【題目】如圖甲所示,離子源在源源不斷地產(chǎn)生正離子(質(zhì)量為m,電量為q),離子由離子源飛出時的速度可以忽略不計,離子離開離子源后進入一加速電壓為U0的加速電場,偏轉電場兩極板M、N正對且板間距為d,極板長L=d,緊挨偏轉極板右側空間有一寬度L=d的長條形區(qū)域,區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場。在偏轉電場的兩板間接一周期為T的變化電壓,如圖乙所示。離子經(jīng)過加速電場加速后從兩板中央垂直進入偏轉電場,已知離子穿越偏轉極板過程所用時間非常短,可認為在這段時間內(nèi)加在M、N板上的電壓不變。不計離子的重力以及離子間的相互作用力。求:
(1)離子剛進入偏轉電場時的速度v0多大;
(2)在一個周期內(nèi),有離子從偏轉極板射出的時間為多少;
(3)為使從偏轉極板射出的離子不從磁場的右邊界射出,磁感應強度至少為多大。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)根據(jù)動能定理:qU0=-0
解得:
(2)設離子恰好打到偏轉板右側下邊緣時的電壓為U1,則根據(jù)
L=d=v0t
a= F=Eq E=
解得:U1=2U0
由圖像可知:在一個周期內(nèi),有離子從偏轉極板射出的時間為T
(3)從下板邊緣射出的離子速度最大,在磁場中運動的半徑最大,當其與磁場的右邊界相切時,對應的磁場即為最小磁場,設為B。運動軌跡如圖所示:
設離子從極板邊緣飛出時速度的偏向角為θ,則
由vy=at
代入解得:vy=
tanθ==1
即θ=45o
則v=
在磁場中,滿足:rcos45o+r=L=d
根據(jù)qvB=m 得r=
解得:
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,一上端開口、下端封閉的細長玻璃管,上部有長l1=25 cm的水銀柱,封有長l2=25cm的空氣柱,此時水銀面恰好與管口平齊。已知大氣壓強為p0=75 cmHg,如果使玻璃管繞底端在豎直平面內(nèi)緩慢地轉動60°,求此時管中空氣柱的長度。(封入的氣體可視為理想氣體,在轉動過程中氣體溫度保持不變,沒有發(fā)生漏氣,取,重力加速度為g)
【答案】30 cm
【解析】設玻璃管開口向上時,空氣柱的壓強為
玻璃管轉動60°時,水銀有部分會流出,設此時空氣柱長度為x,空氣柱的壓強為
設玻璃管的橫截面積為S,對空氣柱由玻意爾定律有
解得:x=30 cm
【題型】解答題
【結束】
15
【題目】一個半圓柱形玻璃磚,其橫截面是半徑為R的半圓,AB為半圓的直徑,O為圓心,如圖所示。玻璃的折射率為。
(i)一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面,若光線到達上表面后,都能從該表面射出,則入射光束在AB上的最大寬度為多少?
(ii)一細束光線在O點左側與O相距處垂直于AB從下方入射,求此光線從玻璃磚射出點的位置。
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【題目】如圖所示,在xOy坐標系中,兩平行金屬板AB、OD如圖甲放置,OD與x軸重合,板的左端與原點O重合,板長L=2m,板間距離d=1m,緊靠極板右側有一熒光屏。兩金屬板間電壓UAO隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示,變化周期為T=2×10-3s,U0=103V,t=0時刻一帶正電的粒子從左上角A點,以平行于AB邊v0=103m/s的速度射入板間,粒子帶電荷量為q=10-5C,質(zhì)量m=10-7kg。不計粒子所受重力。求:
(1)粒子在板間運動的時間;
(2)粒子打到熒光屏上的縱坐標;
(3)粒子打到熒光屏上的動能。
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【題目】如下圖所示,在平面內(nèi),有一半徑為R=L的圓形區(qū)域,圓心O1對應的坐標為,圓與x軸交于A、C兩點.除圓形區(qū)域內(nèi)無磁場,在y軸與直線之間存在垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應強度為B,在圓心O1處有一粒子源,發(fā)射同種粒子,粒子的質(zhì)量為,電荷量為+q,粒子從粒子源O1出發(fā)垂直磁場在紙面內(nèi)向各個方向射出,不計粒子重力,并且從磁場返回圓形邊界的粒子均被吸收掉,問:
(1)求能從右邊界(即直線)射出的粒子其最小速率為多少,并求出該粒子從O1出發(fā)時與x軸正方向的夾角。
(2)要使粒子垂直于的邊界射出磁場,求該粒子的最小速率為多少。
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【題目】用如圖所示電路測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。電池的內(nèi)阻較小,為了防止在調(diào)節(jié)滑動變阻器時造成短路,電路中用一個定值電阻R0起保護作用。除電池、開關和導線外,可供使用的實驗器材還有:
a.電流表A(量程0.6 A、內(nèi)阻約0.1Ω);
b.靈敏電流計G(量程300μA、內(nèi)阻為90.5Ω);
c.定值電阻(阻值1 Ω);
d.定值電阻(阻值10 Ω);
e.滑動變阻器(阻值范圍0~10 Ω、額定電流2 A);
f.滑動變阻器(阻值范圍0~50 Ω、額定電流1 A);
g.電阻箱(最大阻值為9999.9 Ω)。
那么:
(1)為順利完成實驗,需將G表改裝成量程為3V的電壓表,則電阻箱的阻值應調(diào)為R1=__ Ω。
(2)實驗中通過改變滑動變阻器的阻值,測得6組靈敏電流計(IG)與對應的電流表(I)數(shù)據(jù)描在圖
中所示,通過數(shù)據(jù)分析,可以確定R0應選擇_____,R2應選擇______。(填器材前字母);求出該電池的電動勢E=________ V,內(nèi)阻r=________ Ω。(結果均保留兩位小數(shù))
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【題目】在伏安法測電阻的實驗中,待測電阻約為,電壓表的內(nèi)阻約為,電流表的內(nèi)阻約為,測量電路中電流表的連接方式如圖或圖所示,計算結果由計算得出,式中與分別為電壓表和電流表的讀數(shù);若將圖和圖中電路測得的電阻值分別記為和,則__________(填“”或“”)更接近待測電阻的真實值,且測量值__________(填“大于”、“等于”或“小于”)真實值,測量值__________(填“大于”、“等于”或“小于”)真實值.
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【題目】某同學從廢舊實驗儀器上拆下一個標有“200Ω,2kw”字樣的電阻,但可能阻值已經(jīng)發(fā)生變化。為了測定其電阻,該同學利用歐姆表測定其阻值時,歐姆表選擇開關處于“×10”檔,表盤示數(shù)如圖1。
(1)為準確測定其阻值,他又尋找了一塊手機電池(電動勢E標稱值為3.7V,允許最大放電電流為100mA)及以下器材
A.電壓表V(量程3V,電阻RV約為3.0kΩ)
B.電流表A1(量程15mA,電阻RA1約為1Ω)
C.電流表A2(量程2mA,電阻RA2約為50Ω)
D.滑動變阻器R1(0~20Ω,額定電流1A)
E.電阻箱R2(0~999.9Ω)
F.開關S一只、導線若干
①該同學連接成如圖2所示電路,則電流表應該選用_____(填A1或A2)
②閉合開關后,發(fā)現(xiàn)調(diào)整滑動變阻器滑動頭P時,電流表和電壓表示數(shù)變化范圍都很小,經(jīng)檢查各元件完好,則可能是標號為______處導線斷路
(2)另一個同學沒有利用電流表,只是用了前面所給的其它器材,進行了測定該手機電池電動勢和內(nèi)電阻的實驗
①請幫他在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖。并標注應該使用的可變電阻為R1還是R2。
②根據(jù)第二個同學測量數(shù)據(jù),畫出了電壓表示數(shù)U與外電阻R之間的關系圖像如圖3所示。則他測量的該電池電動勢為_________V,內(nèi)電阻為______Ω(保留2位有效數(shù)字)
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【題目】如圖,理想變壓器原線圈輸入電壓u=Umsinωt,副線圈電路中R0為定值電阻,R是滑動變阻器.V1和V2是理想交流電壓表,示數(shù)分別用U1和U2表示;A1和A2是理想交流電流表,示數(shù)分別用I1和I2表示.下列說法正確的是( )
A.I1和I2表示電流的瞬時值
B.U1和U2表示電壓的最大值
C.滑片P向下滑動過程中,U2變小、I1變小
D.滑片P向下滑動過程中,U2不變、I1變大
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【題目】圖中系統(tǒng)由左右兩個側壁絕熱底部截面均為S的容器組成。左容器足夠高,上端敞開,右容器上端由導熱材料封閉。兩個容器的下端由可忽略容積的細管連通。 容器內(nèi)兩個絕熱的活塞A、B下方封有氮氣,B上方封有氫氣。大氣的壓強p0,溫度為T0=273K,兩個活塞因自身重量對下方氣體產(chǎn)生的附加壓強均為0.1 p0。系統(tǒng)平衡時,各氣體柱的高度如圖所示,F(xiàn)將系統(tǒng)的底部浸入恒溫熱水槽中,再次平衡時A上升了一定的高度。用外力將A緩慢推回第一次平衡時的位置并固定,第三次達到平衡后,氫氣柱高度為0.8h。氮氣和氫氣均可視為理想氣體。求
(1)第二次平衡時氮氣的體積;
(2)水的溫度。
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