【题目】如图甲所示,静电除尘装置中有长为L、宽为b、高为d的矩形通道,其前、后面板使用绝缘材料,上下面板使用金属材料。图乙是装置的截面图,上、下两板与电压恒定的高压直流电源相连。质量为m、电荷量为-q、分布均匀的尘埃以水平速度进入矩形通道、当带负电的尘埃碰到下板后其所带电荷被中和,同时被收集。通过调整两板间距d可以改变收集效率
。当d=
时,
为81%(即离下板0.81
范围内的尘埃能够被收集)。不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用:
(1)求上下板间电压;
(2)求收集效率为100%时,两板间距的最大值d;
(3)求收集效率为与两板间距d 的函数关系。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
试题分析:(1)当收集效率为81%,即离下板0.81
的尘埃恰好到达下板的右端边缘,设高压电源的电压为U,则在水平方向有
(1分)
在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动则有: (1分)
其中
联立以上可解得: (2分)
(2)当减小两板间距时,能够增大电场强度,提高装置对尘埃的收集效率。收集效率恰好为100%时,两板间距即为。如果进一步减小d,收集交率仍为100%。因此,在水平方向有
(1分)
在竖直方向有 (1分) 其中
联立以上各式可得 (2分)
(3)通过前面的求解可知,当时,收集效率
均为100% 当
时,设距下板
处的尘埃恰好到达下板的右端边缘, 此时有
(2分)
根据题意,收集效率为 联立式可得
(2分)
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【题目】回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两
形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示,则下列说法正确的是( )
A.要增大带电粒子射出时的动能,需增大电场的加速电压
B.粒子是从电场中获得能量的
C.粒子在磁场中的转速越来越大
D.只要磁感应强度及D形金属盒半径趋于无限大,粒子获得的能量就可以无限大
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【题目】如图甲所示,一轻弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A、B相连接,并静止在光滑的水平面上。现使A瞬时获得水平向右的速度3m/s,以此刻为计时起点,两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示,从图象信息可得( )
A.在t1、t3时刻两物块达到共同速度1m/s,且弹簧都是处于压缩状态
B.从t3到t4时刻弹簧由压缩状态恢复到原长
C.两物体的质量之比为m1∶m2 = 1∶2
D.在t2时刻A与B的动能之比为Ek1∶Ek2 =1∶8
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【题目】如图所示,在两等量异种点电荷的电场中,MN为两电荷连线的中垂线,a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线,,且a与c关于MN对称,b点位于MN上,d点位于两电荷的连线上。以下判断正确的是
A. b点场强大于d点场强
B. b点场强小于d点场强
C. a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差
D. 试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能
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【题目】两个等量正电荷的连线的垂直平分线上有m、n两点,如图所示,下列说法正确的是:
①n点电场强度一定比m的大
②n点电势一定比m的高
③负电荷从m到n点电势能要增加
④负电荷从m点在电场力作用下由静止开始运动,经过一段时间,还能回到m点。
A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④
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【题目】为了探究质量一定是加速度与力的关系,一同学设计了如图甲所示的实验装置,其中M为小车的质量,m为砂和砂桶的质量。(不计滑轮、细绳和弹簧测力计的质量)
(1)关于实验操作过程和注意事项,下列说法正确的是 (多选,填正确选项前的字母)
A.连接弹簧测力计的细线必须与长木板平行 |
B.实验中要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M |
C.为了减小实验误差,要将带滑轮的长木板右端适当垫高,平衡摩擦力 |
D.实验时应先接通电源,再释放小车,同时记录弹簧测力计的示数 |
(2)某次实验中,该同学得到如图乙所示的一条纸带(相邻两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为
(结果保留三位有效数字)。
(3)多次改变砂和砂桶的质量m,得到多组小车的加速度a和弹簧测力计的示数F的数据,以小车的加速度a为横坐标,弹簧测力计的示数F为纵坐标,作出图线,若图线的斜率为k,则小车的质量为 (用k表示)。
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【题目】航天飞机绕地球做匀速圆周运动时,机上宇航员处于失重状态,是指宇航员( )
A. 不受任何力作用
B. 受力平衡
C. 不受重力作用
D. 受到地球的重力恰好提供了物体做圆周运动的向心力
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【题目】某工厂车间通过图示装置把货物运送到二楼仓库,AB为水平传送带,CD为倾角、长
的倾斜轨道,AB与CD通过长度忽略不计的圆弧轨道平滑连接,DE为半径
的光滑圆弧轨道,CD与DE在D点相切,OE为竖直半径,FG为二楼仓库地面(足够长且与E点在同一高度),所有轨道在同一竖直平面内。当传送带以恒定速率
运行时,把一质量
的货物(可视为质点)由静止放入传送带的A端,货物恰好能滑入二楼仓库,已知货物与传送带、倾斜轨道及二楼仓库地面间的动摩擦因数均为
,取
、
、
,求:
(1)货物在二楼仓库地面滑行的距离;
(2)传送带把货物从A端运送到B端过程中因摩擦而产生的内能。
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【题目】如图所示是“探究电磁感应的产生条件”的实验装置,下列情况不会引起电流表指针偏转的是
A.闭合开关
B.断开开关
C.闭合开关后拔出线圈A时
D.断开开关后移动变阻器的滑片时
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