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湖南省长沙市长郡中学2015-2016学年高一下学期期末物理试卷(解析版)


湖南省长沙市长郡中学 2015-2016 学年高一下学期期末物理 试卷
一、选择题(本题共 12 小题,每小题 4 分,共 48 分.在每小题给出的四个选项中,1--8 小题只有一个正确答案,9--12 小题中,至少有两个正确的.全部选对的得 4 分,少选的得 2 分,有选错或不选的得 0 分) 1. (4 分)历史上关于天体的运动和万有引力的研究,有许多科学家做出了贡献.下列说法 正确的是( ) A.伽利略发现了行星运动的规律 B. 牛顿发现了万有引力定律 C.开普勒测定了万有引力常量 D.卡文迪许做了“月地检验”推导 考点:万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定. 专题:万有引力定律的应用专题. 分析:解答本题的关键是了解几个重要的物理学史,知道哪些伟大科学家的贡献. 解答: 解:A、开普勒发现了行星运动的规律,故 A 错误; B、牛顿发现了万有引力定律,故 B 正确; C、万有引力常数是由卡文迪许测出的,故 C 错误; D、牛顿做了“月地检验”推导,故 D 错误. 故选:B. 点评:本题考查了物理学史部分, 要了解哪些伟大科学家的重要贡献, 培养科学素质和为科 学的奉献精神.


2. (4 分)两个分别带有电荷量﹣Q 和+3Q 的相同金属小球(均可视为点电荷) ,固定在相 距为 r 的两处,它们间库仑力的大小为 F.两小球相互接触后将其固定距离变为 ,则两球 间库仑力的大小为( A. ) B.


C.

D.12F

考点:库仑定律;电荷守恒定律. 专题:计算题. 分析: 清楚两小球相互接触后,其所带电量先中和后均分. 根据库仑定律的内容,根据变化量和不变量求出问题. 解答: 解:接触前两个点电荷之间的库仑力大小为 F=k ,两个相同的金属球各自带

电,接触后再分开,其所带电量先中和后均分,所以两球分开后各自带点为+Q,距离又变 为原来的 ,库仑力为 F′=k ,

所以两球间库仑力的大小为



故选 C. 点评:本题考查库仑定律及带电题电量的转移问题. 3. (4 分)火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,根据开普勒行星运动定律可知(
1



A. 太阳位于木星运行轨道的中心 B. 火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等 C. 火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方 D. 相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 考点:万有引力定律及其应用. 专题:万有引力定律在天体运动中的应用专题. 分析: 熟记理解开普勒的行星运动三定律: 第一定律:所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在所有椭圆的一个焦点上. 第二定律:对每一个行星而言,太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等. 第三定律:所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等. 解答: 解:A、第一定律的内容为:所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动,太 阳处于椭圆的一个焦点上.故 A 错误; B、第二定律:对每一个行星而言,太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等.行星在 此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化,故 B 错误;


C、若行星的公转周期为 T,则

常量 K 与行星无关,与中心体有关,故 C 正确;

D、第二定律:对每一个行星而言,太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等,是对同 一个行星而言,故 D 错误; 故选 C. 点评:正确理解开普勒的行星运动三定律是解答本题的关键. 4. (4 分) 如图所示为电场中的一条电场线, A、 B 为其上的两点, 以下说法正确的是 ( )

A. EA 与 EB 一定不等,φA 与 φB 一定不等 B. EA 与 EB 可能相等,φA 与 φB 可能相 等 C. EA 与 EB 一定不等,φA 与 φB 可能相等 D.EA 与 EB 可能相等,φA 与 φB 一定不 等 考点:电势;电场强度;电场线. 专题:图析法. 分析:电场强度的大小看电场线的疏密程度, 电场线越密的地方电场强度越大, 电势的高低 看电场线的指向,沿着电场线电势一定降低. 解答: 解:电场线越密的地方电场强度越大,由于只有一条电场线,无法看出电场线的疏 密,故 EA 与 EB 可能相等、可能不相等; 沿着电场线电势一定降低,故 φA 一定大于 φB; 故选 D. 点评:本题关键在于通过电场线的疏密程度看电场强度的大小, 通过电场线的指向看电势的 高低.


5. (4 分)某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶,受到的阻力分别为车重的 k1 和 k2 倍,最大速率分别为 v1 和 v2,则( ) A. v2=k1v1 B.v2= v1 C.v2= v1 D.v2=k2v1

2

考点:功率、平均功率和瞬时功率. 专题:功率的计算专题. 分析:汽车在水平路面上行驶时, 当牵引力等于阻力时, 速度最大. 根据功率与速度的关系, 结合汽车阻力与车重的关系求解.


解答: 解:设汽车的功率为 P,质量为 m,则有:P=K1mgV1=K2mgV2,所以 v2=

v1

故选:B. 点评:解决本题的关键知道以额定功率行驶, 汽车做加速度逐渐减小的加速运动, 当牵引力 等于阻力时,速度达到最大. 6. (4 分)用控制变量法,可以研究影响平行板电容器的因素(如图) .设两极板正对面积 为 S,极板间的距离为 d,静电计指针偏角为 θ.实验中,极板所带电荷量不变,若( )

A.保持 S 不变,增大 d,则 θ 变大 C.保持 d 不变,减小 S,则 θ 变小 考点:影响平行板电容器电容的因素.


B. 保持 S 不变,增大 d,则 θ 变小 D.保持 d 不变,减小 S,则 θ 不变 ,判

分析:静电计指针偏角 θ 表示电容器两端电压的大小,根据电容的定义式 C= 断电容的变化,再根据 C= ,判断电压的变化,从而得知静电计指针偏角的变化. 解答: 解:根据电容的定义式 C=

,保持 S 不变,增大 d,电容 C 减小,再根据

U= ,知 U 增大,所以 θ 变大.故 A 正确,B 错误. 保持 d 不变,减小 S,电容减小,再根据 C= ,知 U 增大,所以 θ 变大.故 CD 错误. 故选:A. 点评:解决电容器的动态分析问题关键抓住不变量.若电容器与电源断开,电量保持不变; 若电容器始终与电源相连,电容器两端间的电势差保持不变. 7. (4 分)如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长 ab=10cm,bc=5cm,当将 A 与 B 接入 电压为 U 的电路中时,电流为 1A;若将 C 与 D 接入电压为 U 的电路中,则电流为( )

3

A. 4A

B.2A?


C. A

D. A

点: 电阻定律;欧姆定律. 专题:恒定电流专题. 分析:根据电阻定律公式

确定两次电阻值之比,然后根据欧姆定律确定电流之比. ,有

解答: 解:根据电阻定律公式



② 故

根据欧姆定律,电压相同时,电流与电阻成反比.故两次电流之比为 1:4,故第二次电流 为 4A; 故选 A. 点评:本题主要考察电阻定律和欧姆定律的灵活运用. 8. (4 分)如图所示是同一轨道平面上的三颗人造地球卫星,下列说法正确的是( )

A. 根据 v= ,可知 vA<vB<vC B. 根据万有引力定律,可知引力 FA>FB>FC C. 运动周期 TA>TB<TC D. 向心加速度 αA>αB>αC 考点:人造卫星的加速度、周期和轨道的关系;万有引力定律及其应用. 专题:人造卫星问题. 分析: 研究卫星绕地球做匀速圆周运动, 根据万有引力提供向心力, 列出等式把要比较的 物理量表示出来. 根据已知条件结合表达式求解.


解答: 解:A、卫星绕地球做圆周运动,由万有引力提供圆周运动即
4

=

=mrω =ma,

2

v=

可知 A、B、C 三卫星轨道依次增加,线速依次减小,v=

仅指计算近地轨道卫星

绕行的线速度;故 A 错误; B、由于未知三颗卫星的质量大小关系,故仅根据半径关系无法判断其万有引力的大小,故 B 错误; C、由万有引力提供圆周运动即 =m ,

T=2π

,A、B、C 三卫星轨道依次增加,所以 TA<TB<TC,故 C 错误; ,A、B、C 三卫星轨道依次增加,所以 αA>αB>αC,故 D 正确;

D、向心加速度 a=

故选:D. 点评: 比较一个物理量, 我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来, 再根据表达 式进行比较. 不能考虑一个变量而忽略了另一个变量的变化. 向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用. 9. (4 分)直流电动机的电枢电阻为 R,正常工作时,电动机两端电压为 U,通过的电流强 度为 I.工作时间为 t 时,下列说法正确的是( ) 2 A.电动机线圈产生的热量为 UIt B. 电机线圈产生的热量为 I Rt C.电动机消耗电能为 UIt D.电动机输出的机械能为 UIt 考点:电功、电功率. 专题:恒定电流专题.


分析:在计算电功率的公式中,总功率用 P=IU 来计算,发热的功率用 P=I R 来计算,如果 是计算纯电阻的功率,这两个公式的计算结果是一样的,但对于电动机等非纯电阻,第一个 计算的是总功率,第二个只是计算发热的功率,这两个的计算结果是不一样的. 2 解答: 解:A、电动机为非纯电阻,线圈产生的热量要用 Q=I Rt 来计算,所以 A 错误, B 正确. C、电动机消耗电能为电动机的总功,为 W=UIt,所以 C 正确 2 D、电动机输出的机械能为 UIt﹣I Rt,D 错误. 故选:BC. 点评:对于电功率的计算,一定要分析清楚是不是纯电阻电路,对于非纯电阻电路,总功率 和发热功率的计算公式是不一样的. 10. (4 分)如图是用灵敏电流计改装成的某多量程电表内部电路图,图中 a 为公共接线柱, b、c 分别为两个量程的接线柱.对该电表下列说法正确的是( )

2

A. 该电表是多量程电流表 B. 当使用 a、b 两个接线柱时量程较大
5

C. R1 越大,该电表量程越大 D. 该电表两量程的大小与 R1 和 R2 的阻值成反比 考点:多用电表的原理及其使用. 专题:恒定电流专题. 分析: 要熟悉多用表的原理和结构,根据电表的结构选出欧姆表、电压表和电流表; 由串并联特点,结合欧姆定律,可知,量程的大小;


由图,结合欧姆定律,可知,R1 越大,该电表量程越小; 因电阻 R2 与电表串联后与 R1 并联,则量程大小不与阻值成反比. 解答: 解:A、电表与电阻相并联即为电流表,故 A 正确; B、当接 a、b 两个接线柱时,导致 R1 两端的电压增大,则流过此电阻的电流也增大,因电 表电流不变,则量程较大,故 B 正确; C、由欧姆定律可知,R1 越大,电流越小,该电表量程越小,故 C 错误; D、因电阻 R2 与电表串联后与 R1 并联,则量程大小不与阻值成反比,故 D 错误; 故选:AB. 点评:考查电表改装的原理,掌握欧姆定律的应用,注意灵敏电流计的最大电压、电阻与最 大电流均是恒定的. 11. (4 分)如图,真空中有两个点电荷 Q1=+4.0×10 C 和 Q2=﹣1.0×10 C,分别固定在 x 轴的 x=0 和 x=6cm 的位置上.则在 x 轴上( )
﹣8 ﹣8

A. x=﹣6cm 和 x=6cm 处的点的电场强度为零 B. 只有 x=12cm 处的点的电场强度为零 C. 电场强度方向沿 x 轴正方向的区域有两处 D. 电场强度方向沿 x 轴正方向的区域只有一处 考点:电场强度. 专题:电场力与电势的性质专题.


分析:某点的电场强度是正电荷 Q1 和负电荷 Q2 在该处产生的电场的叠加,是合场强.运 用合成进行分析. 解答: 解:A、某点的电场强度是正电荷 Q1 和负电荷 Q2 在该处产生的电场的叠加,是合 场强. 根据点电荷的场强公式 E= 所以要使电场强度为零,那么正电荷 Q1 和负电荷 Q2 在该处

产生的场强大小相等方向相反. 不会在 Q1 的左边,因为 Q1 的电荷大于 Q2,也不会在 Q1 Q2 之间,因为它们电荷电性相反, 在中间的电场方向都是一样的;所以,只能在 Q2 右边. 设该位置据 Q2 的距离是 L, 所以 = 解得 L=6cm;

所以 x 坐标轴上 x=12cm 处的电场强度为零,故 A 错误,B 正确; C、在 Q1 Q2 之间,正电荷 Q1 和负电荷 Q2 在该处产生的场强方向沿 x 轴正方向,所以实际 场强也是沿 x 轴正方向,根据点电荷的场强公式得 x 坐标轴大于 12cm 区域电场强度方向沿 x 轴正方向区域.
6

所以 x 坐标轴上电场强度方向沿 x 轴正方向区域是(0,6cm)和(12cm,∞) ,故 C 正确, D 错误. 故选:BC. 点评:空间中某一点的电场,是空间所有电荷产生的电场的叠加,场强是矢量,其合成遵守 平行四边形定则. 12. (4 分)把质量是 0.2kg 的小球放在竖立的弹簧上,并把球往下按至 A 的位置,如图甲 所示;迅速松手后,弹簧把球弹起,球升至最高位置 C(图丙)途中经过位置 B 时弹簧正 好处于自由状态(图乙) .已知 B、A 的高度差为 0.1m,C、B 的高度差为 0.2m,弹簧的质 2 量和空气阻力均忽略不计.重力加速度 g=10m/s ,则有( )

A. 小球从 A 上升至 B 的过程中,弹簧的弹性势能一直减小,小球的动能一直增加 B. 小球从 B 上升到 C 的过程中,小球的动能一直减小,势能一直增加 C. 小球在位置 A 时,弹簧的弹性势能为 0.6J D. 小球从位置 A 上升至 C 的过程中,小球的最大动能为 0.4J 考点:功能关系;弹性势能. 分析:小球从 A 上升到 B 位置的过程中,平衡位置速度最大,动能增大;小球上升和下落 过程与弹簧组成的系统机械能守恒. 解答: 解:A、球从 A 上升到 B 位置的过程中,先加速,当弹簧的弹力 k△ x=mg 时,合 力为零,加速度减小到零,速度达到最大,之后小球继续上升弹簧弹力小于重力,球做减速 运动,故小球从 A 上升到 B 的过程中,动能先增大后减小,A 错误; B、小球从 B 到 C 的过程中,小球的弹力小于重力,故小球的动能一直减小;因小球高度增 加,故小球的重力势能增加;故 B 正确; C、根据能量的转化与守恒,小球在图甲中时,弹簧的弹性势能等于小球由 A 到 C 位置时 增加的重力势能:Ep=mgAC=0.2×10×0.3=0.6J;故 C 正确; D、 由于无法确定小球受力平衡时的弹簧的形变量, 故无法求出小球的最大动能; 故 D 错误; 故选:BC. 点评:解决本题的关键掌握机械能守恒的条件, 在只有重力或弹簧弹力做功的情形下, 系统 机械能守恒.在解题时要注意,单独对小球来说,小球和弹簧接触过程中机械能不守恒.


二、填空题(本题共 3 小题,每小题 6 分,共 18 分) 13. (6 分)某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律.已知打点计时器所用电 2 源的频率为 50Hz,当地重力加速度为 g=9.80m/s .实验中该同学得到的一条点迹清晰的完 整纸带如图(b)所示.纸带上的第一个点记为 O,另选连续的三个点 A、B、C 进行测量, 图中给出了这三个点到 O 点的距离 hA、hB 和 hC 的值.回答下列问题(计算结果保留 3 位 有效数字) (1)打点计时器打 B 点时,重物速度的大小 vB= 3.90 m/s;
7

(2)设重物质量为 m,OB 对应的下落过程中,重力势能减少量△ EP= 7.70m J,动能增 加量△ Ek= 7.61m J,在误差允许范围内,可以认为两者相等,因此验证了机械能守恒定 律.

考点: 验证机械能守恒定律. 专题: 实验题. 分析: 解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注 意事项. 纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动 的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度,从而求出动能. 解答: 解: (1)利用匀变速直线运动的推论


vB=

=

=3.90 m/s

(2)重力势能减小量△ Ep=mgh=9.8×0.7857mJ=7.70mJ. EkB= mvB =
2

=7.61m J

△ Ek=EkB﹣0=0.48m J 故答案为: (1)3.90; (2)7.70m,7.61m. 点评: 运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题. 要注意单位的换算和有效数字的保留. 14. (6 分)小灯泡通电后其电流 I 随所加电压 U 变化的图线如图所示,P 为图线上一点, PN 为图线上的切线,PQ 为 U 轴的垂线,PN 为 I 轴的垂线,随着所加电压的增大,小灯泡 的功率 增大 (选填“增大”、“减小”或“不变”) ;小灯泡的电阻 增大 (选填“增大”、“减 小”或“不变”) ;对应 P 点小灯泡的电阻为 .

考点: 欧姆定律.



8

专题: 恒定电流专题. 分析: 由图看出此灯泡是非线性元件, 根据电阻是指对电流的阻碍作用判断灯泡电阻与电压 之间的关系;找到 P 点对应的电压和电流,根据欧姆定律求出此时灯泡的电阻;由功 率公式可知功率对应图线的“面积”. 解答: 解:由图象可知,灯泡的电阻等于 R= ,等于图线上的点与原点 O 连线斜率的倒数, 由数学知识可知,电压增大,此斜率减小,则灯泡的电阻增大.由图象可知,P 点对 应的电压为 U1,电流为 I2,则灯泡的电阻 R= ;因 P=UI,所以图象中矩形 PQOM

所围的面积为对应 P 点小灯泡的实际功率,故可知,电压增大时,功率也将增大; 故答案为:增大;增大; 点评: 注意 U﹣I 图象的意义,知道斜率等于电阻的倒数,明确功率借助图象分析时所围得 面积;明确灯泡伏安特性曲线不直的原因. 15. (6 分)用如图所示装置做“探究功和物体速度变化的关系”实验时,下列说法正确的是 ( )

A.该实验通过改变橡皮筋的长度来改变拉力做功的数值 B. 每次实验必须算出橡皮筋对小车做功的具体数值 C. 通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度 D.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度 考点: 探究功与速度变化的关系. 专题: 实验题. 分析: 在探究橡皮筋的拉力对小车所做的功与小车速度变化的关系的实验中应注意:n 根相 同橡皮筋对小车做的功就等于系一根橡皮筋时对小车做的功的 n 倍, 这个设计很巧妙 地解决了直接去测量力和计算功的困难; 该实验需要平衡摩擦力以保证动能的增量是 只有橡皮筋做功而来;小车最大速度即为后来匀速运动的速度. 解答: 解:A、该实验中利用相同橡皮筋形变量相同时对小车做功相同,通过增加橡皮筋的 条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加, 这个设计很巧妙地解决了直接去测量 力和计算功的困难.故 AB 错误; C、实验中我们要知道小车获得的最大速度,即橡皮筋把功做完,所以应该对应纸带


9

上点迹均匀匀速运动的部分计算速度,故 C 正确; D、实验中我们要知道小车获得的最大速度,即橡皮筋把功做完,所以应该对应纸带 上点迹均匀匀速运动的部分计算速度. 不是测量小车加速阶段的平均速度, 故 D 错误. 故选:C. 点评: 此题的关键是熟悉橡皮筋拉小车探究做功与物体速度变化的关系实验步骤细节和原 理,知道平衡摩擦力. 三、解答题(本题共 4 小题,共 34 分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算 步骤.只写出最后结果的不能给分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位) 16. (8 分) 用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球, 小球质量为 1.0×10 kg, 所带电荷量为+2.0×10 ﹣8 C,现加一水平向右的匀强电场,平衡时绝缘绳与铅垂线成 30°夹角,求这个匀强电场的 电场强度.
﹣2

考点:匀强电场中电势差和电场强度的关系. 专题:电场力与电势的性质专题. 分析:小球受重力、电场力和拉力处于平衡,根据共点力平衡求出电场力的大小,从而得出 电场强度的大小. 解答: 解:小球受力如图所示,根据共点力平衡有:qE=mgtan30°,


解得电场强度为:E= 答:这个匀强电场的电场强度为 .



点评:解决本题的关键能够正确地受力分析,运用共点力平衡进行求解,基础题. 17. (8 分)把一个小球用细线悬挂起来,就成为一个摆,摆长为 l,最大偏角为 θ.小球到 达最低点的速度是多大?此时绳受到的拉力为多大?

10

考点:向心力. 分析:小球在摆动的过程中,只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律求出小球运 动到最低位置时的速度大小.在最低点,小球靠重力和拉力的合力提供向心力,根据牛顿第 二定律求出细线的拉力大小. 解答: 解:由最大偏角 θ 处下落,到最低点时,竖直的高度差是 h=l(1﹣cosθ) ,由机械 能守恒定律知:


mg(l﹣lcosθ)= 解得: v= 在最低点合外力提供向心力: F﹣mg=m 解得: F=3mg﹣2mgcosθ 答:小球运动到最低位置时的速度是 ;在最低点,细线的拉力为 3mg

﹣2mgcosθ. 点评:本题综合考查了机械能守恒定律和牛顿第二定律,难度不大,需加强这方面的训练, 基础题. 18. (8 分)地球半径为 6400km,在贴近地表附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星速度为 7.9×10 m/s.求: (1)卫星的周期为多大? (2)估算地球的平均密度(取 G=6.67×l0
﹣11

3

N?m /kg )

2

2

考点:人造卫星的加速度、周期和轨道的关系. 专题:人造卫星问题. 分析:根据圆周运动的公式求出卫星的周期, 根据密度的定义以及万有引力提供向心力求出 地球的平均密度. 解答: 解: (1)球半径为 6400km,在贴近地表附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星速度 3 为 7.9×10 m/s.


根据圆周运动的公式得卫星的周期 T=

=5088s,

(2)由万有引力提供圆周运动即

=m
11



M= 根据密度的定义得 ρ= = =5.5×10 kg/m ,
3 3

答: (1)卫星的周期为 5088s, (2)地球的平均密度是 5.5×10 kg/m . 点评:需要掌握万有引力提供向心力的应用, 向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理 量或所求解的物理量选取应用. 19. (10 分)如图,水平放置的两平行金属板,板长 L0=10cm,两极板间距 d=2cm,一束电 7 子以 v0=4×10 m/s 的初速度从两板中央水平射入板间, 然后从板间飞出射到距离板 L=45cm, 宽 D=20cm 竖直放置的荧光屏上(不计重力,荧光屏中点在两板间的中央线上,电子质量为 m=0.91×10 kg,电荷量 e=1.6×10 C) .求: (1)若电子飞入两板前,是从静止开始经历了加速电场的加速,则该电场的电压为多大? (2)为了使带电粒子能射中荧光屏所有的位置,两板间所加的电压应取什么范围?
﹣30 ﹣19

3

3

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: (1)电子在加速电场中,电场力做功为 W=eU1,根据动能定理列式求加速电场的 电压; (2)电子恰好能打在荧光屏的上边缘,偏转电压最大.由几何知识求出电子在电场中的偏 转位移 y,再根据牛顿第二定律和运动学公式推导出 y 与偏转电压的关系,即可求出偏转电 压的范围. 解答: 解: (1)设加 电场的电压为 U1,由动能定理得:


eU1= 代入数据解得

① .

(2)设所加电压为 U2 时,电子恰好能打在荧光屏的上边缘,电子的轨迹恰好与上极板边缘 相切,则由类平抛运动规律及几何知识可得:



其中 y 为电子在电场中的偏转位移. 又 y= ④

12

且 y=



由③④⑤可得:U2=

,代入数据解得 U2=364V

同理要使电子能打在荧光屏下边缘应加反向电压 364V ⑦ 所以两板间所加电压范围为:﹣364V≤U2≤364V ⑧ 3 答: (1)电子飞入两板前所经历的加速电场的电压是 4.55×10 V. (2)为了使带电粒子能射中荧光屏所有位置,两板间所加电压应取的范围是:﹣ 364V≤U2≤364V. 点评:本题是带电粒子在组合场中运动的类型, 根据动能定理研究加速过程, 运用分解的方 法研究类平抛运动,这些常规方法要熟悉.

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