【题目】如图甲所示,真空室中电极K发出的电子(初速不计)经过电势差为U1的加速电场加速后,沿两水平金属板C、D间的中心线射入两板间的偏转电场,最后打在荧光屏上。C D两板间的电势差Ucd随时间变化如图乙所示,设C、D间的电场可看作是匀强电场,且两板外无电场。已知电子的质量为m、电荷量为e(重力不计),C D极板长为,板间距离为d,偏转电压U2 ,荧光屏距C、D右端距离为,所有电子都能通过偏转电极。求:
(1)电子通过偏转电场的时间t0
(2)若Ucd的周期T= t0,荧光屏上电子能够到达的区域的长度
(3)若Ucd的周期T= 2t0,到达荧光屏上O点的电子的动能
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)电子在电场加速过程 ①
在偏转电场中运动,水平方向匀速运动v0t0=l②
由①②得
(2)当T=t0时,所有电子在偏转电场中运动过程,竖直方向加速半个周期,减速半个周期,最终水平飞出.由竖直方向速度时间图象得,t=0时刻进入的电子向上侧移距离最大.
同理得向下侧移距离最大值,
所以电子达到的区域长△y=y上+y下=
(3)当T=2t0时,电子要到达O点必须在竖直方向有先加速后减速再反向加速过程,并且加速大小相等,整个过程向上的位移和向下的位移大小相等,设向上加速时间为△t,加速度大小为a,则在竖直方向上有
y上= at2×2 ③
y下=a(t0-2△t)2 ④
要到达O点 y上=y下 ⑤
联立②③④⑤得△t=
所以到达O点的电子经过偏转电场时电子做功,
电子从K到O过程由动能定理得:Ek=U1e+W=U1e+
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【题目】关于布朗运动,下列说法中正确的是( )
A. 布朗运动就是液体分子的热运动
B. 布朗运动间接表明液体的分子运动
C. 悬浮的小颗粒越大,撞击它的分子数越多,布朗运动越激烈
D. 液体的温度越高,布朗运动越激烈
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【题目】如图所示,足够长的斜面与水平面的夹角为,空间中自上而下依次分布着垂直斜面向下的匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、……、n,相邻两个磁场的间距均为.一边长、质量、电阻的正方形导线框放在斜面的顶端,导线框的下边距离磁场Ⅰ的上边界为,导线框与斜面间的动摩擦因数.将导线框由静止释放,导线框在每个磁场区域中均做匀速直线运动.已知重力加速度, , ,求:
(1)导线框进入磁场Ⅰ时的速度;
(2)磁场Ⅰ的磁感应强度;
(3)磁场区域n的磁感应强度与的函数关系.
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【题目】如图所示,一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b,跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆上,质量为3m的a球置于地面上,质量为m的b球从水平位置静止释放,当a球对地面压力刚好为零时,b球摆过的角度为θ.下列结论正确的是( )
A.θ=60°
B.θ=90°
C.b球摆动到最低点的过程中,重力对小球做功的功率先增大后减小
D.b球摆动到最低点的过程中,重力对小球做功的功率一直增大
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【题目】如图所示,在光滑水平地面上有一固定的挡板,挡板左端固定一个轻弹簧。现有一质量M=3kg,长L=4m的小车AB(其中为小车的中点,部分粗糙,部分光滑)一质量为m=1kg的小物块(可视为质点),放在车的最左端,车和小物块一起以4m/s的速度在水平面上向右匀速运动,车撞到挡板后瞬间速度变为零,但未与挡板粘连。已知车部分的长度大于弹簧的自然长度,弹簧始终处于弹性限度内,小物块与车部分之间的动摩擦因数为0.3,重力加速度。求:
(1)小物块和弹簧相互作用的过程中,弹簧具有的最大弹性势能;
(2)小物块和弹簧相互作用的过程中,弹簧对小物块的冲量;
(3)小物块最终停在小车上的位置距端多远。
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【题目】关丁晶体和非晶体,下列说法正确的是
A. 金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体
B. 制作大规模集成电路也可以用多晶体
C. 单晶体和多晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点
D. 单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的。非晶体是各向同性的
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【题目】如图所示,一半球状的物体放在地面上静止不动,一光滑的小球系在轻绳的一端,轻绳绕过定滑轮另一端在力F的作用下,拉动小球由图示位置沿球体表面缓慢向上移动。(定滑轮位于半球球心的正上方,不计滑轮的摩擦)则( )
A. 拉力F的大小在增大
B. 小球受到球状体的支持力减小
C. 地面对半球体的支持力减小
D. 地面对半球体的摩擦力在减小
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【题目】如图所示为测量某电阻Rx的阻值(约为20 Ω)实物图。其中电源电动势E=6 V,内阻忽略不计,定值电阻R0=20 Ω,R为总阻值为50 Ω的滑动变阻器,A1和A2为电流表。现有下列电流表可供选择:
A.电流表(0~30 mA,内阻为RA=10.0 Ω)
B.电流表(0~0.3 A,内阻为RA=1.0 Ω)
C.电流表(0~60 mA,内阻未知)
D.电流表(0~0.6 A,内阻未知)
(1)电流表A1应选_____,A2应选_____(填器材前的序号字母);
(2)在虚线框中画出电路图;
(3)某次测量中电流表A1和A2的示数分别为I1和I2,则待测电阻Rx=___________(用题中所给字母表示)。
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【题目】如图所示,虚线框内为某两级串列加速器原理图,abc为长方体加速管,加速管底面宽度为d,加速管的中部b处有很高的正电势,a、c两端均有电极接地(电势为零),加速管出口c右侧距离为d处放置一宽度为d的荧光屏.现让大量速度很小(可认为初速度为零)的负一价离子(电荷量为-e)从a端进入,当离子到达b处时,可被设在b处的特殊装置将其电子剥离,成为三价正离子(电荷量为+3e),而不改变其速度大小.这些三价正离子从c端飞出后进入与其速度方向垂直的、磁感应强度为B的匀强磁场中,其中沿加速管中轴线进入的离子恰能打在荧光屏中心位置,离子质量为m,不计离子重力及离子间相互作用力.
(1) 求离子在磁场中运动的速度v的大小.
(2) 求a、b两处的电势差U.
(3) 实际工作时,磁感应强度可能会与设计值B有一定偏差,若进入加速器的离子总数为N,则磁感应强度为0.9B时有多少离子能打在荧光屏上?
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