【題目】由電子加速器、偏轉(zhuǎn)電場組成裝置可以實(shí)現(xiàn)電子擴(kuò)束。偏轉(zhuǎn)電場由加了電壓相距為d的兩塊水平平行放置的導(dǎo)體板組成,如圖1所示。大量電子由靜止開始,經(jīng)電壓為的加速電場加速后,連續(xù)不斷地沿平行板的方向從兩板正中間射入偏轉(zhuǎn)電場;當(dāng)兩板不帶電時(shí),這些電子通過兩板之間的時(shí)間為,當(dāng)在兩板間加如圖2所示的周期為、偏轉(zhuǎn)電壓峰值為的交變電壓時(shí)所有電子恰好都能從兩板間通過,已知電子的電荷量為,質(zhì)量為m,電子重力和它們之間相互作用力均忽略不計(jì);求:
(1)電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的初速度大。
(2)偏轉(zhuǎn)電場的電壓;
(3)哪個(gè)時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的電子,會從距離中線上方飛出偏轉(zhuǎn)電場。
【答案】(1) (2) (3),(n =1,2,3,…)
【解析】
電子在加速電場中,由動(dòng)能定理得電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的初速度v0大小,電子在偏轉(zhuǎn)電場中做分段類平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向做分段勻變速運(yùn)動(dòng),從圖可以看出在時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場電子,出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)上、下偏移量最大,由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出偏轉(zhuǎn)電場的電壓;進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的電子,會從中線上方處飛出偏轉(zhuǎn)電場,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出;
解:(1)電子在加速電場中,由動(dòng)能定理得:
解得:
(2)電子在偏轉(zhuǎn)電場中做分段類平拋運(yùn)動(dòng)
水平方向勻速運(yùn)動(dòng),速度
豎直方向做分段勻變速運(yùn)動(dòng),其速度-時(shí)間圖象如圖所示。
從圖可以看出在時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場電子,出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)上、下偏移量最大, 依題意得:
由牛頓第二定律:
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式:
解得偏轉(zhuǎn)電壓:
(3)設(shè):tx時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的電子,會從中線上方處飛出偏轉(zhuǎn)電場
由運(yùn)動(dòng)公式可得:
解方程組得:
所以在(n =0,1,2,…)時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的電子,會從中線上方飛出偏轉(zhuǎn)電場
同理可得:(n =1,2,3,…)時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的電子,也會從中線上方飛出偏轉(zhuǎn)電場
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,即研究兩個(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系。如圖所示,先安裝好實(shí)驗(yàn)裝置,在地上鋪一張白紙,白紙上鋪放復(fù)寫紙,記下重垂線所指的位置O。
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
步驟1:不放小球2,讓小球1從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下,并落在地面上,重復(fù)多次,用盡可能小的圓,把小球的所有落點(diǎn)圈在里面,其圓心就是小球落點(diǎn)的平均位置;
步驟2:把小球2放在斜槽前端邊緣位置B,讓小球1從A點(diǎn)由靜止?jié)L下,使它們碰撞。重復(fù)多次,并使用與步驟1同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后兩小球落點(diǎn)的平均位置;
步驟3:用刻度尺分別測量三個(gè)落地點(diǎn)的平均位置M、P、N離O點(diǎn)的距離,即線段OM、OP,ON的長度
(1)上述實(shí)驗(yàn)除需測量線段OM、OP、ON的長度外,還需要測量的物理量有_________。
A.小球1和小球2的質(zhì)量m1、m2
B.B點(diǎn)離地面的高度h
C.A、B兩點(diǎn)間的高度差△h
D.小球1和小球2的半徑r
(2)當(dāng)所測物理量滿足表達(dá)式_________ (用所測物理量的字母表示)時(shí),即說明兩球碰撞遵守動(dòng)量守恒定律。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻,要求盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差.
(1)應(yīng)該選擇的實(shí)驗(yàn)電路是圖中的______(選填“甲”或“乙”).
(2)現(xiàn)有開關(guān)和導(dǎo)線若干,以及以下器材:
A.電壓表(0-15V)
B.電壓表(0-3V)
C.滑動(dòng)變阻器
D.滑動(dòng)變阻器
E.電流表(0-0.6A)
F、電流表(0-3A)
實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用______;電流表選應(yīng)用______,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用______(選填相應(yīng)器材前的字母)
(3)采用甲電路測量,誤差情況是E測____E真,r測_____r真;采用乙電路測量,誤差情況是E測_____E真,r測_______r真選填“>”、“<”或“=”)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在“研究小球做平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中
(1)安裝實(shí)驗(yàn)裝置的過程中,斜槽末端切線必須是水平的,這樣做的目的是_________、
A.保證小球飛出時(shí),速度既不太大,也不太小
B.保證小球飛出時(shí),初速度水平
C.保證小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間每次都相等
D.保證小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線
(2)在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中,引起實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏差較大的原因可能是________
①安裝斜槽時(shí),斜槽末端切線方向不水平
②確定Oy軸時(shí),沒有用重垂線
③斜槽不是絕對光滑的,有一定摩擦
④空氣阻力對小球運(yùn)動(dòng)有較大影響
A.①③ B.①②④ C.③④ D.②④
(3)該同學(xué)采用頻閃照相機(jī)拍攝到如圖丙所示的小球做平拋運(yùn)動(dòng)的照片,圖中背景方格的邊長為L=5cm,A.B.C是攝下的三個(gè)小球位置,如果取g=10m/s2,那么:
A.照相機(jī)拍攝時(shí)每________s曝光一次;
B.小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度的大小為________m/s.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一根細(xì)線下端拴一個(gè)金屬小球P,細(xì)線的上端固定在金屬塊Q上,Q放在帶小孔(小孔光滑)的水平桌面上,小球在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)使小球在一個(gè)更高的水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),而金屬塊Q始終靜止在桌面上的同一位置,則改變高度后與原來相比較,下面的判斷中正確的是( )
A. 細(xì)線所受的拉力變大B. 小球P運(yùn)動(dòng)的角速度變小
C. Q受到桌面的靜摩擦力不變D. Q受到桌面的支持力不變
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】高140米,直徑達(dá)120米的超夢幻摩天輪已經(jīng)成為了阜陽生態(tài)園的新名片,“摩天輪”靜靜地佇立在生態(tài)園湖心島之上,當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),隨之高度緩緩上升,摩天輪帶您領(lǐng)略“極目楚天舒”的人生大境,透過纜車窗戶觀賞方圓數(shù)十公里的景致,該是何等壯闊、何等浪漫的體驗(yàn)!假設(shè)乘客隨座艙在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).下列說法正確的是( )
A. 在摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中,乘客機(jī)械能始終保持不變
B. 在最低點(diǎn)時(shí),乘客所受重力大于座椅對他的支持力
C. 在摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中,合力對乘客做功為零
D. 在摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中,乘客重力的功率保持不變
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】為了驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒和檢驗(yàn)兩個(gè)小球的碰撞是否為彈性碰撞,某同學(xué)選取了兩個(gè)體積相同、質(zhì)量不相等的小球1和2,按下述步驟做了如下實(shí)驗(yàn):
①用天平測出兩個(gè)小球的質(zhì)量(分別為m1和m2,且m1>m2);
②按照如圖所示的那樣,安裝好實(shí)驗(yàn)裝置,將斜槽AB固定在桌邊,使槽的末端點(diǎn)的切線水平.將一斜面BC連接在斜槽末端;
③先不放小球2,讓小球1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下,記下小球在斜面上的落點(diǎn)位置E;
④將小球2放在斜槽前端邊緣上,讓小球1從斜槽頂端A處仍由靜止?jié)L下,使它們發(fā)生碰撞,記下小球1和小球2在斜面上的落點(diǎn)位置;
⑤用毫米刻度尺量出各個(gè)落點(diǎn)位置到斜槽末端點(diǎn)B的距離.圖中D、E、F點(diǎn)是該同學(xué)記下的小球在斜面上的幾個(gè)落點(diǎn)位置,到B點(diǎn)的距離分別為LD、LE、LF.
根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn),請你回答下列問題:
(1)小球1與2發(fā)生碰撞后,1的落點(diǎn)是圖中的 點(diǎn),2的落點(diǎn)是圖中的 點(diǎn).
(2)用測得的物理量來表示,只要滿足關(guān)系式 ,則說明碰撞中動(dòng)量是守恒的.
(3)用測得的物理量來表示,只要再滿足關(guān)系式 ,則說明兩小球的碰撞是彈性碰撞.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形軌道在B點(diǎn)相接,導(dǎo)軌半徑為R.一個(gè)質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放,在彈力作用下物體獲得某一向右速度后脫離彈簧,脫離彈簧后當(dāng)它經(jīng)過B點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌瞬間對導(dǎo)軌的壓力為其重力的8倍,之后向上運(yùn)動(dòng)完成半個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)恰好到達(dá)C點(diǎn)。試求:
(1)彈簧開始時(shí)的彈性勢能;
(2)物體從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)克服阻力做的功;
(3)物體離開C點(diǎn)后落回水平面時(shí),重力的瞬時(shí)功率是多大?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,空氣中有一折射率為n=的玻璃柱體,其橫截面是圓心角為90,半徑m的扇形OAB,其中OB面不透光。一束平行光平行于橫截面以600入射角斜射到OA面上,不考慮反射后的折射,取sin35°=。求AB上有光透出的部分的弧長。
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