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题型：解答题题类：难易度：普通

湖北省部分省级示范高中2024-2025学年高二上学期期中测试物理试卷

如图所示，水平放置的平行板电容器，上极板带正电，下极板接地。极板长L=0.4m两极板间距离d=1.6cm。大量分布均匀的带负电粒子流以相同的水平初速度从两板正中央下方连续射入极板间，粒子刚进入时极板间电压U=128V，极板正中央的粒子刚好落到上极板中点O处。已知微粒质量 $\text{[math]}$ ，电量 $\text{[math]}$ ，电容器电容 $\text{[math]}$ ，忽略粒子的重力、相互之间的作用力和空气阻力。求：

（1）、粒子刚进入时极板间电压U=128V，极板正中央的粒子刚好落到上极板中点O处，求带电粒子入射初速度的大小；

（2）、由于电场力作用微粒能落到上极板上，使两极板间的电势差逐渐减小，当两极板间电场强度为多大时，不再有带电粒子落到极板；

（3）、最终落到极板上的带电粒子总个数。

举一反三

如下图所示，平板电容中存在着电场强度大小为 $\text{[math]}$ 的匀强电场，一个质量为 $\text{[math]}$ 、电荷量为 $\text{[math]}$ 的粒子，紧靠A极板以初速度v₀=8m/s水平向右射出，经过一段时间粒子以速度v=10m/s落到B极板，不考虑重力。求：

（1）粒子在电场中运动的加速度a；

（2）粒子在电场中的运动时间t；

（3）平板电容的电压U。

如图，有一个正方体空间Ⅰ $\text{[math]}$ 和一个长方体空间Ⅱ $\text{[math]}$ 相拼接。以 $\text{[math]}$ 为坐标原点，建立如图的空间直角坐标系 $\text{[math]}$ 。空间Ⅰ内存在沿z轴负方向的匀强电场（图中未画出），空间Ⅱ内存在沿z轴正方向的匀强磁场（图中未画出）。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从 $\text{[math]}$ 边的中点P以初速度 $\text{[math]}$ 沿x轴正方向射入空间Ⅰ，恰好经过正方形 $\text{[math]}$ 的中心点Q，并最终从空间Ⅱ的竖直棱飞出长方体区域。空间Ⅰ棱长为4L，不计粒子重力。求：

一束初速度不计、电荷量为 $\text{[math]}$ 、质量为m的带电粒子，在两竖直极板电压为 $\text{[math]}$ 的加速电场加速后，在距两水平极板等距处垂直进入平行板间的偏转电场，如图所示，若两水平极板间距为d，板长为L，板间电压为 $\text{[math]}$ ，粒子的重力忽略不计，求：

（1）粒子进入偏转电场时的速度 $\text{[math]}$ ；

（2）粒子射出电场沿垂直于板面方向偏移的距离y；

（3）偏转电场对粒子做的功。

实验室常用荧光物质分析带电粒子的运动规律。如图所示，间距为 $\text{[math]}$ 的两块足够大的竖直平行金属板M、N，板间存在水平向左的匀强电场，两板内侧均匀涂有荧光物质。M板上某处有一粒子源O，可以向各个方向均匀发射质量为m、电荷量为q（ $\text{[math]}$ ）、速度大小为 $\text{[math]}$ 的带电粒子，粒子撞击到荧光物质会使其发出荧光。已知粒子打在M板上的位置与O点最远的距离为 $\text{[math]}$ （图中未画出），不计粒子重力，下列说法正确的是（）

如图所示，某匀强电场的电场线（图中未画出）与半径为R的圆所在的竖直平面平行，A、B、C为圆周上的三个点，E为圆弧BC的中点， $\text{[math]}$ ， O为圆心，D为AB的中点， $\text{[math]}$ 。粒子源可从C点沿不同方向发射速率均为v₀的带正电的粒子，已知粒子的质量为m、电荷量为q（不计粒子受到的重力和粒子之间的相互作用力）。若沿CA方向入射的粒子恰以 $\text{[math]}$ 的速度垂直于AB方向经过D点，则下列说法正确的是（　　）

真空中存在沿 $\text{[math]}$ 轴正方向的匀强电场，氦核与氘核先后从坐标原点 $\text{[math]}$ 沿 $\text{[math]}$ 轴正方向射入该电场，在仅受电场力的作用下的运动轨迹如图所示。则氦核与氘核（　　）

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