【題目】如圖1所示,真空室中電極K發(fā)出的電子(初速不計)經(jīng)過U0=1000V的加速電場后,由小孔S沿兩水平金屬板A、B間的中心線射入.A、B板長l=0.20m,相距d=0.020m,加在A、B兩板間電壓u隨時間t變化的u—t圖線如圖2所示.設A、B間的電場可看做是均勻的,且兩板外無電場.在每個電子通過電場區(qū)域的極短時間內(nèi),電場可視為恒定的.兩板右側放一記錄圓筒,筒在左側邊緣與極板右端距離b=0.15m,筒繞其豎直軸勻速轉動,周期T=0.20s,筒的周長s=0.20m,筒能接收到通過A、B板的全部電子.
(1)以t=0時(見圖2,此時u=0)電子打到圓筒記錄紙上的點作為坐標系的原點,并取y軸豎直向上.試計算電子打到記錄紙上的最高點的y坐標和x坐標.(不計重力作用)
(2)在給出的坐標紙(圖3)上定量地畫出電子打到記錄紙上的點形成的圖線.
【答案】(1)y=2.5cm;第一個最高點x=2cm;第二個最高點x=12cm;第三個最高點x=22cm;(2)如圖;
【解析】(1)計算電子打到記錄紙上的最高點的坐標設v0為電子沿A、B板的中心線射入
電場時的初速度,則 ①
電子在中心線方向的運動為勻速運動,設電子穿過A、B板的時間為t0,則l=v0t0 ②
電子在垂直A、B板方向的運動為勻加速直線運動對于恰能穿過A、B板的電子,在它通過時加在兩板間的電壓uc應滿足 ③
聯(lián)立①、②、③式解得
此電子從A、B板射出時沿y方向的分速度為 ④
此后,此電子作勻速直線運動,它打在記錄紙上的點最高,設縱坐標為y,由圖可得
⑤
由以上各式解得 ⑥
從題給的u-t圖線可知,加于兩板電壓u的周期T0=0.10秒,u的最大值um=100伏,因為uC<um,在一個周期T0內(nèi),只有開始的一段時間間隔△t內(nèi)有電子通過A、B板
⑦
因為電子打在記錄紙上的最高點不止一個,根據(jù)題中關于坐標原點與起始記錄時刻的規(guī)定,第一個最高點的x坐標為 ⑧
第二個最高點的x坐標為 ⑨
第三個最高點的x坐標為
由于記錄筒的周長為20厘米,所以第三個最高點已與第一個最高點重合,即電子打到記錄紙上的最高點只有兩個,它們的x坐標分別由⑧和⑨表示
(2)電子打到記錄紙上所形成的圖線,如圖所示
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【題目】如圖所示,真空中兩等量異種電荷P、Q固定于一等腰梯形ABCD兩腰的中點處,已知一帶正電的試探電荷從A點移動到B點時,試探電荷的電勢能增加,則以下判定正確的是
A. P是正電荷,Q是負電荷
B. B點的電勢低于D點的電勢
C. A、C兩點的電場強度大小相等
D. A、B兩點的電場強度大小相等
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【題目】如圖所示,粗細均勻的U形管,左端封閉,右端開口,左端用水銀封閉著長L=15cm的理想氣體,當溫度為27℃時,兩管水銀面的高度差,設外界大氣壓為75cmHg,則
(I)若對封閉氣體緩慢加熱,為了使左右兩管中的水銀面相平,溫度需升高到多少?
(2)若保持27℃不變,為了使左右兩管中的水銀面相平,需從右管的開口端再緩慢注入的水銀柱長度應為多少?
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【題目】一列簡諧橫波沿x軸傳播,波速為v=4 m/s。已知坐標原點(x=0)處質(zhì)點的振動圖象如圖甲所示,t=0.45 s時部分波形圖如圖乙所示。下列說法正確的是________。
A. 簡諧橫波的傳播方向沿x軸正方向
B. 簡諧橫波的波長為1.8 m
C. x=0.5 m處的質(zhì)點比x=0處的質(zhì)點振動滯后0.5 s
D. x=0處的質(zhì)點經(jīng)過0.6 s的路程為0.6 m
E. t=0.45 s時x=0處的質(zhì)點對應的縱坐標為
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【題目】如圖所示,在邊長為L的等邊三角形ACD區(qū)域內(nèi),存在磁感應強度為B、方向垂直于紙面向外的勻強磁場.現(xiàn)有一束質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子,以某一速度從AC邊中點P、平行于CD邊垂直磁場射入,粒子的重力忽略不計.
(1)若粒子能從D點飛出磁場,求粒子在磁場中運動的軌道半徑R;
(2)若粒子能從D點飛出磁場,求粒子在磁場中運動的時間t;
(3)若粒子能從AC邊飛出磁場,求粒子飛出磁場的位置與P點之間的最大距離d.
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【題目】2018年1月12日,我國以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第26、第27顆北斗導航衛(wèi)星,這兩顆衛(wèi)星屬于中圓地球軌道衛(wèi)星(介于近地和同步之間的軌道)這兩顆衛(wèi)星( )
A. 運行速度大于第一宇宙速度
B. 運行速度小于同步軌道衛(wèi)星的運行速度
C. 發(fā)射速度大于第一宇宙速度
D. 發(fā)射速度小于同步軌道衛(wèi)星的運行速度
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【題目】如圖所示,帶有擋板的光滑斜面固定在水平平面上,斜面傾角。質(zhì)量均為2kg的A、B兩物體用輕質(zhì)彈簧拴接在一起,彈簧的勁度系數(shù)為5N/cm,質(zhì)量為4kg的物體C用細線通過光滑的輕質(zhì)滑輪與物體B連接。開始時A、B均靜止在斜面上,A緊靠在擋板處。用手托住C,使細線剛好被拉直,F(xiàn)把手拿開,讓C由靜止開始運動,從C開始運動到A剛要離開B擋板的過程中,下列說法正確的是(g取10m/s2)( )
A. 初狀態(tài)彈簧的壓縮量為2cm
B. 末狀態(tài)彈簧的壓縮量為2cm
C. 物體B、C組成的系統(tǒng)機械能守恒
D. 物體C克服繩的拉力所做的功為0.8J
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【題目】如圖所示,現(xiàn)使小車向右做勻速直線運動時,物體A的受力及速度情況判斷正確的是(不計滑輪摩擦和繩子的質(zhì)量)( )
A. 繩子的拉力大于A的重力
B. 繩子的拉力小于A的重力
C. A的運動速度先減小再增大
D. A的運動速度先增大再減小
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【題目】如圖所示為質(zhì)譜儀上的原理圖,M為粒子加速器,電壓為U1=5000V;N為速度選擇器, 磁場與電場正交,磁感應強度為B1=0.2T,板間距離為d =0.06m;P為一個邊長為l的正方形abcd的磁場區(qū),磁感應強度為B2=0.1T,方向垂直紙面向外,其中dc的中點S開有小孔,外側緊貼dc放置一塊熒光屏。今有一比荷為的正離子從靜止開始經(jīng)加速后,恰好通過速度選擇器,從a孔以平行于ab方向進入abcd磁場區(qū),正離子剛好經(jīng)過小孔S 打在熒光屏上。求:
(1)粒子離開加速器時的速度v;
(2)速度選擇器的電壓U2;
(3)正方形abcd邊長l。
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