还剩14页未读，
继续阅读
2022-2023学年湖南省长沙市长郡重点中学高一（下）期末物理试卷（含解析）
展开
这是一份2022-2023学年湖南省长沙市长郡重点中学高一（下）期末物理试卷（含解析），共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年湖南省长沙市长郡重点中学高一（下）期末物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 物理中的单位制很重要，例如一个物理等式成立，则等式两边的单位也是相等的。你认为电阻的单位“Ω”用国际基本单位可以表示为( )
A. kg·m2A2⋅s3 B. N⋅mA2⋅s C. kg⋅m2C2⋅s D. VA
2. 假设某动车组运行过程中受到的阻力与速度的平方成正比。若动车以180km/h的速度匀速行驶，发动机的功率为P。当动车以240km/h速度匀速行驶时，发动机的功率为( )
A. 43P B. 169P C. 916P D. 6427P
3. 如图所示，水平转盘上沿半径方向放着用细线相连的物体A和B，细线刚好拉直，A和B质量都为m，它们位于圆心两侧，与圆心距离分别为r、2r，A、B与盘间的动摩擦因数μ相同。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，当圆盘从静止开始缓慢加速到两物体恰要与圆盘发生相对滑动的过程中，下列说法正确的是( )
A. 绳子的最大张力为T=2μmg
B. A与转盘的摩擦力先增大后减小
C. B与转盘的摩擦力先达到最大静摩擦力且之后保持不变
D. B的动能增加是因为绳子对B做正功
4. 如图甲所示，计算机键盘为电容式传感器，每个键下面由相互平行间距为d的活动金属片和固定金属片组成，两金属片间有空气间隙，两金属片组成一个平行板电容器，如图乙所示。其内部电路如图丙所示，已知只有当该键的电容改变量大于或等于原电容的50%时，传感器才有感应，则下列说法正确的是( )
A. 按键的过程中，电容器的电容减小
B. 按键的过程中，图丙中电流方向从b流向a
C. 欲使传感器有感应，按键需至少按下d2
D. 欲使传感器有感应，按键需至少按下23d
5. 如图是多用电表内部结构示意图，通过选择开关分别与1、2、3、4、5、6相连，以改变电路结构，分别成为电流表、电压表和欧姆表，下列说法正确的是( )
A. A是黑表笔、B是红表笔
B. 作电流表时1比2量程大，作电压表时6比5量程小
C. 若欧姆表有×1和×10两个挡位且开关接3时为×1档，则E′=10E
D. 测电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关拨至倍率更大的挡位
6. 若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证( )
A. 地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1602
B. 月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1602
C. 自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的16
D. 苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的160
7. 如图所示，由电动机带动着倾角θ=37∘的足够长的传送带以速率v=4m/s顺时针匀速转动。一质量m=2kg的小滑块从传送带中间某点以平行于传送带向下v′=2m/s的速率滑上传送带，已知小滑块与传送带间的动摩擦因数μ=78，取g=10m/s2，sin37∘=0.6，cos37∘=0.8，则小滑块从接触传送带到与传送带相对静止的时间内( )
A. 小滑块的加速度大小为13m/s2
B. 小滑块的重力势能增加了120J
C. 小滑块与传送带因摩擦产生的内能为84J
D. 电动机多消耗的电能为336J
二、多选题（本大题共4小题，共20.0分）
8. 某种驻极体自身总带有定量的电荷，且所带电荷无法自由移动，利用驻极体可实现力电转换，进而解决可穿戴电子设备的供电难题。如图为某种可发生弹性形变的驻极体，其内部带有负电荷，闭合开关，按压驻极体，下方金属板上的自由电子在静电力作用下发生如图所示的移动。则闭合开关( )
A. 在向下按压驻极体的过程中，电流自左向右流经电阻R
B. 在向下按压驻极体的过程中，机械能转化为电能
C. 若周期性按压驻极体，则流经电阻R的电流方向不断改变
D. 若断开开关S，按压驻极体，则下方金属板上的P点电势升高
9. 在同一水平面内平行正对放置的两相同细金属杆A、B，分别带有沿杆均匀分布的等量异种电荷，如图所示。水平面上方的P点到每杆两端点的距离都相等，Q点是P点在水平面内的投影点(P、Q两点图中未标出)。下列说法正确的是( )
A. P点的电场强度大小为零
B. 将负试探电荷从P点沿PQ连线移到Q点的过程中，其电势能不断减小
C. 在P点另放入一个正点电荷后，Q点的电势一定升高
D. 在P点另放入一个负点电荷后，Q点的电场强度一定增大
10. 中国科学院紫金山天文台于2022年7月发现两颗小行星20220S1和20220N1，小行星20220S1预估直径约为230m，小行星20220N1预估直径约为45m。若两小行星在同一平面内绕太阳的运动可视为匀速圆周运动(仅考虑两小行星与太阳之间的引力)，测得两小行星之间的距离Δr随时间变化的关系如图所示，已知小行星20220S1距太阳的距离大于小行星20220N1距太阳的距离。则关于小行星20220S1和20220N1的说法正确的是( )
A. 轨道半径之比为3:1 B. 20220N1运动的周期为1− 24T
C. 角速度之比为1:2 2 D. 线速度之比为1: 3
11. 如图甲所示，电动势为E、内阻为r的电源与R=8Ω的定值电阻、滑动变阻器RP、开关S组成串联回路，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值RP的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 电源的电动势E=3.5 V，内阻r=2Ω
B. 图(乙)中Rx=25Ω
C. 滑动变阻器的滑片向左移动时，R上消耗的功率一直减小
D. 调整滑动变阻器RP的阻值，可以得到该电源的最大输出功率为1.28W
三、实验题（本大题共2小题，共14.0分）
12. 某实验小组采用如图所示的装置验证机械能守恒定律。调节导轨使其水平，已知遮光条的宽度为d，两个光电门间距为L，重力加速度为g。
(1)要验证滑块(含遮光条)与钩码组成的系统机械能守恒，除了需测量滑块通过光电门1、2的时间Δt1、Δt2外，还需要测出_________和_________(写出物理量的名称和符号)
(2)测出所有需要的物理量后，若满足关系式__________________，则滑块与钩码组成的系统机械能守恒。
13. 某实验小组的同学在测量电源的电动势和内阻时，有如下的实验器材可供选择，一节待测干电池(电动势约为1.5V，内阻约为1.0Ω)，电流表A1(量程1mA，内阻为RA1=20Ω)，电流表A2(量程0.6A，内阻约为2.0Ω)，最大阻值为10Ω的滑动变阻器R1；最大阻值为500Ω的滑动变阻器R2；定值电阻R0=1980Ω；开关S和导线若干。
(1)为了更好地完成实验，请选择合适的滑动变阻器并用笔画线代替导线将图甲中的电路补充完整，并标出相应的符号______。
(2)该小组的同学将记录的实验数据描绘在了如图乙所示的坐标系中，如果忽略电表的内阻对电路的影响，由图像可知，电源的电动势为E=______V，电源的内阻为r=______Ω。(结果均保留三位有效数字)
(3)如果不能忽略电表内阻对实验的影响，则该电源内阻的实际值应为r′=______(用RA1、R0和r表示)。
四、计算题（本大题共3小题，共38.0分）
14. 如图所示，圆心为O、半径R=1 m的圆形管道的一部分ABC竖直固定在水平地面上，A、B分别为圆管道的最高点和最低点，A、O、B在同一直线上，OC与竖直方向所成的夹角θ=53∘，质量m=0.1 kg的小球(视为质点)由A点无初速度释放后沿管道下滑，经2s到达B点，到B点时速度大小为4m/s。到C点时对管道的压力为0.7N。忽略管道直径，已知重力加速度g取10m/s2，sin53∘=0.8，cos53∘=0.6，求：
(1)小球在AB段的平均加速度大小；
(2)小球在B点对管道的压力；
(3)在BC段阻力对小球做的功。
15. 如图所示，倾角θ=30∘的斜面体固定在水平面上，一轻弹簧的下端固定在斜面底端的挡板上，轻弹簧处于原长时其上端位于C点，一根不可伸长的轻质细绳跨过轻质滑轮连接物体A和B，A、B的质量分别为4kg和2kg，均可视为质点。物体A与滑轮间的轻绳平行于斜面，与斜面间的动摩擦因数μ= 34。现使物体A、B从图示位置(A距离C点L=1m)开始以v0=3m/s的初速度运动(A沿斜面向下，B向上)。物体A向下运动将弹簧压缩到最短后，恰能回到C点。弹簧始终在弹性限度内，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，整个过程中轻绳处于拉伸状态且物体B未与滑轮接触，不计滑轮摩擦。求：
(1)A沿斜面向下运动到C的过程中B机械能的变化量；
(2)整个运动过程中弹簧的最大弹性势能。
16. 如图甲所示，电子枪的金属丝K连续不断地逸出电子，电子初速度不计，经M、N两金属板之间的电场加速后，沿A、B两水平金属极板间的中心线OP射入极板间的偏转电场，UMN=−U0。A、B两板间的距离为d，两板间的电势差uAB随时间t的变化图像如图乙所示，图中U1已知，uAB的变化的周期为3t0。两板间的电场视为匀强电场，t=0时刻射入A、B两极板间的电子在偏转电场中经4t0后从极板右侧射出。已知电子的质量为m、电荷量为−e，重力不计，打到极板上的电子均被吸收，不计电子之间的相互作用力。
(1)求A、B金属板的长度L；
(2)求t=0时刻射入偏转电场的电子，从极板右侧射出时相对中线OP在竖直方向的位移偏移量y；
(3)仅上下调整A、B两水平极板的位置，保证电子仍然能沿OP方向射入偏转电场，要使从极板右侧射出的电子速度均水平，求A、B两板间的最小距离d1。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查了国际基本单位中的七个基本单位，要注意明确物理公式均可以对应单位的换算，注意将单位均要用到基本单位进行表示。
明确功率的表达式，再将各物理量用基本单位表示，根据公式即可明确电阻的单位。
【解答】
BCD.国际基本单位中的七个基本单位：长度m，时间s，质量kg，热力学温度(开尔文温度)K，电流A，光强度cd(坎德拉)，物质的量mol。题干要求国际基本单位表示，BCD错误。
A.根据功率的表达式 P=I2R ， P=Fv ，结合牛顿第二定律 F=ma ，整理得
R=mavI2
则单位为 kg⋅m2A2s3 ，A正确。
故选A。
2.【答案】D
【解析】
【分析】本题考查瞬时功率，解题关键是掌握牵引力与速度的关系式为P=Fv，要知道匀速行驶时，牵引力与阻力大小相等。
【解答】动车匀速行驶时，牵引力等于阻力，有F=f=kv2，则发动机的功率为P=Fv=kv3，依题意，动车两次行驶速度之比为vv′=34，解得P′=6427P，故选D。
3.【答案】C
【解析】
【分析】
分三个阶段分析两个物块受到的摩擦力情况，根据每个选项属于哪个阶段逐项分析即可。
本题考查了水平面内的圆周运动，解决本题的关键是分析清楚两个物块受到的摩擦力如何变化。
【解答】
D、B动能增加是因为摩擦力对B做正功，故D错误；
BC、第一阶段，两物块在随转盘一起转动的过程中，仅由摩擦力提供向心力，方向指向各自做圆周运动的圆心，因此有f=mω2r分析可知物块B做圆周运动的半径更大，故物块B的摩擦力先达到最大静摩擦μmg，此时A受到的静摩擦力为12μmg；
第二阶段，物块B在摩擦力达到最大的瞬间将要开始滑动，但通过细绳与A相连，此时绳子上开始产生张力，随着转盘角速度的增大，所需向心力也逐渐增大，而物块B所受摩擦力在达到最大后保持不变，绳子上的张力开始增大，B需要的向心力始终是A的2倍，由于TA=TB，所以这个过程中A受到的摩擦力逐渐减小，直至为零；
第三阶段，当A受到的摩擦力减为零，而转速继续增大时，A受到的摩擦力方向将发生变化，背离圆心，且摩擦力逐渐增大，直至增大到最大静摩擦，之后继续增加转速，A、B将相对转盘发生滑动。可知A与转盘的摩擦力先增大后减小再增大;B与转盘的摩擦力先达到最大静摩擦力之后保持不变，故B错误，C正确；
A、当两物块恰好要与圆盘发生相对滑动时，绳子张力最大。分别对两物块有TA−μmg=mω2r，TB+μmg=mω2⋅2r，根据牛顿第三定律始终有TA=TB，解得TA=TB=3μmg，故A错误。
4.【答案】B
【解析】A.根据电容计算公式 C=εrS4πkd 得，按键过程中，d减小，C增大，故A错误；
B.因C增大，U不变，根据 Q=CU 得Q增大，电容器充电，电流方向从b流向a，故B正确；
CD.按键过程中，d减小，电容C增大，当电容至少增大为原来的 32 倍时，传感器才有感应，根据 C=εrS4πkd 得，板间距离至少为 23d ，所以按键需至少按下 13d ，故CD错误。
故选B。
5.【答案】C
【解析】A.A接电池负极是红表笔、B接电池正极是黑表笔，A错误；
B.作电流表时分流电阻越小量程越大，1比2量程大，作电压表时分压电阻越大量程越大，6比5量程大，B错误；
C.由公式R中=EIg
倍率为10倍关系，则电动势为10倍关系，C正确；
D.测电阻时，如果指针偏转过大，说明待测电阻小，应将选择开关拨至倍率更小的挡位，D错误；
故选C。
6.【答案】B
【解析】
【分析】
万有引力提供月球做圆周运动的向心力，对比月球轨道上的物体及地球表面附近的物体的运动情况，即可求解。
解决本题的关键是掌握月地检验的原理，掌握万有引力等于重力和万有引力提供向心力这两个理论，并能灵活运用。
【解答】
A.设月球质量为M月，地球质量为M，苹果质量为m，地球半径为r，月球半径为r月，则月球受到的万有引力为：F月=GMM月(60r)2，苹果受到的万有引力为：F=GMmr2，由于月球质量和苹果质量之间的关系未知，故二者之间万有引力的关系无法确定，故选项A错误;
B.根据牛顿第二定律：GMM月(60r)2=M月a月，GMmr2=ma，整理可以得到：a月=1602a，故选项B正确;
C.在月球表面处：GM月m,r月2=m,g月，由于月球本身的半径大小未知，故无法求出月球表面和地球表面重力加速度的关系，故选项C错误;
D.苹果在月球表面受到引力为：F,=GM月mr月2，由于月球本身的半径大小未知，故无法求出苹果在月球表面受到的引力与在
地球表面受到的引力之间的关系，故选项D错误。A.设月球质量为M 月，地球质量为M，苹果质量为m，地球半径为r，月球半径为r 月，则月球受到的万有引力为F月=GMM月(60r)2，苹果受到的万有引力为F=GMmr2，由于月球质量和苹果质量之间的关系未知，故二者之间万有引力的关系无法确定，故选项A错误。
B.根据牛顿第二定律GMM月(60r)2=M月a月，GMmr2=ma，整理可以得到a 月=1602a，故选项B正确。
C.在月球表面处GM月m,r月2=m,g月，由于月球本身的半径大小未知，故无法求出月球表面和地球表面重力加速度的关系，故选项C错误。
D.苹果在月球表面受到引力为F′=GM月mr月2，由于月球本身的半径大小未知，故无法求出苹果在月球表面受到的引力与在地球表面受到的引力之间的关系，故选项D错误。
7.【答案】D
【解析】A.根据题意，对小滑块受力分析，沿传送带方向上，由牛顿第二定律有μmgcos37∘−mgsin37∘=ma
解得a=1m/s2
故A错误；
B.以沿传送带向上为正，根据速度时间关系公式 v=v0+at 可得，运动到共速的时间为t=v−v′a=4−(−2)1s=6s
则小滑块沿传送带的位移为x=v+v′2t=4+(−2)2×6m=6m
则小滑块的重力势能增加了ΔEp=mgΔh=mgxsin37∘=72J
故B错误；
C.根据题意，由公式 x=vt 可得，传送带运动的位移为x1=vt=24m
则小滑块与传送带因摩擦产生的内能为Q=μmgcosθ×Δx=μmgcos37∘×x1−x=252J
故 C 错误；
D.根据题意，由能量守恒定律可知，多消耗的电能等于系统增加的机械能和内能之和，则有W=ΔEp+ΔEk+Q=72J+252J+12mv2−12mv′2=336J
故D正确。
故选D。
8.【答案】BC
【解析】A.由按压状态图可知，电子从左向右流经R，故电流为从右向左流经R，故A错误；
B.按压驻极体过程能量转化为机械能转化为电能，故B正确；
C.向下压时电子从左向右流经R进入大地；当停止按压，弹性形变恢复为原状，电子从大地经R流回金属板；若周期性按压驻极体，则流经电阻R的电流不断改变方向，故C正确；
D.开关闭合，没有按压时无电流，说明金属板电势等于大地电势；按压驻极体时，电流方向自右向左，说明大地电势高于P点电势；所以断开开关S，按压驻极体，会使P点电势降低，故D错误。
故选BC。
9.【答案】CD
【解析】A.等效等量异种点电荷中垂线上点的电场强度不为零，所以P点的电场强度大小不为零，故A错误；
B.等效等量异种点电荷中垂线是等势线，将负试探电荷从P点沿PQ连线移到Q点的过程中，其电势能不变，故B错误；
C.Q点的电势是各个点电荷在Q点电势的代数和，在P点另放入一个正点电荷后，Q点的电势一定升高，故C正确；
D.Q点的电场强度是各个点电荷在Q点电场强度的矢量和，在P点另放一个负点电荷后，Q点的电场强度增大，故D正确。
故选CD。
10.【答案】BC
【解析】A.因小行星20220S1距太阳的距离大于小行星20220N1距太阳的距离，可设小行星20220S1距太阳的距离为 r1 ，小行星20220N1距太阳的距离为 r2 。根据图像可知r1−r2=1.5r，r1+r2=4.5r
联立解得r1=3r，r2=1.5r
则二者轨道半径之比为 2:1 ，故A错误；
B.由图像可知，经过时间T两星再次相距最近，设小行星20220S1与小行星20220N1绕太阳运动的周期分别为 T1 、 T2 ，则TT2−TT1=1
根据开普勒第三定律可知T1T2= r1r23=2 21
解得T1=(2 2−1)T，T2=1− 24T
故B正确；
C.根据ω=2πT
可得角速度分别为ω1=12 2−1⋅2πT，ω2=2 22 2−1⋅2πT
可得二者角速度之比为ω1:ω2=1:2 2
根据v=ωr
可得线速度之比为v1:v2=1: 2
故C正确，D错误。
故选BC。
11.【答案】BCD
【解析】A.滑动变阻器消耗的功率为P=(ERP+R+r)2RP=E2RP+(R+r)2RP+2(R+r)
由图乙知，当RP=R+r=10Ω
滑动变阻器消耗的功率最大，则有r=10Ω−R=2Ω
最大功率为P=E2(R+r)2(R+r)=0.4W
解得E=4V
故A错误；
B.滑动变阻器的阻值为 4Ω 与阻值为 Rx 时消耗的功率相等，则有(E4+R+r)2×4=(ERx+R+r)2Rx
代入数据解得Rx=25Ω
故B正确；
C.当滑动变阻器向左移动时，电路中电流减小，所以R上消耗的功率减小，故C正确；
D.当外电路电阻与内阻相等时，电源的输出功率最大；本题中定值电阻R的阻值大于内阻的阻值，故滑动变阻器 RP 的阻值为0时，电源的输出功率最大，最大功率为Pmax=ER+r2R=1.28W
故D正确。
故选BCD。
12.【答案】 钩码的质量m 滑块(含遮光条)的质量M mgL=12M+mdΔt22−12M+mdΔt12
【解析】(1)[1][2]要验证滑块(含遮光条)与钩码组成的系统机械能是否守恒，需要知道钩码减少的重力势能和钩码、滑块(含遮光条)增加的动能，故除了需测量滑块通过两光电门的时间 Δt1 ， Δt2 外，还需要测出钩码的质量m和滑块(含遮光条)的质量M。
(2)[3]在通过两个光电门的过程中，钩码减少的重力势能为
ΔEp=mgL
钩码，滑块(含遮光条)增加的动能为
ΔEk=12M+mdΔt22−12M+mdΔt12
若满足关系式
ΔEp=ΔEk
即
mgL=12M+mdΔt22−12M+mdΔt12
则滑块与钩码组成的系统机械能守恒。
13.【答案】 1.50 1.00 RAl+R0rRAl+R0−r
【解析】(1)[1]实验时，为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选择阻值较小的 R1 。由于没有电压表，所以需要用已知内阻的电流表 A1 与定值电阻 R0 串联，改装成电压表，而电流表 A2 内阻未知，且改装以后的电压表的内阻远大于电源内阻，因此电流表 A2 相对于电源采用外接法，实验电路图如图所示
(2)[2][3]根据闭合电路的欧姆定律有E=I1RAl+R0+I2r
整理得I1=ERAl+R0−rRAl+R0I2
结合函数图像可得ERA1+R0=0.75×10−3A
rRA1+R0=0.75−0.500.50×10−3
解得E=1.50V ， r=1.00Ω
(3)[4]由电路图分析可知，实际测量得到的电阻r为电源内阻 r′ 与等效电压表内阻的并联电阻，即r′RA1+R0r′+RAl+R=r
可得该电源内阻的实际值为r′=RA1+R0rRA1+R0−r
14.【答案】(1) a=2m/s2 ；(2)2.6N，方向竖直向下；(3) Wf=−0.35J
【解析】(1)小球从A点到B点过程中，由加速度定义式有a=ΔvΔt=2m/s2
(2)在B点时，由牛顿第二定律有FN−mg=mvB2R
由牛顿第三定律有FN=F压=2.6N
方向竖直向下
(3)在C点时，由牛顿第二定律有R
BC段由动能定理有−mgR(1−cosθ)+Wf=12mvC2−12mvB2
联立解得Wf=−0.35J
15.【答案】(1) ΔE机=15J ；(2) Ep=6J
【解析】(1)以物体B为研究对象，根据牛顿第二定律有mBg−F=mBa
以物体A为研究对象，根据牛顿第二定律有F+μmAgcosθ−mAgsinθ=mAa
解得F=15N
以物体B为研究对象，由功能关系有ΔE机=WF=FL
解得ΔE机=15J
(2)设弹簧最大形变量为x，此时弹簧弹性势能为 Ep 。由初始位置至物体A运动到最低点过程中，选弹簧、物体A、物体B及其轻绳组成的系统为研究对象，根据能量守恒有12mA+mBv02+mAg(L+x)sinθ=Ep+μmAgcosθ(L+x)+mBg(L+x)
由物体A从最低点运动到C点过程中，选弹簧、物体A、物体B及其轻绳组成的系统为研究对象，根据能量守恒有mAgxsinθ+μmAgxcosθ=mBgx+Ep
解得Ep=6J
16.【答案】解：(1)加速电场中，由动能定理得
eU0=12mv02 ①
电子在偏转场中水平方向做匀速运动
L=4v0t0 ②
解得L=4t0 2eU0m ③
(2)电子在偏转场中的加速度
a=eU1md ④
2t0时刻电子在竖直方向的速度
v1=2at0 ⑤
3t0时刻电子在竖直方向的速度v2=v1−at0 ⑥
4t0时刻电子在竖直方向的速度
v3=v2+at0 ⑦
电子在偏转场中竖直方向的速度时间图像如图所示
由图像可得电子在竖直方向的位移
y=v122t0+v1+v22t0+v2+v32t0 ⑧
解得y=5eU1t02md ⑨
(3)电子水平飞出，则电子离开偏转场时竖直方向的速度为0，可知只有t=2t0+3nt0(n=0,1,2,3⋯)时刻进入偏转电场的电子才能满足条件。考虑t=2t0时刻射入的电子。在偏转场中的加速度
a1=eU1md110
电子从2t0时刻射入，3t0时在竖直方向的速度
v=a1t0⑪
电子在偏转场中竖直方向的速度时间图像如图所示，
由图像可得电子在竖直方向的最大偏移量
y1=v22t0 ⑫
要使电子射出时速度方向均水平，上板应移至紧靠OP处，因此两极板间的最短距离
y1=d1 ⑬
解得d1= eU1mt0 ⑭
【解析】(1)根据动能定理求电子进入偏转电场的速度；根据在偏转电场中水平方向匀速直线运动求A、B金属板的长度L；
(2)确定电子在偏转电场中竖直方向的运动情况，根据运动学的知识求解在竖直方向的位移偏移量y；
(3)要使从极板右侧射出的电子速度均水平，则竖直方向的速度为零；确定粒子进入偏转电场的时刻；根据竖直方向的运动规律来求解A、B两板间的最小距离d1。
2022-2023学年湖南省长沙市长郡重点中学高一（下）期末物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 物理中的单位制很重要，例如一个物理等式成立，则等式两边的单位也是相等的。你认为电阻的单位“Ω”用国际基本单位可以表示为( )
A. kg·m2A2⋅s3 B. N⋅mA2⋅s C. kg⋅m2C2⋅s D. VA
2. 假设某动车组运行过程中受到的阻力与速度的平方成正比。若动车以180km/h的速度匀速行驶，发动机的功率为P。当动车以240km/h速度匀速行驶时，发动机的功率为( )
A. 43P B. 169P C. 916P D. 6427P
3. 如图所示，水平转盘上沿半径方向放着用细线相连的物体A和B，细线刚好拉直，A和B质量都为m，它们位于圆心两侧，与圆心距离分别为r、2r，A、B与盘间的动摩擦因数μ相同。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，当圆盘从静止开始缓慢加速到两物体恰要与圆盘发生相对滑动的过程中，下列说法正确的是( )
A. 绳子的最大张力为T=2μmg
B. A与转盘的摩擦力先增大后减小
C. B与转盘的摩擦力先达到最大静摩擦力且之后保持不变
D. B的动能增加是因为绳子对B做正功
4. 如图甲所示，计算机键盘为电容式传感器，每个键下面由相互平行间距为d的活动金属片和固定金属片组成，两金属片间有空气间隙，两金属片组成一个平行板电容器，如图乙所示。其内部电路如图丙所示，已知只有当该键的电容改变量大于或等于原电容的50%时，传感器才有感应，则下列说法正确的是( )
A. 按键的过程中，电容器的电容减小
B. 按键的过程中，图丙中电流方向从b流向a
C. 欲使传感器有感应，按键需至少按下d2
D. 欲使传感器有感应，按键需至少按下23d
5. 如图是多用电表内部结构示意图，通过选择开关分别与1、2、3、4、5、6相连，以改变电路结构，分别成为电流表、电压表和欧姆表，下列说法正确的是( )
A. A是黑表笔、B是红表笔
B. 作电流表时1比2量程大，作电压表时6比5量程小
C. 若欧姆表有×1和×10两个挡位且开关接3时为×1档，则E′=10E
D. 测电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关拨至倍率更大的挡位
6. 若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证( )
A. 地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1602
B. 月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1602
C. 自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的16
D. 苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的160
7. 如图所示，由电动机带动着倾角θ=37∘的足够长的传送带以速率v=4m/s顺时针匀速转动。一质量m=2kg的小滑块从传送带中间某点以平行于传送带向下v′=2m/s的速率滑上传送带，已知小滑块与传送带间的动摩擦因数μ=78，取g=10m/s2，sin37∘=0.6，cos37∘=0.8，则小滑块从接触传送带到与传送带相对静止的时间内( )
A. 小滑块的加速度大小为13m/s2
B. 小滑块的重力势能增加了120J
C. 小滑块与传送带因摩擦产生的内能为84J
D. 电动机多消耗的电能为336J
二、多选题（本大题共4小题，共20.0分）
8. 某种驻极体自身总带有定量的电荷，且所带电荷无法自由移动，利用驻极体可实现力电转换，进而解决可穿戴电子设备的供电难题。如图为某种可发生弹性形变的驻极体，其内部带有负电荷，闭合开关，按压驻极体，下方金属板上的自由电子在静电力作用下发生如图所示的移动。则闭合开关( )
A. 在向下按压驻极体的过程中，电流自左向右流经电阻R
B. 在向下按压驻极体的过程中，机械能转化为电能
C. 若周期性按压驻极体，则流经电阻R的电流方向不断改变
D. 若断开开关S，按压驻极体，则下方金属板上的P点电势升高
9. 在同一水平面内平行正对放置的两相同细金属杆A、B，分别带有沿杆均匀分布的等量异种电荷，如图所示。水平面上方的P点到每杆两端点的距离都相等，Q点是P点在水平面内的投影点(P、Q两点图中未标出)。下列说法正确的是( )
A. P点的电场强度大小为零
B. 将负试探电荷从P点沿PQ连线移到Q点的过程中，其电势能不断减小
C. 在P点另放入一个正点电荷后，Q点的电势一定升高
D. 在P点另放入一个负点电荷后，Q点的电场强度一定增大
10. 中国科学院紫金山天文台于2022年7月发现两颗小行星20220S1和20220N1，小行星20220S1预估直径约为230m，小行星20220N1预估直径约为45m。若两小行星在同一平面内绕太阳的运动可视为匀速圆周运动(仅考虑两小行星与太阳之间的引力)，测得两小行星之间的距离Δr随时间变化的关系如图所示，已知小行星20220S1距太阳的距离大于小行星20220N1距太阳的距离。则关于小行星20220S1和20220N1的说法正确的是( )
A. 轨道半径之比为3:1 B. 20220N1运动的周期为1− 24T
C. 角速度之比为1:2 2 D. 线速度之比为1: 3
11. 如图甲所示，电动势为E、内阻为r的电源与R=8Ω的定值电阻、滑动变阻器RP、开关S组成串联回路，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值RP的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 电源的电动势E=3.5 V，内阻r=2Ω
B. 图(乙)中Rx=25Ω
C. 滑动变阻器的滑片向左移动时，R上消耗的功率一直减小
D. 调整滑动变阻器RP的阻值，可以得到该电源的最大输出功率为1.28W
三、实验题（本大题共2小题，共14.0分）
12. 某实验小组采用如图所示的装置验证机械能守恒定律。调节导轨使其水平，已知遮光条的宽度为d，两个光电门间距为L，重力加速度为g。
(1)要验证滑块(含遮光条)与钩码组成的系统机械能守恒，除了需测量滑块通过光电门1、2的时间Δt1、Δt2外，还需要测出_________和_________(写出物理量的名称和符号)
(2)测出所有需要的物理量后，若满足关系式__________________，则滑块与钩码组成的系统机械能守恒。
13. 某实验小组的同学在测量电源的电动势和内阻时，有如下的实验器材可供选择，一节待测干电池(电动势约为1.5V，内阻约为1.0Ω)，电流表A1(量程1mA，内阻为RA1=20Ω)，电流表A2(量程0.6A，内阻约为2.0Ω)，最大阻值为10Ω的滑动变阻器R1；最大阻值为500Ω的滑动变阻器R2；定值电阻R0=1980Ω；开关S和导线若干。
(1)为了更好地完成实验，请选择合适的滑动变阻器并用笔画线代替导线将图甲中的电路补充完整，并标出相应的符号______。
(2)该小组的同学将记录的实验数据描绘在了如图乙所示的坐标系中，如果忽略电表的内阻对电路的影响，由图像可知，电源的电动势为E=______V，电源的内阻为r=______Ω。(结果均保留三位有效数字)
(3)如果不能忽略电表内阻对实验的影响，则该电源内阻的实际值应为r′=______(用RA1、R0和r表示)。
四、计算题（本大题共3小题，共38.0分）
14. 如图所示，圆心为O、半径R=1 m的圆形管道的一部分ABC竖直固定在水平地面上，A、B分别为圆管道的最高点和最低点，A、O、B在同一直线上，OC与竖直方向所成的夹角θ=53∘，质量m=0.1 kg的小球(视为质点)由A点无初速度释放后沿管道下滑，经2s到达B点，到B点时速度大小为4m/s。到C点时对管道的压力为0.7N。忽略管道直径，已知重力加速度g取10m/s2，sin53∘=0.8，cos53∘=0.6，求：
(1)小球在AB段的平均加速度大小；
(2)小球在B点对管道的压力；
(3)在BC段阻力对小球做的功。
15. 如图所示，倾角θ=30∘的斜面体固定在水平面上，一轻弹簧的下端固定在斜面底端的挡板上，轻弹簧处于原长时其上端位于C点，一根不可伸长的轻质细绳跨过轻质滑轮连接物体A和B，A、B的质量分别为4kg和2kg，均可视为质点。物体A与滑轮间的轻绳平行于斜面，与斜面间的动摩擦因数μ= 34。现使物体A、B从图示位置(A距离C点L=1m)开始以v0=3m/s的初速度运动(A沿斜面向下，B向上)。物体A向下运动将弹簧压缩到最短后，恰能回到C点。弹簧始终在弹性限度内，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，整个过程中轻绳处于拉伸状态且物体B未与滑轮接触，不计滑轮摩擦。求：
(1)A沿斜面向下运动到C的过程中B机械能的变化量；
(2)整个运动过程中弹簧的最大弹性势能。
16. 如图甲所示，电子枪的金属丝K连续不断地逸出电子，电子初速度不计，经M、N两金属板之间的电场加速后，沿A、B两水平金属极板间的中心线OP射入极板间的偏转电场，UMN=−U0。A、B两板间的距离为d，两板间的电势差uAB随时间t的变化图像如图乙所示，图中U1已知，uAB的变化的周期为3t0。两板间的电场视为匀强电场，t=0时刻射入A、B两极板间的电子在偏转电场中经4t0后从极板右侧射出。已知电子的质量为m、电荷量为−e，重力不计，打到极板上的电子均被吸收，不计电子之间的相互作用力。
(1)求A、B金属板的长度L；
(2)求t=0时刻射入偏转电场的电子，从极板右侧射出时相对中线OP在竖直方向的位移偏移量y；
(3)仅上下调整A、B两水平极板的位置，保证电子仍然能沿OP方向射入偏转电场，要使从极板右侧射出的电子速度均水平，求A、B两板间的最小距离d1。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查了国际基本单位中的七个基本单位，要注意明确物理公式均可以对应单位的换算，注意将单位均要用到基本单位进行表示。
明确功率的表达式，再将各物理量用基本单位表示，根据公式即可明确电阻的单位。
【解答】
BCD.国际基本单位中的七个基本单位：长度m，时间s，质量kg，热力学温度(开尔文温度)K，电流A，光强度cd(坎德拉)，物质的量mol。题干要求国际基本单位表示，BCD错误。
A.根据功率的表达式 P=I2R ， P=Fv ，结合牛顿第二定律 F=ma ，整理得
R=mavI2
则单位为 kg⋅m2A2s3 ，A正确。
故选A。
2.【答案】D
【解析】
【分析】本题考查瞬时功率，解题关键是掌握牵引力与速度的关系式为P=Fv，要知道匀速行驶时，牵引力与阻力大小相等。
【解答】动车匀速行驶时，牵引力等于阻力，有F=f=kv2，则发动机的功率为P=Fv=kv3，依题意，动车两次行驶速度之比为vv′=34，解得P′=6427P，故选D。
3.【答案】C
【解析】
【分析】
分三个阶段分析两个物块受到的摩擦力情况，根据每个选项属于哪个阶段逐项分析即可。
本题考查了水平面内的圆周运动，解决本题的关键是分析清楚两个物块受到的摩擦力如何变化。
【解答】
D、B动能增加是因为摩擦力对B做正功，故D错误；
BC、第一阶段，两物块在随转盘一起转动的过程中，仅由摩擦力提供向心力，方向指向各自做圆周运动的圆心，因此有f=mω2r分析可知物块B做圆周运动的半径更大，故物块B的摩擦力先达到最大静摩擦μmg，此时A受到的静摩擦力为12μmg；
第二阶段，物块B在摩擦力达到最大的瞬间将要开始滑动，但通过细绳与A相连，此时绳子上开始产生张力，随着转盘角速度的增大，所需向心力也逐渐增大，而物块B所受摩擦力在达到最大后保持不变，绳子上的张力开始增大，B需要的向心力始终是A的2倍，由于TA=TB，所以这个过程中A受到的摩擦力逐渐减小，直至为零；
第三阶段，当A受到的摩擦力减为零，而转速继续增大时，A受到的摩擦力方向将发生变化，背离圆心，且摩擦力逐渐增大，直至增大到最大静摩擦，之后继续增加转速，A、B将相对转盘发生滑动。可知A与转盘的摩擦力先增大后减小再增大;B与转盘的摩擦力先达到最大静摩擦力之后保持不变，故B错误，C正确；
A、当两物块恰好要与圆盘发生相对滑动时，绳子张力最大。分别对两物块有TA−μmg=mω2r，TB+μmg=mω2⋅2r，根据牛顿第三定律始终有TA=TB，解得TA=TB=3μmg，故A错误。
4.【答案】B
【解析】A.根据电容计算公式 C=εrS4πkd 得，按键过程中，d减小，C增大，故A错误；
B.因C增大，U不变，根据 Q=CU 得Q增大，电容器充电，电流方向从b流向a，故B正确；
CD.按键过程中，d减小，电容C增大，当电容至少增大为原来的 32 倍时，传感器才有感应，根据 C=εrS4πkd 得，板间距离至少为 23d ，所以按键需至少按下 13d ，故CD错误。
故选B。
5.【答案】C
【解析】A.A接电池负极是红表笔、B接电池正极是黑表笔，A错误；
B.作电流表时分流电阻越小量程越大，1比2量程大，作电压表时分压电阻越大量程越大，6比5量程大，B错误；
C.由公式R中=EIg
倍率为10倍关系，则电动势为10倍关系，C正确；
D.测电阻时，如果指针偏转过大，说明待测电阻小，应将选择开关拨至倍率更小的挡位，D错误；
故选C。
6.【答案】B
【解析】
【分析】
万有引力提供月球做圆周运动的向心力，对比月球轨道上的物体及地球表面附近的物体的运动情况，即可求解。
解决本题的关键是掌握月地检验的原理，掌握万有引力等于重力和万有引力提供向心力这两个理论，并能灵活运用。
【解答】
A.设月球质量为M月，地球质量为M，苹果质量为m，地球半径为r，月球半径为r月，则月球受到的万有引力为：F月=GMM月(60r)2，苹果受到的万有引力为：F=GMmr2，由于月球质量和苹果质量之间的关系未知，故二者之间万有引力的关系无法确定，故选项A错误;
B.根据牛顿第二定律：GMM月(60r)2=M月a月，GMmr2=ma，整理可以得到：a月=1602a，故选项B正确;
C.在月球表面处：GM月m,r月2=m,g月，由于月球本身的半径大小未知，故无法求出月球表面和地球表面重力加速度的关系，故选项C错误;
D.苹果在月球表面受到引力为：F,=GM月mr月2，由于月球本身的半径大小未知，故无法求出苹果在月球表面受到的引力与在
地球表面受到的引力之间的关系，故选项D错误。A.设月球质量为M 月，地球质量为M，苹果质量为m，地球半径为r，月球半径为r 月，则月球受到的万有引力为F月=GMM月(60r)2，苹果受到的万有引力为F=GMmr2，由于月球质量和苹果质量之间的关系未知，故二者之间万有引力的关系无法确定，故选项A错误。
B.根据牛顿第二定律GMM月(60r)2=M月a月，GMmr2=ma，整理可以得到a 月=1602a，故选项B正确。
C.在月球表面处GM月m,r月2=m,g月，由于月球本身的半径大小未知，故无法求出月球表面和地球表面重力加速度的关系，故选项C错误。
D.苹果在月球表面受到引力为F′=GM月mr月2，由于月球本身的半径大小未知，故无法求出苹果在月球表面受到的引力与在地球表面受到的引力之间的关系，故选项D错误。
7.【答案】D
【解析】A.根据题意，对小滑块受力分析，沿传送带方向上，由牛顿第二定律有μmgcos37∘−mgsin37∘=ma
解得a=1m/s2
故A错误；
B.以沿传送带向上为正，根据速度时间关系公式 v=v0+at 可得，运动到共速的时间为t=v−v′a=4−(−2)1s=6s
则小滑块沿传送带的位移为x=v+v′2t=4+(−2)2×6m=6m
则小滑块的重力势能增加了ΔEp=mgΔh=mgxsin37∘=72J
故B错误；
C.根据题意，由公式 x=vt 可得，传送带运动的位移为x1=vt=24m
则小滑块与传送带因摩擦产生的内能为Q=μmgcosθ×Δx=μmgcos37∘×x1−x=252J
故 C 错误；
D.根据题意，由能量守恒定律可知，多消耗的电能等于系统增加的机械能和内能之和，则有W=ΔEp+ΔEk+Q=72J+252J+12mv2−12mv′2=336J
故D正确。
故选D。
8.【答案】BC
【解析】A.由按压状态图可知，电子从左向右流经R，故电流为从右向左流经R，故A错误；
B.按压驻极体过程能量转化为机械能转化为电能，故B正确；
C.向下压时电子从左向右流经R进入大地；当停止按压，弹性形变恢复为原状，电子从大地经R流回金属板；若周期性按压驻极体，则流经电阻R的电流不断改变方向，故C正确；
D.开关闭合，没有按压时无电流，说明金属板电势等于大地电势；按压驻极体时，电流方向自右向左，说明大地电势高于P点电势；所以断开开关S，按压驻极体，会使P点电势降低，故D错误。
故选BC。
9.【答案】CD
【解析】A.等效等量异种点电荷中垂线上点的电场强度不为零，所以P点的电场强度大小不为零，故A错误；
B.等效等量异种点电荷中垂线是等势线，将负试探电荷从P点沿PQ连线移到Q点的过程中，其电势能不变，故B错误；
C.Q点的电势是各个点电荷在Q点电势的代数和，在P点另放入一个正点电荷后，Q点的电势一定升高，故C正确；
D.Q点的电场强度是各个点电荷在Q点电场强度的矢量和，在P点另放一个负点电荷后，Q点的电场强度增大，故D正确。
故选CD。
10.【答案】BC
【解析】A.因小行星20220S1距太阳的距离大于小行星20220N1距太阳的距离，可设小行星20220S1距太阳的距离为 r1 ，小行星20220N1距太阳的距离为 r2 。根据图像可知r1−r2=1.5r，r1+r2=4.5r
联立解得r1=3r，r2=1.5r
则二者轨道半径之比为 2:1 ，故A错误；
B.由图像可知，经过时间T两星再次相距最近，设小行星20220S1与小行星20220N1绕太阳运动的周期分别为 T1 、 T2 ，则TT2−TT1=1
根据开普勒第三定律可知T1T2= r1r23=2 21
解得T1=(2 2−1)T，T2=1− 24T
故B正确；
C.根据ω=2πT
可得角速度分别为ω1=12 2−1⋅2πT，ω2=2 22 2−1⋅2πT
可得二者角速度之比为ω1:ω2=1:2 2
根据v=ωr
可得线速度之比为v1:v2=1: 2
故C正确，D错误。
故选BC。
11.【答案】BCD
【解析】A.滑动变阻器消耗的功率为P=(ERP+R+r)2RP=E2RP+(R+r)2RP+2(R+r)
由图乙知，当RP=R+r=10Ω
滑动变阻器消耗的功率最大，则有r=10Ω−R=2Ω
最大功率为P=E2(R+r)2(R+r)=0.4W
解得E=4V
故A错误；
B.滑动变阻器的阻值为 4Ω 与阻值为 Rx 时消耗的功率相等，则有(E4+R+r)2×4=(ERx+R+r)2Rx
代入数据解得Rx=25Ω
故B正确；
C.当滑动变阻器向左移动时，电路中电流减小，所以R上消耗的功率减小，故C正确；
D.当外电路电阻与内阻相等时，电源的输出功率最大；本题中定值电阻R的阻值大于内阻的阻值，故滑动变阻器 RP 的阻值为0时，电源的输出功率最大，最大功率为Pmax=ER+r2R=1.28W
故D正确。
故选BCD。
12.【答案】 钩码的质量m 滑块(含遮光条)的质量M mgL=12M+mdΔt22−12M+mdΔt12
【解析】(1)[1][2]要验证滑块(含遮光条)与钩码组成的系统机械能是否守恒，需要知道钩码减少的重力势能和钩码、滑块(含遮光条)增加的动能，故除了需测量滑块通过两光电门的时间 Δt1 ， Δt2 外，还需要测出钩码的质量m和滑块(含遮光条)的质量M。
(2)[3]在通过两个光电门的过程中，钩码减少的重力势能为
ΔEp=mgL
钩码，滑块(含遮光条)增加的动能为
ΔEk=12M+mdΔt22−12M+mdΔt12
若满足关系式
ΔEp=ΔEk
即
mgL=12M+mdΔt22−12M+mdΔt12
则滑块与钩码组成的系统机械能守恒。
13.【答案】 1.50 1.00 RAl+R0rRAl+R0−r
【解析】(1)[1]实验时，为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选择阻值较小的 R1 。由于没有电压表，所以需要用已知内阻的电流表 A1 与定值电阻 R0 串联，改装成电压表，而电流表 A2 内阻未知，且改装以后的电压表的内阻远大于电源内阻，因此电流表 A2 相对于电源采用外接法，实验电路图如图所示
(2)[2][3]根据闭合电路的欧姆定律有E=I1RAl+R0+I2r
整理得I1=ERAl+R0−rRAl+R0I2
结合函数图像可得ERA1+R0=0.75×10−3A
rRA1+R0=0.75−0.500.50×10−3
解得E=1.50V ， r=1.00Ω
(3)[4]由电路图分析可知，实际测量得到的电阻r为电源内阻 r′ 与等效电压表内阻的并联电阻，即r′RA1+R0r′+RAl+R=r
可得该电源内阻的实际值为r′=RA1+R0rRA1+R0−r
14.【答案】(1) a=2m/s2 ；(2)2.6N，方向竖直向下；(3) Wf=−0.35J
【解析】(1)小球从A点到B点过程中，由加速度定义式有a=ΔvΔt=2m/s2
(2)在B点时，由牛顿第二定律有FN−mg=mvB2R
由牛顿第三定律有FN=F压=2.6N
方向竖直向下
(3)在C点时，由牛顿第二定律有R
BC段由动能定理有−mgR(1−cosθ)+Wf=12mvC2−12mvB2
联立解得Wf=−0.35J
15.【答案】(1) ΔE机=15J ；(2) Ep=6J
【解析】(1)以物体B为研究对象，根据牛顿第二定律有mBg−F=mBa
以物体A为研究对象，根据牛顿第二定律有F+μmAgcosθ−mAgsinθ=mAa
解得F=15N
以物体B为研究对象，由功能关系有ΔE机=WF=FL
解得ΔE机=15J
(2)设弹簧最大形变量为x，此时弹簧弹性势能为 Ep 。由初始位置至物体A运动到最低点过程中，选弹簧、物体A、物体B及其轻绳组成的系统为研究对象，根据能量守恒有12mA+mBv02+mAg(L+x)sinθ=Ep+μmAgcosθ(L+x)+mBg(L+x)
由物体A从最低点运动到C点过程中，选弹簧、物体A、物体B及其轻绳组成的系统为研究对象，根据能量守恒有mAgxsinθ+μmAgxcosθ=mBgx+Ep
解得Ep=6J
16.【答案】解：(1)加速电场中，由动能定理得
eU0=12mv02 ①
电子在偏转场中水平方向做匀速运动
L=4v0t0 ②
解得L=4t0 2eU0m ③
(2)电子在偏转场中的加速度
a=eU1md ④
2t0时刻电子在竖直方向的速度
v1=2at0 ⑤
3t0时刻电子在竖直方向的速度v2=v1−at0 ⑥
4t0时刻电子在竖直方向的速度
v3=v2+at0 ⑦
电子在偏转场中竖直方向的速度时间图像如图所示
由图像可得电子在竖直方向的位移
y=v122t0+v1+v22t0+v2+v32t0 ⑧
解得y=5eU1t02md ⑨
(3)电子水平飞出，则电子离开偏转场时竖直方向的速度为0，可知只有t=2t0+3nt0(n=0,1,2,3⋯)时刻进入偏转电场的电子才能满足条件。考虑t=2t0时刻射入的电子。在偏转场中的加速度
a1=eU1md110
电子从2t0时刻射入，3t0时在竖直方向的速度
v=a1t0⑪
电子在偏转场中竖直方向的速度时间图像如图所示，
由图像可得电子在竖直方向的最大偏移量
y1=v22t0 ⑫
要使电子射出时速度方向均水平，上板应移至紧靠OP处，因此两极板间的最短距离
y1=d1 ⑬
解得d1= eU1mt0 ⑭
【解析】(1)根据动能定理求电子进入偏转电场的速度；根据在偏转电场中水平方向匀速直线运动求A、B金属板的长度L；
(2)确定电子在偏转电场中竖直方向的运动情况，根据运动学的知识求解在竖直方向的位移偏移量y；
(3)要使从极板右侧射出的电子速度均水平，则竖直方向的速度为零；确定粒子进入偏转电场的时刻；根据竖直方向的运动规律来求解A、B两板间的最小距离d1。
相关试卷
2023-2024学年湖南省长沙市长郡教育集团高一（下）入学考试物理试卷（含解析）： 这是一份2023-2024学年湖南省长沙市长郡教育集团高一（下）入学考试物理试卷（含解析），共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年湖南省长沙市长郡重点中学高二（下）期末物理试卷（含解析）： 这是一份2022-2023学年湖南省长沙市长郡重点中学高二（下）期末物理试卷（含解析），共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
湖南省长沙市长郡中学2022-2023学年高一下学期期末物理试题（解析版）： 这是一份湖南省长沙市长郡中学2022-2023学年高一下学期期末物理试题（解析版），共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
