微波實(shí)驗(yàn)是近代物理實(shí)驗(yàn)室中的一個重要部分．反射式速調(diào)管是一種結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用價值較高的常用微波器件之一，它是利用電子團(tuán)與場相互作用在電場中發(fā)生振蕩來產(chǎn)生微波，其振蕩原理與下述過程類似．如圖1所示，在虛線MN兩側(cè)分布著方向平行于X軸的電場，其電勢φ隨x的分布可簡化為如圖2所示的折線．一帶電微粒從A點(diǎn)由靜止開始，在電場力作用下沿直線在A、B兩點(diǎn)間往返運(yùn)動．已知帶電微粒質(zhì)量m=1.0×10-20kg，帶電荷量q=-1.0×10-9C，A點(diǎn)距虛線MN的距離d1=1.0cm，不計帶電微粒的重力，忽略相對論效應(yīng)．求：
（1）B點(diǎn)距虛線MN的距離d2；
（2）帶電微粒從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)所經(jīng)歷的時間t．
（1）由圖2知虛線左右分別是勻強(qiáng)電場，
左側(cè)電場沿-X方向，右側(cè)電場沿+X方向，
大小分別為E1=
40
0.02
=2.0×103N/C，E2=
40
0.01
=4.0×103N/C，
帶電微粒由A運(yùn)動到B的過程中，
由動能定理得：|q|E1d1-|q|E2d2=0 ①，
由①式解得d2=
E1
E2
d1=0.50cm ②；
（2）設(shè)微粒在虛線MN兩側(cè)的加速度大小分別為a1、a2，
由牛頓第二定律得：|q|E1=ma1 ③|q|E2=ma2 ④
設(shè)微粒在虛線MN兩側(cè)運(yùn)動的時間分別為t1、t2，
由運(yùn)動學(xué)公式得：d1=
1
2
a1t12 ⑤d2═
1
2
a2t22 ⑥
運(yùn)動時間：t=t1+t2 ⑦
由②③④⑤⑥⑦式解得：t=1.5×10-8s；
答：（1）B點(diǎn)距虛線MN的距離d2為0.50cm；
（2）帶電微粒從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)所經(jīng)歷的時間為1.5×10-8s．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

雪橇是一種深受青少年喜愛的雪上運(yùn)動器材．在一次滑雪運(yùn)動中，某同學(xué)坐在雪橇上，從靜止開始沿著高度為15m的斜坡滑下，到達(dá)底部時速度為10m/s，人和雪橇的總質(zhì)量為60kg．已知g=10m/s2．求：
（1）下滑過程中，合外力對人和雪橇做的功；
（2）下滑過程中，人和雪橇克服阻力做的功．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，傾角為θ的粗糙斜面固定在地面上，長為l、質(zhì)量為m的勻質(zhì)軟繩置于斜面上，其上端與斜面頂端平齊，用細(xì)線將質(zhì)量也為m的物塊與軟繩連接．物塊由靜止釋放后向下運(yùn)動，當(dāng)軟繩全部離開斜面時，物塊仍未到達(dá)地面．已知軟繩與斜面之間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g．下列說法正確的是（　�。�
A．釋放物塊的瞬間，軟繩的加速度為g（1-sinθ-μcosθ）
B．從釋放物塊到軟繩剛好全部離開斜面過程中，物塊的加速度逐漸增大
C．從釋放物塊到軟繩剛好全部離開斜面過程中，軟繩克服摩擦力做功為
1
2
μmglcosθ
D．軟繩剛好全部離開斜面時的速度為
gl(
3
2
-
sinθ
2
)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，半徑R=0.9m的四分之一圓形光滑軌道豎直放置，圓弧最低點(diǎn)B與長為L=1m的水平面相切于B點(diǎn)，BC離地面高h(yuǎn)=0.45m，C點(diǎn)與一傾角為θ=30°的光滑斜面連接，質(zhì)量為m=1.0kg的小滑塊從圓弧頂點(diǎn)D由靜止釋放，已知滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)?=0.1，取g=10m/s2．試求：
（1）小滑塊剛到達(dá)圓弧的B點(diǎn)時對圓弧的壓力？
（2）小滑塊到達(dá)C點(diǎn)時的速度？
（3）通過計算說明小滑塊離開C點(diǎn)后是直接落到地面上還是直接落到斜面上？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，虛線PQ、MN間存在水平勻強(qiáng)電場，一帶電粒子質(zhì)量為m=2.0×10-11kg、電荷量為q=+1.0×10-5C，從a點(diǎn)由靜止開始經(jīng)電壓為U=100V的電場加速后，垂直于勻強(qiáng)電場進(jìn)入勻強(qiáng)電場中，從虛線MN的某點(diǎn)b（圖中未畫出）離開勻強(qiáng)電場時速度與電場方向成300角．已知PQ、MN間距為20cm，帶電粒子的重力忽略不計．求：
（1）帶電粒子剛進(jìn)入勻強(qiáng)電場時的速率v1
（2）勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小
（3）ab兩點(diǎn)間的電勢差．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示是某公園中的一項(xiàng)游樂設(shè)施，半徑為R=手.5m、r=4.5m的兩圓形軌道甲和乙安裝在同一豎直平面內(nèi)，兩軌道之間由一條水平軌道CD相連，現(xiàn)讓可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為40圖g的無動力小滑車從A點(diǎn)由靜止釋放，剛好可以滑過甲軌道后經(jīng)過CD段又滑手乙軌道后離開兩圓形軌道，然后從水平軌道飛入水池內(nèi)，水面離水平軌道的高度h=5m，所有軌道均光滑，g=40m/s手．
（4）求小球到甲軌道最高點(diǎn)時的速度v．
（手）求小球到乙軌道最高點(diǎn)時對乙軌道的壓力．
（3）若在水池中MN范圍放手安全氣墊（氣墊厚度不計），水面手的4點(diǎn)在水平軌道邊緣正下方，且4M=40m，4N=45m；要使小滑車能通過圓形軌道并安全到達(dá)氣墊手，則小滑車起始點(diǎn)A距水平軌道的高度該如何設(shè)計？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，V形細(xì)桿AOB能繞其對稱軸OO′轉(zhuǎn)到，OO′沿豎直方向，V形桿的兩臂與轉(zhuǎn)軸間的夾角均為α=45°．兩質(zhì)量均為m=0.1kg的小環(huán)，分別套在V形桿的兩臂上，并用長為l=1.2m、能承受最大拉力Fmax=4.5N的輕質(zhì)細(xì)線連結(jié)，環(huán)與臂間的最大靜摩擦力等于兩者間彈力的0.2倍．當(dāng)桿以角速度ω轉(zhuǎn)到時，細(xì)線始終處于水平狀態(tài)，取g=10m/s2．
（1）求桿轉(zhuǎn)動角速度ω的最小值；
（2）將桿的角速度從（1）問中求得的最小值開始緩慢增大，直到細(xì)線斷裂，寫出此過程中細(xì)線拉力隨角速度變化的函數(shù)關(guān)系式；
（3）求第（2）問過程中桿對每個環(huán)所做的功．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

《三國演義》是中國古代四大名著之一，在該書的戰(zhàn)爭對決中，交戰(zhàn)雙方常常用到一種冷兵器時代十分先進(jìn)的遠(yuǎn)程進(jìn)攻武器--拋石機(jī)．某同學(xué)為了研究其工作原理，設(shè)計了如圖所示的裝置，圖中支架固定在地面上，O為轉(zhuǎn)軸，輕桿可繞O在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動，物體A固定于桿左端．彈丸B放在桿右端的勺形槽內(nèi)．將裝置從水平位置由靜止釋放，桿逆時針轉(zhuǎn)動，當(dāng)桿轉(zhuǎn)到豎直位置時，彈丸B從最高點(diǎn)被水平拋出，落地點(diǎn)為圖中C點(diǎn)．已知A、B質(zhì)量分別為4m、m．OB=2OA=2L．轉(zhuǎn)軸O離水平地面的高度也為2L，不計空氣阻力和轉(zhuǎn)軸摩擦，重力加速度為g．求：
（1）彈丸B被拋出瞬間的速度大��；
（2）C點(diǎn)與O點(diǎn)的水平距離；
（3）桿對彈丸B做的功．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，一帶電量為+q、質(zhì)量為m的小球，從距地面高2h處以一定的初速度水平拋出，在距拋出點(diǎn)水平距離為s處有根管口比小球大的豎直細(xì)管，細(xì)管的上口距地面高為h，為了使小球能無碰撞地落進(jìn)管口通過管子，可在管子上方整個區(qū)域內(nèi)加一水平向左的勻強(qiáng)電場，已知重力加速度為g求：
（1）小球的初速度；
（2）應(yīng)加電場的場強(qiáng)大��；
（3）小球落地時的動能．

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