【題目】如圖所示,一個電子由靜止開始經加速電場加速后,又沿中心軸線從O點垂直射入偏轉電場,并從另一側射出打到熒光屏上的P點,O′點為熒光屏的中心.已知電子質量m=9.0×10-31kg,電荷量大小e=1.6×10-19C,加速電場電壓U0=2 500 V,偏轉電場電壓U=200 V,極板的長度L1=6.0 cm,板間距離d=2.0 cm,極板的末端到熒光屏的距離L2=3.0 cm(忽略電子所受重力,結果保留兩位有效數字).求:
(1) 電子射入偏轉電場時的初速度v0;
(2) 電子打在熒光屏上的P點到O′點的距離h;
(3) 電子經過偏轉電場過程中電勢能的增加量.
【答案】(1) v0=3.0×107m/s.(2) h=7.2×10-3m. (3) ΔE=-W=-5.8×10-18J.
【解析】
(1)電子在加速電場中,根據動能定理即可求出進入偏轉電場的速度;
(2)粒子在偏轉電場中做類平拋運動,根據類平拋運動規(guī)律可求出粒子在偏轉電場中產生的側位移;粒子從偏轉電場飛出至熒光屏這一過程,做的是勻速直線運動,根據幾何關系即可求h;
(3)根據W=eEy即可求出電子經過偏轉電場過程中電場力對它所做的功。
(1) 電場中加速有eU0=mv02
解得v0=
代入數據解得v0=3.0×107m/s.
(2) 設電子在偏轉電場中運動的時間為t,電子射出偏轉電場時在豎直方向上的側移量為y.
電子在水平方向做勻速直線運動,L1=v0t
電子在豎直方向上做勻加速運動,y=at2
根據牛頓第二定律有=ma
解得y===3.6×10-3m=0.36cm
電子離開偏轉電場時速度的反向延長線過偏轉電場的中點,
由圖知
解得h=7.2×10-3m.
(3) 電子在偏轉電場運動的過程中電場力對它做的功
W=eEy=ey=5.8×10-18J
ΔE=-W=-5.8×10-18J.
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【題目】如圖所示,空間中存在勻強電場,A、B、C、D、E、F、G、H為立方體的八個頂點,立方體的邊長為2cm,現(xiàn)將一電荷量為10-8C的正電荷由A移到B,電場力做功3×10-10J,由A移到E電場力做功為0,另將電荷量為10-8C的負電荷由D移到A電場力做功3×10-10J,則下列關于電場強度的大小和方向說法正確的是( )
A. N/C,由A指向C
B. N/C,由D指向B
C. N/C,由D指向B
D. N/C,由C指向A
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【題目】2018年9月29日,我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用快舟一號甲固體運載火箭,成功將微厘空間一號S1衛(wèi)星送入預定軌道.整星質量97公斤,運行在高度700公里的圓軌道,該軌道為通過兩極上空的圓軌道.查閱資料知地球的半徑和重力加速度的值,則( )
A. 衛(wèi)星可能為地球同步衛(wèi)星 B. 衛(wèi)星線速度小于第一宇宙速度
C. 衛(wèi)星可能通過無錫的正上方 D. 衛(wèi)星的動能可以計算
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【題目】某物理小組對輕彈簧的彈性勢能進行探究,實驗裝置如圖1所示,輕彈簧放置在傾斜的長木板上,彈簧左端固定,右端與一物塊接觸而不連接,紙帶穿過打點計時器并與物塊連接.向左推物塊使彈簧壓縮一段距離,由靜止釋放物塊,通過測量和計算,可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能.
(1) 實驗中涉及下列操作步驟:
① 松手釋放物塊;
② 接通打點計時器電源;
③ 木板一端抬高以平衡摩擦;
④ 向左推物塊使彈簧壓縮,并測量彈簧壓縮量.
上述步驟正確的操作順序是________(填序號).
(2) 甲同學實際打點結果如圖2所示,觀察紙帶,判斷測量值比真實值________(選填“偏小”或“偏大”).
(3) 乙同學實際打點結果如圖3所示.打點計時器所用交流電的頻率為50 Hz,小車質量為200 g,結合紙帶所給的數據,可求出在該紙帶對應的實驗中物塊脫離彈簧時的速度為________m/s,相應的彈簧的彈性勢能為________J.(結果均保留兩位有效數字)
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【題目】某同學為了測量0~5V電壓表的內阻,他從實驗室拿來多用電表、3節(jié)干電池、最大阻值為100Ω的滑動變阻器、開關和若干導線。
(1)該同學在先用多用電表粗測電壓表內阻時,把選擇開關旋到歐姆“×1k”擋,正確調零后,將_______(選填“紅”或“黑”)表筆接電壓表的“+5V"接線柱,另一只表筆接“-”接線柱。多用電表的指針位置如圖甲中的A所示,則電壓表的內阻為_______Ω.
(2)再用伏安法測量其內阻,把多用電表的選擇開關旋到直流電流的_______(填“100”“10”或“1”)mA擋,并把各儀器按圖乙接好電路.
(3)實驗中當電壓表的示數為4.0V時,多用電表的指針位置如圖甲中的B所示,則示數為_______mA,則電壓表的內阻Rv=_______Ω(結果保留兩位有效數字).
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【題目】如圖所示,某同學用玻璃皿在中心放一個圓柱形電極接電源的負極,沿邊緣放一個圓環(huán)形電極接電源的正極做“旋轉的液體的實驗”,若蹄形磁鐵兩極間正對部分的磁場視為勻強磁場,磁感應強度為B=0.1T,玻璃皿的橫截面的半徑為a=0.05m,電源的電動勢為E=3V,內阻r=0.1Ω,限流電阻R0=4.9Ω,玻璃皿中兩電極間液體的等效電阻為R=0.9Ω,閉合開關后當液體旋轉時電壓表的示數恒為1.5V,則( )
A. 由上往下看,液體做順時針旋轉
B. 液體所受的安培力大小為
C. 閉合開關10s,液體具有的熱能是4.5J
D. 閉合開關后,液體電熱功率為0.081W
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【題目】用如圖P所示實驗裝置驗證、;組成的系統(tǒng)機械能守恒,從高處由靜止開始下落,拖著紙帶打出一系列的點,對紙帶上的點跡進行測量,即可驗證機械能守恒定律.圖乙給出的是實驗中獲取的一條紙帶,0是打下的第一個點,每相鄰兩個計數點間還有4個點(圖中未標出),計數點間的距離如圖乙所示已知=50克、=150克,則:(取g=10M/s,結果保留兩位有效數字)
(1)在紙帶上打下計數點5時的速度v=_______M/s;
(2)在打點0~5過程中系統(tǒng)動能的增加量=___________J,系統(tǒng)勢能的減少量=__________J.由此得出的結論是_____________________;
(3)利用該實驗也可測量重力加速度g的值,若某同學根據實驗數據作出的圖象如圖丙所示,則可求出當地的重力加速度g=_______M/s.
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【題目】如圖所示,電源電動勢E=12V,內阻r=4Ω,R1=16Ω,R2=10Ω,R3=20Ω,R4=30Ω,R5=30Ω,R6=30Ω,電容器C=20μF。(1)閉合開關S1,S2,待穩(wěn)定后,AB之間的電勢差UAB為多少,電容器的電量是多少。(2)斷開S2后,通過R6的電量為多少?(保留2位有效數字)
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【題目】三維彈球(DPmb1D是Window里面附帶的一款使用鍵盤操作的電腦游戲,小明同學受此啟發(fā),在學校組織的趣味班會上,為大家提供了一個類似的彈珠游戲。如圖所示,將一質量為0.1kg的小彈珠(可視為質點)放在O點,用彈簧裝置將其彈出,使其沿著光滑的半圓形軌道OA和AB運動,BC段為一段長為L=5m的粗糙水平面,與一傾角為45°的斜面CD相連,圓弧OA和AB的半徑分別為r=0.49m,R=0.98m,滑塊與BC段的動摩擦因數為μ=0.4,C點離地的高度為H=3.2m,g取10m/s2,求
(1)要使小彈珠恰好不脫離圓弧軌道運動到B點,在B位置小滑塊受到半圓軌道的支持力的大小;
(2)在(1)問的情況下,求小彈珠落點到C點的距離?
(3)若在斜面中點豎直立一擋板,在不脫離圓軌道的前提下,使得無論彈射速度多大,小彈珠不是越不過擋板,就是落在水平地面上,則擋板的最小長度d為多少?
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