移動的方向相反，形成的電流方向是相同的B.在電源內部，電源能把正電荷由正極搬運到負極，把其他形式的能轉化為電勢能 C.電流既有大小又有方向，它是一個矢量D.只要物體兩端電勢差不為零，就有電流存在【答案】A【解析】【詳解】A．物理學中規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向，負電荷定向移動的方向為電流的反方向，所以電解液中正、負離子定向移動的方向相反，形成的電流方向是相同的，A正確；B．在電源內部，電源能把電子由正極搬運到負極，把其他形式的能轉化為電勢能，B錯誤；C．電流合成時不滿足平行四邊形定則，所以電流是標量，C錯誤；D．當絕緣物體兩端電勢差不為零時，也沒有電流，D錯誤。故選A。3.一長方體金屬電阻，邊長分別為a、b、c，且a＞b＞c。電流分別沿以下圖方向流過該金屬電阻，則（　?。〢.（1）（2）（3）圖電阻相等B.（1）圖電阻最小C.（2）圖電阻最小D.（3）圖電阻最小【答案】D【解析】【詳解】根據電阻定律可得由此可知，（1）圖電阻R1最大，（3）圖電阻R3最小。故選D。4.如圖是某次心臟除顫器的模擬治療，該心臟除顫器的電容器電容為，充電至電壓，如果電容器在時間內完成放電，下列說法正確的是（　?。?A.放電之后，電容器的電容為零B.該次放電前，電容器存儲的電量為C.該次通過人體的電流是D.該電容器的擊穿電壓為【答案】C【解析】【詳解】A．電容是表征電容器儲存電荷本領大小的物理量，放電之后，電容器的電容大小不變，故A錯誤；B．根據得可知放電前，電容器儲存的電量為，故B錯誤；C．該次放電電流大小為故C正確；D．達到擊穿電壓電容器就損毀了，擊穿電壓略大于額定電壓，故D錯誤。故選C。5.以下是來源于物理課本的一些插圖，相關說法正確的是（　?。?A.圖甲中a端帶負電B.圖乙采用了假設法C.圖丙顯示燈泡電阻隨溫度升高而減小D.圖丁中，并聯的電阻R越小，改裝后的電流表量程越大【答案】D【解析】【詳解】A．根據靜電感應的原理知，一個帶電的物體與不帶電的導體相互靠近時由于電荷間的相互作用，會使導體內部的電荷重新分布，異種電荷被吸引到帶電體附近，而同種電荷被排斥到遠離帶電體的導體另一端，故a端帶正電，故A錯誤；B．研究影響平行板電容器的影響因素時，采用的是每次實驗都保證只有一個變量的方法，故圖2采用了控制變量法，故B錯誤；C．由圖3圖像可知，隨燈泡兩端電壓增大，通過燈泡的電流增大，溫度升高且電壓與電流的比值增大，燈泡電阻隨溫度升高而增大，故C錯誤；D．圖4中，并聯的電阻R越小，IR就越大，改裝后的電流表量程IR+Ig越大，故D正確。故選D。6.廣州塔尖裝有避雷針，某次雷雨天氣閃電擊中避雷針，避雷針發(fā)生尖端放電現象，如圖甲所示。若避雷針上方的烏云帶負電，以下說法正確的是（　?。〢.圖乙中的虛線表示電場線B.b點場強大于a點場強C.a、b兩點的電勢相等D.同一負電荷在b點的電勢能大于在a點的電勢能 【答案】B【解析】【詳解】A．圖乙中的虛線表示等差等勢面，A錯誤；B．b點等差等勢面較密集，則場強較大，B正確；C．烏云帶負電，則電場線向上，a點電勢低于b點電勢，C錯誤；D．負電荷在電勢高的位置電勢能小，則b點的電勢能較小，D錯誤。故選B。7.如圖所示的電路，閉合開關后兩燈均不發(fā)光且電流表、電壓表示數均為零。現將兩燈泡位置互換后再次閉合開關，電流表示數仍為零，電壓表指針明顯偏轉。根據以上信息判斷該電路故障可能為（　?。〢.L1斷路、L2斷路B.L1斷路、L2通路C.L1通路、L2斷路D.L1短路、L2斷路【答案】B【解析】【詳解】由圖可知兩只燈泡串聯，電壓表測量L2兩端的電壓，閉合開關，兩只燈泡都不亮，電流表無示數，說明電路中有斷路故障；電壓表無示數，說明電壓表兩接線柱到電源的正負極之間有開路，即可能是燈L1斷路，也可能是L1、L2同時斷路；將電燈L1、L2的位置對調，閉合開關，電流表無示數，說明電路中仍然有斷路故障；電壓表有示數，說明此時電壓表兩接線柱到電源的正負極之間是通路，所以燈L2、電流表、開關都是完好的，則故障是燈L1斷路。故選B。8.如圖所示為a、b兩電阻的伏安特性曲線，圖中α=45°，關于兩電阻的描述正確的是（　?。〢.電阻a的阻值隨電流的增大而增大 B.因I-U圖線的斜率表示電阻的倒數，故電阻b的阻值C.在兩圖線交點處，電阻a的阻值等于電阻b的阻值D.在電阻b兩端加2V電壓時，流過電阻的電流是4A【答案】C【解析】【詳解】A．I-U圖線上的點與坐標原點的連線的斜率的倒數表示電阻，由圖可知，電阻a圖線上的點與坐標原點的連線的斜率不斷增大，其電阻不斷減小，所以a的電阻隨電流的增大而減小，故A錯誤；B．由于橫縱坐標軸的長度單位不同，則不能由求解電阻b的阻值，只能通過求解，故B錯誤；C．根據可知在兩圖線交點處，電阻a的阻值等于電阻b的阻值，故C正確；D．根據歐姆定律可得故D錯誤。故選C。9.如圖所示，三條虛線表示某點電荷電場的等勢面．一帶電粒子僅受電場力作用，沿實線運動，A、B、C、D、G是軌跡與等勢面的交點。則（　?。〢.產生電場的點電荷和運動的帶電粒子都帶正電B.帶電粒子經過B、G兩點時加速度一樣大C.帶電粒子從A點到B點的過程中電勢能減小D.帶電粒子從C點到D點的過程中動能先減小后增大 【答案】BD【解析】【詳解】A．根據電場線與等勢面垂直且指向電勢降低的方向，可知產生電場的點電荷帶負電，由圖可知，軌跡向下彎曲，則帶電粒子所受的電場力方向向下，帶電粒子受到了排斥的作用，同種電荷相互排斥，故帶電粒子也帶負電，故A錯誤；B．由于B、G兩點的電勢相等，結合點電荷的電場的特點可知，B與G點到點電荷的距離是相等的，所以B與G點的電場強度的大小也相等，則帶電粒子經過B、G兩點時受到的電場力的大小相等，故加速度一樣大，故B正確；C．帶電粒子受到了排斥力作用，則從A運動到B的過程中電場力做負功，帶電粒子的電勢能增大，故C錯誤；D．帶電粒子受到了排斥力作用，則從C到D的過程中電場力先做負功，后做正功，帶電粒子的動能先減小后增大，故D正確。故選BD。10.如圖所示為密立根油滴實驗示意圖。實驗中要設法使帶負電的油滴懸浮在電場之中。若在實驗中觀察到某一個帶負電的油滴向下加速運動。在該油滴向下運動的過程中，下列說法正確的是（　?。〢.電場力做正功B.重力和電場力的合力做負功C.電勢能逐漸增大D.重力勢能減少量小于動能的增加量【答案】C【解析】【詳解】A．電場力向上，與位移方向相反，故電場力做負功，故A錯誤；B．油滴受重力和電場力，做加速運動，動能增加，根據動能定理，合力做正功，故B錯誤；C．油滴克服電場力做功，故電勢能逐漸增大，故C正確；D．重力勢能的減小量等于重力做功大??；動能增加量等于合力做功大??；由于電場力做負功，故重力做功大于合力做功，故重力勢能的減少量大于動能的增加量，故D錯誤。故選C。11.如圖所示，一平行板電容器與兩端電壓恒為E 的直流電源（內阻不計）連接，下極板接地，靜電計的外殼接地。一帶電油滴恰好靜止于P點?，F將平行板電容器的上極板豎直向上平移一小段距離，下列說法正確的是（　　）A.帶電油滴將向上運動B.靜電計指針張角將變小C.電容器的帶電量將增多D.帶電油滴的電勢能將增大【答案】D【解析】【詳解】B．根據電容的決定式可知，平行板電容器的上極板豎直向上平移一小段距離，d變大，C變小，因電容器與直流電源連接，上極板上移過程中U不變，靜電計指針張角不變，故B錯誤；C．根據電容的定義式C變小，U不變，則電容器的帶電量Q將減少，故C錯誤；A．根據勻強電場與電勢差的關系d變大，U不變，E減小，所以電場力減小，故帶電油滴將向下運動，故A錯誤；D．帶電油滴將向下運動，與電場力方向相反，帶電油滴的電勢能將增大，故D正確。故選D12.粒子直線加速器在科學研究中發(fā)揮著巨大的作用，簡化如圖所示：沿軸線分布O（為薄金屬環(huán)）及A、B、C、D、E5個金屬圓筒（又稱漂移管），相鄰漂移管分別接在高壓電源MN的兩端，O接M端。質子飄入（初速度為0）金屬環(huán)O軸心沿軸線進入加速器，質子在金屬圓筒內做勻速運動且時間均為T，在金屬圓筒之間的狹縫被電場加速，加速時電壓U大小相同。質子電量為e，質量為m，不計質子經過狹縫的時間，則（　?。?A.質子從圓筒E射出時的速度大小為B.圓筒E的長度為TC.MN所接電源是直流恒壓電源D.金屬圓筒A長度與金屬圓筒B的長度之比為【答案】B【解析】【詳解】A．質子從O點沿軸線進入加速器，質子經5次加速，由動能定理可得質子從圓筒E射出時的速度大小為選項A錯誤；B．質子在圓筒內做勻速運動，所以圓筒E的長度為選項B正確；D．同理可知，金屬圓筒A的長度金屬圓筒B的長度則金屬圓筒A的長度與金屬圓筒B的長度之比為，選項D錯誤； C．因由直線加速器加速質子，其運動方向不變，由題圖可知，A的右邊緣為負極時，則在下一個加速時需B右邊緣為負極，所以MN所接電源的極性應周期性變化，選項C錯誤。故選B。13.如圖所示，一根不可伸長的絕緣細線一端固定于O點，另一端系一帶正電小球，置于水平向右的勻強電場中?，F把細線水平拉直，小球從A點由靜止釋放，經最低點B后，小球擺到C點時速度為零，其中，則小球（　?。〢.所受電場力是重力的倍B.從A到C過程機械能先減小后增大C.在B處繩子的拉力大小等于重力的3倍D.在C處繩子的拉力大小等于電場力【答案】D【解析】【詳解】A．設繩子長度為，對小球從到過程，根據動能定理可得可得故A錯誤；B．從A到C過程電場力一直對小球做負功，小球的機械能一直減小，故B錯誤；C．從A到B過程，根據動能定理在B點，根據牛頓第二定律 聯立可得故C錯誤；D．在C點，如圖所示繩子拉力故D正確。故選D。二、選擇題Ⅱ（本題共2小題，每小題3分，共6分.每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的。全部選對的得3分，選對但不選全的得2分，有選錯的得0分）14.如圖所示，在軸上的M、N兩點分別固定電荷量為和的點電荷，軸上M、N之間各點對應的電勢如圖中曲線所示，點為曲線最低點，點位于PN之間，間距離大于PN間距離。以下說法中正確的是（　　）A.大于，且和是同種電荷B.點的左側不存在與點場強相同的點C.點的電場強度最大D.點左側一定有與點電勢相同的點【答案】AD 【解析】【詳解】AC．圖線的切線斜率表示電場強度的大小，P點切線斜率為零，則P點的電場強度為零，即兩電荷在P點的合場強為零，由于間距離大于PN間距離，根據點電荷的場強公式可得的電荷量一定大于的電荷量，從坐標到電勢先減小后增大，因為沿電場線方向電勢降低，可知兩電荷一定是正電荷，故A正確，C錯誤；B．根據點電荷形成的場強的特點，可知點的左側場強方向向左，到無窮遠處電場強度為零，且點左側與點的場方向均向左，則一定存在與點場強相同的點，故B錯誤；D．點的左側到無窮遠處電勢為零，而P點電勢為零，故一定有與點電勢相同的點，故D正確。故選AD。15.如圖,一粗糙絕緣豎直面與兩個等量異種點電荷連線的中垂線重合,A、O、B為該豎直面上的三點,且O為等量異種點電荷連線的中點,AO=BO.現有帶電荷量為q、質量為m的小物塊從A點以初速度v0向B滑動,到達B點時速度恰好為0,則()A.從A到B,小物塊的加速度一直減小,到達O點時速率為B.從A到B,小物塊的加速度先增大后減小,到達O點時的動能為C.小物塊一定帶負電荷,從A到B電勢能先減小后增大D.從A到B,小物塊的電勢能一直減小,受到的電場力先增大后減小【答案】B【解析】【詳解】小物塊受重力、電場力和墻壁的彈力以及摩擦力作用，可知q帶負電，從A到O的過程中，電場強度越來越大，則電場力越來越大，由于物塊在水平方向上平衡，可知墻壁的彈力增大，導致滑動摩擦力增大，根據a=知，加速度增大，從O到B ，電場強度越來越小，則電場力越來越小，由于物塊在水平方向上平衡，可知墻壁的彈力減小，導致滑動摩擦力減小，根據a=知，加速度減?。畯腁到B，加速度先增大后減小．由于AO段和OB段的電場強度大小對稱，可知加速度大小對稱，兩段過程中速度的變化量相同，即O點的速度為，則O點動能為mv02，故B正確，A錯誤．由A選項分析知，q帶負電，由于AB是等勢線，則電荷的電勢能不變，從A到B，電場強度先增大后減小，則電場力先增大后減小，故CD錯誤．故選B．【點睛】解決本題的關鍵知道等量異種電荷周圍電場線的特點，通過電場線疏密確定電場強度的大小，知道等量異種電荷連線的垂直平分線是等勢線．非選擇題部分三、非選擇題（本題共5小題，共55分）16.游標卡尺讀數為______mm，螺旋測微器讀數為______cm?！敬鸢浮竣?50.75②.0.3775【解析】【詳解】[1]游標卡尺的主尺讀數為50mm，游標尺的第15刻線與主尺的某刻度線對齊，讀數是0.05mm×15=0.75mm游標卡尺讀數為50mm+0.75mm=50.75mm[2]螺旋測微器的固定刻度讀數為3.5mm，可轉動刻度讀數為0.01mm×27.5=0.275mm螺旋測微器讀數為3.5mm+0.275mm=3.775mm=0.3775cm17.有一研究性學習小組測量某金屬絲的電阻率，實驗電路如圖甲所示。實驗室提供了待測金屬絲（接入電路部分的阻值約幾歐）電源E（3V，內阻不計）、開關S、導線若干，還備有下列實驗器材： A.電壓表（0～3V，內阻約2kΩ）B.電壓表（0～15V，內阻約15kΩ）C.電流表（0～3A，內阻約0.01Ω）D.電流表（0～0.6A，內阻約0.05Ω）E.滑動變阻器（0～10Ω，0.6A）F.滑動變阻器（0～2kΩ，0.1A）應選用的實驗器材有______（填實驗器材前的序號）；（3）為了保證滑動變阻器滑動觸頭靠右接入電路的阻值最大，請用筆畫線代替導線，在圖乙中完成與圖甲相對應的實物電路圖______；（4）測得金屬絲接入電路部分的長度L和金屬絲直徑的平均值d。正確連接電路，測得多組電壓表示數和對應電流表示數，通過描點作出的圖像為一條過原點的傾斜直線，其斜率為k。則金屬絲的電阻率______；（結果用題中所給字母表示）【答案】①.ADE②.③.【解析】【詳解】（1）[1]電源電動勢為3V，因此電壓表要用A；由題意可知待測金屬絲Rx的阻值約幾歐，電流表要用D；滑動變阻器是限流方式接入電路，為方便調節(jié)，因此要用最大阻值小一點的、額定電流大一點的E。所以應選用的實驗儀器為ADE。（2）[2]實物電路圖如圖所示 （3）[3]測得金屬絲接入電路部分的長度L和金屬絲直徑的平均值d。由電阻定律可得由歐姆定律可得由題意可知U—I圖像斜率解得18.多用電表是物理實驗室常用的儀表之一，在練習使用多用電表的實驗中實驗小組的同學用多用電表的歐姆擋粗略測量一定值電阻的阻值，先把選擇開關旋到“×100”擋位，測量時發(fā)現指針偏轉過小，接下來的操作順序是______。（選擇必要的實驗步驟按操作順序填寫字母）a.將兩表筆短接，調節(jié)歐姆調零旋鈕，使指針對準刻度盤上歐姆擋的零刻度，然后斷開兩表筆b.旋轉選擇開關至交流電壓最大量程處（或“OFF”擋），并拔出兩表筆c.將選擇開關旋到“×10”擋d.將選擇開關旋到“×1k”擋e.將兩表筆分別連接到被測電阻的兩端，讀出阻值，斷開兩表筆【答案】daeb【解析】【詳解】[1]指針偏轉過小，即流過歐姆表表頭的電流太小，說明外接電阻阻值過大，此時應選用更大倍率的擋位進行測量。具體操作順序為：選擇更大的擋位，將選擇開關旋到“×1k ”擋；然后將兩表筆短接，調節(jié)歐姆調零旋鈕，使指針對準刻度盤上歐姆擋的零刻度，然后斷開兩表筆；將兩表筆分別連接到被測電阻的兩端，讀出阻值，斷開兩表筆；最后轉選擇開關至交流電壓最大量程處（或“OFF”擋），并拔出兩表筆，所以操作順序是daeb。19.心室纖顫是一種可能危及生命的疾病。一種叫作心臟除顫器的設備，通過一個充電的電容器對心顫患者皮膚上的兩個電極板放電，讓一部分電荷通過心臟，使心臟完全停止跳動，再刺激心顫患者的心臟恢復正常跳動。某學習小組同學利用DIS系統研究某超級電容器的充電和放電過程，實驗電路原理如圖甲所示，電源為輸出電壓恒為6V的學生直流穩(wěn)壓電源，實驗前電容器已充分放電。（1）先將單刀雙擲開關S置于1，給電容器進行充分的充電。然后將單刀雙擲開關S置于2，通過電阻R的電流______（填“從a到b”或“從b到a”）。（2）將單刀雙擲開關S置于2時，電流傳感器將電流信息傳入計算機，屏幕上便顯示出如圖乙所示的i—t圖像。據此可以估算出電容器的電容約為______F。（計算結果保留三位有效數字）乙（3）若換另一個R較小的電阻，其余條件不變，進行實驗，則電容器的放電時間將______（填“變長”“變短”或“不變”）。【答案】①.從a到b②.③.變短 【解析】【詳解】（1）[1]將單刀雙擲開關S置于1，根據圖甲可知，電容器的上極板帶正電，則將單刀雙擲開關S置于2，電容器放電，通過電阻R的電流從a到b。（2）[2]i—t圖像中，圖線與時間軸所圍幾何圖形的面積表示電容器極板所帶電荷量，根據數格子法可得放電前極板電荷量為據此可以估算出電容器的電容約為（3）[3]若換另一個R較小的電阻，根據可知放電電流的最大值增大，由于i—t圖像中，圖線與時間軸所圍幾何圖形的面積表示電容器極板所帶電荷量，即圖線與時間軸所圍幾何圖形面積不變，則根據前后圖線比較如圖虛線所示可知，電容器的放電時間將變短。20.如圖所示，一個帶電荷量絕對值為、質量為的小物塊（可看做質點）處于一傾角為的光滑絕緣斜面上，斜面長度，整個裝置處于一水平向右的勻強電場中，此時物塊恰好靜止于斜面的頂端，求：（g取，，）（1）小物體的電性；（2）電場強度的大??；（3）若從某時刻開始，電場強度減小為原來的 ，物塊下滑至斜面底端時電場力做了多少功，到達斜面底端時物塊的速度大小?！敬鸢浮浚?）負電；（2）；（3），【解析】【詳解】（1）小物塊靜止時受力如圖：可知小物塊受的電場力與勻強電場的方向相反，所以小物塊帶負電。（2）由受力平衡得解得代入數據得（3）物塊下滑至斜面底端時電場力做功為根據動能定律可得解得到達斜面底端時物塊的速度大小為21.在物理課外實驗探究活動中，某小組設計了一個能反映水平風力大小的裝置，如圖甲所示，電源電壓恒定，為定值電阻，為額定電壓是小燈泡，其關系的部分數據如圖乙所示， 為長、阻值均勻的電阻絲（電阻絲的阻值與長度成正比），為質量、電阻均不計的金屬細桿，下端連接一個重的圓球。閉合開關，無風時，下垂并與A端接觸，此時電流表示數為；有風時，繞懸掛點轉動，風對球的作用力方向始終水平向右，已知為，始終與接觸良好且摩擦忽略不計。求：（1）電流表示數為，燈泡的電阻為多少？（2）無風時消耗的電功率？（3）有風時，為防止燈泡燒壞（其兩端電壓不超過額定電壓），允許風對球施加的最大作用力為多少？（可看做以為支點的杠桿）【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）由電路圖可知，燈泡、定值電阻和電阻絲串聯，電流表測電路中的電流，當電流表示數為時，由圖乙可知此時燈泡兩端的電壓為，所以燈泡的電阻（2）無風時，下垂并與端接觸，電阻絲接入阻值最大為，電阻絲兩端的電壓因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，兩端的電壓則此時消耗的電功率（3）的阻值 為防止燈泡燒壞，燈泡兩端的電壓由圖乙可知，電路的最大電流此時風對球的壓力最大，繞轉動的角度最大，設此時與的接觸點為，兩端的電壓兩端的電壓此時電阻絲連入電路的電阻即電阻絲接入電路中的最小阻值為；因電阻絲的電阻與電阻絲的長度成正比，所以則如圖，把視為杠桿，的力臂為，的力臂等于，根據杠桿平衡條件可得則根據相似三角形的知識可得 所以則22.如圖所示，豎直放置長為L的平行金屬板A、B，板間距離為，A、B板與一電壓為的電源保持連接，從A板內側中央O處以等大的速率，在沿紙面180°范圍內朝各個方向均勻噴出質量為、電量為的帶負電微粒。微粒重力不計，求：（1）若微粒沿垂直B板的虛線方向射出，該微粒達到B板時的動能；（2）若粒子能全部落在B板上，板長L至少多長；（3）若B板長，且恰好有三分之二的微粒落在板上，此時所加電壓U的大小。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）若微粒沿垂直B板的虛線方向射出，根據動能定理可得解得該微粒達到B板時的動能為（2）粒子垂直電場方向射出時，粒子在電場中的加速度大小為豎直方向有解得 水平方向有解得板長至少為（3）若B板長，且恰好有三分之二的微粒落在板上，可知射出時速度與水平方向從30°的粒子剛好落在板上，則水平方向有解得豎直方向有解得此時所加電壓的大小為23.如圖建立豎直平面內坐標系，α射線管由平行金屬板A、B和平行于金屬板的細管C組成，放置在第II象限，細管C離兩板等距，細管C開口在y軸上。放射源P在A極板左端，可以沿特定方向發(fā)射某一速度的α粒子（帶正電）。若極板長為L，間距為d，當A、B板加上某一電壓U時，α粒子剛好能以速度v0（已知）從細管C水平射出，進入位于第I象限的靜電分析器并恰好做勻速圓周運動，t=0時刻α粒子垂直于x軸進入第IV象限的交變電場中，交變電場隨時間的變化關系如圖乙（圖上坐標均為已知物理量），規(guī)定沿x軸正方向為電場正方向，靜電分析器中電場的電場線為沿半徑方向指向圓心O，場強大小為E0。已知α粒子電荷量為q，質量為m，重力不計。求：（1）A、B極板間所加的電壓U；（2）α粒子在靜電分析器中的運動時間t0；（3）0時刻起，α粒子動能最大時的位置坐標。 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）設α粒子運動到C處時速度為v0，α粒子反方向的運動為類平拋運動，水平方向有L=v0t在豎直方向又有U=Ed由牛頓第二定律qE=ma聯立解得（2）由牛頓第二定律解得由解得 （3）由圖易知，從0時刻起，α粒子動能最大時在時，α粒子在x方向的速度為所以一個周期內，α粒子在x方向的平均速度每時間α粒子在x正方向前進因為開始計時時α粒子橫坐標為所以時，α粒子的橫坐標為α粒子的縱坐標為0時刻起，α粒子動能最大時的位置坐標