【題目】相距很近的平行板電容器AB,A、B兩板中心各開有一個小孔.如圖甲所示,靠近A板的小孔有一電子槍,能夠持續(xù)均勻地發(fā)射電子,電子的初速度為v0,質(zhì)量為m,電量為e,在AB之間加上圖乙所示交變電壓,其中0<k<1,;緊靠B板的偏轉(zhuǎn)電場的電壓也等于U0,板長為L,兩板間距為d,偏轉(zhuǎn)電場的中軸線(虛線)過A、B兩板中心,距偏轉(zhuǎn)極右端L/2處垂直中軸線放置很大的熒光屏PQ.不計電子的重力和它們之間的相互作用,電子在電容器AB中的運動時間忽略不計.
(1)在0~T時間內(nèi),熒光屏上有兩個位置發(fā)光,試求這兩個發(fā)光點之間的距離.(結(jié)果用L、d表示,第2小題亦然);
(2)以偏轉(zhuǎn)電場的中軸線為對稱軸,只調(diào)整偏轉(zhuǎn)電場極板的間距,要使熒光屏上只出現(xiàn)一個光點,極板間距應(yīng)滿足什么要求?
(3)撤去偏轉(zhuǎn)電場及熒光屏,當k取恰當數(shù)值時,使在0~T時間內(nèi)通過電容器B板的所有電子能在某時刻形成均勻分布的一段電子束,求k值.
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
試題分析:(1)電子經(jīng)過電容器AB內(nèi)的電場后,速度要發(fā)生變化.設(shè)在0~kT時間內(nèi),穿出B板后速度為v1,kT~T時間內(nèi)射出B板電子的速度v2.
據(jù)動能定理有:及
將代入計算得出:
在偏轉(zhuǎn)電場中,,所以
速度偏轉(zhuǎn)角
由類平拋運動的特點得:
由于,故,
所以兩個發(fā)光點之間的距離
(2)若當兩個極板間距為時,電子剛好能從偏轉(zhuǎn)極板邊緣飛出,則有:
整理解得:
對應(yīng)速度v1,
對應(yīng)速度v2,
以虛線為對稱軸調(diào)整偏轉(zhuǎn)電場極板的間距,要只出現(xiàn)一個光點,極板間距滿足:
(3)要求某一時刻形成分布均勻的電子束,前后兩段電子束的長度必須相等(且剛好相互重疊).
第一束長度:
第二束長度:
span>當l1=l2時滿足條件,計算得:
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【題目】關(guān)于公式W=Ek2-Ek1=ΔEk , 下述正確的是( )
A.功就是動能,動能就是功
B.功可以變?yōu)槟,能可以變(yōu)楣?/span>
C.動能變化的多少可以用功來量度
D.功是物體能量的量度
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【題目】某同學(xué)設(shè)計了一個研究平拋運動的實驗。實驗裝置示意圖1如圖所示,A是一塊平面木板,在其上等間隔地開鑿出一組平行的插槽(圖中、……),槽間距離均為。把覆蓋復(fù)寫紙的白紙鋪貼在硬板B上。實驗時依次將B板插入A板的各插槽中,每次讓小球從斜軌的一同位置由靜止釋放。每打完一點后,把B板插入后一槽中并同時向紙面內(nèi)側(cè)平移距離。實驗得到小球在白紙上打下的若干痕跡點,如圖2所示。
(1)實驗前應(yīng)對實驗裝置反復(fù)調(diào)節(jié),直到 。每次讓小球從同一位置由靜止釋放,是為了 。
(2)每次將B板向內(nèi)側(cè)平移相等距離,是為了 。
(3)在圖2中繪出小球做平拋運動的軌跡。
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【題目】一學(xué)習(xí)小組要用伏安法盡量準確地描繪一個標有“6V,1.5W”的小燈泡的I-U圖線,現(xiàn)有下列器材供選用:
A.學(xué)生電源(直流9V)
B.開關(guān)一個、導(dǎo)線若干
C.電壓表(0~3V,內(nèi)阻約10KΩ)
D.電壓表(0~6V,內(nèi)阻約10KΩ)
E.電壓表(0~15V,內(nèi)阻約30KΩ)
F.電流表(0~0.3A,內(nèi)阻約0.3Ω)
G.電流表(0~0.6A,內(nèi)阻約0.4Ω)
H.電流表(0~3A,內(nèi)阻約0.6Ω)
I.滑動變阻器(10Ω,2A)
J.滑動變阻器(200Ω,1A)
(1)實驗中需要用到的儀器有:A、B、 (用字母序號表示);
(2)在下面方框內(nèi)畫出實驗電路圖:
(3)對應(yīng)實驗電路圖將實物連線補充完整;
(4)閉合開關(guān)前,滑動變阻器滑片的位置應(yīng)在 (選填“a”或“b”)端.
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【題目】一定質(zhì)量的理想氣體,在等溫變化過程中,下列物理量發(fā)生改變的有()
A.分子的平均速率
B.單位體積內(nèi)的分子數(shù)
C.氣體的內(nèi)能
D.分子總數(shù)
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【題目】在2016年的夏季奧運會上,我國跳水運動員獲得多枚獎牌,為祖國贏得榮譽,高臺跳水比賽時,運動員起跳后在空中做出各種動作,最后沿豎直方向進入水中,若此過程中運動員頭部連續(xù)的運動軌跡示意圖如圖中虛線所示,a、b、c和d為運動軌跡上的四個點,關(guān)于運動員頭部經(jīng)過這四個點時的速度方向,下列說法正確的是
A.經(jīng)過a、b、c、d四個點的速度方向均可能豎直向下
B.只有經(jīng)過a、c兩個點的速度方向可能豎直向下
C.只有經(jīng)過b、d兩個點的速度方向可能豎直向下
D.只有經(jīng)過c點的速度方向可能豎直向下
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【題目】如圖所示,由S點發(fā)出的電量為q、質(zhì)量為m的靜止帶電粒子,被加速電壓為U,極板間距離為d的勻強電場加速后,從正中央垂直射入電壓為U的勻強偏轉(zhuǎn)電場,偏轉(zhuǎn)極板長度和極板距離均為L,帶電粒子離開偏轉(zhuǎn)電場后即進入一個垂直紙面方向的勻強磁場,其磁感應(yīng)強度為B。若不計重力影響,欲使帶電粒子通過某路徑返回S點,求:
(1)簡要畫出粒子經(jīng)磁場返回S點的路徑(粒子第二次進入電場時電場方向反向)。
(2)粒子第一次進入磁場時的速度大?
(3)勻強磁場的寬度D至少為多少?
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【題目】如圖所示,用長為L的輕質(zhì)細線將質(zhì)量為m的小球懸掛于O點,小球在外力作用下靜止在A處,此時細線偏離豎直方向的夾角=60°,現(xiàn)撤去外力,小球由靜止釋放,擺到最低點B時,細線被O點正下方距離處的光滑小釘子擋住,小球繼續(xù)向左擺動到最高點時細線偏離豎直方向的夾角也為60°,小球在運動過程中所受空氣阻力大小恒定,且始終與運動方向相反,重力加速度為g,求:
(1)小球在A處處于靜止狀態(tài)時,所受外力的最小值;
(2)小球運動過程中所受的空氣阻力大小f和動能最大時細線偏離豎直方向夾角的正弦值;
(3)小球第二次經(jīng)過最低點B,開始繞O點向右擺動時,細線的拉力大小T;
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【題目】某同學(xué)要將一個電流表改裝為電壓表,他先需要精確測量待改裝電流表的內(nèi)電阻。實驗中備用的器材有:
A.待改裝電流表(量程0~300μA,內(nèi)阻約為100Ω)
B.標準電壓表(量程0~3V)
C.電阻箱(阻值范圍0~999.9Ω)
D.電阻箱(阻值范圍0~99999.9Ω)
E.電源(電動勢4V,有內(nèi)阻)
F.電源(電動勢12V,有內(nèi)阻)
G.滑動變阻器(阻值范圍0~50Ω,額定電流1.5A)
H.開關(guān)兩個、導(dǎo)線若干
①如果采用如圖所示的電路測定電流表G的內(nèi)電阻,并且要想得到較高的精確度。那么從以上備用的器材中,可變電阻R1應(yīng)選用 ,電源E應(yīng)選用 。(填選項前的字母符號)
②如果實驗時要進行的步驟有
A.閉合S1;
B.閉合S2;
C.觀察R1的阻值是否最大,如果不是,將R1的阻值調(diào)至最大;
D.調(diào)節(jié)R1的阻值,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度;
E.調(diào)節(jié)R2的阻值,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半;
F.記下R2的阻值。
進行實驗的合理步驟順序是 (填字母代號)。
③如果在步驟F中所得R2的阻值為95.0Ω,要將該電流表G改裝成量程為0~3V的電壓表,則需要與電流表 聯(lián)一個阻值為 Ω的電阻。
④在測量電流表內(nèi)阻的過程中,如果該同學(xué)將電阻R2的阻值從300Ω逐漸調(diào)小到0,則電阻R2上消耗的電功率P2隨電阻R2的變化規(guī)律可能是圖中四個圖的 。
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