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利用電場和磁場來控制帶電粒子的運動,在現代科學實驗和技術設備中有廣泛的應用。如圖1所示為電子槍的結構示意圖,電子從熾熱的金屬絲發射出來,在金屬絲和金屬板之間加以電壓U0­,發射出的電子在真空中加速后,沿電場方向從金屬板的小孔穿出做直線運動。已知電子的質量為m,電荷量為e,不計電子重力及電子間的相互作用力。設電子剛剛離開金屬絲時的速度為零。

1求電子從金屬板小孔穿出時的速度v0的大小;

2示波器中的示波管是利用電場來控制帶電粒子的運動。如圖2所示,Y和Y′為間距為d的兩個偏轉電極,兩板長度均為L,極板右側邊緣與屏相距x, O O′為兩極板間的中線并與屏垂直,O點為電場區域的中心點。接1,從金屬板小孔穿出的電子束沿O O′射入電場中,若兩板間不加電場,電子打在屏上的O′點。為了使電子打在屏上的P點, P與O′相距h,已知電子離開電場時速度方向的反向延長線過O點。則需要在兩極板間加多大的電壓U;

3電視機中顯像管的電子束偏轉是用磁場來控制的。如圖3所示,有一半徑為r的圓形區域,圓心a與屏相距l,b是屏上的一點,ab與屏垂直。接1,從金屬板小孔穿出的電子束沿ab方向進入圓形區域,若圓形區域內不加磁場時,電子打在屏上的b點。為了使電子打在屏上的c點,c與b相距l,則需要在圓形區域內加垂直于紙面的勻強磁場。求這個磁場的磁感應強度B的大小。

 

 

在光滑水平地面上放有一質量為帶光滑弧形槽的小車,個質量為的小鐵塊以速度0沿水平槽口滑去,如圖所示,求:

(1)鐵塊能滑至弧形槽內的最大高度(不會從左端滑離).

(2)鐵塊到最大高度時,小車的速度大小.

(3)當鐵塊從右端脫離小車時,鐵塊和小車的速度分別是多少?

 

如圖所示,在水平向右的勻強電場中,水平軌道AB連接著一圓形軌道,圓形軌道固定在豎直平面內,其最低點B與水平軌道平滑連接。現有一質量為m、電荷量為q的帶正電荷的小球(可視為質點),從離圓形軌道最低點B相距為L處的C點由靜止開始在電場力作用下沿水平軌道運動。已知小球所受電場力與其所受的重力大小相等,重力加速度為g,水平軌道和圓形軌道均絕緣,小球在運動過程中所帶電荷量q保持不變,不計一切摩擦和空氣阻力。求:

1)勻強電場的電場強度E的大小;

2)小球由C點運動到B點所用的時間t

3)小球運動到與圓形軌道圓心O等高的D點時的速度大小vD

 

某運動員做跳傘訓練,他從懸停在空中的直升飛機上由靜止跳下,跳離飛機一段時間后打開降落傘做減速下落.他打開降落傘后的速度圖線如圖a.降落傘用根對稱的繩懸掛運動員,每根繩與中軸線的夾角均為,如圖b.已知人的質量為,降落傘質量也為,不計人所受的阻力,打開傘后傘所受阻力與速度成正比,即 ( ).求:

(1)打開降落傘前人下落的距離為多大?

(2)求阻力系數和打開傘瞬間的加速度的大小和方向?

(3)懸繩能夠承受的拉力至少為多少?

 

在電場中把電荷量的正電荷從點移到點,靜電力做功為,再把該電荷從點移到點,靜電力做功為

(1)求間電勢差

(2)求間電勢差

(3)若該電荷只在電場力作用下從點運動到點,求電荷動能的增加量

 

如圖所示,個質量為、電荷量為的帶電粒子,在磁感應強度為的勻強磁場中,以垂直于磁場方向的速度做勻速圓周運動.

(1)畫出粒子此時所受洛倫茲力的方向及運動軌跡示意圖.

(2)推導軌道半徑公式.

(3)推導運動周期公式.

 

如圖所示.用碰撞實驗器可以驗證動量守恒定律,即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系.

(1)實驗中,直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是,可以通過僅測量__________(填選項前的符號),間接地解決這個問題.

A.小球開始釋放高度

B.小球拋出點距地面的高度

C.小球做平拋運動的射程

(2)圖中點是小球拋出點在地面上的垂直投影.實驗時,先讓入射球m1多次從斜軌上位置靜止釋放,找到其平均落地點的位置,測量平拋射程然后,把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分,再將入射球m1從斜軌上位置靜止釋放,與小球2相碰,并多次重復.接下來要完成的必要步驟是__________.(填選項前的符號)

A.用天平測量兩個小球的質量

B.測量小球開始釋放高度

C.測量拋出點距地面的高度

D.分別找到相碰后平均落地點的位置

E.測量平拋射程

(3)經測定, m2=,小球落地點的平均位置距點的距離如圖所示.碰撞前、后的動量分別為,則__________;若碰撞結束時m2的動量為,則__________

 

研究彈簧的形變與外力的關系的實驗中,將彈簧水平放置,測出其自然長度,然后豎直懸掛讓彈簧自然下垂,在其下端豎直向下施加外力.實驗過程是在彈簧的彈性限度內進行的.用記錄的外力與彈簧的形變量作出的圖線如圖所示.

(1)由圖求出彈簧的勁度系數__________

(2)圖線不過原點的原因是:__________________________________________________

(3)橡皮筋也像彈簧一樣,在彈性限度內彈力與伸長量成正比,即,式中值與橡皮筋的原長、橫截面積有關.理論與實驗都表明,其中是由材料決定的常數,材料力學中稱為楊氏模量.

①在國際單位中,楊氏模量的單位是__________

A.??????????? ??? B.??????????? ??? C.??????????? ??? D.

②若某橡皮筋的值與(1)中彈簧的勁度系數相同,該橡皮筋的原長為,橫截面積為,則可知該橡皮筋的楊氏模量的大小是__________(結果保留兩位有效數字).

 

如圖所示,絕緣輕彈簧的下端固定在斜面底端,上端連接一帶正電的光滑滑塊,滑塊所處空間存在著沿斜面向上的勻強電場,傾角為的光滑絕緣斜面固定在水平地面上,開始時彈簧是原長狀態,物體恰好處于平衡狀態.現給滑塊一沿斜面向下的初速度,滑塊到最低點時,彈簧的壓縮量為,若彈簧始終處在彈性限度內,以下說法正確的是(??? )

A. 滑塊電勢能的增加量等于滑塊重力勢能的減少量

B. 滑塊到達最低點的過程中,克服彈簧彈力做功

C. 滑塊動能的變化量等于電場力和重力做功的代數和

D. 當滑塊的加速度最大時,滑塊和彈簧組成的系統機械能最大

 

如圖所示, 為平行金屬板,兩板相距為,經電源充電后與電源斷開.兩板的中央各有一小孔,有帶電質點自板上方相距為點由靜止自由下落(在同豎直線上),空氣阻力忽略不計.到達孔時速度恰好為零,然后沿原路返回.則以下說法正確的是(??? )

A. 板向上平移一小段距離,質點自點自由下落后仍能返回

B. 板向下平移一小段距離,質點自點自由下落后將穿過孔繼續下落

C. 板向上平移一小段距離,質點自點自由下落后仍能返回

D. 板向下平移一小段距離,質點自點自由下落后仍能返回

 

如圖甲所示,細玻璃管兩頭封閉,里面灌滿了水,個直徑小于管內徑的蠟塊浮在玻璃管頂端處,現將玻璃管迅速調轉讓端朝下,并讓其水平向右運動,如圖乙和丙所示。不計阻力和摩擦力,可以觀察到蠟塊的運動軌跡為圖乙和圖丙中虛線所示的情況.則關于玻璃管水平方向的運動的判斷,下列說法中正確的是:(??? )

A. 圖乙中玻璃管水平方向定是勻加速直線運動

B. 圖丙中玻璃管水平方向定是勻速直線運動

C. 圖丙中玻璃管水平方向可能是勻速直線運動

D. 圖乙中玻璃管水平方向可能是勻速直線運動

 

如圖所示,等間距的平行實線表示電場線,虛線表示一個帶負電的粒子在該電場中運動的軌跡, 為運動軌跡上的兩點.若不計粒子所受重力和空氣阻力的影響,下列說法中正確的是(???

A. 場強方向一定是沿圖中實線向右

B. 該粒子運動過程中速度一定不斷增大

C. 該粒子一定是由運動

D. 該粒子在點的電勢能一定大于在點的電勢能

 

靜電方向平行于軸,其電勢的分布可簡化為如圖所示的折線.將個帶負電的粒子在處由靜止釋放,它只在電場力作用下沿軸運動.規定軸正方向為電場強度、加速度、速度的正方向,下圖分別表示軸上各點的電場強度,粒子的加速度、速度和動能的變化圖像,其中正確的(??? )

A. ??? B.

C. ??? D.

 

如圖所示,虛線ABCD分別為橢圓的長軸和短軸,相交于O點,兩個等量同種點電荷分別處于橢圓的兩個焦點MN上,下列說法中正確的是

A. AB兩處電勢、場強均相同

B. CD兩處電勢、場強均不同

C. 在虛線ABO點的場強最小

D. 帶負電的試探電荷在O處的電勢能大于在C處的電勢能

 

一平行板電容器充電后與電源斷開,負極板接地,在兩極板間有一正電荷(電量很小)固定在點,如圖所示,以表示兩極板間的場強, 表示電容器的電壓, 表示正電荷在點的電勢能,若保持負極板不動,將正極板移到圖中虛線所示的位置,則(??? )

A. 不變, 不變??? B. 變大, 變大

C. 變小, 不變??? D. 變小, 變小

 

質譜儀是測量帶電粒子的比荷和分析同位素的重要工具.如圖所示,帶電粒子從容器下方的小孔飄入電勢差為的加速電場,其初速度幾乎為零,然后經過沿著與磁場垂直的方向進入磁感應強度為的勻強磁場中,最后打到照相底片上.現有某種元素的三種同位素的原子核由容器進入質譜儀,最后分別打在底片三個位置.不計粒子重力.則打在處的粒子(??? )

A. 質量最小??? B. 比荷最小??? C. 動能最小??? D. 動量最小

 

如圖所示的各點之間的距離均是,當時,點開始向上振動,經達到最大位移,此時波傳播到點,則以下結論中正確的是(??? )

A. 波的傳播速度是,周期是

B. 波的頻率是,波長是

C. 再經,波傳播到了點,此時點達最大位移

D. 波從1時刻傳播到點時,其歷時,質點達到最大位移

 

如圖所示,在張緊的繩子上掛了四個單擺,四個單擺的擺長的關系為,先讓擺擺動起來.(擺角不超過),則下列說法正確的是(??? )

A. 擺發生振動,其余擺均不動

B. 三擺均以相同頻率振動

C. 三擺均以相同振幅振動

D. 以上說法,均不正確

 

一簡諧機械波沿軸正方向傳播,周期為,波長為.若在處質點的振動圖像如圖所示,則該波在時刻的波形曲線為(??? )

A. ??? B.

C. ??? D.

 

如圖所示,如果下表中給出的是簡諧振動的物體的位移或速度或加速度與時刻的對應關系, 是振動周期,則下列選項正確的是(??? )

時刻

狀態

物理量

正向最大

負向最大

正向最大

負向最大

正向最大

負向最大

正向最大

負向最大

正向最大

負向最大

 

 

A. 若甲表示位移,則丙表示相應的速度

B. 若丁表示位移,則甲表示相應的加速度

C. 若丙表示位移,則甲表示相應的加速度

D. 若丁表示位移,則丙表示相應的速度

 

隨著世界航空事業的發展,深太空探測已逐漸成為各國關注的熱點.假設深太空中有一顆外星球,質量是地球質量的倍,半徑是地球半徑的.則下述判斷正確的有(??? )

A. 該外星球上第一宇宙速度是地球上第宇宙速度的

B. 在地面上所受重力為的物體,在該外星球表面上所受重力變為

C. 該外星球的同步衛星周期一定小于地球同步衛星周期

D. 該外星球上從某高處自由落地時間是地面上同一高處自由落地時間的一半

 

如圖所示,某同學為了找出平拋運動物體的初速度之間的關系,用一個小球在點對準前方的一塊豎直放置的擋板,在同高度,AB:BC:CD=1:3:5,小球的水平初速度分別是之間的正確關系是(??? )

A. ??? B.

C. ??? D.

 

運動員會揮拍將質量為的網球擊出.如果網球被拍子擊打前、后瞬間的大小分別為 方向相反,且.重力影響可忽略.則此過程中拍子對網球作用力的沖量(??? )

A. 大小為,方向與方向相同

B. 大小為,方向與方向相同

C. 大小為,方向與方向相同

D. 大小為,方向與方向相同

 

在探究超重和失重規律時,某體重為的同學站在一壓力傳感器上完成一次下蹲動作.傳感器和計算機相連,經計算機處理后得到壓力隨時間變化的圖象,則下列圖象中可能正確的是(??? )

A. ??? B. ??? C. ??? D.

 

下列情景中,物體所受摩擦力的示意圖正確的是(???

A. 物體靜止在粗糙的水平面上

B. 汽車停在斜坡上

C. 物體貼著豎直墻面自由下落

D. 瓶子被圈在手中處于靜止狀態

 

質量m=2.0kg的物塊(可視為質點)在水平恒力F作用下,從水平面上A點由靜止開始運動,運動一段距離撤去該力,物塊繼續滑行t=2.0s停在B點,已知AB兩點間的距離s=6.0m,物塊與水平面間的動摩擦因數μ=0.20,求恒力F多大.(g=10m/s2).

 

如圖所示,質量為1 kg的小球穿在斜桿上,斜桿與水平方向的夾角θ30°,球恰好能在桿上勻速滑動.若球受到一大小為F20 N的水平推力作用,可使小球沿桿向上加速滑動,求:

(1)小球與斜桿間的動摩擦因數μ的大小.

(2)小球沿桿向上加速滑動的加速度大小.(g10 m/s2)

 

所受重力G1=8N的砝碼懸掛在繩PAPB的結點上.PA偏離豎直方向37°角,PB在水平方向,且連在所受重力為G2=100N的木塊上,木塊靜止于傾角為37°的斜面上,如圖所示,試求:木塊與斜面間的彈力與摩擦力的大小.

 

探究加速度與物體質量、物體受力的關系的實驗裝置如圖所示.

(1)為使小車所受合外力等于細線的拉力,應采取的措施是_____________;要使細線的拉力約等于砝碼及砝碼盤的總重力,應滿足的條件是______________________.?

(2)某同學在實驗中打出的一條紙帶如圖所示,他選擇了幾個計時點作為計數點,相鄰兩計數點間還有4個計時點沒有標出,其中x17.06 cmx27.68 cmx38.30 cmx48.92 cm,那么打B點的瞬時速度大小是________m/s;紙帶加速度的大小是________m/s2(計算結果保留兩位有效數字)

(3)某同學將長木板右端適當墊高,以平衡摩擦力.但他把長木板的右端墊得過高,使得傾角過大.用a表示小車的加速度,F表示細線作用于小車的拉力.他繪出的aF關系是________

 

探究求合力的方法的實驗情況如圖甲所示,其中A為固定橡皮筋的圖釘,O為橡皮筋與細繩的結點,OBOC為細繩.圖乙是在白紙上根據實驗結果畫出的圖.

(1)圖乙中的FF′兩力中,方向一定沿AO方向的是________

(2)在此實驗中,假如F1的大小及方向確定,那么為了使橡皮筋仍然伸長到O點,對F2來說,下面幾種說法中正確的是____

AF2可以有多個方向??????????????? BF2的方向和大小可以有多個值

CF2的方向和大小都是唯一確定值??? DF2的方向是唯一的,但大小可有多個值

 

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