9.BD 解析 小球在竖直方向为自由落体运动,两者下落高度相同,说明运动时间一样,故A错误。在水平方向小球做匀加速直线运动,根据x=t2,可知位移之比为2∶1,说明
P、Q粒子的电荷量之比为2∶1,故D正确。电势能的减少量为电场力做的功,即EpP∶EpQ=2qU∶q=4∶1,故B正确。动能增加量为合外力做的功,即EkP∶EkQ=(mgh+2qU)∶mgh+q,由于不知道重力与电场力的关系,故C错误;故选BD。
10.AD 解析 对小球受力分析可知mgtan 45°=qE,解得E=,则选项A正确,B错误;由于圆环不能看作点电荷,我们取圆环上一部分Δx,总电荷量为Q,则该部分电荷量为该部分电荷在小球处产生的电场强度为E1=Q;
,方向沿该点与小球的连
线指向小球;同理取以圆心对称的相同的一段,其电场强度与E1相同;则两个电场强度的合电场强度为E1'=2·cos 45°=,方向应沿圆心与小球的连线向外;因圆环上各
,选项D正确,C错误;故选AD。
点均在小球处产生电场,则合电场强度为E=E1'=
11.AB 解析 从a到d的过程克服电场力做功为6 eV,所以电场方向为水平向右,每个间距电势差为2 V,所以平面c电势为零,故A项正确;由于电子不一定垂直等势面进入,可能做曲线运动,所以可能到达不了f平面,故B项正确;整个过程中能量守恒,可得平面
a、b、c、d、f的电势能为-4 eV、-2 eV、0 eV、+2 eV、+4 eV,动能分别为+10 eV、+8 eV、+6 eV、+4 eV、+2 eV,故C项错误;由于电子经过b、d平面时的动能分别为8 eV和4 eV,所以该电子经过b平面时的速率是经过d时的
倍,故D项错误。
12.BC 解析 据题分析可知,小球在极板间轨迹应向上偏转,做类平抛运动,飞出电场后,小球的轨迹向下偏转,才能最后垂直打在M屏上,前后过程质点的运动轨迹有对称性,如图所示:
高中物理9
可见两次偏转的加速度大小相等,根据牛顿第二定律得:qE-mg=ma,mg=ma,解得
E=,由U=Ed得板间电势差U=×d==g,t=,故A错误,B正确;小球在电场中,解得:y=,故小球打在屏上的位,故C正确。仅增大可知,板间电场强度不
向上偏转的距离y=at2,a=置与P点的距离为:s=2y=,重力势能的增加量Ep=mgs=两板间的距离,因两板上电荷量不变,根据E=变,小球在电场中受力情况不变,则运动情况不变,故仍垂直打在M上,故D错误。故选BC。
二、计算题(本题共1个小题,共16分) 13.答案 (1)
(2)3∶1 (3)
解析 (1)当电子在t=0时刻进入偏转电场时,有y=+vyt0=t0·t0,得
y=。
(2)由题意可知,要使电子的侧向位移最大,应让电子从0、2t0、4t0……时刻进入偏
转电场,在这种情况下,电子的侧向位移为ymax=+vyt0
ymax=
要使电子的侧向位移最小,应让电子从t0、3t0……时刻进入偏转电场,在这种情况下,电子的侧向位移为
ymin=
所以最大侧向位移和最小侧向位移之比为ymax∶ymin=3∶1。
(3)设电子从偏转电场中射出时的偏向角为θ,电子在磁场中运动半径R,由于电子要垂直打在荧光屏上,由几何关系有:R=
高中物理10
设电子从偏转电场中出来时的速度为vt,垂直偏转极板的速度为vy,则电子从偏转电场中出来时的偏向角为:sin θ=又R=
,由上述四式可得:B=,式中vy=。
t0
高中物理11
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