2019-2020年高二物理上学期9月联考试卷(含解析).doc
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2019-2020年高二物理上学期9月联考试卷(含解析)一、选择题(10小题,每小题4分,共40分其中,1-6题为单选题,7-10题为多选题;多选题全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有错选或不选的得0分)1(4分)下列哪些物体可以视为点电荷()A电子和质子在任何情况下都可视为点电荷B均匀带电的绝缘球体在计算库仑力时一般可视为点电荷C带电的细杆在任何条件下都不可以视为点电荷D带电的金属球一定不能视为点电荷2(4分)用控制变量法,可以研究影响电荷间相互作用力的因素如图所示,O是一个带电的物体,若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置,可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来若物体O的电荷量用Q表示,小球的电荷量用q表示,物体与小球间距离用d表示,物体和小球之间的作用力大小用F表示则以下对该实验现象的判断正确的是()A保持Q、q不变,增大d,则变大,说明F与d有关B保持Q、q不变,减小d,则变大,说明F与d成反比C保持Q、d不变,减小q,则变小,说明F与q有关D保持q、d不变,减小Q,则变小,说明F与Q成正比3(4分)如图是点电荷Q周围的电场线,以下判断正确的是()AQ是正电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度BQ是正电荷,A点的电场强度小于B点的电场强度CQ是负电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度DQ是负电荷,A点的电场强度小于B点的电场强度4(4分)如图甲所示,A、B是一条电场线上的两点,当一个电子以某一初速度只在电场力作用下沿AB由A点运动到B点,其速度时间图象如图乙所示,电子到达B点时速度恰为零下列判断正确的是()AA点的场强一定大于B点的场强B电子在A点的加速度一定大于在B点的加速度CA点的电势一定高于B点的电势D该电场可能是负点电荷产生的5(4分)一正电荷仅在电场力作用下,从A点运动到B点,速度大小随时间变化的图象如图所示下列关于A、B两点电场强度E的大小和电势的高低的判断,正确的是()AEAEB,ABBEA=EB,A=BCEAEB,ABDEAEB,AB6(4分)a,b,c为电场中同一条电场线上的三点,其中c为ab的中点已知a,b两点的电势分别为a=3V,b=9V,则下列叙述正确的是()A该电场在c点处的电势一定为6 VBa点处的场强Ea一定小于b点处的场强EbC正电荷从a点运动到b点的过程中电势能一定增大D正电荷只受电场力作用从a点运动到b点的过程中动能一定增大7(4分)示波管是示波器的核心部件,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,如图所示如果在荧光屏上P点出现亮斑,那么示波管中的()A极板X应带正电B极板X应带正电C极板Y应带正电D极板Y应带正电8(4分)在场强E=1.0102V/m的匀强电场中,有相距d=2.0102m的a、b两点,则a、b两点间的电势差可能为()A1.0VB2.0VC3.0VD4.0V9(4分)如图所示,A、B为相互接触的用绝缘柱支撑的金属导体,起初它们不带电,在它们的下部贴有金属箔片,C是带正电的小球,下列说法正确的是()A把C移近导体A时,A、B上的金属箔片都张开B把C移近导体A时,先把A、B分开,然后移去导体C,A、B上的金属箔片仍张开C先把C移走,再把A、B分开,A、B上的金属箔片仍张开D先把A、B分开,再把C移走,然后重新让A、B接触,A上的金属箔片张开,而B上的金属箔片闭合10(4分)如图,在正点电荷Q形成的电场中,AD、BC是以Q为圆心的两段圆弧正点电荷q沿ABCDA移动,则该电荷q()A沿BC运动时不受电场力作用B沿DA运动时电场力不做功C在B点时的电势能比在D点时小D在A点时受到的电场力比在C点时小二、填空题(2小题,每空3分,共12分,把答案填在题中的横线上)11(6分)在真空中有两个电量均为q=2108c的异号点电荷,二者相距20cm固定,已知:静电力恒量k=9109Nm2/c2,它们相互作用的库仑力大小是N;在二者连线中点处的电场强度大小是N/C12(6分)如图所示,已知A、B两带电小球相距3cm,QA=1.01010C,两球均用细绝缘线悬挂在水平方向匀强电场中保持静止,悬线呈竖直方向,则匀强电场的电场强度大小为 N/C,方向三、科学探究与实验(1小题,每空3分,共9分)13(9分)如图所示是定性研究平行板电容器的电容与其结构之间的关系的装置,平行板电容器的A板与静电计相连,B板和静电计金属壳都接地,若充电后保持电容器带电量不变,试指出如图所示的情况下,静电计指针的偏转角度变化情况(1)正对面积减少时,静电计指针的偏转角度(2)板间距离增大时,静电计指针的偏转角度(3)使用静电计的目的是观察电容器的变化情况四、计算题(4小题,共39分解答应写出必要的文字说明、公式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)14(8分)多少个电子的电荷量等于3.2105C?干燥的天气一个人脱了鞋在地毯上走,身上聚集了4.8105C的电荷此人身上有多少个剩余电子?他的质量增加了多少?(电子质量me=9.11031kg,电子电荷量e=1.61019C)15(10分)如图所示,带正电的甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的A点,其带电荷量为Q;质量为m、带正电的乙球在水平面上的B点静止释放,其带电荷量为q,A,B两点间的距离为l0释放后的乙球除受到甲球的静电力作用外,还受到一个大小为F=k(k为静电力常量)、方向指向甲球的恒力作用,两球均可视为点电荷(1)求乙球在释放瞬间的加速度大小;(2)求乙球的速度最大时两个电荷间的距离16(9分)一束电子流在经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,若两板间距d=1.0cm,板长l=5.0cm,那么,要使电子能从平行板间飞出,两个极板上最多能加多大电压?17(12分)为研究静电除尘,有人设计了一个盒状容器,容器侧面是绝缘的透明有机玻璃,它的上下底面是面积A=0.04m2的金属板,间距L=0.05m,当连接到U=2500V的高压电源正负两极时,能在两金属板间产生一个匀强电场,现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内,每立方米有烟尘颗粒1013个,假设这些颗粒都处于静止状态,每个颗粒所带电荷量q=+1.01017C,质量m=2.01015kg,不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力,并忽略烟尘颗粒所受重力求闭合开关后:(1)经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸附?(2)除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功?(3)经过多长时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大?江西省横峰中学、弋阳中学、铅山中学、德兴中学四校联考xx学年高二上学期联考物理试卷(9月份)参考答案与试题解析一、选择题(10小题,每小题4分,共40分其中,1-6题为单选题,7-10题为多选题;多选题全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有错选或不选的得0分)1(4分)下列哪些物体可以视为点电荷()A电子和质子在任何情况下都可视为点电荷B均匀带电的绝缘球体在计算库仑力时一般可视为点电荷C带电的细杆在任何条件下都不可以视为点电荷D带电的金属球一定不能视为点电荷考点:元电荷、点电荷专题:电场力与电势的性质专题分析:带电体看作点电荷的条件,当一个带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时,这个带电体可看作点电荷,是由研究问题的性质决定,与自身大小形状无具体关系解答:解:A、由带电体看作点电荷的条件,当带电体的形状对它们间相互作用力的影响可忽略时,这个带电体可看作点电荷,带电体能否看作点电荷是由研究问题的性质决定,与自身大小形状无具体关系,故ACD错误;B、匀带电的绝缘球体在计算库仑力时一般可视为点电荷,故B正确;故选:B点评:点电荷是理想化的物理模型,与力学中质点类似,能不能把带电体看成点电荷,不是看带电体的体积和电量,而看带电体本身的大小和形状对带电体间的作用力影响能不能忽略不计2(4分)用控制变量法,可以研究影响电荷间相互作用力的因素如图所示,O是一个带电的物体,若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置,可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来若物体O的电荷量用Q表示,小球的电荷量用q表示,物体与小球间距离用d表示,物体和小球之间的作用力大小用F表示则以下对该实验现象的判断正确的是()A保持Q、q不变,增大d,则变大,说明F与d有关B保持Q、q不变,减小d,则变大,说明F与d成反比C保持Q、d不变,减小q,则变小,说明F与q有关D保持q、d不变,减小Q,则变小,说明F与Q成正比考点:库仑定律专题:电场力与电势的性质专题分析:根据库仑定律公式F=判断物体与小球之间的作用力F与什么因素有关丝线偏离竖直方向的角度越大,则作用力越大解答:解:A、保持Q、q不变,根据库仑定律公式F=,增大d,库仑力变小,则变小,减小d,库仑力变大,则变大F与d的二次方成反比故A、B错误 C、保持Q、d不变,减小q,则库仑力变小,变小,知F与q有关故C正确 D、保持q、d不变,减小Q,则库仑力变小,变小,根据库仑定律公式F=,知F与两电荷的乘积成正比故D错误故选C点评:解决本题的关键掌握库仑定律的公式F=,知道库仑力与两电荷的乘积成正比,与距离的二次方成反比3(4分)如图是点电荷Q周围的电场线,以下判断正确的是()AQ是正电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度BQ是正电荷,A点的电场强度小于B点的电场强度CQ是负电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度DQ是负电荷,A点的电场强度小于B点的电场强度考点:电场强度;电场线专题:电场力与电势的性质专题分析:电场线总是从正电荷后无穷远处出发终止于负电荷或无穷远处电场线是为了形象的描述电场强弱和方向引入的,并非实际存在的,电场线的疏密表示场强的强弱解答:解:电场线总是从正电荷后无穷远处出发终止于负电荷或无穷远处所以Q是正电荷,电场线的疏密表示场强的强弱,电场线密的地方电场强,疏的地方电场弱,所以A点的电场强度大于B点的电场强度故选A点评:熟悉正、负点电荷,等量同种、等量异种电荷周围电场分布情况往往是解题关键4(4分)如图甲所示,A、B是一条电场线上的两点,当一个电子以某一初速度只在电场力作用下沿AB由A点运动到B点,其速度时间图象如图乙所示,电子到达B点时速度恰为零下列判断正确的是()AA点的场强一定大于B点的场强B电子在A点的加速度一定大于在B点的加速度CA点的电势一定高于B点的电势D该电场可能是负点电荷产生的考点:电场线;电场强度;电势专题:电场力与电势的性质专题分析:由图可知带电粒子速度变化情况,则可明确粒子在两点的加速度大小关系,即可确定电场强度的大小;由功能关系可以确定电势的高低解答:解:A、由图可知,电子加速度恒定,则可知受电场力不变,由F=Eq可知,A点的场强要等于B点场强;故AB错误;C、而电子从A到B的过程中,速度减小,动能减小,则可知电场力做负功,故电势能增加,电子带负电,由=可知,A点的电势要大于B点电势,故C正确,D、点电荷产生的电场中,一条电场线上的点的场强都不相同,D错误;故选:C点评:本题根据图象考查对电场的认识,要求学生能从图象中找出加速度的大小及速度的变化,再应用动能定理及牛顿第二定律进行分析判断;同时还需注意,电势能是由电荷及电场共同决定的,故不能忽视了电荷的极性5(4分)一正电荷仅在电场力作用下,从A点运动到B点,速度大小随时间变化的图象如图所示下列关于A、B两点电场强度E的大小和电势的高低的判断,正确的是()AEAEB,ABBEA=EB,A=BCEAEB,ABDEAEB,AB考点:匀强电场中电势差和电场强度的关系;匀变速直线运动的图像专题:电场力与电势的性质专题分析:根据速度图象可知,正电荷的速度大小不变,应该做匀速圆周运动,分析A、B两点加速度的大小,根据牛顿第二定律判断A、B两点场强的大小由图看出,电荷从A点运动B点,电场力不做功,根据电场力做功公式W=qU判断电势的高低解答:解:由于“速度大小随时间变化的图象”即速率时间关系,可知正电荷的速率始终不变,该电荷做匀速圆周运动,静电力提供向心力,由F=m知,静电力的大小保持不变,由F=qE知,场强的大小不变,即有EA=EB由图看出,电荷从A点运动B点,速度大小不变,电场力不做功,由电场力做功公式W=qU知,A、B两点的电势相等,即有A=B故B正确故选:B点评:本题考查运用力学知识分析电荷在电场中运动情况的能力,抓住匀速圆周运动的合外力充当向心力,向心力的大小不变是解题的关键6(4分)a,b,c为电场中同一条电场线上的三点,其中c为ab的中点已知a,b两点的电势分别为a=3V,b=9V,则下列叙述正确的是()A该电场在c点处的电势一定为6 VBa点处的场强Ea一定小于b点处的场强EbC正电荷从a点运动到b点的过程中电势能一定增大D正电荷只受电场力作用从a点运动到b点的过程中动能一定增大考点:电场线;电场强度;电势能专题:电场力与电势的性质专题分析:题中是一条电场线,无法判断该电场是否是匀强电场,不能确定c点处的电势根据正电荷在电势高处电势能大,分析电势能的关系由能量守恒分析动能关系解答:解:A、若该电场是匀强电场,则在c点处的电势为c=V=6V,若该电场不是匀强电场,则在c点处的电势为c6V故A错误B、一条电场线,无法判断电场线的疏密,就无法判断两点场强的大小,所以a点处的场强Ea不一定小于b点处的场强Eb故B错误CD、根据正电荷在电势高处电势能大,可知正电荷从a点运动到b点的过程中电势能一定增大,而由能量守恒得知,其动能一定减小故C正确,D错误故选:C点评:电场线的疏密可表示电场强度的相对大小,但一条电场线,无法判断电场线的疏密,就无法判断两点场强的大小但可根据电势的高低判断电势能的大小7(4分)示波管是示波器的核心部件,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,如图所示如果在荧光屏上P点出现亮斑,那么示波管中的()A极板X应带正电B极板X应带正电C极板Y应带正电D极板Y应带正电考点:示波器的使用专题:实验题分析:由亮斑位置可知电子偏转的打在偏向X,Y向,由电子所受电场力的方向确定电场的方向,再确定极板所带的电性由亮斑位置可知电子偏转的打在偏向X,Y向,由电子所受电场力的方向确定电场的方向,再确定极板所带的电性解答:解:电子受力方向与电场方向相反,因电子向X向偏转则,电场方向为X到X,则X带正电 同理可知Y带正电,故AC正确,BD错误故选:AC点评:考查电子的偏转,明确电子的受力与电场的方向相反8(4分)在场强E=1.0102V/m的匀强电场中,有相距d=2.0102m的a、b两点,则a、b两点间的电势差可能为()A1.0VB2.0VC3.0VD4.0V考点:电势差与电场强度的关系专题:电场力与电势的性质专题分析:若a、b两点在电场方向上,两点间的电势差最大为U=Ed=2V;若a、b两点在等势面上,两点间的电势差为0,确定出a、b两点间的电势差范围来选择解答:解:若a、b两点在电场方向上,两点间的电势差最大为U=Ed=2V;若a、b两点在等势面上,两点间的电势差为0,则a、b两点间的电势差范围为0U2V故选AB点评:对于匀强电场中电场强度与电势差的关系式U=Ed理解要准确到位:d是两点沿电场方向的距离9(4分)如图所示,A、B为相互接触的用绝缘柱支撑的金属导体,起初它们不带电,在它们的下部贴有金属箔片,C是带正电的小球,下列说法正确的是()A把C移近导体A时,A、B上的金属箔片都张开B把C移近导体A时,先把A、B分开,然后移去导体C,A、B上的金属箔片仍张开C先把C移走,再把A、B分开,A、B上的金属箔片仍张开D先把A、B分开,再把C移走,然后重新让A、B接触,A上的金属箔片张开,而B上的金属箔片闭合考点:静电场中的导体分析:当导体A、B放在带正电的附近时,出现感应起电现象电荷周围有电场存在,从而导体A、B处于电场中,在电场力的作用下,使导体中的自由电子重新分布而处于静电平衡的导体,电荷只分布在外表面,内部电场强度为零,且是等势体解答:解:AB、感应带电,这是使物体带电的一种方法,根据异种电荷互相吸引的原理可知,靠近的一端会带异种电荷金属导体处在正电荷的电场中,由于静电感应现象,导体B的右端要感应出正电荷,在导体A的左端会出现负电荷,所以导体两端的验电箔都张开,且左端带负电,右端带正电,把带正电荷的物体C移近导体A后,把A和B分开,A带负电,B带正电,金属箔还是张开,故AB正确;C、先把C移走,A、B电荷恢复原状,若再把A、B分开,A、B上的金属箔片不会张开,故C错误;D、把A、B分开,再把C移走,然后重新让A、B接触,A上的金属箔片闭合,B上的金属箔片也闭合,故D错误;故选:AB点评:体现物体静电感应起电的实质,及静电平衡状态时,带电体的电荷只分布在外表面,内部电场强度为零,且导体的电势处处相等10(4分)如图,在正点电荷Q形成的电场中,AD、BC是以Q为圆心的两段圆弧正点电荷q沿ABCDA移动,则该电荷q()A沿BC运动时不受电场力作用B沿DA运动时电场力不做功C在B点时的电势能比在D点时小D在A点时受到的电场力比在C点时小考点:楞次定律;电场;法拉第电磁感应定律专题:电磁感应与电路结合分析:电场力做功,根据公式W=qU,可知跟两点间的电势差有关系,两点间电势差为零,不做功电场线的疏密反映了电场的强弱解答:解:A、电荷处在电场中就会受到电场力的作用,故A错误B、在正点电荷Q形成的电场中,AD、BC是以Q为圆心的两段圆弧,也是两个等势面,所以沿DA运动时电场力不做功,故B正确C、沿着电场线方向的电势降低,所以D点电势高于B点电势,但是电势能Ep=q,所以正点电荷q在B点时的电势能比在D点时小,故C正确D、根据库仑定律,离点电荷的距离越小,电场强度越大,所以A点的场强大于C点的场强,所以在A点时受到的电场力比在C点时大,故D错误故选:BC点评:根据电场的对称性,电场线与等势面垂直,沿电场线的方向,电势降低,可以分析解决本题二、填空题(2小题,每空3分,共12分,把答案填在题中的横线上)11(6分)在真空中有两个电量均为q=2108c的异号点电荷,二者相距20cm固定,已知:静电力恒量k=9109Nm2/c2,它们相互作用的库仑力大小是9105N;在二者连线中点处的电场强度大小是3.6104N/C考点:库仑定律;电场强度专题:电场力与电势的性质专题分析:根据库仑定律求解与两电荷间的作用力根据点电荷场强公式分别求出两点电荷在中点处产生的场强,再进行合成,求出合场强解答:解:已知真空中两点电荷的电量均为q=2108C,距离r=0.2m,根据库仑定律得 电荷间的作用力F=k=9109N=9105N 两点电荷在中点处产生的场强大小为E=1.8104N/C,方向相同,则在两者连线的中点处,电场强度大小为E合=2E=3.6104N/C故答案为:9105,3.6104点评:本题两电荷连线上电场强度是两电荷产生的电场强度的叠加,根据平行四边形定则进行合成12(6分)如图所示,已知A、B两带电小球相距3cm,QA=1.01010C,两球均用细绝缘线悬挂在水平方向匀强电场中保持静止,悬线呈竖直方向,则匀强电场的电场强度大小为1000 N/C,方向向左考点:共点力平衡的条件及其应用;电场强度分析:A球带正电,B球带电,要使A、B处于竖直方向平衡,则B对A的吸引力水平向右,则要加一个水平向左的电场,使A受到的电场力等于B球对A的吸引力,根据F=qE与平衡方程,即可求解解答:解:由题意可知A球受力平衡,水平方向合外力等于零,B对A的作用力向右,所以要加一个水平向左的电场,对B受力分析,则由根据平衡条件得:E=K=9109=1000N/C故答案为:1000,向左点评:本题主要考查了库仑定律及电荷在电场中要受到力的作用,根据小球受力平衡求解,难度不大,属于基础题三、科学探究与实验(1小题,每空3分,共9分)13(9分)如图所示是定性研究平行板电容器的电容与其结构之间的关系的装置,平行板电容器的A板与静电计相连,B板和静电计金属壳都接地,若充电后保持电容器带电量不变,试指出如图所示的情况下,静电计指针的偏转角度变化情况(1)正对面积减少时,静电计指针的偏转角度增大(2)板间距离增大时,静电计指针的偏转角度增大(3)使用静电计的目的是观察电容器电势差的变化情况考点:电容器的动态分析专题:电容器专题分析:静电计测定电容器极板间的电势差,板间的电势差越大,指针偏转角越大根据电容的决定式C=和定义式C= 结合进行分析解答:解:(1)正对面积减小时,根据电容的决定式C=,可知电容C减小,而电量Q不变,由电容的定义式C= 得知,电容器板间电压增大,所以静电计指针偏角增大(2)板间距离增大时,根据电容的决定式C=,可知电容C减小,而电量Q不变,由电容的定义式C= 得知,电容器板间电压增大,所以静电计指针偏角增大(3)使用静电计的目的是观察电容器电势差,故答案为:增大;增大;电势差点评:对于电容器的动态变化分析问题,抓住电容器的电量不变的基础上,根据电容的两个公式:电容的决定式C=和定义式C=,结合进行分析四、计算题(4小题,共39分解答应写出必要的文字说明、公式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)14(8分)多少个电子的电荷量等于3.2105C?干燥的天气一个人脱了鞋在地毯上走,身上聚集了4.8105C的电荷此人身上有多少个剩余电子?他的质量增加了多少?(电子质量me=9.11031kg,电子电荷量e=1.61019C)考点:电荷守恒定律;元电荷、点电荷专题:电场力与电势的性质专题分析:已知单个电子的电量,则可求得一定电荷量所需要的电子数目解答:解:每个电子电荷量为q=1.61019C;则3.2105C的电量需要的电子为n=21014个;干燥的天气一个人脱了鞋在地毯上走,身上聚集了4.8105C的电荷此人身上有电子为n=31014个;电子质量me=9.11031kg,所以他的质量增加m=310149.11031kg=2.731016kg答:21014个电子的电荷量等于3.2105C;此人身上有31014个剩余电子,他的质量增加2.731016kg点评:本题考查一定电荷量与电子带电量的关系,自然界中所有电带电体的电量均为电子电量的整数倍15(10分)如图所示,带正电的甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的A点,其带电荷量为Q;质量为m、带正电的乙球在水平面上的B点静止释放,其带电荷量为q,A,B两点间的距离为l0释放后的乙球除受到甲球的静电力作用外,还受到一个大小为F=k(k为静电力常量)、方向指向甲球的恒力作用,两球均可视为点电荷(1)求乙球在释放瞬间的加速度大小;(2)求乙球的速度最大时两个电荷间的距离考点:库仑定律;牛顿第二定律专题:电场力与电势的性质专题分析:(1)乙球在释放瞬间竖直方向受力平衡,水平方向受到甲的静电斥力和F,根据牛顿第二定律求出其加速度大小(2)乙向左先做加速运动后做减速运动,当所受的甲的静电斥力和F大小相等时,乙球的速度最大,可求出两球间的距离解答:解:(1)根据牛顿第二定律得 ma=F,又F=可解得: a=(2)当乙球所受的甲的静电斥力和F大小相等时,乙球的速度最大, F=可解得x=2l0答:(1)求乙球在释放瞬间的加速度大小;(2)求乙球的速度最大时两个电荷间的距离2l0点评:本题是牛顿第二定律、动能定理的综合,根据乙球的受力情况,分析其运动情况是解题的基础16(9分)一束电子流在经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,若两板间距d=1.0cm,板长l=5.0cm,那么,要使电子能从平行板间飞出,两个极板上最多能加多大电压?考点:带电粒子在匀强电场中的运动专题:带电粒子在电场中的运动专题分析:粒子先加速再偏转,由题意可知当电子恰好飞出时,所加电场最大;由运动的合成与分解关系可得出电压值解答:解:在加速电压一定时,偏转电压U越大,电子在极板间的偏距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:进入偏转电场,电子在平行于板面的方向上做匀速运动:l=v0t在垂直于板面的方向做匀加速直线运动,加速度为:偏距:能飞出的条件为:y,解式得:UV=4.0102 V,即要使电子能飞出,所加电压最大为400V;答:两个极板上最多能加400V的电压点评:本题考查带电粒子在电场中的偏转,在列式计算时应注意不要提前代入数值,应将公式简化后再计算,这样可以减少计算量17(12分)为研究静电除尘,有人设计了一个盒状容器,容器侧面是绝缘的透明有机玻璃,它的上下底面是面积A=0.04m2的金属板,间距L=0.05m,当连接到U=2500V的高压电源正负两极时,能在两金属板间产生一个匀强电场,现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内,每立方米有烟尘颗粒1013个,假设这些颗粒都处于静止状态,每个颗粒所带电荷量q=+1.01017C,质量m=2.01015kg,不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力,并忽略烟尘颗粒所受重力求闭合开关后:(1)经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸附?(2)除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功?(3)经过多长时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大?考点:带电粒子在混合场中的运动;匀强电场中电势差和电场强度的关系专题:带电粒子在复合场中的运动专题分析:在本题中带电颗粒做初速度为零的匀加速运动直到到达负极板为止,当离负极板最远的粒子到达负极板时,所有颗粒全部被吸收;由于颗粒均匀分布在密闭容器内,可以等效为所有颗粒从两极板中间被加速到负极板,从而求出电场对颗粒做的总功;写出动能表达式,利用数学知识和运动学公式可以求出经过多长时间颗粒的总动能最大解答:解:(1)当最靠近上表面的烟尘颗粒被吸附到下板时,烟尘就被全部吸附根据牛顿第二定律得:F=q=ma设经过时间t颗粒被全部吸收,由运动学公式得:L=at2=联立解得颗粒全部被吸收所需时间为:t= L=0.02s(2)全部颗粒被吸附的过程可以等效为:全部颗粒从极板中间被吸附到负极板,所以加速电压为,有: W=NALqU=2.5104 J电场对烟尘颗粒共做了2.5104 功; (3)设烟尘颗粒下落距离为x,则有:Ek=mv2NA(Lx)=xNA(Lx) 当x=时,EK达最大,设经过时间t1烟尘颗粒的总动能达到最大,此时有:x=a所以解得总动能最大时经过时间为:t1=L=0.014s;答:(1)经过0.02s时间烟尘颗粒可以被全部吸附;(2)除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了2.5104 J功;(3)经过0.014s时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大点评:本题属于较难题目,要正确建立物理模型,依据相关物理规律求解- 配套讲稿:
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