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質(zhì)譜分析技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各前沿科學(xué)領(lǐng)域。湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子的質(zhì)譜裝置示意如圖,M、N為兩塊水平放置的平行金屬極板,板長為L,板右端到屏的距離為D,且D遠(yuǎn)大于L,O’O為垂直于屏的中心軸線,不計(jì)離子重力和離子在板間偏離O’O的距離。以屏中心O為原點(diǎn)建立xOy直角坐標(biāo)系,其中x軸沿水平方向,y軸沿豎直方向。
(1)設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m0、電荷量為q0的正離子以速度v0沿O’O的方向從O’點(diǎn)射入,板間不加電場和磁場時(shí),離子打在屏上O點(diǎn)。若在兩極板間加一沿+y方向場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場,求離子射到屏上時(shí)偏離O點(diǎn)的距離y0;
(2)假設(shè)你利用該裝置探究未知離子,試依照以下實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算未知離子的質(zhì)量數(shù)。
上述裝置中,保留原電場,再在板間加沿-y方向的勻強(qiáng)磁場,F(xiàn)有電荷量相同的兩種正離子組成的離子流,仍從O’點(diǎn)沿O’O方向射入,屏上出現(xiàn)兩條亮線。在兩線上取y坐標(biāo)相同的兩個(gè)光點(diǎn),對應(yīng)的x坐標(biāo)分別為3.24mm和3.00mm,其中x坐標(biāo)大的光點(diǎn)是碳12離子擊中屏產(chǎn)生的,另一光點(diǎn)是未知離子產(chǎn)生的。盡管入射離子速度不完全相同,但入射速度都很大,且在板間運(yùn)動時(shí)O’O方向的分速度總是遠(yuǎn)大于x方向和y方向的分速度。
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如圖所示,質(zhì)量m1=0.1kg,電阻R1=0.3Ω,長度l=0.4m的導(dǎo)體棒ab橫放在U型金屬框架上?蚣苜|(zhì)量m2=0.2kg,放在絕緣水平面上,與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,相距0.4m的MM’、NN’相互平行,電阻不計(jì)且足夠長。電阻R2=0.1Ω的MN垂直于MM’。整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。垂直于ab施加F=2N的水平恒力,ab從靜止開始無摩擦地運(yùn)動,始終與MM’、NN’保持良好接觸,當(dāng)ab運(yùn)動到某處時(shí),框架開始運(yùn)動。設(shè)框架與水平面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10m/s2.
(1)求框架開始運(yùn)動時(shí)ab速度v的大;
(2)從ab開始運(yùn)動到框架開始運(yùn)動的過程中,MN上產(chǎn)生的熱量Q=0.1J,求該過程ab位移x的大小。
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如圖所示,小球A系在細(xì)線的一端,線的另一端固定在O點(diǎn),O點(diǎn)到水平面的距離為h。物塊B質(zhì)量是小球的5倍,置于粗糙的水平面上且位于O點(diǎn)的正下方,物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ,F(xiàn)拉動小球使線水平伸直,小球由靜止開始釋放,運(yùn)動到最低點(diǎn)時(shí)與物塊發(fā)生正碰(碰撞時(shí)間極短),反彈后上升至最高點(diǎn)時(shí)到水平面的距離為。小球與物塊均視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g,求物塊在水平面上滑行的時(shí)間t。
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(1)如圖所示,在高為h的平臺邊緣水平拋出小球A,同時(shí)在水平地面上距臺面邊緣水平距離為s處豎直上拋小球B,兩球運(yùn)動軌跡在同一豎直平面內(nèi),不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g。若兩球能在空中相遇,則小球A的初速度VA應(yīng)大于 ,A、B兩球初速度之比為
(2)在探究合力的方法時(shí),先將橡皮條的一端固定在水平木板上,另一端系上帶有繩套的兩根細(xì)繩。實(shí)驗(yàn)時(shí),需要兩次拉伸橡皮條,一次是通過兩細(xì)繩用兩個(gè)彈簧秤互成角度地拉橡皮條,另一次是用一個(gè)彈簧秤通過細(xì)繩拉橡皮條。
實(shí)驗(yàn) 對兩次拉伸橡皮條的要求中,下列哪些說法是正確的 (填字母代號)
A. 將橡皮條拉伸相同長度即可 B. 將橡皮條沿相同方向拉到相同長度
C.將彈簧秤都拉伸到相同刻度 D.將橡皮條和繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置
同學(xué)們在操作過程中有如下議論,其中對減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的說法是 (填字母代號)
A. 兩細(xì)繩必須等長
B. 彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行
C. 用兩彈簧秤同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)兩彈簧秤示數(shù)之差應(yīng)盡可能大
D. 拉橡皮條的細(xì)繩要長些,標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些
(3)要測量電壓表V1的內(nèi)阻RV,其量程為2V,內(nèi)阻約2KΩ。實(shí)驗(yàn)室提供的器材有:
電流表A,量程0.6A,內(nèi)阻約0.1Ω;
電壓表V2,量程5V,內(nèi)阻為5KΩ;
定值電阻R1,阻值30Ω;
定值電阻R2,阻值為3KΩ;
滑動變阻器R3,最大阻值100Ω,額定電流1.5A;
電源E,電動勢6V,內(nèi)阻約0.5Ω;
開關(guān)S一個(gè),導(dǎo)線若干。
有人擬將待測電壓表V1 和電流表A串聯(lián)接入電壓合適的測量電路中,測出V1 的電壓和電流,再計(jì)算出RV。該方案實(shí)際上不可行,其最主要的原因是
請從上述器材中選擇必要的器材,設(shè)計(jì)一個(gè)測量電壓表V1內(nèi)阻RV的實(shí)驗(yàn)電路。要求測量盡量準(zhǔn)確,實(shí)驗(yàn)必須在同一電路中,且在不增減元件的條件下完成。試畫出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖(圖中電源與開關(guān)已連接好),并標(biāo)出所選元件的相應(yīng)字母代號:
由上問寫出V1內(nèi)阻RV的表達(dá)方式,說明式中各測量量的物理意義。
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用同一光管研究a、b兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng),得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖。則這兩種光
A照射該光電管時(shí)a光使其逸出的光電子最大初動能大
B.從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時(shí),a光的臨界角大
C.通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉,a光的相鄰條紋間距大
D.通過同一玻璃三棱鏡時(shí),a光的偏折程度大
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為探究理想變壓器原、副線圈電壓、電流的關(guān)系,將原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上,副線圈連接相同的燈泡L1、L2,電路中分別接了理想交流電壓表V1、V2和理想交流電流表A1,A2,導(dǎo)線電阻不計(jì),如圖所示。當(dāng)開關(guān)S閉合后
A. A1示數(shù)變大,A1與A2示數(shù)的比值不變
B. A1示數(shù)變大,A1與A2示數(shù)的比值變大
C. V2示數(shù)變小,V1與V2示數(shù)的比值變大
D. V2示數(shù)不變,V1與V2示數(shù)的比值不變
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探測器繞月球做勻速圓周運(yùn)動,變軌后在周期較小的軌道上仍做勻速圓周運(yùn)動,則變軌后與變軌前相比
A.軌道半徑變小 B.向心加速度變小
C.線速度變小 D.角速度變小
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在靜電場中,將一正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn),電場力做了負(fù)功,則
A.b點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定比a點(diǎn)大 B.電場線方向一定從b指向a
C.b點(diǎn)的電勢一定比a點(diǎn)高 D.該電荷的動能一定減小
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一列簡諧橫波沿x軸正向傳播,傳到M點(diǎn)時(shí)波形如圖所示,再經(jīng)0.6s,N點(diǎn)開始振動,則該波的振幅A和頻率f為
A.A=1m f=5HZ
B.A=0.5m f=5HZ
C.A=1m f=2.5 HZ
D.A=0.5m f=2.5 HZ
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