題目列表(包括答案和解析)
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如圖所示為一種測量電子比荷的儀器的原理圖,其中陰極K釋放電子,陽極A是一個中心開孔的圓形金屬板,在AK間加一定的電壓。在陽極右側有一對平行正對帶電金屬板M、N,板間存在方向豎直向上的勻強電場。O點為熒光屏的正中央位置,且K與O的連線與M、N板間的中心線重合。電子從陰極逸出并被AK間的電場加速后從小孔射出,沿KO連線方向射入M、N兩極板間。已知電子從陰極逸出時的初速度、所受的重力及電子之間的相互作用均可忽略不計,在下列過程中,電子均可打到熒光屏上(1)為使電子在M、N兩極板間不發(fā)生偏轉,需在M、N兩極板間加一個垂直紙面的勻強磁場,請說明所加磁場的方向(2)如果M、N極板間的電場強度為E,垂直紙面的勻強磁場的磁感應強度為B,K與A間的電壓為U,電子恰能沿直線KO穿過平行金屬板,打在熒光屏正中央,求電子的比荷(電荷量和質量之比)為多少(3)已知M、N板的長度為L1,兩極板右端到熒光屏的距離為L2,如果保持M、N極板間的電場強度為E,K與A間的電壓為U,而撤去所加的磁場,求電子打到熒光屏上的位置與O點的距離。
如圖所示為一種測量電子比荷的儀器的原理圖,其中陰極K釋放電子,陽極A是一個中心開孔的圓形金屬板,在AK間加一定的電壓。在陽極右側有一對平行正對帶電金屬板M、N,板間存在方向豎直向上的勻強電場。O點為熒光屏的正中央位置,且K與O的連線與M、N板間的中心線重合。電子從陰極逸出并被AK間的電場加速后從小孔射出,沿KO連線方向射入M、N兩極板間。已知電子從陰極逸出時的初速度、所受的重力及電子之間的相互作用均可忽略不計,在下列過程中,電子均可打到熒光屏上(1)為使電子在M、N兩極板間不發(fā)生偏轉,需在M、N兩極板間加一個垂直紙面的勻強磁場,請說明所加磁場的方向(2)如果M、N極板間的電場強度為E,垂直紙面的勻強磁場的磁感應強度為B,K與A間的電壓為U,電子恰能沿直線KO穿過平行金屬板,打在熒光屏正中央,求電子的比荷(電荷量和質量之比)為多少(3)已知M、N板的長度為L1,兩極板右端到熒光屏的距離為L2,如果保持M、N極板間的電場強度為E,K與A間的電壓為U,而撤去所加的磁場,求電子打到熒光屏上的位置與O點的距離。
如圖所示為一種測量電子比荷的儀器的原理圖,其中陰極K釋放電子,陽極A是一個中心開孔的圓形金屬板,在AK間加一定的電壓。在陽極右側有一對平行正對帶電金屬板M、N,板間存在方向豎直向上的勻強電場。O點為熒光屏的正中央位置,且K與O的連線與M、N板間的中心線重合。電子從陰極逸出并被AK間的電場加速后從小孔射出,沿KO連線方向射入M、N兩極板間。已知電子從陰極逸出時的初速度、所受的重力及電子之間的相互作用均可忽略不計,在下列過程中,電子均可打到熒光屏上(1)為使電子在M、N兩極板間不發(fā)生偏轉,需在M、N兩極板間加一個垂直紙面的勻強磁場,請說明所加磁場的方向(2)如果M、N極板間的電場強度為E,垂直紙面的勻強磁場的磁感應強度為B,K與A間的電壓為U,電子恰能沿直線KO穿過平行金屬板,打在熒光屏正中央,求電子的比荷(電荷量和質量之比)為多少(3)已知M、N板的長度為L1,兩極板右端到熒光屏的距離為L2,如果保持M、N極板間的電場強度為E,K與A間的電壓為U,而撤去所加的磁場,求電子打到熒光屏上的位置與O點的距離。
一、選擇題(4分×12=48分)
題號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
A
D
AC
B
B
CD
B
BC
A
C
ABD
BD
二、實驗題(共16分)。
13.C(4分)
14.1.731(1.730~1.733均應給分) 。4分)
15.①甲(2分) ②100 (2分) ③(4分)
三、計算題(共36分,本大題中的4道小題都只給出一種解法,若有其他解法,只要正確也應給分)。
16.(6分)設汽車剎車時的速度大小為v,汽車剎車的加速度大小為 a,由牛頓第二定律得μmg=ma 即a=μg
代入數(shù)據(jù)得a=
由 得
代入數(shù)據(jù)得v=
由于>,故汽車超速行駛 。2分)
17.(8分)(1)由圖象可知,物塊在6~9s內做勻速運動,由F-t圖象知,6~9s的推力F3=4N 故Ff = F3=4N (2分)
(2)由圖象可知,3~6s內做勻加速運動,由
得a=
(3)在3~6s內,由牛頓第二定律有:F2-Ff=ma
且Ff= μFN = μmg
由以上各式求得μ=0.40 (3分)
18.(10分)解:(1)未加電場時,小球平衡,則彈簧壓縮量為x1= (2分)
(2)小正方體對桌面壓力為零時,彈簧伸長,且伸長量為x2= (2分)
所以電場力做功為W=qE(x1+x2)
即 W= 。2分)
(3)未加電場時和小正方體對桌面壓力為零時,由于兩次彈簧的形變量相同,故彈簧的彈性勢能不變,因此彈簧彈力做功為零。由動能定理得
W-mg(x1+x2)=-0 (2分)
解得v= (2分)
19.(12分)解:設cd電阻為R,Pd長度為x,則RdP= ① (1分)
UdP=IRdP ② (1分)
③ (1分)
由①②③得 ④ (1分)
電子在AB間加速有 ⑤ (1分)
設帶電粒子在磁場中運動,其軌道半徑為 r= ⑥ (1分)
由帶電粒子圓周運動和牛頓第二定律有 ⑦ (2分)
由④⑤⑥⑦得 ⑧ (2分)
由題意可知,待測物膨脹長度就等于P移動距離△x
故待測物W的膨脹長度 ⑨ (2分)
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