【題目】如圖甲所示的裝置是由直線加速器改裝而成,由N個(gè)長度逐個(gè)增大的金屬圓筒沿水平軸線排列成一串,圖中代表性地畫了幾個(gè)圓筒,圓筒的兩底面中心開有小孔,一根絕緣光滑細(xì)管從中心小孔穿過,各筒相間地連接到頻率為f、最大電壓值為U0的電源的兩端,M、N兩點(diǎn)間的電勢差UMN隨時(shí)間變化如圖乙所示,現(xiàn)有一電量為+q、質(zhì)量為m、直徑略小于細(xì)管內(nèi)徑的小球,沿細(xì)管左端射入,并將在圓筒間的縫隙處受到電場力的作用而加速(設(shè)圓筒內(nèi)部沒有電場)?p隙的寬度很小,小球穿過縫隙的時(shí)間可以不計(jì)。已知t=0時(shí)刻小球以v1速度進(jìn)入第一個(gè)圓筒左端,小球多次被加速后通過最右側(cè)圓筒,最后從A點(diǎn)水平向右飛出并以速度v2垂直于電場方向射入一個(gè)方向豎直向下、場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中,在B點(diǎn)速度方向與電場線成120°角。
求:(1)小球在電場中的加速度大小a及在B點(diǎn)的速度大小vB;
(2) 小球從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間tAB
(3) A、B兩點(diǎn)間的電勢差UAB;
(4) 為使小球從A點(diǎn)射出獲得最大能量,各個(gè)圓筒的長度應(yīng)滿足什么條件?(用n的形式來表示)
【答案】(1)a= ,;(2) ;(3) ;(4) ,(n=1 ,2.3……)。
【解析】
(1)小球在電場中受電場力和重力作用
根據(jù)牛頓第二定律可得a=
將小球在B點(diǎn)的速度分解可知
;
(2) )在B點(diǎn)設(shè)小球沿電場方向的速度大小為vy,
則有:vy=v2tan30°
vy=atAB
聯(lián)立解得:
(3) 小球豎直位移:
解得:
A、B兩點(diǎn)間的電勢差UAB=Ey
解得:;
(4) 為了使小球獲得最大能量,要求小球每次穿過縫隙時(shí),前一個(gè)圓筒的電勢比后一個(gè)的電勢高,這就要求小球穿過每個(gè)圓筒的時(shí)間恰好等于交變電流的半個(gè)周期設(shè)第N個(gè)圓筒長為Ln,則有:
(n=1 ,2.3……)
解得:
所以 (n=1 ,2.3……)。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示,輕桿一端固定在O點(diǎn),另一端固定一小球,現(xiàn)讓小球在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng).小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),桿與小球間彈力大小為F,小球在最高點(diǎn)的速度大小為v,其F-v2圖象如圖乙圖所示.則( )
A.小球的質(zhì)量為bR/a
B.當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮閎/R
C.v2=c時(shí),小球?qū)U的彈力方向向上
D.v2=2b時(shí),小球受到的彈力的大小大于重力的大小
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】電磁流量計(jì)的原理圖如圖所示,橫截面為長方形的一段管道,其中空部分的長、寬、高分別為圖中的a、b、c.流量計(jì)的兩端與輸送液體的管道相連接(圖中的虛線).圖中流量計(jì)的上下兩面是金屬材料,前后兩面是絕緣材料.現(xiàn)于流量計(jì)所在處加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于前后兩面.當(dāng)導(dǎo)電液體穩(wěn)定地流過流量計(jì)時(shí),在管道外將流量計(jì)上、下表面分別與一串接了電阻R的電流表的兩端連接,I表示測得的電流值.已知流體的電阻率為 ,不計(jì)電流表的內(nèi)阻,則可求得流量(流量等于單位時(shí)間內(nèi)流過的體積)為( )
A. B.
C. D.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲,可以用來測定半圓柱形玻璃磚的折射率n,O是圓心,MN是法線。一束單色光線以入射角i=30°由玻璃磚內(nèi)部射向O點(diǎn),折射角為r,當(dāng)入射角增大到也為r時(shí),恰好無光線從玻璃磚的上表面射出。讓該單色光分別通過寬度不同的單縫a、b后,得到圖乙所示的衍射圖樣(光在真空中的傳播速度為c)。則下列說法正確的是 。
A. 此光在玻璃磚中的全反射臨界角為60
B. 玻璃磚的折射率n=
C. 此光在玻璃磚中的傳播速度
D. 單縫b寬度較大
E. 光的偏振現(xiàn)象說明光是一種縱波
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,x軸在水平地面內(nèi),y軸沿豎直方向.圖中畫出從y軸上沿x軸正向拋出的三個(gè)小球a、b和c的運(yùn)動(dòng)軌跡,其中b和c是從同一點(diǎn)拋出的,不計(jì)空氣阻力,則( 。
A. b的飛行時(shí)間比c的長
B. a的飛行時(shí)間比b的長
C. b的水平初速度比 c的大
D. a的水平速度比b的小
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量相同的兩個(gè)帶電粒子P、Q以相同的速度沿垂直于電場方向射入兩平行板間的勻強(qiáng)電場中,P從兩極板正中央射入,Q從下極板邊緣處射入,它們最后打在同一點(diǎn)(重力不計(jì)),則從開始射入到打到上極板的過程中( )
A. 它們運(yùn)動(dòng)的加速度aQ<aP
B. 它們運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tQ=tP
C. 它們所帶的電荷量之比qP∶qQ=1∶2
D. 它們的動(dòng)能增加量之比ΔEkP∶ΔEkQ=1∶2
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【題目】如圖所示,半徑為R,內(nèi)徑很小的光滑半圓管道豎直放置,質(zhì)量為m的小球以某一速度進(jìn)入管內(nèi),小球通過最高點(diǎn)P時(shí),對管壁的壓力為0.5mg.求:
(1)小球從管口P飛出時(shí)的速率;
(2)小球落地點(diǎn)到P點(diǎn)的水平距離.
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【題目】某學(xué)習(xí)小組分別利用單擺測量重力加速度。采用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。
A.由于沒有游標(biāo)卡尺,無法測小球的直徑d,實(shí)驗(yàn)中將擺線長作為擺長l
(1)實(shí)驗(yàn)得到的圖象是______;
(2)小球的直徑是______cm;
B.在測量擺長后,測量周期時(shí),擺球振動(dòng)過程中懸點(diǎn)O處擺線的固定出現(xiàn)松動(dòng),擺長略微變長,這將會(huì)導(dǎo)致所測重力加速度的數(shù)值______。選填“偏大”、“偏小”或“不變”
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【題目】一小船在靜水的速度為3m/s,它在一條河寬150m,水流速度為4m/s的河流中渡河,則該小船()
A. 能到達(dá)正對岸
B. 最短渡河的時(shí)間為50s
C. 以最短時(shí)間渡河時(shí),它沿水流方向的位移大小為200m
D. 以最短位移渡河時(shí),位移大小為150m
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