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【题目】由电子加速器、偏转电场组成装置可以实现电子扩束。偏转电场由加了电压相距为d的两块水平平行放置的导体板组成,如图1所示。大量电子由静止开始,经电压为的加速电场加速后,连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入偏转电场;当两板不带电时,这些电子通过两板之间的时间为,当在两板间加如图2所示的周期为、偏转电压峰值为的交变电压时所有电子恰好都能从两板间通过,已知电子的电荷量为,质量为m,电子重力和它们之间相互作用力均忽略不计;求:

(1)电子进入偏转电场的初速度大小;

(2)偏转电场的电压

(3)哪个时刻进入偏转电场的电子,会从距离中线上方飞出偏转电场。

【答案】(1) (2) (3)n =1,2,3,…)

【解析】

电子在加速电场中,由动能定理得电子进入偏转电场的初速度v0大小,电子在偏转电场中做分段类平抛运动,竖直方向做分段匀变速运动,从图可以看出在时刻进入偏转电场电子,出偏转电场时上、下偏移量最大,由牛顿第二定律和运动学公式求出偏转电场的电压;进入偏转电场的电子,会从中线上方处飞出偏转电场,由运动学公式求出;

解:(1)电子在加速电场中,由动能定理得:

解得:

(2)电子在偏转电场中做分段类平抛运动

水平方向匀速运动,速度

竖直方向做分段匀变速运动,其速度-时间图象如图所示。

从图可以看出在时刻进入偏转电场电子,出偏转电场时上、下偏移量最大, 依题意得:

由牛顿第二定律:

由运动学公式:

解得偏转电压:

(3)设:tx时刻进入偏转电场的电子,会从中线上方处飞出偏转电场

由运动公式可得:

解方程组得:

所以在n =0,1,2,…)时刻进入偏转电场的电子,会从中线上方飞出偏转电场

同理可得:n =1,2,3,…)时刻进入偏转电场的电子,也会从中线上方飞出偏转电场

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】碰撞实验器可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。如图所示,先安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重垂线所指的位置O。

实验步骤如下:

步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上,重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;

步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1A点由静止滚下,使它们碰撞。重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;

步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、NO点的距离,即线段OM、OP,ON的长度

(1)上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有_________

A.小球1和小球2的质量m1、m2

B.B点离地面的高度h

C.A、B两点间的高度差△h

D.小球1和小球2的半径r

(2)当所测物理量满足表达式_________ (用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。

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【题目】利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻要求尽量减小实验误差.

(1)应该选择的实验电路是图中的______选填”).

(2)现有开关和导线若干,以及以下器材:

A.电压表(0-15V

B.电压表(0-3V

C.滑动变阻器

D.滑动变阻器

E.电流表(0-0.6A)  

F、电流表(0-3A

实验中电压表应选用______;电流表选应用______,滑动变阻器应选用______(选填相应器材前的字母)

(3)采用甲电路测量,误差情况是E____Er_____r;采用乙电路测量,误差情况是E_____Er_______r选填“>”、“<”=”)

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【题目】研究小球做平抛运动”的实验中

(1)安装实验装置的过程中,斜槽末端切线必须是水平的,这样做的目的是_________

A.保证小球飞出时,速度既不太大,也不太小

B.保证小球飞出时,初速度水平

C.保证小球在空中运动的时间每次都相等

D.保证小球运动的轨迹是一条抛物线

(2)在做“研究平抛运动”实验中,引起实验结果偏差较大的原因可能是________

①安装斜槽时,斜槽末端切线方向不水平

②确定Oy轴时,没有用重垂线

③斜槽不是绝对光滑的,有一定摩擦

④空气阻力对小球运动有较大影响

A.①③ B.①②④ C.③④ D.②④

(3)该同学采用频闪照相机拍摄到如图丙所示的小球做平抛运动的照片,图中背景方格的边长为L=5cm,A.B.C是摄下的三个小球位置,如果取g=10m/s2,那么:

A.照相机拍摄时每________s曝光一次;

B.小球做平抛运动的初速度的大小为________m/s.

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【题目】如图所示,一根细线下端拴一个金属小球P,细线的上端固定在金属块Q上,Q放在带小孔(小孔光滑)的水平桌面上,小球在某一水平面内做匀速圆周运动。现使小球在一个更高的水平面上做匀速圆周运动,而金属块Q始终静止在桌面上的同一位置,则改变高度后与原来相比较,下面的判断中正确的是(  )

A. 细线所受的拉力变大B. 小球P运动的角速度变小

C. Q受到桌面的静摩擦力不变D. Q受到桌面的支持力不变

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【题目】高140米,直径达120米的超梦幻摩天轮已经成为了阜阳生态园的新名片,“摩天轮”静静地伫立在生态园湖心岛之上,当齿轮转动,随之高度缓缓上升,摩天轮带您领略“极目楚天舒”的人生大境,透过缆车窗户观赏方圆数十公里的景致,该是何等壮阔、何等浪漫的体验!假设乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动.下列说法正确的是(  )

A. 在摩天轮转动的过程中,乘客机械能始终保持不变

B. 在最低点时,乘客所受重力大于座椅对他的支持力

C. 在摩天轮转动一周的过程中,合力对乘客做功为零

D. 在摩天轮转动的过程中,乘客重力的功率保持不变

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【题目】为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞,某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球12,按下述步骤做了如下实验:

用天平测出两个小球的质量(分别为m1m2,且m1m2);

按照如图所示的那样,安装好实验装置,将斜槽AB固定在桌边,使槽的末端点的切线水平.将一斜面BC连接在斜槽末端;

先不放小球2,让小球1从斜槽顶端A处由静止开始滚下,记下小球在斜面上的落点位置E

将小球2放在斜槽前端边缘上,让小球1从斜槽顶端A处仍由静止滚下,使它们发生碰撞,记下小球1和小球2在斜面上的落点位置;

用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离.图中DEF点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置,到B点的距离分别为LDLELF

根据该同学的实验,请你回答下列问题:

1)小球12发生碰撞后,1的落点是图中的 点,2的落点是图中的 点.

2)用测得的物理量来表示,只要满足关系式 ,则说明碰撞中动量是守恒的.

3)用测得的物理量来表示,只要再满足关系式 ,则说明两小球的碰撞是弹性碰撞.

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形轨道在B点相接,导轨半径为R.一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧,脱离弹簧后当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的8倍,之后向上运动完成半个圆周运动恰好到达C点。试求:

1)弹簧开始时的弹性势能;

2)物体从B点运动至C点克服阻力做的功;

3)物体离开C点后落回水平面时,重力的瞬时功率是多大?

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【题目】如图所示,空气中有一折射率为n=的玻璃柱体,其横截面是圆心角为90,半径m的扇形OAB,其中OB面不透光。一束平行光平行于横截面以600入射角斜射到OA面上,不考虑反射后的折射,取sin35°=。求AB上有光透出的部分的弧长。

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