【題目】19世紀后期,對陰極射線的本質(zhì)的認識有兩種觀點。一種觀點認為陰極射線是電磁輻射,另一種觀點認為陰極射線是帶電粒子。1897年,湯姆孫判斷出該射線的電性,并求出了這種粒子的比荷,為確定陰極射線的本質(zhì)做出了重要貢獻。假設你是當年“陰極射線是帶電粒子”觀點的支持者,請回答下列問題:
(1)如圖所示的真空玻璃管內(nèi),陰極K發(fā)出的粒子經(jīng)加速后形成一細束射線,以平行于金屬板CD的速度進入該區(qū)域,射在屏上O點。如何判斷射線粒子的電性?
(2)已知C、D間的距離為d,在C、D間施加電壓U,使極板D的電勢高于極板C,同時施加一個磁感應強度為B的勻強磁場,可以保持射線依然射到O點。求該勻強磁場的方向和此時陰極射線的速度v。
(3)撤去磁場,射線射在屏上P點。已知極板的長度為l1,極板區(qū)的中點M到熒光屏中點O的距離為l2,磁感應強度為B,P到O的距離為y。試求該粒子的比荷。
【答案】(1) 根據(jù)帶電粒子從電場的負極向正極加速的特點判斷(2)垂直紙面向外,(3)
【解析】
(1) 根據(jù)帶電粒子從電場的負極向正極加速的特點,所形成的電場方向由正極指向負極,即可判斷射線粒子帶負電;
(2) 極板D的電勢高于極板C,形成的電場豎直向上,當電子受到的電場力與洛淪茲力平衡時,電子做勻速直線運動,亮點重新回復到中心O點,由左手定則可知,磁場方向應垂直紙面向外,設電子的速度為v,則
evB=eE
所以
(3) 通過長度為l1的極板區(qū)域所需的時間
當兩極板之間加上電壓時,設兩極板間的場強為E,作用于電子的靜電力的大小為qE,
因電子在垂直于極板方向的初速度為0,因而在時間t1內(nèi)垂直于極板方向的位移
電子離開極板區(qū)域時,沿垂直于極板方向的末速度
設電子離開極板區(qū)域后,電子到達熒光屏上P點所需時間為t2:
在t2時間內(nèi),電子作勻速直線運動,在垂直于極板方向的位移
P點離開O點的距離等于電子在垂直于極板方向的總位移
由以上各式得電子的荷質(zhì)比為
加上磁場B后,熒光屏上的光點重新回到O點,表示在電子通過平行板電容器的過程中電子所受電場力與磁場力相等,即:
聯(lián)立解得:
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【題目】在如圖所示的電路中,電源內(nèi)阻不能忽略,當移動滑動變阻器滑片時,電流表示數(shù)變大,則
A. 滑片一定向左移動B. 電源的輸出功率一定增大
C. 電源內(nèi)部消耗的功率一定減小D. 電源的效率一定減小
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【題目】如圖所示,A為地球赤道表面的物體,B為環(huán)繞地球運行的衛(wèi)星,此衛(wèi)星在距離地球表面R/2的高度處做勻速圓周運動,且向心加速度的大小為a.已知地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為6.6R,R為地球的半徑,引常量為G.則下列說法正確的是( )
A. 地球兩極的重力加速度大小3a/2
B. 物體A的線速度比衛(wèi)星B的線速度大
C. 地球的質(zhì)量為
D. 地球的第一宇宙速度大小為
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【題目】如圖所示,真空中某豎直平面內(nèi)有一長為2l、寬為l的矩形區(qū)域ABCD,區(qū)域ABCD內(nèi)加有水平向左的勻強電場和垂直于該豎直面的勻強磁場。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電微粒,從A點正上方的O點水平拋出,正好從AD邊的中點P進入電磁場區(qū)域,并沿直線運動,從該區(qū)域邊界上的某點Q離開后經(jīng)過空中的R點(Q、R圖中未畫出)。已知微粒從Q點運動到R點的過程中水平和豎直分位移大小相等,O點與A點的高度差 ,重力加速度為g,求:
(1)微粒從O點拋出時初速度v0的大;
(2)電場強度E和磁感應強度B的大小;
(3)微粒從O點運動到R點的時間t。
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【題目】木塊A、B分別重50N和30N,它們與水平地面之間的動摩擦因數(shù)均為0.2,與A、B相連接的輕彈簧被壓縮了5cm,系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動,已知彈簧的勁度系數(shù)為100N/m,用F=1N的恒力作用在木塊A上,如圖所示,力F作用后( )
A.木塊A所受摩擦力大小是4N,方向水平向右
B.木塊A所受摩擦力大小是1N,方向水平向左
C.木塊B所受摩擦力大小是9N,方向水平向左
D.木塊B所受摩擦力大小是5N,方向水平向右
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【題目】某圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場,現(xiàn)有兩個不同的粒子a、b,以不同的速度同時由A點沿AO(O為圓心)方向射入圓形磁場區(qū)域,又同時由C點及B點分別射出磁場,其運動軌跡如圖所示(虛線AB弧長等于磁場圓周長的,虛線AC弧長等于磁場圓周長的),粒子始終在紙面內(nèi)運動,不計粒子重力。則下列說法正確的是
A. a、b粒子在磁場中的運動半徑之比Ra:Rb=3:
B. a、b粒子在磁場中運動的周期之比Ta:Tb=3:4
C. a、b粒子的比荷之比
D. a、b粒子的速率之比
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【題目】如圖為娛樂場里常見的一種簡單的娛樂設施一滑道,它由一個傾斜軌道和水平軌道平滑連接而成。若一名兒童自軌道頂端由靜止開始下滑,到達水平軌道某處停下,兒童與整個軌道的滑動摩擦因素處處相同,不計空氣阻力。則下列關于其路程大小x、速度大小、加速度大小a、合カ大小F隨時間t變化的大致規(guī)律,可能正確的是( )
A. B. C. D.
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【題目】2015年9月3日,紀念中國人民抗日戰(zhàn)爭暨世界反法西斯戰(zhàn)爭勝利70周年閱兵式在天安門廣場舉行.如圖所示,七架戰(zhàn)機保持“固定隊列”在天安門廣場上空飛過.下列說法正確的是( )
A.以某飛機為參考系,其它飛機是靜止的
B.以飛行員為參考系,廣場上的觀眾是靜止的
C.以某飛行員為參考系,其他飛行員是運動的
D.以廣場上的觀眾為參考系,飛機是豎直向上運動的
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【題目】如圖所示,一平臺到地面的高度為h=0.45m,質(zhì)量為M=0.3kg的木塊放在平臺的右端,木塊與平臺間的動摩擦因數(shù)為=0.2。地面上有一質(zhì)量為m=0.1kg的玩具青蛙距平臺右側(cè)的水不距離為=1.2m,旋緊發(fā)條后釋放,讓玩具青蛙斜向上跳起,當玩具青蛙到達木塊的位置時速度恰好沿水不方向,玩具青蛙立即抱住木塊并和木塊一起滑行。巳知木塊和玩具青蛙均可視為質(zhì)點,玩具青蛙抱住木塊過程時間極短,不計空氣阻力,重力加速度g=10m/s2,則下列說法正確的是
A. 玩具青蛙在空中運動的時間為0.3s
B. 玩具青蛙在平臺上運動的時間為2s
C. 玩具青蛙起跳時的速度大小為3m/s
D. 木塊開始滑動時的速度大小為1m/s
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