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文檔簡介

高二物理同步單元雙基雙測(cè)AB卷

第一單元《靜電場(chǎng)》單元測(cè)試(A卷基礎(chǔ)篇)(解析版)

一、單選題(本大題共8小題)

1.國際單位制中電荷量的單位符號(hào)是C,如果用國際單位制基本單位的符號(hào)來表示,正確的是()

A.FVB.A-sC.J/VD.N-m/V

【答案】B

【解析】

【詳解】根據(jù)電荷量公式右〃可知,電流/的單位是A,時(shí)間/的單位是s,故用國際單位制的基本單位表

示電量的單位為A-s,故B止確,ACD錯(cuò)誤。

故選B,,

2.如圖所示,a、。兩點(diǎn)位于以負(fù)點(diǎn)電荷-0(60)為球心的球面上,c點(diǎn)在球面外,則()

A.a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小比6點(diǎn)大B.6點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小比c點(diǎn)小

C.a點(diǎn)電勢(shì)比6點(diǎn)高D.6點(diǎn)電勢(shì)比c點(diǎn)低

【答案】D

【解析】由點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式E=上耳確定各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小,由點(diǎn)電荷的等勢(shì)線是以點(diǎn)電荷為球心的球面和

r

沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低確定各點(diǎn)的電勢(shì)的高低。由點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式E=左烏可知,a、6兩點(diǎn)到場(chǎng)源

r

電荷的距離相等,所以a、6兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,故A錯(cuò)誤;由于c點(diǎn)到場(chǎng)源電荷的距離比力點(diǎn)的大,

所以6點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小比c點(diǎn)的大,故B錯(cuò)誤;由于點(diǎn)電荷的等勢(shì)線是以點(diǎn)電荷為球心的球面,所以a點(diǎn)與4

點(diǎn)電勢(shì)相等,負(fù)電荷的電場(chǎng)線是從無窮遠(yuǎn)處指向負(fù)點(diǎn)電荷,根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低,所以b點(diǎn)電

勢(shì)比c點(diǎn)低,故D正確。

3.如圖所示點(diǎn)電荷電場(chǎng)中,將檢驗(yàn)電荷從4點(diǎn)分別移到以點(diǎn)電荷為中心的同一圓周上的6、aI)、£各點(diǎn),

則電場(chǎng)力做功()

A.從1到6做功最多B.從/到。做功最多

C.從4到6做功最多D.做功一樣多

【答案】D

【解析】選D題圖中氏aD、£?四點(diǎn)在一個(gè)等勢(shì)面上,它們與/點(diǎn)間的電勢(shì)差均相等,即處=〃-=〃=

/,據(jù)公式—g〃可知,D正確。

4.在電場(chǎng)中,把電荷量為4X1(T,C的正點(diǎn)電荷從1點(diǎn)移到△點(diǎn),克服靜電力做功6X10'J,以下說法中正

確的是()

A.電荷在6點(diǎn)具有的電勢(shì)能是6XlO-’JB.6點(diǎn)電勢(shì)是15V

C.電荷的電勢(shì)能增加了6X1(F'JD.電荷的電勢(shì)能減少了6X10-'J

【答案】C

【解析】電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能具有相對(duì)性,只有確定了零勢(shì)能點(diǎn),8點(diǎn)的電勢(shì)、電荷在8點(diǎn)的電勢(shì)能

才有確定的數(shù)值,故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;由于電荷從/點(diǎn)移到8點(diǎn)的過程中克服靜電力做功6X10-,,故電荷

電勢(shì)能應(yīng)該是增加了6X10'J,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

5.空間P、。兩點(diǎn)處固定電荷量絕對(duì)值相等的點(diǎn)電荷,其中0點(diǎn)處為正電荷,P、0兩點(diǎn)附近電場(chǎng)的等勢(shì)

線分布如圖所示,a、b、c、d、e為電場(chǎng)中的5個(gè)點(diǎn),設(shè)無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為0,則()

A.e點(diǎn)的電勢(shì)大于0

B.4點(diǎn)和6點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同

C.6點(diǎn)的電勢(shì)低于d點(diǎn)的電勢(shì)

D.負(fù)電荷從。點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能增加

【答案】D

【解析】

【詳解】A.根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直關(guān)系,可判斷尸點(diǎn)處為負(fù)電荷,無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為0,e點(diǎn)在P0連線

的中垂線上,則乳=0,A錯(cuò)誤:

B.〃、6兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同,方向不同,則.、6兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度不同,B錯(cuò)誤;

C.從。到尸電勢(shì)逐漸降低,則%>外,C錯(cuò)誤;

D.由吠“>&,負(fù)電荷從a到c電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,D正確。

故選D。

6.如圖所示,有一帶電的微粒,在電場(chǎng)力的作用下沿曲線從材點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn),則微粒()

M*,

\、

、、

N

A.帶負(fù)電,電勢(shì)能增加B.帶負(fù)電,電勢(shì)能減少

C.帶正電,電勢(shì)能增加D.帶正電,電勢(shì)能減少

【答案】D

【解析】由帶電微粒運(yùn)動(dòng)的徑跡可以看出帶電微粒受到的電場(chǎng)力指向徑跡凹側(cè),即與電場(chǎng)方向相同,故帶

電微粒帶正電,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;電場(chǎng)力對(duì)帶電微粒做正功,微粒電勢(shì)能減少,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。

7.一勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向豎直向上,片0時(shí)刻,一帶電粒子以一定初速度水平射入該電場(chǎng),電場(chǎng)力對(duì)粒子做功

的功率為巴不計(jì)粒子重力,則Pt關(guān)系圖象是()

(A)(B)(C)(D)

【答案】A

【解析】由于帶電粒子在電場(chǎng)中類平拋運(yùn)動(dòng),在電場(chǎng)力方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為枝,經(jīng)過時(shí)

tn

間"電場(chǎng)力方向速度為度/,功率為P=Fv=qEx晅t,所以P與t成正比,故A正確。

mm

8.一水平放置的平行板電容器的兩極板間距為",極板分別與電池兩極相連,上極板中心有一小孔(小孔對(duì)

電場(chǎng)的影響可忽略不計(jì)).小孔正上方,處的尸點(diǎn)有一帶電粒子,該粒子從靜止開始下落,經(jīng)過小孔進(jìn)入電

2

容器,并在下極板處(未與極板接觸)返回.若將下極板向上平移士則從P點(diǎn)開始下落的相同粒子將()

3

P-rd

A.打到下極板上B.在下極板處返回

C.在距上極板級(jí)返回D.在距上極板2d處返回

25

【答案】D

【解析】本題考查動(dòng)能定理及靜電場(chǎng)相關(guān)知識(shí),意在考查考生對(duì)動(dòng)能定理的運(yùn)用.當(dāng)兩極板距離為d時(shí),

粒子從開始下落到恰好到達(dá)下極板過程中,根據(jù)動(dòng)能定理可得:嬴―,當(dāng)下極板向上移動(dòng)",設(shè)

23

粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)距離x時(shí)速度減為零,全過程應(yīng)用動(dòng)能定理可得0gxi2}-q「7=0

d—

3

2

兩式聯(lián)立解得:x=d,選項(xiàng)D正確.

5

二、多選題(本大題共6小題)

9.如圖所示,圖中的實(shí)線表示電場(chǎng)線,虛線表示只受電場(chǎng)力作用的帶正電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,粒子先經(jīng)過材

點(diǎn),再經(jīng)過N點(diǎn),可以判定()

A."點(diǎn)的電勢(shì)高于"點(diǎn)的電勢(shì)B.M點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)的電勢(shì)

C.粒子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大于在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力D.粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能

【答案】AD

【解析】沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低,故選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;電場(chǎng)線越密,場(chǎng)強(qiáng)越大,同一粒子受

到的電場(chǎng)力越大,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;粒子從業(yè)點(diǎn)到N點(diǎn)電場(chǎng)力做正功,所以電勢(shì)能減小,所以選項(xiàng)D正確.

10.(2019年新課標(biāo)全國H卷)靜電場(chǎng)中,一帶電粒子僅在電場(chǎng)力的作用下自M點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng),A為粒子運(yùn)

動(dòng)軌跡上的另外一點(diǎn),則()

A.運(yùn)動(dòng)過程中,粒子的速度大小可能先增大后減小

B.在以A兩點(diǎn)間,粒子的軌跡一定與某條電場(chǎng)線重合

C.粒子在0點(diǎn)的電勢(shì)能不低于其在比點(diǎn)的電勢(shì)能

D.粒子在可點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向一定與粒子軌跡在該點(diǎn)的切線平行

【答案】AC

【解析】A.若電場(chǎng)中由同種電荷形成即由力點(diǎn)釋放負(fù)電荷,則先加速后減速,故A正確;

番…?一第

B.若電場(chǎng)線為曲線,粒子軌跡不與電場(chǎng)線重合,故B錯(cuò)誤。C.由于十點(diǎn)速度大于等于零,故、點(diǎn)動(dòng)能大

于等于"點(diǎn)動(dòng)能,由能量守恒可知,N點(diǎn)電勢(shì)能小于等于〃點(diǎn)電勢(shì)能,故C正確D.粒子可能做曲線運(yùn)動(dòng),

故D錯(cuò)誤;

11.真空中有兩個(gè)固定的帶正電的點(diǎn)電荷,電荷量不相等。一個(gè)帶負(fù)電的試探電荷置于二者連線上的。點(diǎn)

時(shí),僅在電場(chǎng)力的作用下恰好保持靜止?fàn)顟B(tài)。過。點(diǎn)作兩正電荷連線的垂線,以。點(diǎn)為圓心的圓與連線和

垂線分別交于〃、c和氏d,如圖所示。以下說法正確的是()

A.a點(diǎn)電勢(shì)低于。點(diǎn)

B.6點(diǎn)電勢(shì)低于c點(diǎn)

C.該試探電荷在。點(diǎn)的電勢(shì)能大于在6點(diǎn)的電勢(shì)能

D.該試探電荷在c點(diǎn)的電勢(shì)能小于在1點(diǎn)的電勢(shì)能

【答案】BD

【解析】

【詳解】A.由題意可知。點(diǎn)合場(chǎng)強(qiáng)為零,根據(jù)同種電荷之間電場(chǎng)線的分布可知之間電場(chǎng)線由。到O,

故a點(diǎn)電勢(shì)高于。點(diǎn)電勢(shì),故A錯(cuò)誤;

B.同理根據(jù)同種電荷電場(chǎng)線分布可知b點(diǎn)電視低于c點(diǎn)電勢(shì),故B正確;

C.根據(jù)電場(chǎng)線分布可知負(fù)電荷從。到6電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,即該試探電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在

6點(diǎn)的電勢(shì)能,故C錯(cuò)誤;

D.同理根據(jù)電場(chǎng)線分布可知負(fù)電荷從c點(diǎn)到“點(diǎn)電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,即該試探電荷在c點(diǎn)的電勢(shì)

能小于在d點(diǎn)的電勢(shì)能,故D正確。

故選BDo

12.如圖,豎直面內(nèi)一絕緣細(xì)圓環(huán)的上、下半圓分別均勻分布著等量異種電荷。a、b為圓環(huán)水平直徑上的

兩個(gè)點(diǎn),c、"為豎直直徑上的兩個(gè)點(diǎn),它們與圓心的距離均相等。則()

A.a、6兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等B.a、6兩點(diǎn)的電勢(shì)相等

C.c、d兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等D.c、〃兩點(diǎn)的電勢(shì)相等

【答案】ABC

【解析】

【詳解】BD.如下圖所示,為等量異種電荷周圍空間的電場(chǎng)分布圖。本題的帶電圓環(huán),可拆解成這樣無數(shù)

對(duì)等量異種電荷的電場(chǎng),沿豎直直徑平行放置。它們有共同的對(duì)稱軸尸尸',PP所在的水平面與每一條電

場(chǎng)線都垂直,即為等勢(shì)面,延伸到無限遠(yuǎn)處,電勢(shì)為零。故在尸產(chǎn)'上的點(diǎn)電勢(shì)為零,即丸=%=0;而從

M點(diǎn)到N點(diǎn),電勢(shì)一直在降低,即<pc>(pd,故B正確,D錯(cuò)誤:

AC.上下兩側(cè)電場(chǎng)線分布對(duì)稱,左右兩側(cè)電場(chǎng)線分布也對(duì)稱,由電場(chǎng)的疊加原理可知AC正確;

故選ABC。

13.帶電粒子以速度%沿豎直方向垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)£1中,如圖所示,經(jīng)過一段時(shí)間后,其速度變?yōu)樗椒?/p>

向,大小仍為如則一定有()

B

--O1?Vo

A.電場(chǎng)力大于重力B.電場(chǎng)力所做的功大于重力所做的功

C.粒子運(yùn)動(dòng)的水平位移大小等于豎直位移大小D.電勢(shì)能的減小一定等于重力勢(shì)能的增大

【答案】CD

【解析】設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)的水平位移、豎直位移大小分別為八,由*=生力知£=£',C對(duì).由動(dòng)能定理得:

2

qEL-mgL'=0,Wmg=Eq,A、B錯(cuò).又重力勢(shì)能的增加量為mgZ',電勢(shì)能的減小量為氏",故D對(duì).

14.如圖所示,半圓槽光滑、絕緣、固定,圓心是。,最低點(diǎn)是R直徑水平,a、8是兩個(gè)完全相同的

帶正電小球(視為點(diǎn)電荷),6固定在"點(diǎn),a從/V點(diǎn)靜止釋放,沿半圓槽運(yùn)動(dòng)經(jīng)過P點(diǎn)到達(dá)某點(diǎn)。(圖中未畫

出)時(shí)速度為零,則小球a()

A.從N到。的過程中,重力與庫侖力的合力先增大后減小

B.從N到尸的過程中,速率先增大后減小

C.從N到0的過程中,電勢(shì)能一直增加

D.從0到。的過程中,動(dòng)能減少量小于電勢(shì)能增加量

【答案】BC

【解析】小球a從?點(diǎn)釋放一直到達(dá)。點(diǎn)的過程中,a、6兩球的距圈一直減小,庫侖力變大,a受重力不

變,重力和庫侖力的夾角從90°一直減小,故合力變大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;小球a從N到。的過程中,速度方

向與重力和庫侖力的合力方向的夾角由小于90°到大于90°,故庫侖力與重力的合力先做正功后做負(fù)功,

a球速率先增大后減小,選項(xiàng)B正確;小球a由*到。的過程中庫侖力一直做負(fù)功,電勢(shì)能一直增加,選項(xiàng)

C正確;小球a從0到0的過程中,減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和,故動(dòng)能的減少量大于電勢(shì)能

的增加量,則選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

三、計(jì)算題(本大題共4小題)

15.一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷,電荷量9=2.0X10-C,在靜電場(chǎng)中由a點(diǎn)移到6點(diǎn),在這個(gè)過程中,電場(chǎng)力

做的功為2.0X10-5j,則打、6兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為多少?如果若在a、b兩點(diǎn)間移動(dòng)一2.5XI。-"C的電荷,

那么電場(chǎng)力做的功為多少?

【答案】10'V-2.5X10-5J

【解析】設(shè)此過程中,電場(chǎng)力對(duì)點(diǎn)電荷做的功為%,

%,=心

則a、。兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為

—明—

q2.0X10-9

若在a、6兩點(diǎn)間移動(dòng)一2.5X10-9C的電荷,那么電場(chǎng)力做的功為/=g'爆=-2.5XJ.

16.如圖所示,充電后的平行板電容器水平放置,電容為C,極板間距離為d,上極板正中有一小孔.質(zhì)量

為以電荷量為+q的小球從小孔正上方高方處由靜止開始下落,穿過小孔到達(dá)下極板處速度恰為零(空氣

阻力忽略不計(jì),極板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng),重力加速度為g).求:

+q?-r-

4

(i)小球到達(dá)小孔處的速度;

(2)極板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小和電容器所帶電荷量;

(3)小球從開始下落運(yùn)動(dòng)到下極板處所需的時(shí)間.

【答案】(i)d培

/、mg力+dmg力+dC

qdq

⑶吟月

hVg

【解析】(1)小球從開始下落到上極板間做自由落體運(yùn)動(dòng),由d=2皿得「=癡.

(2)在極板間帶電小球受重力和電場(chǎng)力作用,由牛頓第二定律得:

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知:0-/=2ad

整理得電場(chǎng)強(qiáng)度E^—b+d-

qd

由U=Ed,gCU,

得電容器所帶電荷量g*h±d£.

q

(3)由力='gA,0=v+at2,t=t]+t2

2

17.如圖所示,光滑絕緣細(xì)桿豎直放置,它與以正電荷0為圓心的某圓交于以C兩點(diǎn),質(zhì)量為山、帶電荷量

為一g的有孔小球從桿上/點(diǎn)無初速度下滑,已知g《0,AB=h,小球滑到8點(diǎn)時(shí)的速度大小為、磕,求:

@Q

'、、一一--'c

(1)小球由4到6的過程中靜電力做的功;

(2)/1,。兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。

【解析】(1)因?yàn)闂U是光滑的,所以小球從A到6的過程中只有兩個(gè)力做功:靜電力做的功時(shí)和重力做的

功mgh,由動(dòng)能定理得:Ww+ingh—KnvB

代入已知條件”=屈得

?"igh—mgh=-mgh

22Q

⑵因?yàn)榉础T谕坏葎?shì)面上,所以仇二心,

即源=3&=_嗎

—Q2<7

【答案】(T3gh(2)一幽

22q

18.(2020年全國I卷)在一柱形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)電場(chǎng),柱的橫截面積是以。為圓心,半徑為R的圓,AB為

圓的直徑,如圖所示。質(zhì)量為〃?,電荷量為《”>0)的帶電粒子在紙面內(nèi)自/點(diǎn)先后以不同的速度進(jìn)入電

場(chǎng),速度方向與電場(chǎng)的方向垂直。已知?jiǎng)傔M(jìn)入電場(chǎng)時(shí)速度為零的粒子,自圓周上的C點(diǎn)以速率w穿出電場(chǎng),

/C與的夾角由60。。運(yùn)動(dòng)中粒子僅受電場(chǎng)力作用。

(1)求電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。?/p>

(2)為使粒子穿過電場(chǎng)后的動(dòng)能增量最大,該粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度應(yīng)為多大?

(3)為使粒子穿過電場(chǎng)前后動(dòng)量變化量的大小為,,m),該粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度應(yīng)為多大?

【答案】(1)E=皿;(2)v=立宜;(3)0或h=?

2qR1422

【解析】

【詳解】(1)由題意知在4點(diǎn)速度為零的粒子會(huì)沿著電場(chǎng)線方向運(yùn)動(dòng),由于g>0,故電場(chǎng)線由/指向C,

根據(jù)幾何關(guān)系可知:

%=R

所以根據(jù)動(dòng)能定理有:

12

qEx^c—mva-0

解得:

(2)根據(jù)題意可知要使粒子動(dòng)能增量最大則沿電場(chǎng)線方向移動(dòng)距離最多,做4C垂線并且與圓相切,切點(diǎn)

為。,即粒子要從。點(diǎn)射出時(shí)沿電場(chǎng)線方向移動(dòng)距離最多,粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)幾何關(guān)系有

x=7?sin600=卬

2

y=R+Rcos600=—at

2

而電場(chǎng)力提供加速度有

qE=ma

聯(lián)立各式解得粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度:

岳0

(3)因?yàn)榱W釉陔妶?chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),粒子穿過電場(chǎng)前后動(dòng)量變化量大小為〃m),即在電場(chǎng)方向上速度變

化為%>,過C點(diǎn)做AC垂線會(huì)與圓周交于B點(diǎn),故由題意可知粒子會(huì)從C點(diǎn)或8點(diǎn)射出。當(dāng)從8點(diǎn)射出

時(shí)由幾何關(guān)系有

"8C=="2’2

XAC=R=~at2

電場(chǎng)力提供加速度有

聯(lián)立解得丫=圾,;當(dāng)粒子從C點(diǎn)射出時(shí)初速度為0。

22

另解:

由題意知,初速度為0時(shí),動(dòng)量增量的大小為w%,此即問題的一個(gè)解。自4點(diǎn)以不同的速率垂宜于電場(chǎng)

方向射入電場(chǎng)的粒子,動(dòng)量變化都相同,自8點(diǎn)射出電場(chǎng)的粒子,其動(dòng)量變化量也恒為加%,由幾何關(guān)系

及運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可得,此時(shí)入射速率為

高二物理同步單元雙基雙測(cè)AB卷

第一單元《靜電場(chǎng)》單元測(cè)試(B卷提升篇)(解析版)

一、單選題(本大題共8小題)

1.如圖,半徑相同的兩個(gè)金屬球A、B帶有相等的電荷量(可視為點(diǎn)電荷),相隔一定距離,兩球之間相互吸

引力的大小是F。今讓第三個(gè)半徑相同的不帶電的金屬小球先后與A、B兩球接觸后移開.這時(shí),A、B兩球

之間的相互作用力的大小是()

【答案】A.

【解析】假設(shè)A帶電量為Q,B帶電量為一Q,兩球之間的相互吸引力的大小是尸=%等;第三個(gè)不帶電

r

的金屬小球C與A接觸后,A和C的電量都為2,C與B接觸時(shí)先中和再平分,則C、B分開后電量均為-2,

24

2gF

這時(shí),A、B兩球之間的相互作用力的大小?=三^=一,由于帶異種電荷,則出現(xiàn)相互吸引,故A正

r28

確,BCD錯(cuò)誤;故選Ao

2.等量異種電荷的電場(chǎng)線如圖所示,下列表述正確的是()

A.a點(diǎn)的電勢(shì)低于6點(diǎn)的電勢(shì)B.。點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于6點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng),方向相同

C.將一負(fù)電荷從“點(diǎn)移到6點(diǎn)電場(chǎng)力做負(fù)功D.負(fù)電荷在4點(diǎn)的電勢(shì)能大于在6點(diǎn)的電勢(shì)能

【答案】C

【解析】沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,故。點(diǎn)電勢(shì)高于分點(diǎn)電勢(shì),A錯(cuò)誤;電場(chǎng)線的疏密程度表示電

場(chǎng)強(qiáng)度大小,電場(chǎng)線越密,電場(chǎng)強(qiáng)度越大,故。點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng),電場(chǎng)線的切線方向?yàn)?/p>

場(chǎng)強(qiáng)方向,故時(shí)兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向不同,B錯(cuò)誤;負(fù)電荷在低電勢(shì)處電勢(shì)能大,所以從a點(diǎn)(高

電勢(shì))移動(dòng)到b點(diǎn)(低電勢(shì)),電勢(shì)能增大,電場(chǎng)力做負(fù)功,C正確D錯(cuò)誤.

3.真空中某點(diǎn)電荷的等勢(shì)面示意如圖,圖中相鄰等勢(shì)面間電勢(shì)差相等。下列說法正確的是()

A.該點(diǎn)電荷一定為正電荷

B.P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定比。點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大

C.P點(diǎn)電勢(shì)一定比。點(diǎn)電勢(shì)低

D.正檢驗(yàn)電荷在尸點(diǎn)比在0點(diǎn)的電勢(shì)能大

【答案】B

【解析】

【詳解】A.正電荷和負(fù)電荷周圍的等勢(shì)面都為一組同心球殼,該點(diǎn)電荷不一定為正電荷,故A借誤;

B.相鄰等勢(shì)面間電勢(shì)差相等,尸點(diǎn)附近的等差等勢(shì)面更加密集,故P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定比0點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大,故B

正確;

C.正電荷和負(fù)電荷周圍的等勢(shì)面都為一組同心球殼,若為正點(diǎn)電荷,則P點(diǎn)電勢(shì)一定比。點(diǎn)電勢(shì)高,故C

錯(cuò)誤;

D.從等勢(shì)面的情況無法判斷該點(diǎn)電荷為正點(diǎn)電荷還是負(fù)點(diǎn)電荷,無法判斷P點(diǎn)電勢(shì)與0點(diǎn)電勢(shì)的高低,

就無法判斷正檢驗(yàn)電荷在P點(diǎn)和在。點(diǎn)的電勢(shì)能的大小,故D錯(cuò)誤。

故選Bo

4.電荷量為4X10FC的小球絕緣固定在/點(diǎn),質(zhì)量為0.2kg、電荷量為一5x10—6C的小球用絕緣細(xì)線懸掛,

靜止于B點(diǎn)。/、8間距離為30cm,連線與豎直方向夾角為60。。靜電力常量為?m?/c2,小球

可視為點(diǎn)電荷。下列圖示正確的是()

【答案】B

【解析】兩球之間的庫侖力為取=痣率=蹶期例:艇(飛蟲四二零"‘氟=z珊,小球B受到的重力大

小為Gg=2N,且尸與豎直方向夾角為60。,F(xiàn)=GB,故小球B受到的庫侖力,重力以及細(xì)線的拉力,組

成的矢量三角形為等邊三角形,所以細(xì)線與豎直方向的夾角為60。,B正確.

5.如圖所示,在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,質(zhì)量為加的帶電小球,以初速度v從M點(diǎn)豎直向上運(yùn)動(dòng),通過N

點(diǎn)時(shí),速度大小為2打方向與電場(chǎng)方向相反,則小球從M運(yùn)動(dòng)到N的過程()

?*-r

A.動(dòng)能增加機(jī)械能增力口2〃?一

2

3

C.重力勢(shì)能增加一加/D.電勢(shì)能增加2〃”2

2

【答案】B

【解析】由動(dòng)能的表達(dá)式耳,而可知帶電小球在乂點(diǎn)的動(dòng)能為鼻=%加',在N點(diǎn)的動(dòng)能為

2

懶劫=煞知”,所以動(dòng)能的增量為.蟠=£耀K,故A錯(cuò)誤;帶電小球在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),

豎直方向受重力做勻減速運(yùn)動(dòng),水平方向受電場(chǎng)力做勻加速運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有

,=M=蛾,%=2y=源.=芋疝,可得qE=2mg,豎直方向的位移人=/,水平方向的位移x-莖W=詔,

因此有X=2〃,對(duì)小球由動(dòng)能定理有幽L強(qiáng)蟋=啟維=3何

修敕;一喔防二叢或=3%媼,聯(lián)立上式可解得夕Ex=2加產(chǎn),嚕卷贏=:輜巴因此電場(chǎng)力做正功,機(jī)械能增

公砥

加,故機(jī)械能增加2加聲,電勢(shì)能減少2相y,故B正確D錯(cuò)誤,重力做負(fù)功重力勢(shì)能增加量為2加5,故

2

C錯(cuò)誤。

6.如圖所示,電荷量為Qi、口的兩個(gè)正點(diǎn)電荷分別置于A點(diǎn)和B點(diǎn),兩點(diǎn)相距L.在以L為直徑的光滑絕緣

半圓環(huán)上,穿著一個(gè)帶電小球+q(可視為點(diǎn)電荷),在P點(diǎn)平衡,PA與AB的夾角為a,不計(jì)小球的重力,

則()

3

A.tanaB.tana=與.0點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零D.Q,<Q2

【解析】P到AB的距離分別為乙L2,£,=璋/8=厚

£[L2

tana=與,tana=4?,以上解得:taifa=Q由圖知tan3a=金小于1,故D錯(cuò)誤。Qi、Q2電荷量不

EAL[QIQI

等,故O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不為零。

7.如圖,一充電后的平行板電容器的兩極板相距/,在正極板附近有一質(zhì)量為M、電荷量為以4>0)的粒子,

在負(fù)極板附近有另一質(zhì)量為“、電荷量為一g的粒子,在電場(chǎng)力的作用下,兩粒子同時(shí)從靜止開始運(yùn)動(dòng).已

知兩粒子同時(shí)經(jīng)過一平行于正極板且與其相距彳的平面.若兩粒子間相互作用力可忽略,不計(jì)重力,則M:m

為()

,1

I.1.-qI一

A.3:2B.2:1C.5:2D.3:1

【答案】A

【解析】設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為區(qū)兩粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,對(duì)"有%=幽得對(duì)勿有"=也,%=事,

M52Mm52m

UQ

聯(lián)立解得A正確.

m2

8.如圖所示,一質(zhì)量為"八電荷量為夕(q>0)的粒子以速度%從連線上的P點(diǎn)水平向右射入大小

為£、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。已知與水平方向成45。角,粒子的重力可以忽略,則粒子到達(dá)兒W

連線上的某點(diǎn)時(shí)()

A.所用時(shí)間為隼

qE

B.速度大小為3%

C.與尸點(diǎn)的距離為迪理

qE

D.速度方向與豎直方向的夾角為30。

【答案】C

【解析】

【詳解】A.粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),水平方向

X=VQt

豎直方向

1Eq

y=--t2

2m

tan450=—

x

可得

.2加%

Eq

故A錯(cuò)誤;

B.由于

故粒子速度大小為

故B錯(cuò)誤;

C.由幾何關(guān)系可知,到戶點(diǎn)的距離為

八&=也叱

Eq

故C正確;

D.由于平拋推論可知,tana=2tanp,可知速度正切

tana-2tan45°=2>tan60

可知速度方向與豎直方向的夾角小于30。,故D錯(cuò)誤。

故選C。

二、多選題(本大題共6小題)

9.如圖2所示,一帶電粒子在電場(chǎng)中沿曲線運(yùn)動(dòng),從8點(diǎn)穿出電場(chǎng),a、b、c、d為該電場(chǎng)中的等勢(shì)面,

且電勢(shì)從左向右逐漸降低,這些等勢(shì)面都是互相平行的豎直平面,不計(jì)粒子所受重力,則()

A.該粒子一定帶正電B.此電場(chǎng)不一定是勻強(qiáng)電場(chǎng)

C.該電場(chǎng)的電場(chǎng)線方向一定水平向左D.粒子在電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)能不斷減少

【答案】AD

【解析】由于能確定電場(chǎng)線方向水平向右,能確定粒子所帶電性,A正確;C錯(cuò)誤;等勢(shì)面互相平行,故一

定是勻強(qiáng)電場(chǎng),B錯(cuò)誤;粒子所受電場(chǎng)力一定沿電場(chǎng)線指向軌跡凹側(cè),而電場(chǎng)線和等勢(shì)面垂直,由此可確定

電場(chǎng)力一定做負(fù)功,故動(dòng)能不斷減少,D正確.

10.如圖,電荷量分別為q和-q(4>0)的點(diǎn)電荷固定在正方體的兩個(gè)頂點(diǎn)上,a、b是正方體的另外兩個(gè)頂

點(diǎn)。則()

A.4點(diǎn)和b點(diǎn)的電勢(shì)相等B.。點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等

C.〃點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同D.將負(fù)電荷從a點(diǎn)移到6點(diǎn),電勢(shì)能增加

【答案】BC

【解析】由幾何關(guān)系,

可知人的電勢(shì)大于。的電勢(shì),故A錯(cuò)誤,把負(fù)電荷從。移到b,電勢(shì)能減少,故D錯(cuò)誤;由對(duì)稱性和電場(chǎng)的

疊加原理,可得出6的合電場(chǎng)強(qiáng)度大小、方向都相同,故B、C正確。

11.如圖甲所示,是電場(chǎng)中的一條直線,電子以某一初速度從4點(diǎn)出發(fā),僅在電場(chǎng)力作用下沿48運(yùn)動(dòng)

到8點(diǎn),其圖像如圖乙所示。關(guān)于工、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度扇、心和電勢(shì)的、9B的關(guān)系,下列判斷正確

A.EA>EBB.EA<EBC.<pA>(PBD.<pA〈<pB

【答案】AC

【解析】由r-t圖像可知:電子做的是加速度越來越小的變減速運(yùn)動(dòng),電子受到的電場(chǎng)力就是其所受的合

外力,即電場(chǎng)力越來越小,由尸=園可知,電場(chǎng)強(qiáng)度越來越小,即£,>%A選項(xiàng)正確;由于電子帶負(fù)電,

其所受的電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反,則電場(chǎng)強(qiáng)度的方向應(yīng)為由{指向B,由沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)越來越低,

可得</>,>0“,C選項(xiàng)正確。

12.如圖,是銳角三角形最大的內(nèi)角,電荷量為q”>0)的點(diǎn)電荷固定在尸點(diǎn)。下列說法正確

A.沿邊,從〃點(diǎn)到N點(diǎn),電場(chǎng)強(qiáng)度的大小逐漸增大

B.沿A/N邊,從“點(diǎn)到N點(diǎn),電勢(shì)先增大后減小

C.正電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能比其在N點(diǎn)的電勢(shì)能大

D.將正電荷從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn),電場(chǎng)力所做的總功為負(fù)

【答案】BC

【解析】

【詳解】A.點(diǎn)電荷的電場(chǎng)以點(diǎn)電荷為中心,向四周呈放射狀,如圖

是最大內(nèi)角,所以PN>PM,根據(jù)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式£=出?(或者根據(jù)電場(chǎng)線的疏密程度)可知

r

從〃電場(chǎng)強(qiáng)度先增大后減小,A錯(cuò)誤:

B.電場(chǎng)線與等勢(shì)面(圖中虛線)處處垂直,沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,所以從MfN電勢(shì)先增大后減小,

B正確;

C.M>N兩點(diǎn)的電勢(shì)大小關(guān)系為外>%,根據(jù)電勢(shì)能的公式"=99可知正電荷在加點(diǎn)的電勢(shì)能大

于在N點(diǎn)的電勢(shì)能,C正確;

D.正電荷從A/—N,電勢(shì)能減小,電場(chǎng)力所做的總功為正功,D錯(cuò)誤。

故選BCo

13.如圖所示,兩塊較大的金屬板48相距為4平行放置并與一電源相連,S閉合后,兩板間恰好有一質(zhì)量

為機(jī)、帶電荷量為g的油滴處于靜止?fàn)顟B(tài),以下說法正確的是()

A.若將S斷開,則油滴將做自由落體運(yùn)動(dòng),G表中無電流

B.若將/向左平移一小段位移,則油滴仍然靜止,G表中有的電流

C.若將/向上平移一小段位移,則油滴向下加速運(yùn)動(dòng),G表中有6-。的電流

D.若將/向下平移一小段位移,則油滴向上加速運(yùn)動(dòng),G表中有6-q的電流

【答案】BC

【解析】將S斷開,電容器電量不變,板間場(chǎng)強(qiáng)不變,故油滴仍處于靜止?fàn)顟B(tài),A錯(cuò)誤;若S閉合,將力

板左移,由月=-可知,E不變,油滴仍靜止,而電容C變小,電容器極板電量。="變小,電容器放電,

d

u

則有由a的電流,故B正確;將4板上移,則£=-可知,£變小,油滴應(yīng)向下加速運(yùn)動(dòng),電容C變小,

d

電容器要放電,則有由6-a的電流流過G,故C正確;當(dāng)4板下移時(shí),板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大,油滴受的電場(chǎng)

力增加,油滴向上加速運(yùn)動(dòng),C增大,電容器要充電,則有由a-6的電流流過G,故D錯(cuò)誤.

14.如圖所示,絕緣輕桿的兩端固定帶有等量異號(hào)電荷的小球(不計(jì)重力)。開始時(shí),兩小球分別靜止在/、

8位置。現(xiàn)外加一勻強(qiáng)電場(chǎng)E,在靜電力作用下,小球繞輕桿中點(diǎn)。轉(zhuǎn)到水平位置。取。點(diǎn)的電勢(shì)為0。下

列說法正確的有()

A.電場(chǎng)E中4點(diǎn)電勢(shì)低于3點(diǎn)

B.轉(zhuǎn)動(dòng)中兩小球的電勢(shì)能始終相等

C.該過程靜電力對(duì)兩小球均做負(fù)功

D.該過程兩小球的總電勢(shì)能增加

【答案】AB

【解析】

【詳解】A.沿著電場(chǎng)線方向,電勢(shì)降低,A正確:

B.由于。點(diǎn)的電勢(shì)為0,根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)的對(duì)稱性

(PA=-(PB

又qA=fB>Ep=q(p,所以

p—p

LpA~LpB

B正確;

CD.A,8位置的小球受到的靜電力分別水平向右、水平向左,絕緣輕桿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),兩小球靜電力對(duì)兩小

球均做正功,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少,CD錯(cuò)誤:

故選ABo

三、計(jì)算題(本大題共4小題)

15.如圖所示,三條曲線表示三條等勢(shì)線,其電勢(shì)0c=0,(PA=(PB=10Y,他)=-30V,將電荷量q=1.2X10

6c的電荷在該電場(chǎng)中移動(dòng).

⑴把這個(gè)電荷從C移到O,靜電力做功多少?

(2)把這個(gè)電荷從D移到B再移到A,電勢(shì)能變化多少?

------

YC、10V

Du

-30V

【答案】見解析

【解析】(1)分產(chǎn)(!>—0〃=30V

^^=1.2X10^X30J=3.6義10-5J

⑵4=血一次=(-30—10)V=-40V

%,=g%,=L2X10fX(—40)J=-4.8XI0fj

所以電勢(shì)能應(yīng)該增加4.8X10"j

16.空間存在一方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),0、尸是電場(chǎng)中的兩點(diǎn)。從。點(diǎn)沿水平方向以不同速度先后發(fā)射

兩個(gè)質(zhì)量均為機(jī)的小球/、B。/不帶電,8的電荷量為q(q>0)。/從。點(diǎn)發(fā)射時(shí)的速度大小為vo,到達(dá)

P點(diǎn)所用時(shí)間為六8從O點(diǎn)到達(dá)尸點(diǎn)所用時(shí)間為:。重力加速度為g,求

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。?/p>

(2)8運(yùn)動(dòng)到尸點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能。

【答案】⑴£=—;(2)耳=2m(v;+g2產(chǎn))

<7

【解析】(1)設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E,小球8運(yùn)動(dòng)的加速度為。。根據(jù)牛頓定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和題給條件,

mg+qE=ma①

j"C)2=gg/②

解得

E*③

q

(2)設(shè)8從。點(diǎn)發(fā)射時(shí)的速度為口,到達(dá)尸點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為反,。、尸兩點(diǎn)的高度差為兒根據(jù)動(dòng)能定理有

Ek一;〃*=mgh+qEh④

且有

《=%⑤

人=jgt2⑥

聯(lián)立③④⑤⑥式得

*22

Ek=2m(v^+gt)(7)

17.如圖,兩金屬板P、。水平放置,間距為乩兩金屬板正中間有一水平放置的金屬網(wǎng)G,P、。、G的尺

寸相同。G接地,P、。的電勢(shì)均為0(。>0)。質(zhì)量為“,電荷量為q6>0)的粒子自G的左端上方距離

G為〃的位置,以速度vo平行于紙面水平射入電場(chǎng),重力忽略不計(jì)。

(1)求粒子第一次穿過G時(shí)的動(dòng)能,以及它從射入電場(chǎng)至此時(shí)在水平方向上的位移大??;

(2)若粒子恰好從G的下方距離G也為/?的位置離開電場(chǎng),則金屬板的長度最短應(yīng)為多少?

Q

【答案】(1)1=%呼,(2)52/=2%呼

vwNq<p

【解析】(1)PG、0G間場(chǎng)強(qiáng)大小相等,均為E,粒子在PG間所受電場(chǎng)力F的方向豎直向下,設(shè)粒子的加

速度大小為a,有

£①

d

F=qE=ma②

設(shè)粒子第一次到達(dá)G時(shí)動(dòng)能為Ek,由動(dòng)能定理有

qEh=Ev-T加說③

設(shè)粒子第一次到達(dá)G時(shí)所用的時(shí)間為E,粒子在水平方向的位移為/,則有

h=-at2?

2

/=vo/(§)

聯(lián)立①②③④⑤式解得

線=;加4+半被⑥

2a

/=%管⑦

(2)設(shè)粒子穿過G一次就從電場(chǎng)的右側(cè)飛出,則金屬板的長度最短,由對(duì)稱性知,此時(shí)金屬板的長度/為

521=2%呼⑧

18.多反射飛行時(shí)間質(zhì)譜儀是?種測(cè)量離子質(zhì)量的新型實(shí)驗(yàn)儀器,其基本原理如圖所示,從離子源4處飄出

的離子初速度不計(jì),經(jīng)電壓為U的勻強(qiáng)電場(chǎng)加速后射入質(zhì)量分析器。質(zhì)量分析器由兩個(gè)反射區(qū)和長為/的

漂移管(無場(chǎng)區(qū)域)構(gòu)成,開始時(shí)反射區(qū)1、2均未加電場(chǎng),當(dāng)離子第一次進(jìn)入漂移管時(shí),兩反射區(qū)開始加

上電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的勻強(qiáng)電場(chǎng),其電場(chǎng)強(qiáng)度足夠大,使得進(jìn)入反射區(qū)的離子能夠反射回漂移

管。離子在質(zhì)量分析器中經(jīng)多次往復(fù)即將進(jìn)入反射區(qū)2時(shí),撤去反射區(qū)的電場(chǎng),離子打在熒光屏8上被探

測(cè)到,可測(cè)得離子從4到8的總飛行時(shí)間。設(shè)實(shí)驗(yàn)所用離子的電荷量均為q,不計(jì)離子重力。

(1)求質(zhì)量為m的離子第一次通過漂移管所用的時(shí)間

(2)反射區(qū)加上電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,求離子能進(jìn)入反射區(qū)的最大距離x;

(3)已知質(zhì)量為加°的離子總飛行時(shí)間為小,待測(cè)離子的總飛行時(shí)間為。兩種離子在質(zhì)量分析器中反射

相同次數(shù),求待測(cè)離子質(zhì)量叫。

2

ImlU(tY

【答案】(1)7;=J——;(2)x=—;(3)m.=-L

、2qUE"J

【解析】

【詳解】(1)設(shè)離子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后的速度大小為v,有

qU--mv①

離子在漂移管中做勻速直線運(yùn)動(dòng),則

T-

v

聯(lián)立①②式,得

(2)根據(jù)動(dòng)能定理,有

qU-qEx-Q④

得X=:⑤

(3)離子在加速電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)和反射區(qū)電場(chǎng)中每次單向運(yùn)動(dòng)均為勻變速直線運(yùn)動(dòng),平均速度大小均相等,設(shè)

其為工,有

—V

V--⑥

2

通過⑤式可知,離子在反射區(qū)的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)路程是與離子本身無關(guān)的,所以不同離子在電場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)的總路

程相等,設(shè)為乙,在無場(chǎng)區(qū)的總路程設(shè)為右,根據(jù)題目條件可知,離子在無場(chǎng)區(qū)速度大小恒為內(nèi)設(shè)離子

的總飛行時(shí)間為f總。有

4+—⑦

VV

聯(lián)立①⑥⑦式,得

/總=3+0標(biāo)⑧

可見,離子從/到8的總飛行時(shí)間與后成正比。由題意可得

可得

町=.⑨

高二物理同步單元雙基雙測(cè)AB卷

第二單元《恒定電流》單元測(cè)試(A卷基礎(chǔ)篇)(解析版)

(時(shí)間:90分鐘,滿分:100分)

一、單選題(本大題共8小題,每小題3分,共24分)

1}

1.電功率的計(jì)算公式—幺中,〃是加在用電器上的電壓,是用電器的電阻,此式可用于()

R

A.計(jì)算電冰箱的功率B.計(jì)算電風(fēng)扇的功率

C.計(jì)算電烙鐵的功率D.計(jì)算洗衣機(jī)的功率

【答案】C

【解析】公式是根據(jù)功率公式和歐姆定律推導(dǎo)出來的,只能用在純電阻電路中,故C正確,A、B、D

R

錯(cuò)誤.

2.瓶核汨發(fā)生G衰變成為氫核;He。假設(shè)含瓶材料中;H發(fā)生G衰變產(chǎn)生的電子可以全部定向移動(dòng),在

3.2><10's時(shí)間內(nèi)形成的平均電流為5.Ox108A,已知電子電荷量為1.6、1019C,在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)生0衰變

的瓶核:H的個(gè)數(shù)

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