題目列表(包括答案和解析)
為研究靜電除塵,有人設(shè)計了一個盒狀容器,容器側(cè)面是絕緣透明的有機玻璃,它的上下底面是面積為S=0.04m2的金屬板,間距L=0.05m,當(dāng)連接到U=2500V的高壓電源正負(fù)兩極時,能在兩金屬板間產(chǎn)生一個勻強電場,如圖所示.現(xiàn)把一定量均勻分布的煙塵顆粒密閉在容器內(nèi),每立方米有煙塵顆粒1013個,假設(shè)這些顆粒都處于靜止?fàn)顟B(tài),每個顆粒的電荷量為q=+1.0×10-17C,質(zhì)量為m=2.0×10-15kg,不考慮煙塵顆粒之間的相互作用和空氣阻力,并忽略煙塵顆粒所受重力.合上開關(guān)后,求:
(1)經(jīng)過多長時間煙塵顆?梢员蝗课剑
(2)除塵過程中電場對煙塵顆粒共做了多少功;
(3)經(jīng)過多長時間容器中煙塵顆粒的總動能達到最大;
1、B C 2、C 3、A 4、A 5、B 6、B C 7、CD 8、B 9、A 10、C 11、 BD
12、 A 13、C 14、AB 15、C D
16、C
17、[⑴當(dāng)最靠近上表面的煙塵顆粒被吸附到下板時,煙塵就被全部吸附。煙塵顆粒受到的電場力F=qU/L,L=at2/2=qUt2/2mL,故t=0.02s
⑵W=NALqU/2=2.5×10-4J
⑶設(shè)煙塵顆粒下落距離為x,則當(dāng)時所有煙塵顆粒的總動能
EK=NA(L-x) mv2/2= NA(L-x) qUx/L,當(dāng)x=L/2時EK達最大,而x=at12/2,故t1=0.014s ]
18.
19.
20. 解:由圖象可知,=
(1)當(dāng)波向右傳播時,點B的起振方向豎直向下,包括P點在內(nèi)的各質(zhì)點的起振方向均為豎直向下.
①波速,由,得.
②由t= 0至P點第一次到達波峰止,經(jīng)歷的時間,而t=0時O點的振動方向豎直向上(沿y軸正方向),故經(jīng)時間,O點振動到波谷,即
(2)當(dāng)波速v=
21解:(1)對整體由動量守恒定律得
,則,方向向右.
(2)由功能關(guān)系得,則
(3)①物體A、B未相碰撞,B停止時,A繼續(xù)運動,此時小
車開始運動.對小車應(yīng)用動能定理得,則
②物體B速度為零時正好與A相撞,碰后小車開始加速,最終達到共同速度.對小車應(yīng)用動能定理得,則
所以小車位移大小的取值范圍是
22、【解析】電子在兩極板間運動的V-t圖象如右圖所示。
(1)要求電子到達A板的速度最大,則電子應(yīng)該從B板一直加速運動到A板,即電子從B板加速運動到A板所用時間必須滿足:
t≤ 、
依題意知:S=××t2=d 、
綜合①、②可得:f≤。
(2)由電子在電場中運動時的受力情況及速度變化情況可知:要求電子到達A板的速度為零,則電子應(yīng)該在t=nT(n=1,2,3,…)時刻到達A板,電子在每個內(nèi)通過的位移為:
S=××()2 ③
依題意知:d=n(2S) ④
綜合③、④可得:f=(n=1,2,3,…)。
(3)在t=T/4時刻釋放電子,經(jīng)過一個周期,在t=時刻,電子剛回到出發(fā)點。條件是在半個周期即從(~)時間內(nèi),電子的位移小于d,亦即頻率f≥。
【本題小結(jié)】解答帶電粒子在交變電場中加速運動的問題,可借助于帶電粒子在交變電場中運動的速度圖象加以分析。
23.(12分)
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