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【題目】利用電場可以控制電子的運動,這一技術(shù)在現(xiàn)代設(shè)備中有廣泛的應(yīng)用,已知電子的質(zhì)量為,電荷量為
,不計重力及電子之間的相互作用力,不考慮相對論效應(yīng)。
(1)在寬度一定的空間中存在豎直向下的勻強電場,一束電子以相同的初速度沿水平方向射入電場,如圖1所示,圖中虛線為某一電子的軌跡,射入點
處電勢為
,射出點
處電勢為
。
①求該電子在由運動到
的過程中,電場力做的功
;
②請判斷該電子束穿過圖1所示電場后,運動方向是否仍然彼此平行?若平行,請求出速度方向偏轉(zhuǎn)角的余弦值
(速度方向偏轉(zhuǎn)角是指末速度方向與初速度方向之間的夾角);若不平行,請說明是會聚還是發(fā)散。
(2)某電子槍除了加速電子外,同時還有使電子束會聚或發(fā)散作用,其原理可簡化為圖2所示。一球形界面外部空間中各處電勢均為,內(nèi)部各處電勢均為
,球心位于
軸上
點。一束靠近
軸且關(guān)于
軸對稱的電子以相同的速度
平行于
軸射入該界面,由于電子只受到在界面處法線方向的作用力,其運動方向?qū)l(fā)生改變,改變前后能量守恒。
①請定性畫出這束電子射入球形界面后運動方向的示意圖(畫出電子束邊緣處兩條即可);
②某電子入射方向與法線的夾角為,求它射入球形界面后的運動方向與法線的夾角
的正弦值
。
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【題目】如圖所示,水平實驗臺A端固定,B端左右可調(diào),將彈簧左端與實驗平臺固定,右端 有一可視為質(zhì)點,質(zhì)量為2kg的滑塊緊靠彈簧(未與彈黃連接),彈簧壓縮量不同時, 將滑塊彈出去的速度不同.圓弧軌道固定在地面并與一段動摩擦因素為0.4的粗糙水平地面相切D點,AB段最長時,BC兩點水平距離xBC=0.9m,實驗平臺距地面髙度h=0.53m,圓弧半徑R=0.4m,θ=37°,已知 sin37° =0.6, cos37° =0.8. (g=10 m/s2)完成下列問題:
(1)軌道末端AB段不縮短,壓縮彈簧后將滑塊彈出,求落到C點時速度與水平方向夾角;
(2)滑塊沿著圓弧軌道運動后能在DE上繼續(xù)滑行2m,求滑塊在圓弧軌道上對D點的壓力大小.
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【題目】如圖甲所示,Q1、Q2是兩個固定的點電荷,一帶正電的試探電荷僅在電場力作用下以初速度va沿兩點電荷連線的中垂線從a點向上運動,其v-t圖象如圖乙所示,下列說法正確的是( )
A. 兩點電荷一定都帶正電,且電荷量一定相等
B. 兩點電荷一定都帶負電,且電荷量一定相等
C. 試探電荷一直向上運動,直至運動到無窮遠處
D. t2時刻試探電荷的電勢能最大,但加速度不為零
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【題目】(1)在下列學(xué)生實驗中,不需要用到打點計時器的實驗有_________(填字母)
A.“探究求合力的方法”
B.“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”
C.“探究做功與物體速度變化的關(guān)系”
D.“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”
(2)某同學(xué)在做“驗證機械能守恒定律”的實驗時,選擇一條紙帶上比較清晰的連續(xù)4個點,他測出各相鄰點間的距離并標在紙帶上,如圖所示,已知所用交流電頻率為50Hz,重物質(zhì)量為200g,測得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>g=9.8m/s2.若取打點計時器打點B時,重物重心所在的水平面為零勢能面。則打點計時器打下C點時,重物的速度大小vC=_________m/s,重物的機械能EC=_________J。(計算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)
(3)空氣阻力和紙帶與打點計時器摩擦阻力不可忽略,則在打點計時器打下B點時,重物的機械能EB______________EC(填“>”、“=”或“<”)。
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【題目】如圖所示,ABC、DEF為同一豎直平面內(nèi)的兩條固定光滑軌道,其中ABC的末端水平,DEF為直徑豎直方向的半圓形軌道(r = 0.5m).-質(zhì)量m = 1kg的滑塊(可視為質(zhì)點)從軌道ABC上的A點由靜止釋放,若滑塊經(jīng)C點后恰能沿軌道DEF做圓周運動,g取10m/s2,求:
(1)滑塊釋放點A距C點的豎直高度H;
(2)滑塊到達軌道DEF的最低點F時對軌道的壓力大小FN;
(3)若軌道DEF的最低點與水平傳送帶的左端平滑相切,水平傳送帶長L = 5m,以速度沿順時針方向勻速運行,滑塊與傳送帶間的滑動摩擦因數(shù)μ=0.2,求滑塊在傳動帶上運動過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能.
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【題目】在用如圖所示的裝置做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗時,下列說法正確的是 。
A.為了平衡摩擦力,實驗中可以將長木板的左端適當(dāng)墊高,使小車拉著穿過打點計時器的紙帶自由下滑時能保持勻速運動
B.為簡便起見,每次實驗中橡皮筋的規(guī)格要相同,拉伸的長度要一樣
C.可以通過改變橡皮筋的條數(shù)來改變拉力做功的數(shù)值
D.可以通過改變小車的質(zhì)量來改變拉力做功的數(shù)值
E.實驗中要先釋放小車再接通打點計時器的電源
F.通過分析打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的最大速度
G.通過分析打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的平均速度
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【題目】如圖所示,一光滑水平面上有質(zhì)量為m的光滑曲面體A,A右端與水平面平滑連接,一質(zhì)量為m的小球C放在曲面體A的斜面上,距水平面的高度為h.小球C從靜止開始滑下,然后與質(zhì)量為2m球B發(fā)生正碰(碰撞時間極短,且無機械能損失).求:
(1)小球C與曲面體A分離時,A、C速度大;
(2)小球C與小球B發(fā)生碰撞后,小球C能否追上曲面體A。
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【題目】某實驗小組采用如圖1所示的裝置來探究“功與速度變化的關(guān)系”。實驗中,小車碰到制動裝置時,鉤碼尚未到達地面。實驗的部分步驟如下:
A.將一塊一端帶有定滑輪的長木板固定在桌面上,在長木板的另一端固定打點計時器;
B.把紙帶穿過打點計時器的限位孔,連在小車后端,用細線跨過定滑輪連接小車和鉤碼;
C.把小車拉到靠近打點計時器的位置,接通電源,從靜止開始釋放小車,得到一條紙帶;
D.關(guān)閉電源,通過分析小車位移與速度的變化關(guān)系來研究合外力對小車所做的功與速度變化的關(guān)系。圖2是實驗中得到的一條紙帶,點O為紙帶上的起始點,A、B、C是紙帶的三個計數(shù)點,相鄰兩個計數(shù)點間均有4個點未畫出,用刻度尺測得A、B、C到O的距離如圖2所示,已知所用交變電源的頻率為50Hz,問:
(1)打B點時刻,小車的瞬時速度vB=_____m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
(2)本實驗中,若小車的位移為x0時合外力對小車所做的功W0,則當(dāng)小車位移為x1時,合外力對小車所做的功為_____(用x0、x1、W0表示)。
(3)實驗中,該小組同學(xué)畫出小車位移x與速度v的關(guān)系圖象如圖3所示。根據(jù)該圖線形狀,某同學(xué)對W與v的關(guān)系作出的猜想,肯定不正確的是_____(填寫選項字母代號)。
A.W∝v B.W∝v2 C.W∝
(4)在本實驗中,下列做法能有效地減小實驗誤差的是_____(填寫選項字母代號)。
A.把長木板右端適當(dāng)墊高,以平衡摩擦力
B.實驗中控制鉤碼的質(zhì)量,使其遠小于小車的總質(zhì)量
C.調(diào)節(jié)滑輪高度,使拉小車的細線和長木板平行
D.先讓小車運動再接通打點計時器
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【題目】動能定理和動量定理不僅適用于質(zhì)點在恒力作用下的運動,也適用于質(zhì)點在變力作用下的運動,這時兩個定理表達式中的力均指平均力,但兩個定理中的平均力的含義不同,在動量定理中的平均力F1是指合力對時間的平均值,動能定理中的平均力F2是合力指對位移的平均值。
(1)質(zhì)量為1.0kg的物塊,受變力作用下由靜止開始沿直線運動,在2.0s的時間內(nèi)運動了2.5m的位移,速度達到了2.0m/s。分別應(yīng)用動量定理和動能定理求出平均力F1和F2的值。
(2)如圖1所示,質(zhì)量為m的物塊,在外力作用下沿直線運動,速度由v0變化到v時,經(jīng)歷的時間為t,發(fā)生的位移為x。分析說明物體的平均速度與v0、v滿足什么條件時,F1和F2是相等的。
(3)質(zhì)量為m的物塊,在如圖2所示的合力作用下,以某一初速度沿x軸運動,當(dāng)由位置x=0運動至x=A處時,速度恰好為0,此過程中經(jīng)歷的時間為,求此過程中物塊所受合力對時間t的平均值。
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【題目】電磁軌道炮的加速原理如圖所示。金屬炮彈靜止置于兩固定的平行導(dǎo)電導(dǎo)軌之間,并與軌道良好接觸。開始時炮彈在導(dǎo)軌的一端,通過電流后炮彈會被安培力加速,最后從導(dǎo)軌另一端的出口高速射出。設(shè)兩導(dǎo)軌之間的距離L=0.10 m,導(dǎo)軌長s=5.0 m,炮彈質(zhì)量m=0.030 kg。導(dǎo)軌上電流I的方向如圖中箭頭所示?梢哉J為,炮彈在軌道內(nèi)勻加速運動,它所在處磁場的磁感應(yīng)強度始終為B=2.0 T,方向垂直于紙面向里。若炮彈出口速度為v=2.0×103 m/s,忽略摩擦力與重力的影響。求:
(1)炮彈在兩導(dǎo)軌間的加速度大小a;
(2)炮彈作為導(dǎo)體受到磁場施加的安培力大小F;
(3)通過導(dǎo)軌的電流I。
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