15．如圖所示，在真空玻璃管中裝有熱陰極K和帶有小孔的陽極A．在A、K之間加上電壓U后，不斷地有電子（不計重力）從陰極K由靜止加速到達陽極A，并從小孔以速度v射出．接著電子進人平行板電容器C，電容器兩極板間加有較小的交變電場，使不同時刻通過的電子發(fā)生不同程度的偏轉(zhuǎn)；離開容器后進人電容器C和熒光屏S之間區(qū)域，在此區(qū)域電子受外力作用，運動軌跡為螺旋線，可以分解為水平向右的勻速直線運動和平行于熒光屏平面的勻速圓周運動，電容器和熒光屏間的距離為L，電子打在熒光屏上，調(diào)節(jié)外力的大小，使勻速圓周運動的周期為T，且$\frac{L}{v}$=T，則熒光屏上的光點的銳度最大（這時熒光屏S上的亮斑最小）．用U、T、L表示出電子的比荷．

分析 電子在A、K間加速，由動能定理可以求出電子進入極板間的速度，電子離開極板后在水平方向做勻速直線運動，速度等于進入極板時的速度，應(yīng)用動能定理與運動學公式解題．

解答 解：電子在加速電場中，由動能定理得：eU=$\frac{1}{2}$mv2-0，
在電容器與熒光屏間，電子的運動時間：t=$\frac{L}{v}$=T，
解得：$\frac{e}{m}$=$\frac{{L}^{2}}{2U{T}^{2}}$；
答：電子的比荷為$\frac{{L}^{2}}{2U{T}^{2}}$．

點評 本題考查了電子在電場中的運動，分析清楚電子運動過程是解題的關(guān)鍵，應(yīng)用動能定理與勻速運動的速度公式可以解題．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

1．如圖是一個由電池、電阻R與平行板電容器組成的串聯(lián)電路，在增大電容器兩極板間距離的過程中（　　）
A．電容器的A板帶正電B．電阻R中沒有電流
C．電容器的電容變小D．電阻R中有從a流向b的電流

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

2．如圖所示，絕緣粗糙斜面體固定在水平地面上，斜面所在空間存在平行于斜面向上的勻強電場E，絕緣輕彈簧一端固定在斜面頂端．一帶正電的小滑塊，從斜面上的P點處由靜止釋放后，沿斜面向上運動，并能壓縮彈簧至R點（圖中未標出），然后返回．則（　�。�
A．滑塊從P點運動到R點的過程中，其機械能增量小于電場力與彈簧彈力做功之和
B．滑塊從P點運動到R點的過程中，電勢能的減小量等于重力勢能和彈簧彈性勢能的增加量之和
C．滑塊被彈簧彈回后，不能返回到P點
D．滑塊從斜面開始上滑到最終停下的過程中，克服摩擦力所做的功等于起電勢能的減小量與重力勢能增加量之差

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

3．如圖是“嫦娥三號”飛行軌道示意圖．假設(shè)“嫦娥三號”運行經(jīng)過P點第一次通過近月制動使“嫦娥三號”在距離月面高度為100km的圓軌道上運動，再次經(jīng)過P點第二次通過近月制動使“嫦娥三號”在距離月面近地點Q的高度為15km、遠地點P的高度為100km的橢圓軌道上運動，下列說法正確的是（　　）
A．“嫦娥三號”在距離月面高度為100km的圓軌道上運動時速度大小可能變化
B．“嫦娥三號”在距離月面高度為100km的圓軌道上運動的周期一定大于在距離月面近地點Q的高度為l5km、遠地點P的高度為l00km的橢圓軌道上運動的周期
C．“嫦娥三號”在距離月表面近地點Q的高度為15km、遠地點P的高度為l00km的橢圓軌道上運動經(jīng)過Q點時的加速度一定大于經(jīng)過P點時的加速度
D．“嫦娥三號”在距離月面近地點Q的高度為l5km、遠地點P的高度為100km的橢圓軌道上運動經(jīng)過Q點時的速度可能小于經(jīng)過P點時的速度

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

10．如圖所示，為一列簡諧橫波在t=0時刻沿x軸負方向傳播的波形圖，波速為1cm/s，則（　�。�
A．在t=3s時刻，質(zhì)點P向下運動
B．在4s內(nèi)，質(zhì)點P運動的路程為8cm
C．在t=3s時刻，質(zhì)點Q到達x=1cm處
D．在t=3s時刻，質(zhì)點Q在負方向最大位移處

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

20．實驗小組的同學在“驗證牛頓第二定律”實驗中，使用了如圖1所示的實驗裝置．

（1）在下列測量工具中，本次實驗需要用的測量儀器有BD．（選填測量儀器前的字母）
A．游標卡尺B．刻度尺C．秒表D．天平
（2）實驗中，為了可以將細線對小車的拉力看成是小車所受的合外力，某同學先調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細線與長木板平行．接下來還需要進行的一項必須且正確的操作是B．（選填選項前的字母）
A．將長木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶，給打點計時器通電，調(diào)節(jié)砂和砂桶的總質(zhì)量的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動
B．將長木板的右端墊起適當?shù)母叨�，讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點計時器通電，輕推一下小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動
C．將長木板的右端墊起適當?shù)母叨龋啡ゼ垘б约吧昂蜕巴�，輕推一下小車，觀察判斷小車是否做勻速運動
（3）某同學在做保持小車質(zhì)量不變，驗證小車的加速度與其合外力成正比的實驗時，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出如圖2所示的a-F圖線，所得的圖線既不過原點，又不是直線，原因可能是AD．（選填選項前的字母）
A．木板右端所墊物體較低，使得木板的傾角偏小
B．木板右端所墊物體較高，使得木板的傾角偏大
C．小車質(zhì)量遠大于砂和砂桶的質(zhì)量
D．砂和砂桶的質(zhì)量不滿足遠小于小車質(zhì)量
（4）在某次利用上述已調(diào)整好的裝置進行實驗中，保持砂和砂桶的總質(zhì)量不變，小車自身的質(zhì)量為M且保持不變，改變小車中砝碼的質(zhì)量m，并測出小車中不同砝碼質(zhì)量時所對應(yīng)的加速度a，以m為橫坐標，$\frac{1}{a}$為縱坐標，在坐標紙上作出如圖3所示的$\frac{1}{a}$-m系圖線，實驗結(jié)果驗證了牛頓第二定律．如果圖中縱軸上的截距為b，則小車受到的拉力大小為$\frac{M}$．

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

7．某同學用圖甲所示的裝置做“驗證牛頓第二定律”的實驗．

（1）圖甲中打點計時器應(yīng)該使用頻率50Hz、電壓為220V的交流電．
（2）圖乙為實驗得到的紙帶，由此可以計算出小車的加速度大小為3.2m/s2．（保留2位有效數(shù)字）
（3）該同學使用控制變量法，保持小車質(zhì)量m不變，改變砂和砂桶質(zhì)量M，得到了加速度a隨合力F變化的圖線如圖丙所示．該圖線不通過原點的原因是沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

4．若用上題裝置測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)
（1）為了測量動摩擦因數(shù)，下列物理量中還應(yīng)測量的是CD．
A．木板的長度L      
B．木板的質(zhì)量m1
C．滑塊的質(zhì)量m2    
D．托盤和砝碼的總質(zhì)量m3    
 E．滑塊運動的時間t
（2）不計打點計時器與紙帶間及細繩與滑輪間的阻力，則滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=$\frac{{m}_{3}g-（{m}_{2}+{m}_{3}）a}{{m}_{2}g}$（用被測物理量的字母表示，重力加速度為g）．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

5．利用如圖所示裝置驗證機械能守恒定律時，需要測量重物由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h．
（1）某同學利用實驗得到的紙帶，設(shè)計了以下四種測量方案（重力加速度為g）：
A．用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下落時間t，通過v=gt，計算出瞬時速度v
B．用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v=$\sqrt{2gh}$計算出瞬時速度v
C．根據(jù)做勻變速直線運動時，紙帶上某點的瞬時速度等于這點前后相鄰兩點間的平均速度v，測算出瞬時速度，并通過2gh=v2計算得出高度h
D．用刻度尺測出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v
以上四種方案中只有一種正確，其中正確的方案應(yīng)是D（填入相應(yīng)的字母序號）；
（2）實驗中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是紙帶通過打點計時器的摩擦阻力，使重錘增加的動能往往小于（填“大于”、“小于”或“等于”） 重錘減少的重力勢能．

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