【題目】如圖所示為一真空示波管,電子從燈絲K發(fā)出(初速度不計),經(jīng)燈絲與A板間的加速電壓加速,從A板中心孔沿中心線射出,然后進(jìn)入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場中(偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強電場),電子進(jìn)入M、N間電場時的速度與電場方向垂直,電子經(jīng)過電場后打在熒光屏上的P點。己知加速電壓為,M、N兩板間的電壓為,兩板間的距離為d,板長為,板右端到熒光屏的距離為,電子的質(zhì)量為m,電荷量為e。(不計重力)求:
(1)電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的速度v0;
(2)電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時的側(cè)移量y;
(3)P點到O點的距離Y;
(4)電子打到屏上P點的速度。
【答案】(1);(2);(3);(4)
【解析】
(1)設(shè)電子經(jīng)電壓U1加速后的速度為v0,根據(jù)動能定理得:
①
解得
②
(2)電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后,在電場力作用下做類平拋運動,令電子運動時間為t1,電子在水平方向做勻速直線運動故有
v0t1=L1 ③
在豎直方向電子做初速度為0的勻加速運動,已知偏電壓為U2,極板間距為d,則電子在偏轉(zhuǎn)電場中的加速度
④
所以電子在偏轉(zhuǎn)電場方向上的側(cè)位移
⑤
由②③④⑤解得電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時的側(cè)移量
⑥
(3)由幾何關(guān)系有
⑦
解得P點到O點的距離
⑧
(4)電子離開偏轉(zhuǎn)電場時垂直于電場的方向的速度
⑨
電子離開偏轉(zhuǎn)電場時沿電場方向的速度
⑩
離開偏轉(zhuǎn)電場時的速度
電子離開偏轉(zhuǎn)電場后做勻速直線運動,所以電子打到屏上P點的速度也就是離開偏轉(zhuǎn)電場時的速度。
由②③④⑨⑩式解得電子打到屏上P點的速度
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【題目】如圖所示,下端封閉、上端開口、高h=5m內(nèi)壁光滑的細(xì)玻璃管豎直放置,管底有質(zhì)量m=10g,電荷量的絕對值|q|=0.2C的小球,整個裝置以v=5m/s的速度沿垂直于磁場方向進(jìn)入磁感應(yīng)強度B=0.2T,方向垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場,由于外力的作用,玻璃管在磁場中的速度保持不變,最終小球從上端管口飛出。g取10m/s2。下列說法中正確的是( )
A. 小球帶負(fù)電
B. 小球在豎直方向做勻加速直線運動
C. 小球在玻璃管中的運動時間小于1s
D. 小球機械能的增加量為1J
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【題目】某同學(xué)在測量電阻實驗時,按圖所示連接好實驗電路。閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn):電流表示數(shù)很小、電壓表示數(shù)接近于電源電壓,移動滑動變阻器滑片時兩電表示數(shù)幾乎不變化,電表及其量程的選擇均無問題。請你分析造成上述結(jié)果的原因可能是( 。
A.電流表斷路
B.滑動變阻器滑片接觸不良
C.開關(guān)接觸部位由于氧化,使得接觸電阻太大
D.待測電阻和接線柱接觸位置由于氧化,使得接觸電阻很大
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【題目】能量守恒定律、動量守恒定律、電荷守恒定律等等是自然界普遍遵循的規(guī)律,在微觀粒子的相互作用過程中也同樣適用.盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子之后,他猜測:原子核內(nèi)可能還存在一種不帶電的粒子.
(1)為尋找這種不帶電的粒子,他的學(xué)生查德威克用粒子轟擊一系列元素進(jìn)行實驗.當(dāng)他用粒子轟擊鈹原子核時發(fā)現(xiàn)了一種未知射線,并經(jīng)過實驗確定這就是中子,從而證實了盧瑟福的猜測.請你完成此核反應(yīng)方程.
(2)為了測定中子的質(zhì)量,查德威克用初速度相同的中子分別與靜止的氫核與靜止的氮核發(fā)生彈性正碰.實驗中他測得碰撞后氮核的速率與氫核的速率關(guān)系是.已知氮核質(zhì)量與氫核質(zhì)量的關(guān)系是,將中子與氫核、氮核的碰撞視為完全彈性碰撞.請你根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算中子質(zhì)量與氫核質(zhì)量的比值.
(3)以鈾235為裂變?nèi)剂系?/span>“慢中子”核反應(yīng)堆中,裂變時放出的中子有的速度很大,不易被鈾235俘獲,需要使其減速.在討論如何使中子減速的問題時,有人設(shè)計了一種方案:讓快中子與靜止的粒子發(fā)生碰撞,他選擇了三種粒子:鉛核、氫核、電子.以彈性正碰為例,僅從力學(xué)角度分析,哪一種粒子使中子減速效果最好,請說出你的觀點并說明理由.
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【題目】設(shè)物體運動的加速度為a、速度為v、位移為s.現(xiàn)有四個不同物體的運動圖象如圖所示,假設(shè)物體在t=0時的速度均為零,則其中表示物體做單向直線運動的圖象是( )
A.B.
C.D.
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【題目】靜電場方向平行于x軸,其電勢隨x的分布可簡化為如圖所示的折線,圖中和d為已知量。一個帶負(fù)電的粒子在電場中以為中心,沿x軸方向做周期性運動。己知該粒子質(zhì)量為m、電量為-q,忽略重力。
(1)求粒子所受電場力的大;
(2)若將粒子由處由靜止釋放,求粒子的運動周期;
(3)若粒子在處獲得一定動能,且動能與電勢能之和為–A()。求粒子的運動區(qū)間。
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【題目】用圖示方法可以測定木塊M與長木板N之間的滑動摩擦力的大小。把一個木塊M放在長木板N上,長木板N放在粗糙的水平地面上,在恒力F作用下,長木板N以速度υ勻速運動,水平彈簧測力計的示數(shù)為T,下列說法正確的是( 。
A.木塊M受到的滑動摩擦力的大小等于T
B.木塊M受到的滑動摩擦力的大小等于F
C.長木板N以3v的速度勻速運動時,木塊M受到的摩擦力的大小也等于T
D.若用3F的力作用在長木板上,木塊M受到的摩擦力的大小等于3F
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【題目】在某次的接力比賽項目中,項目組規(guī)劃的路線如圖所示,半徑的四分之一圓弧賽道與兩條直線賽道分別相切于和點,圓弧為接力區(qū),規(guī)定離開接力區(qū)的接力無效。甲、乙兩運動員在賽道上沿箭頭方向訓(xùn)練交接棒的過程中發(fā)現(xiàn):甲經(jīng)短距離加速后能保持9m/s的速率跑完全程,乙從起跑后的切向加速度大小是恒定的。為了確定乙起跑的時機,需在接力區(qū)前適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置標(biāo)記。在某次練習(xí)中,甲在接力區(qū)前的A處作了標(biāo)記,并以的速度跑到此標(biāo)記時向乙發(fā)出起跑口令,乙在接力區(qū)的P點聽到口令時起跑,并恰好在速度達(dá)到與甲相等時被甲追上,完成交接棒。假設(shè)運動員與賽道間的動摩擦因數(shù)為0.5,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,運動員(可視為質(zhì)點)在直道上做直線運動,在彎道上做圓周運動,重力加速度g=10m/s2,π=3.14,求:
(1)為確保在彎道上能做圓周運動,允許運動員通過彎道的最大速率;
(2)此次練習(xí)中乙在接棒前的切向加速度a。
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【題目】如圖所示,半圓形光滑軌道豎直固定且與水平地面相切于A點,半徑R=0.15m,其右側(cè)一定水平距離處固定一個斜面體。斜面C端離地高度h=0.25m,E端固定一輕彈簧,原長為DE,斜面CD段粗糙而DE段光滑,F(xiàn)給一質(zhì)量為0.1kg的小物塊(可看作質(zhì)點)一個水平初速度,從A處進(jìn)入圓軌道,離開最高點B后恰能落到斜面頂端C處,且速度方向恰平行于斜面,物塊沿斜面下滑壓縮彈簧后又沿斜面向上返回,第一次恰能返回到最高點C。物塊與斜面CD段的動摩擦因數(shù),斜面傾角θ=30°,重力加速度g=10m/s2,不計物塊碰撞彈簧的機械能損失。求:
(1)物塊運動到B點時對軌道的壓力為多大;
(2)CD間距離L為多少米;
(3)小物塊在粗糙斜面CD段上能滑行的總路程s為多長。
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