题目列表(包括答案和解析)
质量为m、电荷量为e的正、负电子分别经过直线加速器加速后,从左、右两侧被导入装置送入位于水平面内的圆环形真空管道,且被导入的速度方向与圆环形管道中粗虚线相切。在管道内控制电子转弯的是一系列圆形电磁铁,即图中的A1、A2、A3…An,共n个,均匀分布在整个圆周上(图中只示意性地用实线画了几个,其余的用虚线表示),每个电磁铁内的磁场都是磁感应强度相同的匀强磁场,磁场区域都是直径为d的圆形。改变电磁铁内电流的大小,就可改变磁场的磁感应强度,从而改变电子偏转的角度。经过精确的调整,可使电子在环形管道中沿图中粗虚线所示的轨迹运动,这时电子经过每个电磁铁时射入点和射出点都在圆形匀强磁场区域的同一条直径的两端,如图乙所示。这就为实现正、负电子的对撞作好了准备。
图甲
图乙
(1)据相对论知,当1时,物体运动时的能量和静止时的能量之差等于物体的动能。若正、负电子经过直线加速器后的动能均为E0(能满足vc),它们对撞后发生湮灭,电子消失,且仅产生一对频率相同的光子,则此光子的频率为多大?(已知普朗克常量为h,真空中的光速为c)?
(2)若电子刚进入直线加速器第一个圆筒时速度大小为v0,为使电子通过直线加速器后速度为v,加速器所接正弦交流电压的最大值应当多大?
(3)电磁铁内匀强磁场的磁感应强度B为多大?(相邻两电磁铁的间距忽略不计)
计数点 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
瞬时速度/( m?s-1) | 0.165 | 0.215 | 0.264 0.264 |
0.314 | 0.364 | 0.413 |
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
小车的加速度a/( m?s-2) | 1.25 | 1.00 | 0.80 | 0.50 | 0.40 |
小车的质量m/kg | 0.400 | 0.500 | 0.625 | 1.000 | 1.250[来Z |
小车质量的倒数m-1/kg-1 | 2.50 | 2.00 | 1.60 | 1.00 | 0.80 |
如图为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力及质量的关系”实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板。在实验中细绳对小车拉力等于砝码和小桶的总重力,小车运动加速度可用纸带上的点求得。
(1)为了研究加速度跟力和质量的关系,应该采用的研究实验方法是__________。
A.控制变量法 B.假设法
C.理想实验法 D.图象法
(2)关于该实验,下列说法中不正确的是 。
A.砝码和小桶的总质量要远大于小车的质量
B.为消除摩擦力对实验的影响,可以把木板D的左端适当垫高
C.电火花计时器使用交流电源
D.木板D的左端被垫高后,图中细线应保持与木板平行
(3)图是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。根据图中数据可得出表格1中空白处的数据应是 。
表格1
计数点 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
瞬时速度/( m·s-1) | 0.165 | 0.215 | | 0.314 | 0.364 | 0.413 |
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
小车的加速度a/( m·s-2) | 1.25 | 1.00 | 0.80 | 0.50 | 0.40 |
小车的质量m/kg | 0.400 | 0.500 | 0.625 | 1.000 | 1.250 |
小车质量的倒数m-1/kg-1 | 2.50 | 2.00 | 1.60 | 1.00 | 0.80 |
如图为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力及质量的关系”实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板。在实验中细绳对小车拉力等于砝码和小桶的总重力,小车运动加速度可用纸带上的点求得。
(1)为了研究加速度跟力和质量的关系,应该采用的研究实验方法是__________。
A.控制变量法 B.假设法
C.理想实验法 D.图象法
(2)关于该实验,下列说法中不正确的是 。
A.砝码和小桶的总质量要远大于小车的质量
B.为消除摩擦力对实验的影响,可以把木板D的左端适当垫高
C.电火花计时器使用交流电源
D.木板D的左端被垫高后,图中细线应保持与木板平行
(3)图是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。根据图中数据可得出表格1中空白处的数据应是 。
表格1
计数点 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
瞬时速度/( m·s-1) |
0.165 |
0.215 |
|
0.314 |
0.364 |
0.413 |
由纸带求出小车的加速度= m/s2 (加速度保留2位有效数字)
(4)在“探究加速度与质量的关系”时,保持砝码和小桶质量不变,改变小车质量,分别测得小车的加速度与对应的质量数据如表格2。
表格2
次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
小车的加速度a/( m·s-2) |
1.25 |
1.00 |
0.80 |
0.50 |
0.40 |
小车的质量m/kg |
0.400 |
0.500 |
0.625 |
1.000 |
1.250 |
小车质量的倒数m-1/kg-1 |
2.50 |
2.00 |
1.60 |
1.00 |
0.80 |
利用表格2中的数据,在图所示的坐标纸中作出与关系的图像。
(5)上题中该小车受到的拉力为 N。
计数点 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
瞬时速度/( m?s-1) | 0.165 | 0.215 | ______ | 0.314 | 0.364 | 0.413 |
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
小车的加速度a/( m?s-2) | 1.25 | 1.00 | 0.80 | 0.50 | 0.40 |
小车的质量m/kg | 0.400 | 0.500 | 0.625 | 1.000 | 1.250[来Z |
小车质量的倒数m-1/kg-1 | 2.50 | 2.00 | 1.60 | 1.00 | 0.80 |
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