【題目】如圖1所示,水平放置的平行金屬板A、B間距為d=20 cm,板長L=30 cm,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A、B中間,距金屬板右端x=15 cm處豎直放置一足夠大的熒光屏,F(xiàn)在A、B板間加如圖2所示的方波形周期電壓,有大量質(zhì)量m=1.0×10–7 kg、電荷量q=2.0×10–2 C的帶正電粒子以平行于金屬板的速度v0=1.0×104 m/s持續(xù)射向擋板。已知U0=1.0×102 V,粒子重力不計(jì)。求:

(1)粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間;

(2)t=0時(shí)刻進(jìn)入的粒子離開電場時(shí)在豎直方向的位移;

(3)撤去擋板后熒光屏上的光帶寬度。

【答案】(1)t=3×10–5 s (2)y=3.5 cm (3)L=39 cm

【解析】(1)粒子的水平分速度不變,則在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t==3×10–5 s

(2)在0~2×10–5 s內(nèi)粒子在豎直方向做勻加速運(yùn)動(dòng);在2×10–5~3×10–5 s內(nèi)粒子在豎直方向做勻減速運(yùn)動(dòng)。加速度大小為a==108 m/s2

離開電場時(shí)豎直方向位移y=a(2+ ·a(2=3.5 cm

(3)粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間等于電場變化的周期,故撤去擋板后,粒子離開電場的速度都相同

t=(3n+2)×10–5 s(n=0,1,2,…)時(shí)刻進(jìn)入的粒子,向上偏轉(zhuǎn)的距離最大

粒子先向上偏轉(zhuǎn)做類平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向的位移大小為y1=a()2=0.5 cm

再做類平拋運(yùn)動(dòng)的逆運(yùn)動(dòng),豎直方向的位移大小為y1

最后向下偏轉(zhuǎn)做類平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向的位移大小為y1

故初始位置距A板1 cm處的粒子有最大的向上偏轉(zhuǎn)距離0.5 cm

則電場右側(cè)有粒子射出的范圍為A板下0.5 cm處到B板之間,共19.5 cm寬

根據(jù)粒子離開電場時(shí)的速度相同,可知粒子打在熒光屏上產(chǎn)生的光帶寬度為L=39 cm

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法正確的是 ( )

A. 形狀規(guī)則的物體的重心和它的幾何中心是同一位置

B. 書本對課桌的壓力就是書本的重力

C. 相互接觸的物體之間一定產(chǎn)生彈力作用

D. 書本對課桌的壓力是書本形變產(chǎn)生的

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在軸上方存在垂直xoy平面向外的勻強(qiáng)磁場,坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一粒子源,可向x軸和x軸上方的各個(gè)方向不斷地發(fā)射速度大小均為v,質(zhì)量為m、帶電量為q的同種帶電粒子。在x軸上距離原點(diǎn)處垂直于x軸放置一個(gè)長度為、厚度不計(jì)、能接收帶電粒子的薄金屬板P(粒子一旦打在金屬板P上,其速度立即變?yōu)?/span>0),F(xiàn)觀察到沿x軸負(fù)方向射出的粒子恰好打的薄金屬板的上端,且速度方向與y軸平行,不計(jì)帶電粒子的重力和粒子間的相互作用力。

1)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;

2)求被薄金屬板接收的粒子中運(yùn)動(dòng)的最長與最短時(shí)間的差值;

3)若在y軸上另放置一能接收帶電粒子的擋板,使薄金屬板P右側(cè)不能接收到帶電粒子,試確定擋板的最小長度和放置的位置坐標(biāo)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,第一次,小球從粗糙的圓形軌道頂端A由靜止滑下,到達(dá)底端B的速度為v1,克服摩擦力做功為W1;第二次,同一小球從底端B以v2沖上圓形軌道,恰好能到達(dá)A點(diǎn),克服摩擦力做功為W2,C為圓形軌道的中點(diǎn),則下列說法正確的是

A. v1=v2

B. W1=W2

C. 小球第一次在B點(diǎn)對軌道的壓力小于第二次在B點(diǎn)對軌道的壓力

D. 小球第一次經(jīng)過圓弧AC的過程中克服摩擦力做的功為W1

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【題目】甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)同時(shí)沿同一直線運(yùn)動(dòng),速度隨時(shí)間變化的v-t圖象如圖所示。關(guān)于兩質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況,下列說法正確的是

A在t=0時(shí),甲、乙的運(yùn)動(dòng)方向相同

B在0~t0內(nèi),乙的加速度先增大后減小

C在0~2t0內(nèi),乙的平均速度等于甲的平均速度

D若甲、乙從同一位置出發(fā),則t0時(shí)刻相距最遠(yuǎn)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法中正確的是( )

A. 經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀、低速、弱引力的研究領(lǐng)域

B. 經(jīng)典力學(xué)在任何情況下都適用

C. 相對論和量子力學(xué)否定了經(jīng)典力學(xué)

D. 狹義相對論指出:質(zhì)量要隨著物體運(yùn)動(dòng)速度的增大而增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】設(shè)想在地球赤道平面內(nèi)有一垂直于地面的輕質(zhì)電梯,電梯的頂端可超過地球同步衛(wèi)星的高度R(從地心算起)延伸到太空深處,利用這種太空電梯可以低成本發(fā)射及回收人造地球衛(wèi)星,如圖所示。發(fā)射方法是將衛(wèi)星通過太空電梯勻速提升到相應(yīng)高度,然后啟動(dòng)推進(jìn)裝置將衛(wèi)星從太空電梯發(fā)射出去。假設(shè)在某次發(fā)射時(shí),衛(wèi)星在太空電梯中極其緩慢地上升,上升到某一高度時(shí)意外地和電梯脫離,關(guān)于脫離后衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)以下說法正確的是( )

A. 若在0.80R處脫離,衛(wèi)星將沿直線落向地球

B. 若在0.80R處脫離,衛(wèi)星沿曲線軌道靠近地球

C. 若在R處脫離,衛(wèi)星將沿直線落向地球

D. 若在1.5R處脫離,衛(wèi)星將沿曲線軌道靠近地球

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一定質(zhì)量的理想氣體體積V與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系圖象如圖所示,氣體在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)pA=p0,溫度TA=T0,線段ABV軸平行,BC的延長線過原點(diǎn)。求:

i)氣體在狀態(tài)B時(shí)的壓強(qiáng)pB

ii)氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中,對外界做的功為10J,該過程中氣體吸收的熱量為多少;

iii)氣體在狀態(tài)C時(shí)的壓強(qiáng)pC和溫度TC。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】些固體材料受到外力后除了產(chǎn)生形變,其電阻率也要發(fā)生變化,這種由于外力的作用而使材料電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為“壓阻效應(yīng)”,F(xiàn)用如圖所示的電路研究某長薄板電阻Rx的壓阻效應(yīng),已知Rx的阻值變化范圍為幾歐到幾十歐,實(shí)驗(yàn)室中有下列器材:

A.電源E3 V,內(nèi)阻約為1 Ω

B.電流表Al06 A,內(nèi)阻r1=5 Ω

C.電流表A206 A,內(nèi)阻r2約為1 Ω

D.開關(guān)S,定值電阻R0

1)為了比較準(zhǔn)確地測量電阻Rx的阻值,請完成虛線框內(nèi)電路圖的設(shè)計(jì)。

2)在電阻Rx上加一個(gè)豎直向下的力F(設(shè)豎直向下為正方向),閉合開關(guān)S,記下電表讀數(shù),A1的讀數(shù)為I1,A2的讀數(shù)為I2,得Rx=______________(用字母表示)。

3)改變力的大小,得到不同的Rx值,然后讓力反向從下向上擠壓電阻,并改變力的大小,得到不同的Rx值。最后繪成的圖像如圖所示,除觀察到電阻Rx的阻值隨壓力F的增大而均勻減小外,還可以得到的結(jié)論是_______________________。當(dāng)F豎直向下時(shí),可得Rx與所受壓力F的數(shù)值關(guān)系是Rx=_____。

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