如圖1所示，熱電子由陰極飛出時的初速度忽略不計，電子發(fā)射裝置的加速電壓為U0，電容器板長和板間距離均為L=10cm，下極板接地，電容器右端到熒光屏的距離也是L=10cm，在電容器兩極板間接一交變電壓，上極板的電勢隨時間變化的圖象如圖2所示．（每個電子穿過平行板的時間都極短，可以認為電子穿過平行板的過程中電壓是不變的）求：
精英家教網(wǎng)
（1）電子在剛進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度，（用電子質(zhì)量m，電量q，電壓U0表示）
（2）在t=0.06s時刻，電子打在熒光屏上的何處；
（3）熒光屏上有電子打到的區(qū)間有多長？
分析：（1）根據(jù)動能定理求出電子剛進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度．
（2）電子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運動，根據(jù)偏轉(zhuǎn)電壓求出加速度，結(jié)合垂直電場方向做勻速直線運動求出運動的時間，從而得出偏轉(zhuǎn)位移與偏轉(zhuǎn)電壓的關系，得出偏轉(zhuǎn)位移的大�。鶕�(jù)粒子出偏轉(zhuǎn)電場時反向延長線經(jīng)過中軸線的中點，結(jié)合相似三角形求出打在光屏上的位置．
（3）通過第（2）問中偏轉(zhuǎn)位移與偏轉(zhuǎn)電壓的關系得出在電場中的最大偏轉(zhuǎn)位移，從而通過相似三角形，結(jié)合幾何關系求出得出電子打到光屏上的區(qū)間長度．
解答：解：（1）設電子經(jīng)電壓U0加速后的速度為v，根據(jù)動能定理得：
qU0=
1
2
mv2
所以v=
2qU0
m
．
（2）經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場偏轉(zhuǎn)后偏移量y=
1
2
at2=
1
2
?
qU偏
mL
?（
L
v
）2
所以y=
U偏L
4U0
，
由題圖知t=0.06 s時刻U偏=1.8U0，
代入數(shù)據(jù)解得y=4.5 cm．
設打在屏上的點距O點距離為Y，
根據(jù)相似三角形得，
Y
y
=
L+
L
2
L
2

代入數(shù)據(jù)解得Y=13.5 cm．
（2）由題知電子偏移量y的最大值為
L
2
，所以當偏轉(zhuǎn)電壓超過2U0時，電子就打不到熒光屏上了．
則在偏轉(zhuǎn)電場中的最大偏移為
L
2
．
根據(jù)
Y
y
=
L+
L
2
L
2
得，Y=
3L
2

所以熒光屏上電子能打到的區(qū)間長為2Y=3L=30 cm．
答：（1）電子在剛進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度為
2qU0
m
．
（2）打在屏上的點位于O點正上方，距O點13.5 cm
（3）熒光屏上有電子打到的區(qū)間有30 cm．
點評：本題是帶電粒子在組合場中運動的類型，關鍵要分析電子的運動情況，對類平拋運動會進行分解，結(jié)合幾何知識進行求解．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

選做題（請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡上把所選題目對應字母后的方框涂滿涂黑，如都作答則按A、B兩小題評分．）
A．（選修模塊3-3）
（1）下列說法中正確的是
B
B

A．布朗運動是分子的無規(guī)則熱運動
B．氣體分子間距離減小時，分子間斥力增大，引力也增大
C．導熱性能各向同性的固體，一定不是單晶體
D．機械能不可能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
（2）如圖1所示，一導熱性能良好的金屬氣缸靜放在水平面上，活塞與氣缸壁間的摩擦不計．氣缸內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的理想氣體．現(xiàn)緩慢地向活塞上倒一定質(zhì)量的沙土，忽略環(huán)境溫度的變化，在此過程中
CD
CD

A．氣體的內(nèi)能增大
B．氣缸內(nèi)分子平均動能增大
C．氣缸內(nèi)氣體分子密度增大
D．單位時間內(nèi)撞擊氣缸壁單位面積上的分子數(shù)增多

（3）在做用油膜法估測分子的大小實驗中，油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL．用注射器測得50滴這樣的溶液為1mL．把l滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺水盤上，在玻璃板上描出油膜的輪廓，隨后把玻璃放在坐標紙上，其形狀如圖2所示，坐標紙正方形小方格的邊長為20mm．則油酸膜的面積是
2.4×10-2
2.4×10-2
m2，每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是
1.2×10-11
1.2×10-11
m3，根據(jù)上述數(shù)據(jù)，可估算出油酸分子的直徑．
B．（選修模塊3-4）
（1）關于對光現(xiàn)象的解釋，下列說法中正確的是
AC
AC
．
A．自然光斜射到玻璃表面時，反射光和折射光都是偏振光
B．水面上的油膜呈現(xiàn)彩色是光的衍射現(xiàn)象
C．光纖導光利用了光的全反射規(guī)律
D．玻璃中的氣泡看起來特別明亮是光的干涉現(xiàn)象
（2）一列橫波沿x軸正方向傳播，在t0=0時刻的波形如圖3所示，波剛好傳到x=3m處，此后x=lm處的質(zhì)點比x=-lm處的質(zhì)點
后
后
（選填“先”、“后”或“同時”）到達波峰位置；若該波的波速為10m/s，經(jīng)過△t時間，在x軸上-3m～3m區(qū)間內(nèi)的波形與t0時刻的正好相同，則△t=
0.4ns（n=1，2，3┅）
0.4ns（n=1，2，3┅）
．
（3）某實驗小組利用數(shù)字實驗系統(tǒng)探究彈簧振子的運動規(guī)律，裝置如圖4所示，水平光滑導軌上的滑塊與輕彈簧組成彈簧振子，滑塊上固定有傳感器的發(fā)射器．把彈簧拉長5cm由靜止釋放，滑塊開始振動．他們分析位移一時間圖象后發(fā)現(xiàn)，滑塊的運動是簡諧運動，滑塊從最右端運動到最左端所用時間為ls，則彈簧振子的振動頻率為
0.5
0.5
Hz；以釋放的瞬時為初始時刻、向右為正方向，則滑塊運動的表達式為x=
5cosлt
5cosлt
cm．

C．（選修模塊3-5）
（1）下列關于原子和原子核的說法正確的是
B
B
．
A．β衰變現(xiàn)象說明電子是原子核的組成部分
B．波爾理論的假設之一是原子能量的量子化
C．放射性元素的半衰期隨溫度的升高而變短
D．比結(jié)合能越小表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固
（2）一群氫原子處于量子數(shù)n=4能級狀態(tài)，氫原子的能級      示意圖如圖5所示，那么
金屬 銫 鈣 鎂 鈦
逸出功W/eV 1.9 2.7 3.7 4.1
①氫原子可能發(fā)射
6
6
種頻率的光子．
②氫原子由量子數(shù)n=4的能級躍遷到n=2的能級時輻射光子的頻率是
6.15×1014
6.15×1014
Hz，用這樣的光子照射右表中幾種金屬，金屬
銫
銫
能發(fā)生光電效應，發(fā)生光電效應時，發(fā)射光電子的最大初動能是
0.65
0.65
eV．（普朗克常量h=6?63×10-34J?S，1eV=1.6×10-19J）
（3）在氘核
 
2
1
H和氚核
 
3
1
H結(jié)合成氦核
 
4
2
He的核反應方程如下：
 
2
1
H+
 
3
1
H→
 
4
2
He+
 
1
0
n+17.6MeV
①這個核反應稱為
聚變
聚變

②要發(fā)生這樣的核反應，需要將反應物質(zhì)的溫度加熱到幾百萬開爾文．式中17.6MeV是核反應中
放出
放出
（選填“放出”或“吸收”）的能量，核反應后生成物的總質(zhì)量比核反應前物質(zhì)的總質(zhì)量
減少
減少
（選填“增加”或“減少”）了
3×10-29
3×10-29
㎏（保留一位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖甲所示，熱電子由陰極飛出時的初速度忽略不計，電子發(fā)射裝置的加速電壓為U0，偏轉(zhuǎn)電場板間距離L=8cm，極板長為2L，下極板接地，偏轉(zhuǎn)電場極板右端到熒光屏的距離也是2L，在兩極板間接有一交變電壓，電壓變化周期T=4s，上極板的電勢隨時間變化的圖象如圖乙所示，大量電子從偏轉(zhuǎn)電場中央持續(xù)射入，穿過平行板的時間都極短，可以認為電子穿過平行板的過程中電壓是不變的．
（1）求電子進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度v0（用電子比荷
em
、加速電壓U0表示）；
（2）在電勢變化的每個周期內(nèi)熒光屏會出現(xiàn)“黑屏”現(xiàn)象，即無電子擊中屏幕，求每個周期內(nèi)的“黑屏”時間有多長；
（3）求熒光屏上有電子打到的區(qū)間的長度．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖2-4所示，熱電子由陰極飛出時的初速忽略不計，電子發(fā)射裝置的加速電壓為U0.電容器板長和板間距離均為L=10 cm，下極板接地.電容器右端到熒光屏的距離也是L=10 cm.在電容器兩極板間接一交變電壓，上極板的電勢隨時間變化的圖象如下圖.（每個電子穿過平行板的時間極短，可以認為電壓是不變的）求：

圖2-4

（1）在t=0.06 s?時刻，電子打在熒光屏上的何處？

（2）熒光屏上有電子打到的區(qū)間有多長？

（3）屏上的亮點如何移動？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

選做題（請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡上把所選題目對應字母后的方框涂滿涂黑，如都作答則按A、B兩小題評分．）
A．（選修模塊3-3）
（1）下列說法中正確的是______
A．布朗運動是分子的無規(guī)則熱運動
B．氣體分子間距離減小時，分子間斥力增大，引力也增大
C．導熱性能各向同性的固體，一定不是單晶體
D．機械能不可能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
（2）如圖1所示，一導熱性能良好的金屬氣缸靜放在水平面上，活塞與氣缸壁間的摩擦不計．氣缸內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的理想氣體．現(xiàn)緩慢地向活塞上倒一定質(zhì)量的沙土，忽略環(huán)境溫度的變化，在此過程中______
A．氣體的內(nèi)能增大
B．氣缸內(nèi)分子平均動能增大
C．氣缸內(nèi)氣體分子密度增大
D．單位時間內(nèi)撞擊氣缸壁單位面積上的分子數(shù)增多

精英家教網(wǎng)

（3）在做用油膜法估測分子的大小實驗中，油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL．用注射器測得50滴這樣的溶液為1mL．把l滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺水盤上，在玻璃板上描出油膜的輪廓，隨后把玻璃放在坐標紙上，其形狀如圖2所示，坐標紙正方形小方格的邊長為20mm．則油酸膜的面積是______m2，每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是______m3，根據(jù)上述數(shù)據(jù)，可估算出油酸分子的直徑．
B．（選修模塊3-4）
（1）關于對光現(xiàn)象的解釋，下列說法中正確的是______．
A．自然光斜射到玻璃表面時，反射光和折射光都是偏振光
B．水面上的油膜呈現(xiàn)彩色是光的衍射現(xiàn)象
C．光纖導光利用了光的全反射規(guī)律
D．玻璃中的氣泡看起來特別明亮是光的干涉現(xiàn)象
（2）一列橫波沿x軸正方向傳播，在t0=0時刻的波形如圖3所示，波剛好傳到x=3m處，此后x=lm處的質(zhì)點比x=-lm處的質(zhì)點______（選填“先”、“后”或“同時”）到達波峰位置；若該波的波速為10m/s，經(jīng)過△t時間，在x軸上-3m～3m區(qū)間內(nèi)的波形與t0時刻的正好相同，則△t=______．
（3）某實驗小組利用數(shù)字實驗系統(tǒng)探究彈簧振子的運動規(guī)律，裝置如圖4所示，水平光滑導軌上的滑塊與輕彈簧組成彈簧振子，滑塊上固定有傳感器的發(fā)射器．把彈簧拉長5cm由靜止釋放，滑塊開始振動．他們分析位移一時間圖象后發(fā)現(xiàn)，滑塊的運動是簡諧運動，滑塊從最右端運動到最左端所用時間為ls，則彈簧振子的振動頻率為______Hz；以釋放的瞬時為初始時刻、向右為正方向，則滑塊運動的表達式為x=______cm．

精英家教網(wǎng)

C．（選修模塊3-5）
（1）下列關于原子和原子核的說法正確的是______．
A．β衰變現(xiàn)象說明電子是原子核的組成部分
B．波爾理論的假設之一是原子能量的量子化
C．放射性元素的半衰期隨溫度的升高而變短
D．比結(jié)合能越小表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固
（2）一群氫原子處于量子數(shù)n=4能級狀態(tài)，氫原子的能級      示意圖如圖5所示，那么
金屬 銫 鈣 鎂 鈦
逸出功W/eV 1.9 2.7 3.7 4.1
①氫原子可能發(fā)射______種頻率的光子．
②氫原子由量子數(shù)n=4的能級躍遷到n=2的能級時輻射光子的頻率是______Hz，用這樣的光子照射右表中幾種金屬，金屬______能發(fā)生光電效應，發(fā)生光電效應時，發(fā)射光電子的最大初動能是______eV．（普朗克常量h=6?63×10-34J?S，1eV=1.6×10-19J）
（3）在氘核
 21
H和氚核
 31
H結(jié)合成氦核
 42
He的核反應方程如下：
 21
H+
 31
H→
 42
He+
 10
n+17.6MeV
①這個核反應稱為______
②要發(fā)生這樣的核反應，需要將反應物質(zhì)的溫度加熱到幾百萬開爾文．式中17.6MeV是核反應中______（選填“放出”或“吸收”）的能量，核反應后生成物的總質(zhì)量比核反應前物質(zhì)的總質(zhì)量______（選填“增加”或“減少”）了______㎏（保留一位有效數(shù)字）

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