【题目】如图A为粒子源,在A和极板B间的加速电压为U1 , 在两水平放置的平行带电板C、D间的电压为U2 , 现设有质量为m,电荷量为q的质子初速度为零,从A被加速电压U1加速后水平进入竖直方向的匀强电场,平行带电板的极板的长度为L,两板间的距离为d,不计带电粒子的重力,求:
(1)带电粒子在射出B板时的速度;
(2)带电粒子在C、D极板间运动的时间;
(3)带电粒子飞出C、D电场时在竖直方向上发生的位移y.
【答案】
(1)解:带电粒子由A到B,设到B板的速度为v,根据动能定理,有:
qU1=
解得:v=
答:带电粒子在射出B板时的速度为 ;
(2)解:粒子从C到D做类似平抛运动,水平分运动是匀速直线运动,故运动时间为:
t= =L
答:带电粒子在C、D极板间运动的时间为L ;
(3)解:粒子从C到D做类似平抛运动,竖直分运动是初速度为零的匀加速直线运动,故:
y=
其中:a=
故:y= × ×(L )2=
答:带电粒子飞出C、D电场时在竖直方向上发生的位移y为
【解析】(1)带电粒子在电场中加速,电场力做功等于粒子动能的增加量。
(2)粒子从C到D做类似平抛运动,水平分运动是匀速直线运动,根据匀速直线运动位移公式可以直接求解。
(3)粒子从C到D做类似平抛运动,竖直分运动是初速度为零的匀加速直线运动,加速度等于电场力除以质量,根据匀变速直线运动位移公式可以直接求解。
【考点精析】解答此题的关键在于理解匀变速直线运动的速度、位移、时间的关系的相关知识,掌握速度公式:V=V0+at;位移公式:s=v0t+1/2at2;速度位移公式:vt2-v02=2as;以上各式均为矢量式,应用时应规定正方向,然后把矢量化为代数量求解,通常选初速度方向为正方向,凡是跟正方向一致的取“+”值,跟正方向相反的取“-”值.
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【题目】如图自然长度为L0,劲度系数为k的轻弹簧,其一端固定于倾角为45°的光滑斜面体的顶端P处,另一端拴一质量为m的小球.
(1)当斜面体以多大的加速度向左加速运动时,球对斜面的压力为零?
(2)当斜面体以a=2g的加速度向左加速运动时,轻弹簧的长度为多少?
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【题目】屋檐上每隔相同的时间间隔滴下一滴水,当第5滴正欲滴下时,第1滴已刚好到达地面,而第3滴与第2滴分别位于高为1m的窗户的上、下沿,如图所示,问:
(1)此屋檐离地面多高?
(2)滴水的时间间隔是多少?(g取10m/s2)
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【题目】全球首创超级电容储存式现代电车在中国宁波基地下线,没有传统无轨电车的“辫子” ,没有尾气排放,乘客上下车的30秒内可充满电并行驶5公里以上,刹车和下坡时可把80%的刹车能量转化成电能回收储存再使用,如图为使用“3V、12000F”石墨烯纳米混合型超级电容器的电车,下列说法正确的是( )
A. 该电容最多能储存72000C的电荷量
B. 该电容器的容量为36000A·h
C. 若30s能充满,则充电平均电流为1200A
D. 电容器随着放电,电量逐渐减少到0,电容也会逐渐减少到0
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【题目】如图所示,质量为m2的木块在质量为m1的长木板上,受到向右的拉力F的作用而向右滑动,
长木板处于静止状态。已知木块与长木板问的动摩擦因数为μ2,木板与地面间的动摩擦因数为μ1,则下列说法中正确的是( )
A. 木板受到地面的摩擦力大小一定是μ2m2g
B. 木板受到地面的摩擦力大小一定为μ1(m2+m1)g
C. 当F>μ1(m2+m1)g时,长板便会开始运动
D. 无论怎样改变F的大小,木板都不可能运动
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【题目】质点做直线运动的 v-t 图象如图所示,则下列说法正确的是()
A. 3~4s内质点做匀减速直线运动
B. 3s末质点的速度为零,且运动方向改变
C. 0~2s内质点做匀加速直线运动,4~6s内质点做匀减速直线运动,加速度大小均为2m/s2
D. 6s内质点发生的位移为8m
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【题目】如图是质谱仪的工作原理示意图,带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器.速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2 . 平板S下方有强度为B0的匀强磁场.下列表述正确的是( )
A.质谱仪是分析同位素的重要工具
B.速度选择中的磁场方向垂直纸面向外
C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的荷质比越小
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【题目】航模兴趣小组设计出一架玩具遥控飞行器.试飞时,飞行器从地面由静止开始匀加速竖直上升.已知飞行器加速上升的加速度大小为3m/s2,飞行器上升3s末由于遥控器出现故障,失去升力开始做竖直上抛运动.忽略空气阻力,取g=10m/s2,求:
(1)飞行器3s末速度多大?
(2)飞行器3s内加速上升的位移多大?
(3)飞行器从遥控器出现故障开始,经过多长时间落回地面?
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