江苏省南京市2023-2024学年高二年级上册期中学情调研测试 物理试卷（含答案）

2023-2024年南京市第一学期

高物理期中试卷

注意事项

考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求

1、本卷共6页，满分100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交

回。

2、答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题

卡的规定位置

3、请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符。

4、作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选择项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用

橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡

上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。

5、如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗。

一、单项选择题：共11题，每小题4分，共计44分。每小题只有一个选项最符合题意。

1.下列说法正确的是（）

A.闭合导线的一部分在磁场中运动一定会产生感应电流

B.电磁铁的工作原理是电磁感应

C.赫兹第一个用实验证实了电磁波的存在

D.爱因斯坦第一个提出了能量量子化

2.如图所示，P为桥墩，A为靠近桥墩浮在水面的树叶，波源S连续振动形成水波，此时树叶几乎不动。为

使水波能带动树叶明显振动，可采用的方法是（）

9

A.减小波源的振幅B.减小波源距桥墩的距离

C.增大波源的频率D.减小波源的频率

3.甲、乙两小车在平直轨道上同向行驶，0~与时间内的V—7图像如图所示，下列说法正确的是（）

A.0~。时间内甲平均速度比乙大B.乙时间内乙的平均速度比甲大

C.乙在0~J内的平均速度等于/D.0~，2内甲的平均速度比乙大

4.如图所示为“天问一号”探测器围绕火星多次变轨的简化图景。轨道I、IH为椭圆，轨道H为圆，。点是

这三个轨道的相切点，。、。分别是远火星点和近火星点，。、尸、。三点连线经过火星中心，已知火星的半

径为R,0Q=4R,探测器在轨道n上经过o点时的速度为v。下列说法正确的是（）

A.在多次变轨过程中，探测器与火星中心的连线经过相等时间扫过的面积都相等

2

B.探测器在轨道II上运动时，经过。点的加速度等于L

3R

C.探测器在轨道I上运动时，经过。点速度小于v

D.探测器在轨道II和ni上运动的周期之比是3:2

5.如图所示，电源电动势E=6V，内阻r=in，电阻K=2Q,变阻器R2的最大阻值为3Q，下列说法

正确的是（）

Er

A,该电路电源的输出电压最大为5V

B.R2的阻值逐渐增大R2消耗的功率逐渐减小

C.当4=1。时，用消耗的功率最大

D.当鸟=30时，电源的效率最低

6.如图所示，某同学用图示电路测量电源的电动势和内电阻。为减小实验的系统误差,可采用的方法是（

A.用内阻小的电压表B.用内阻大的电压表

C.用内阻小的电流表D.用内阻大的电流表

7.如图所示，带电粒子从电场中a点以速度V。进入电场，仅在电场力作用下，沿虚线所示的轨迹运动到6

\------*

A,粒子加速度先增大再减小B.粒子先加速后减速

C.粒子带正电荷D.粒子的电势能先减小后增大

8.高空作业人员必须要系安全带！如果质量为机的高空作业人员不慎跌落，自由下落/I后安全带刚好被拉

直，此后经过时间，作业人员下落到最低点，在时间f内安全带对人的平均作用力大小为（重力加速度大小

为g）（）

A.向电+附B.向史一祖g

t

9.如图所示，滑块B放置在光滑的水平面上，其光滑圆弧曲面的圆心角小于90，曲面最低点与水平面相

切，小球A以某一水平初速度V。冲向B,则（)

A.A、B相互作用过程中，A、B组成系统动量守怛

B.A、B相互作用过程中，A的机械能守恒

C.A的初速度达到一定数值就可以越过B

D.A的初速度无论多大都不能越过B

10.两电荷量分别为分和%的点电荷放在无轴上的。、用两点，两电荷连线上各点电势9随x变化的关系如

图所示，贝U()

A.价和%带同种电荷

B.A点的电场强度为零

C.N、C之间电场强度方向沿x轴正方向

D,将电子沿x轴从N移到。，电场力先做正功后做负功

11.如图所示，光滑半圆柱体固定在水平面上，可视为质点的两小球A、B用跨过光滑滑轮的轻绳连接，轻

小滑轮。在半圆柱体圆心。।的正上方，小球A置于半圆柱体上，小球B用轻弹簧水平牵引，两球均处于静

止状态。己知B球质量为1kg,OA与竖直方向成30°角，OA长度与半圆柱体半径相等,OB与竖直方向成45°

角，g=10m/s2,则下列叙述错误的是()

A.A球质量为JJkg

B.光滑半圆柱体对A球支持力的大小为10N

C.剪断OA绳子的瞬间A的加速度大小为5m/s2

D.剪断OA绳子的瞬间B的加速度大小为100m/s?

二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程

式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数

值和单位。

12.小明和小华同学在实验室做“用单摆测量重力加速度大小”的实验。

(1)现提供下列几个相同大小的小球，该实验应选择

A.实心钢球B.空心钢球C.实心铝球D.空心铝球

(2)甲图和乙图是两同学分别使用游标卡尺测量某小球直径d的两次实验操作，其中正确的是(选

填“甲”或“乙”)。某次使用游标卡尺测量小球直径的读数如图丙所示，其读数为_______mm。

丙

(3)小明规范安装好单摆，测得摆线长度为L,并测得单摆完成“次全振动的时间为则当地重力加速

度值的表达式g=(结果用L、d、n、t表示)。

(4)小华在没有游标卡尺的情况下，他先测出摆长较长时的摆线长度并测出此时单摆的振动周期刀；

然后把摆线长度缩短为乙，再测出其振动周期心。则当地重力加速度值的表达式g=(结果用人、

4、1表示)°

(5)为了减小重力加速度的测量误差，上面两位同学在实验数据测量或处理上可以采取哪些措施？

13.两波源Si、$2分别位于x轴上xi=-4m和无2=12m处,U0时刻两波源同时开始持续振动并相向传播，振

幅均为A=2cm；z=0.2s时两列波刚好传到如图所示位置。质点P的平衡位置位于X3=2m处。求:

(1)两列波的波速大小;

14.图甲是一种能自动计数的智能呼啦圈，简化模型如图乙。已知配重(可视为质点)质量根=0.4kg,绳

长为L=0.3m,悬挂点A到转轴的距离厂=Q12m。水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重从

静止开始加速旋转，一段时间后配重在水平面内做匀速圆周运动。配重运动过程中腰带可视为不动，不计

空气阻力。重力加速度g=10m/s~,Sin37=0.6-cos37=0.8。

(1)当配重匀速转动且当绳子与竖直方向夹角37时，求配重的角速度;

(2)配重从静止开始加速旋转到8=37。的过程中，绳对配重做的功。

甲乙

15.如图所示装置由“加速器”和“平移器”组成。平移器由左右两对水平放置、相距为L的平行金属板构

成。两平行金属板间的电压大小均为U］、电场方向相反，极板长度均为乙、间距均为小一初速度为零、

质量为机、电量为+4的粒子经过电压为的加速器后，沿着第一对平行金属板的下板上沿水平射入，粒

子最终水平撞击在右侧荧光屏上。平行板外的电场以及粒子的重力都忽略不计。

(1)求粒子离开加速器时的速度大小匕；

(2)求粒子离开第一对平行金属板时竖直方向的位移力的大小；

(3)通过改变加速器的电压可以控制粒子水平撞击到荧光屏上的位置，当粒子撞击荧光屏的位置最高时,

求此时加速器的电压。2。

荧

光

屏

平移器

OO—1

U。

加速器

16.如图所示，在光滑水平面上通过锁定装置固定一辆质量叫=5kg的小车，小车左边是半径尺=1m的四

分之一光滑圆弧轨道，轨道末端平滑连接一水平粗糙面，右端是一挡板。有一质量也=3kg的物块(可视

为质点)从圆弧轨道上A点由静止释放，A点和圆心。的连线与竖直方向的夹角8=60，物块与小车粗糙

面间的动摩擦因数4=0.1,重力加速度g=10m/s2。

(1)求物块滑到圆弧轨道末端时所受支持力大小；

(2)若物块由A点静止释放的同时解除小车锁定，物块从圆弧末端第一次运动到右侧挡板处的时间为1s,

求小车水平粗糙面的长度L;

(3)若在(2)中物块与小车右端挡板发生弹性碰撞，求物块最终位置到右端挡板的距离。

O

2023-2024年南京市第一学期

高物理期中试卷

注意事项

考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求

1、本卷共6页，满分100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交

回。

2、答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题

卡的规定位置

3、请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符。

4、作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选择项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用

橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡

上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。

5、如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗。

一、单项选择题：共11题，每小题4分，共计44分。每小题只有一个选项最符合题意。

1.下列说法正确的是（）

A.闭合导线的一部分在磁场中运动一定会产生感应电流

B.电磁铁的工作原理是电磁感应

C.赫兹第一个用实验证实了电磁波的存在

D.爱因斯坦第一个提出了能量量子化

【答案】C

【解析】

【详解】A.闭合导线的一部分在磁场中做切割磁感线运动才会产生感应电流，故A错误；

B.电磁铁的工作原理是电流的磁效应，故B错误；

C.赫兹第一个用实验证实了电磁波的存在，故C正确；

D.普朗克第一个提出了能量量子化，故D错误。

故选C。

2.如图所示，P为桥墩，A为靠近桥墩浮在水面的树叶，波源S连续振动形成水波，此时树叶几乎不动。为

使水波能带动树叶明显振动，可采用的方法是（）

9

s

A.减小波源的振幅B.减小波源距桥墩的距离

C.增大波源的频率D.减小波源的频率

【答案】D

【解析】

【详解】CD.根据题意，为使水波能带动树叶明显振动，即发生明显衍射现象，应减小障碍物的尺寸或者

增大波长，根据

2=-

f

可知，减小波源的频率，波长增大，故C错误，D正确；

AB.减小波源的振幅，减小波源距桥墩的距离对波长无影响，故AB错误。

故选D。

3.甲、乙两小车在平直轨道上同向行驶，0~马时间内V—/图像如图所示，下列说法正确的是（）

A.时间内甲的平均速度比乙大B.4时间内乙的平均速度比甲大

C.乙在内的平均速度等于以D.0~与内甲的平均速度比乙大

2

【答案】D

【解析】

【详解】AB.图像与坐标轴围成的面积代表位移，可知乙的位移较大，根据平均速度的计算公式可知乙的

平均速度较大，同理4右时间内乙的平均速度比甲小，故AB错误；

c.若乙满足匀变速直线运动，则在o~%内的平均速度等于以，由于乙图像的面积小于匀变速直线运动的

2

面积，则平均速度小于以，故c错误；

2

D.由图可知0~，2内甲图围成的面积大于乙图，所以甲的平均速度比乙大，故D正确；

故选D。

4.如图所示为“天间一号”探测器围绕火星多次变轨的简化图景。轨道I、in为椭圆，轨道n为圆，。点是

这三个轨道的相切点，。、。分别是远火星点和近火星点，。、P、。三点连线经过火星中心，已知火星的半

径为R,0Q=4R,探测器在轨道ii上经过。点时的速度为v。下列说法正确的是（）

A.在多次变轨过程中，探测器与火星中心的连线经过相等时间扫过的面积都相等

B.探测器在轨道n上运动时，经过。点的加速度等于上

3R

C.探测器在轨道I上运动时，经过。点的速度小于v

D.探测器在轨道n和in上运动的周期之比是3：2

【答案】B

【解析】

【详解】A.根据开普勒第二定律，在同一轨道上探测器与火星中心的连线经过相等时间扫过的面积都相等，

在不同轨道上，不具备上述关系，故在多次变轨过程中，探测器与火星中心的连线经过相等时间扫过的面

积不相等，故A错误；

B.根据几何关系，探测器在轨道n上运动时的轨道半径为

r=OQ-R=3R

根据牛顿第二定律

-Mmv2

Or——二m一=ma

rr

经过。点的加速度等于

v2

a——

3R

故B正确;

c.根据变轨原理，探测器在轨道n上需点火加速变轨到轨道I上，故探测器在轨道I上运动时，经过。点

的速度大于V,故c错误；

D.根据开普勒第三定律

r3

探测器在轨道II和III上运动的周期之比是

4=a=3灰

故D错误。

故选B。

5.如图所示，电源电动势石=6V，内阻厂=in，电阻K=2Q,变阻器尺2的最大阻值为3。，下列说法

正确的是（）

--------------------------------

I彳2

Er

-------------11-----------------

A.该电路电源的输出电压最大为5V

B.尺2的阻值逐渐增大此消耗的功率逐渐减小

C.当%=1。时，与消耗的功率最大

D.当鸟=30时，电源的效率最低

【答案】A

【解析】

【详解】A.该电路电源的输出电压

EE

U=（飞+6）

r

A1+7?2+r1+

R、+7?2

当此取最大阻值时，输出电压最大，为

U=5V

故A正确；

B.尺2消耗的功率

P=(——-——)26=---------------------------------------------T

24+4+/凡+2(.+.+(.+.

R2

根据数学知识可知，当

7?2=R1+r

尺2消耗的功率最大，此时

鸟=3Q

故尺2的阻值由。逐渐增大到3。，尺2消耗的功率逐渐增大，故B错误；

C.凡消耗的功率

6=(--fA

11

Rt+R2+r

故R2越小，%消耗的功率越大，当%=0时，与消耗的功率最大，故C错误；

D.电源的效率

UIE-Ir

〃——

EIE

夫2越小，电流越大，电源效率越低，故D错误。

故选Ao

6.如图所示，某同学用图示电路测量电源的电动势和内电阻。为减小实验的系统误差，可采用的方法是(

----------------©

/s

---------------1|------------y

Er

A.用内阻小的电压表B,用内阻大的电压表

C.用内阻小的电流表D.用内阻大的电流表

【答案】B

【解析】

【详解】实验的误差来源是电压表的分流作用，流经电源的电流大于电流表的示数，所以当电压表的内阻

越大时，根据并联电路的特点可知，电压表分得的电流越小，对测量结果的影响越小，故需要用内阻大些

的电压表。

故选B。

7.如图所示，带电粒子从电场中。点以速度V。进入电场，仅在电场力作用下，沿虚线所示的轨迹运动到6

A.粒子加速度先增大再减小B.粒子先加速后减速

C.粒子带正电荷D.粒子的电势能先减小后增大

【答案】C

【解析】

【详解】A.电场线越密，电场强度越大，根据牛顿第二定律

m

故带电粒子从电场中。点沿虚线所示的轨迹运动到6点过程中，粒子加速度先减小再增大，故A错误；

C.根据曲线运动的合外力指向轨迹的凹侧，可知带电粒子所受的电场力向右，故粒子带正电荷，故C正确；

BD.带电粒子从电场中。点沿虚线所示的轨迹运动到b点过程中，粒子所受的电场力方向与速度方向的夹

角先大于90，后小于90，电场力先做负功再做正功，粒子先减速后加速，粒子的电势能先增大后减小，

故BD错误。

故选C。

8.高空作业人员必须要系安全带！如果质量为相的高空作业人员不慎跌落，自由下落/，后安全带刚好被拉

直，此后经过时间，作业人员下落到最低点，在时间f内安全带对人的平均作用力大小为（重力加速度大小

为g）（）

my/2ghmyJlgh

A.一-----\-mgB.—------mg

tt

Cmy[2ghD

tt

【答案】A

【解析】

【详解】从作业人员跌落开始直到作业人员下落到最低点，运用动量定理，有

Ft-+0-0-0

h=；gt；

联立可得

—mJ2eh

F=sg

t+m

故选Ao

9.如图所示，滑块B放置在光滑的水平面上，其光滑圆弧曲面的圆心角小于90，曲面最低点与水平面相

切，小球A以某一水平初速度V。冲向B,则（）

A.A、B相互作用过程中，A、B组成的系统动量守恒

B.A、B相互作用过程中，A的机械能守恒

C.A的初速度达到一定数值就可以越过B

D.A的初速度无论多大都不能越过B

【答案】C

【解析】

【详解】A.A、B相互作用过程中，A、B组成的系统合外力不为零，A、B组成的系统动量不守恒，故A

错误；

B.A、B相互作用过程中，只有重力做功，A、B组成的系统机械能守恒，由于B的机械能增大，故A的

机械能减小，故B错误；

CD.设光滑圆弧曲面的圆心角为。，根据A、B组成的系统水平方向动量守恒，以及机械能守恒有

mAv0=mAvA¥+^vB

|叫说=1〃入嚎+11%片+mAg7?(l-cos0)

可知A的初速度达到一定数值就可以越过B,故C正确，D错误。

故选C

10.两电荷量分别为/和%的点电荷放在无轴上的。、M两点，两电荷连线上各点电势夕随x变化的关系如

图所示，则（）

A.价和%带同种电荷

B.A点的电场强度为零

C.N、C之间电场强度方向沿x轴正方向

D,将电子沿x轴从N移到。，电场力先做正功后做负功

【答案】D

【解析】

【详解】A.由图可知名附近电势为正无穷，则心为正电荷，%附近电势为负无穷，则%为负电荷，故/

和%带异种电荷，故A错误;

B.0-x图象的斜率表示电场强度，A点处。-％图象的斜率不为零，则A点的电场强度不为零，故B错

误；

C.根据沿电场线电势降低，N、C之间电场强度方向沿x轴负方向，故C错误；

D.将电子沿x轴从N移到Z）,电势先减小后增大，电场力先做负功，后做正功，故D正确。

故选D。

11.如图所示，光滑半圆柱体固定在水平面上，可视为质点的两小球A、B用跨过光滑滑轮的轻绳连接，轻

小滑轮。在半圆柱体圆心a的正上方，小球A置于半圆柱体上，小球B用轻弹簧水平牵引，两球均处于静

止状态。已知B球质量为1kg,0A与竖直方向成30°角，04长度与半圆柱体半径相等,OB与竖直方向成45°

角，g=10m/s2,则下列叙述错误的是（）

A.A球质量为JGkg

B.光滑半圆柱体对A球支持力大小为10N

C.剪断04绳子的瞬间A的加速度大小为5m/s2

D.剪断OA绳子的瞬间B的加速度大小为

【答案】B

【解析】

【详解】A.对小球A和B受力分析如图所示,

由图可知，小球B受重力、绳子拉力和弹簧的拉力作用而处于平衡状态，根据共点力平衡条件得

F=mg,7J=

对球A分析可知，04与竖直方向成30。角，04长度与半圆柱体半径相等，则半径与竖直方向夹角为30。,

根据平行四边形定则得

N号

又

4=看=也mg

联立，解得

N=105N,mA=V6kg

故A正确，与题意不符；B错误，与题意相符;

C.剪断轻绳后，T2变成0,沿圆半径方向合力为零，沿切线方向根据牛顿第二定律有

mAgsin3002

aA=-----------=5m/s

mA

故C正确，与题意不符;

D.在剪断瞬间，弹簧弹力厂不变，B受到的合力

FB=y[2mg

根据牛顿第二定律可知

aB=—=10V2m/s

故D正确，与题意不符。

本题选错误的故选B。

二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程

式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数

值和单位。

12.小明和小华同学在实验室做“用单摆测量重力加速度大小”的实验。

(1)现提供下列几个相同大小的小球，该实验应选择

A.实心钢球B.空心钢球C.实心铝球D.空心铝球

(2)甲图和乙图是两同学分别使用游标卡尺测量某小球直径d的两次实验操作，其中正确的是(选

填“甲”或“乙”)。某次使用游标卡尺测量小球直径的读数如图丙所示，其读数为_______mm。

2单位:cm

IM川山।

nrq

(3)小明规范安装好单摆，测得摆线的长度为L并测得单摆完成〃次全振动的时间为f,则当地重力加速

度值的表达式g=(结果用L、d、及、才表示)。

(4)小华在没有游标卡尺的情况下，他先测出摆长较长时的摆线长度并测出此时单摆的振动周期1；

然后把摆线长度缩短为乙，再测出其振动周期心。则当地重力加速度值的表达式g=(结果用人、

(5)为了减小重力加速度的测量误差，上面两位同学在实验数据测量或处理上可以采取哪些措施？

7^224万2

【答案】®.A②.乙③.11.3±^L(2L+d)rW—乙)⑥.多

t2T.--T,

次改变摆线长度L并测得相应的周期T,画出L-72图线，利用其斜率计算重力加速度。

【解析】

【详解】(1)口］为减小空气阻力的影响，实验应选择密度大，体积小的小球，故该实验应选择实心钢球。

故选Ao

(2)⑵使用游标卡尺测量小球直径时，应将小球夹持在外测量爪的下部。

故正确的操作是乙。

[3]小球直径的读数为

d=11mm+3x0.1mm=11.3mm

(3)[4]单摆的摆长为

l=L+-

2

单摆的周期为

T=-

n

单摆的周期公式为

T=2兀

当地重力加速度值的表达式

i

2兀2rl

S=2QL+d)

r

(4)[5]摆线长度4，此时单摆的振动周期为

d

LT,H—

72

Tx—2万

g

摆线长度4,此时单摆的振动周期为

r

H—d

22

T2=2万

g

联立解得当地重力加速度值的表达式

4/

g=T2_T2(A-^2)

(5)[6]为了减小重力加速度的测量误差，上面两位同学在实验数据测量或处理上可以采取的措施：多次改

变摆线长度L并测得相应的周期T,画出L-72图线，利用其斜率计算重力加速度。

13.两波源Si、S2分别位于尤轴上无i=-4m和X2=12m处，7=0时刻两波源同时开始持续振动并相向传播，振

幅均为A=2cm；Z=0.2s时两列波刚好传到如图所示位置。质点尸的平衡位置位于无3=2m处。求:

(1)两列波的波速大小；

(2)UO.35s和/=1.0s时尸点的位移。

【解析】

【详解】(1)因Z=0.2s时两列波刚好传到如图所示位置，可知两列波的周期都为0.2s,波长为4m,根据

2

v=—

T

可得

v=20m/s

(2)质点P开始振动的时刻为

Ax6八

t=——=—=0,3s

v20

故/=0.35s时质点P将再次振动0.05s,即向下振动到波谷处，此处位移为

%=-2cm

当ul.Os时P点同时参与两列波的叠加，且处于干涉相消的位置，故质点P的位移为零。

14.图甲是一种能自动计数的智能呼啦圈，简化模型如图乙。已知配重(可视为质点)质量加=0.4kg,绳

长为L=0.3m,悬挂点A到转轴的距离厂=0.12m。水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重从

静止开始加速旋转，一段时间后配重在水平面内做匀速圆周运动。配重运动过程中腰带可视为不动，不计

空气阻力。重力加速度g=10m/s2,sin37=0.6，cos37=0.8。

(1)当配重匀速转动且当绳子与竖直方向夹角37时，求配重的角速度;

(2)配重从静止开始加速旋转到8=37°的过程中，绳对配重做的功。

甲乙

【答案】(1)5rad/s；(2)069J

【解析】

【详解】(1)当。=37时，配重的受力如图所示。

mg

则配重受到的合力为

F合=mgtan37

且

F合=mar(r+Lsin37)

解得配重的角速度为

o=5rad/s

(2)由功能关系，。由0缓慢增加到37的过程中，绳子对配重做的功等于配重机械能的增加量。重力势

能的增加量

AEp=mgAh=-cos37)=0.24J

动能的增加量

12

AEk=—znv

且

v=c?(r+£sin37)

解得

AEk=0.45J

则绳子做的功

W=AEp+AEk=0.69J

15.如图所示装置由“加速器”和“平移器”组成。平移器由左右两对水平放置、相距为L的平行金属板构

成。两平行金属板间的电压大小均为电场方向相反，极板长度均为八间距均为do一初速度为零、

质量为机、电量为的粒子经过电压为的加速器后，沿着第一对平行金属板的下板上沿水平射入，粒

子最终水平撞击在右侧荧光屏上。平行板外的电场以及粒子的重力都忽略不计。

(1)求粒子离开加速器时的速度大小匕；

(2)求粒子离开第一对平行金属板时竖直方向的位移力的大小；

(3)通过改变加速器的电压可以控制粒子水平撞击到荧光屏上的位置，当粒子撞击荧光屏的位置最高时,

求此时加速器的电压。一

荧

光

屏

平移器

I—OO—1

U。

加速器

【答案】⑴匿；⑵⑶力=.5

【解析】

【详解】(1)由

12

qU^-mv.

解得

(2)粒子经过第一对平行金属板的过程中竖直方向的位移

12

%=5跖

粒子在平行金属板间的加速度

a=Eq=lM

mmd

粒子穿过第一对金属板所用时间

L

解得

Vi=----------

1

-4U0d

(3)当粒子沿着第二对上方金属板右侧边沿射出时，粒子竖直方向平移量最大，此时几何关系满足

%+%+为=[

粒子离开加速场时的速度

产Vm

通过每一对平行金属板所用时间

L

/2=一