【題目】(12分)如圖(a)所示, 水平放置的平行金屬板AB間的距離d=0.1m,板長L=0.3m,在金屬板的左端豎直放置一帶有小孔的擋板,小孔恰好位于AB板的正中間.距金屬板右端x=0.5m處豎直放置一足夠大的熒光屏.現(xiàn)在AB板間加如圖(b)所示的方波形電壓,已知U0=1.0×102V.在擋板的左側,有大量帶正電的相同粒子以平行于金屬板方向的速度持續(xù)射向擋板,粒子的質量m=1.0×10-7kg,電荷量q=1.0×10-2C,速度大小均為v0=1.0×104m/s.帶電粒子的重力不計.
求:(1)在t=0時刻進入的粒子,射出電場時豎直方向的速度;
(2)熒光屏上出現(xiàn)的光帶長度;
(3)若撤去擋板,同時將粒子的速度均變?yōu)?/span>v=2.0×104m/s,則熒光屏上出現(xiàn)的光帶又為多長?
【答案】(1)103 m/s (2)4.0×10-2m (3)0.15m
【解析】
試題(1)從t=0時刻進入的帶電粒子水平方向速度不變。
在電場中運動時間t=L/v0=3×10-5s ,正好等于一個周期 (1分)
豎直方向先加速后減速,加速度大小 (1分)
射出電場時豎直方向的速度 (1分)
(2)無論何時進入電場,粒子射出電場時的速度均相同。
偏轉最大的粒子偏轉量 (2分)
反方向最大偏轉量 (2分)
形成光帶的總長度l=4.0×10-2m (1分)
(3)帶電粒子在電場中運動的時間為T/2,打在熒光屏上的范圍如圖c所示。
(1分)
(1分)
形成的光帶長度l=d1+ d+ d2=0.15m (2分)
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【題目】如圖,圓形區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面的勻強磁場,P為磁場邊界上的一點。有無數(shù)帶有同樣電荷、具有同樣質量的粒子在紙面內(nèi)沿各個方向以同樣的速率通過P點進入磁場。這些粒子射出邊界的位置均處于邊界的某一段弧上,這段圓弧的弧長是圓周長的1/3。將磁感應強度的大小從原來的變?yōu)?/span>,結果相應的弧長變?yōu)樵瓉淼囊话,則:等于
A. 2 B. C. D. 3
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【題目】如圖,螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加磁場,以圖中箭頭所示方向為其正方向。螺線管與導線框abcd相連,導線框內(nèi)有一閉合小金屬圓環(huán),圓環(huán)與導線框在同一平面內(nèi)。當螺線管內(nèi)的磁感應強度B隨時間按圖所示規(guī)律變化時
A. 在0~t1時間內(nèi),環(huán)有收縮趨勢
B. 在t1~t2時間內(nèi),環(huán)有擴張趨勢
C. 在t1~t2時間內(nèi),環(huán)內(nèi)有逆時針方向的感應電流
D. 在t2~t3時間內(nèi),環(huán)內(nèi)有逆時針方向的感應電流
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【題目】如圖所示,地月拉格朗日點L1和L2位于地球和月球連線上,處在該點的物體在地球和月亮引力的共同作用下,可與月球一起以相同的周期繞地球運動.假設在地月拉格朗日點L1和L2分別建立了空間站P和Q,使其與月球同周期繞地球運動,以a1、a2、a3分別表示空間站P、月球、空間站Q的向心加速度的大小,則以下判斷正確的是
A. a1>a2>a3B. a1=a2=a3C. a1<a2<a3D. a1 =a3≠a2
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【題目】按圖甲所示的電路測量一節(jié)舊電池的電動勢E(約1.5V)和內(nèi)阻r(約20Ω),可供選擇的器材如下:
兩個相同電流表A1、A2(量程0~500μA,內(nèi)阻約為500Ω),
滑動變阻器R(阻值0~100Ω,額定電流1.0A),
定值電阻R1(阻值約為100Ω),
兩個相同的電阻箱R2、R3(阻值0~999.9Ω),
開關、導線若干.
由于現(xiàn)有電流表量程偏小,不能滿足實驗要求,為此,先將電流表改裝(擴大量程),然后再按圖甲電路進行測量.
(1)測量電流表A2的內(nèi)阻,按圖乙電路測量A2的內(nèi)阻時,必要的操作如下.
A.斷開S1
B.閉合S1、S2
C.按圖乙連接線路,將滑動變阻器R的滑片調至最左端,R2調至最大
D.斷開S2,閉合S3
E.調節(jié)滑動變阻器R,使A1、A2的指針偏轉適中,記錄A1的示數(shù)I1
F.調節(jié)R2,使A1的示數(shù)為I1,記錄R2的值
請按合理順序排列其余實驗步驟(填序號)CB______A.
(2)將電流表A2(較小量程)改裝成電流表A(較大量程),如果(1)中測出A2的內(nèi)阻為468.0Ω,現(xiàn)用R2將A2改裝成量程為20mA的電流表A,應把R2為_______
(3)(3)利用電流表A、電阻箱R3,測電池的電動勢和內(nèi)阻.用電流表A、電阻箱R3及開關S按圖甲所示電路測電池的電動勢和內(nèi)阻.實驗時,改變R3的值,記下電流表A的示數(shù)I,得到若干組R3、I的數(shù)據(jù),然后通過做出有關物理量的的線性圖象,求得電池電動勢E和內(nèi)阻r.
a.圖中虛線框內(nèi)為一條直線,其中縱軸為,橫軸應為__________.
直線的斜率
b.已知圖中直線縱軸截距為b,斜率為k,改裝后電流表A的內(nèi)阻為RA,則電動勢E=____,內(nèi)阻r=_____縱軸截距的絕對值.
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【題目】如圖所示,空間存在著一個范圍足夠大的豎直向下的勻強磁場,磁場的磁感強度大小為B;邊長為L的正方形金屬框abcd(簡稱方框)放在光滑的水平地面上,其外側套著一個與方框邊長相同的U型金屬框架MNPQ(僅有MN、NQ、QP三條邊,簡稱U型框),U型框的M、P端的兩個觸點與方框接觸良好且無摩擦,其它地方?jīng)]有接觸。兩個金屬框每條邊的質量均為m,每條邊的電阻均為r。
(1)若方框固定不動,U型框以速度v0垂直NQ邊向右勻速運動,當U型框的接觸點M、P端滑至方框的最右側時,如圖乙所示,求:U型框上N、Q兩端的電勢差UNQ;
(2)若方框不固定,給U型框垂直NQ邊向右的水平初速度v0,U型框恰好不能與方框分離求:方框最后的速度v1和此過程流過U型框上NQ邊的電量q;
(3)若方框不固定,給U型框垂直NQ邊向右的初速度v(v>v0),在U型框與方框分離后,經(jīng)過t時間,方框的最右側和U型框的最左側之間的距離為s。求:分離時U型框的速度大小v1和方框的速度大小v2。
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【題目】2018年3月14日,著名物理學家斯蒂芬·威廉·霍金逝世,引發(fā)全球各界悼念.在物理學發(fā)展的歷程中,許多物理學家的科學研究為物理學的建立作出了巨大的貢獻.關于下列幾位物理學家所做科學貢獻的敘述中,正確的是
A. 卡文迪許將行星與太陽、地球與月球、地球與地面物體之間的引力規(guī)律推廣到宇宙中的一切物體,得出萬有引力定律
B. 法拉第通過長時間的實驗研究發(fā)現(xiàn)了通電導線周圍存在磁場
C. 查德威克用粒子轟擊Be原子核發(fā)現(xiàn)了中子
D. 愛因斯坦的光子說認為,只要光照時間足夠長,所有電子最終都能躍出金屬表面成為光電子
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【題目】兩個點電荷Q1,Q2固定于x軸上,將一帶正電的試探電荷從足夠遠處沿x軸負方向移近Q1(位于坐標原點O),在移動過程中,試探電荷的電勢能隨位置的變化關系如圖所示,M點電勢能最小,N點電勢能為零。則下列判斷正確的是( )
A. Q1帶負電,Q2帶正電
B. Q1帶正電,Q2帶負電
C. Q2電荷量較小,Q1電量較大
D. M點場強為零,N點電勢為零
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【題目】某興趣小組的同學用下列實驗器材設計一個電路來比較精確地測量電阻R(約3kΩ)的阻值。
A.電壓表V1,量程為0~4V,內(nèi)阻為r1=6kΩ
B.電壓表V2,量程為0~10V,內(nèi)阻約為6kΩ
C.滑動變阻器R1(0~100Ω),額定電流1A
D.滑動變阻器R2(0~500Ω),額定電流0.2A
E.定值電阻R0=6kΩ
F.電源電動勢E=12V,內(nèi)阻很小
G.開關S、導線若干
要求實驗中電表示數(shù)從零調節(jié),可獲得多組測量數(shù)據(jù),且電表讀數(shù)不得小于其量程的,測量結果盡量準確,實驗操作方便。
(1)由實驗要求應選擇的實驗器材有___________(填器材前面的字母序號);
(2)在虛線框內(nèi)畫出測量電阻的最合理電路圖______________。(電路圖上標明所用儀器的代號)
(3)用已知量和測量的量表示Rx的表達式RX=___________,說明式中各字母所表示的物理量:___________。
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