题目列表(包括答案和解析)
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如图所示为一种测量电子比荷的仪器的原理图,其中阴极K释放电子,阳极A是一个中心开孔的圆形金属板,在AK间加一定的电压。在阳极右侧有一对平行正对带电金属板M、N,板间存在方向竖直向上的匀强电场。O点为荧光屏的正中央位置,且K与O的连线与M、N板间的中心线重合。电子从阴极逸出并被AK间的电场加速后从小孔射出,沿KO连线方向射入M、N两极板间。已知电子从阴极逸出时的初速度、所受的重力及电子之间的相互作用均可忽略不计,在下列过程中,电子均可打到荧光屏上(1)为使电子在M、N两极板间不发生偏转,需在M、N两极板间加一个垂直纸面的匀强磁场,请说明所加磁场的方向(2)如果M、N极板间的电场强度为E,垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度为B,K与A间的电压为U,电子恰能沿直线KO穿过平行金属板,打在荧光屏正中央,求电子的比荷(电荷量和质量之比)为多少(3)已知M、N板的长度为L1,两极板右端到荧光屏的距离为L2,如果保持M、N极板间的电场强度为E,K与A间的电压为U,而撤去所加的磁场,求电子打到荧光屏上的位置与O点的距离。
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如图所示为一种测量电子比荷的仪器的原理图,其中阴极K释放电子,阳极A是一个中心开孔的圆形金属板,在AK间加一定的电压。在阳极右侧有一对平行正对带电金属板M、N,板间存在方向竖直向上的匀强电场。O点为荧光屏的正中央位置,且K与O的连线与M、N板间的中心线重合。电子从阴极逸出并被AK间的电场加速后从小孔射出,沿KO连线方向射入M、N两极板间。已知电子从阴极逸出时的初速度、所受的重力及电子之间的相互作用均可忽略不计,在下列过程中,电子均可打到荧光屏上(1)为使电子在M、N两极板间不发生偏转,需在M、N两极板间加一个垂直纸面的匀强磁场,请说明所加磁场的方向(2)如果M、N极板间的电场强度为E,垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度为B,K与A间的电压为U,电子恰能沿直线KO穿过平行金属板,打在荧光屏正中央,求电子的比荷(电荷量和质量之比)为多少(3)已知M、N板的长度为L1,两极板右端到荧光屏的距离为L2,如果保持M、N极板间的电场强度为E,K与A间的电压为U,而撤去所加的磁场,求电子打到荧光屏上的位置与O点的距离。![]()
如图所示为一种测量电子比荷的仪器的原理图,其中阴极K释放电子,阳极A是一个中心开孔的圆形金属板,在AK间加一定的电压。在阳极右侧有一对平行正对带电金属板M、N,板间存在方向竖直向上的匀强电场。O点为荧光屏的正中央位置,且K与O的连线与M、N板间的中心线重合。电子从阴极逸出并被AK间的电场加速后从小孔射出,沿KO连线方向射入M、N两极板间。已知电子从阴极逸出时的初速度、所受的重力及电子之间的相互作用均可忽略不计,在下列过程中,电子均可打到荧光屏上(1)为使电子在M、N两极板间不发生偏转,需在M、N两极板间加一个垂直纸面的匀强磁场,请说明所加磁场的方向(2)如果M、N极板间的电场强度为E,垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度为B,K与A间的电压为U,电子恰能沿直线KO穿过平行金属板,打在荧光屏正中央,求电子的比荷(电荷量和质量之比)为多少(3)已知M、N板的长度为L1,两极板右端到荧光屏的距离为L2,如果保持M、N极板间的电场强度为E,K与A间的电压为U,而撤去所加的磁场,求电子打到荧光屏上的位置与O点的距离。
一、选择题(4分×12=48分)
题号
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、实验题(共16分)。
13.C(4分)
14.1.731(1.730~1.733均应给分) (4分)
15.①甲(2分)
②100 (2分) ③
(4分)
三、计算题(共36分,本大题中的4道小题都只给出一种解法,若有其他解法,只要正确也应给分)。
16.(6分)设汽车刹车时的速度大小为v,汽车刹车的加速度大小为 a,由牛顿第二定律得μmg=ma 即a=μg
代入数据得a=
由
得
代入数据得v=
由于
>
,故汽车超速行驶 (2分)
17.(8分)(1)由
图象可知,物块在6~9s内做匀速运动,由F-t图象知,6~9s的推力F3=4N 故Ff = F3=4N
(2分)
(2)由
图象可知,3~6s内做匀加速运动,由
得a=
(3)在3~6s内,由牛顿第二定律有:F2-Ff=ma
且Ff= μFN = μmg
由以上各式求得μ=0.40 (3分)
18.(10分)解:(1)未加电场时,小球平衡,则弹簧压缩量为x1= (2分)
(2)小正方体对桌面压力为零时,弹簧伸长,且伸长量为x2= (2分)
所以电场力做功为W=qE(x1+x2)
即 W= (2分)
(3)未加电场时和小正方体对桌面压力为零时,由于两次弹簧的形变量相同,故弹簧的弹性势能不变,因此弹簧弹力做功为零。由动能定理得
W-mg(x1+x2)=
-0
(2分)
解得v=
(2分)
19.(12分)解:设cd电阻为R,Pd长度为x,则RdP=
① (1分)
UdP=IRdP ② (1分)
③ (1分)
由①②③得
④ (1分)
电子在AB间加速有
⑤ (1分)
设带电粒子在磁场中运动,其轨道半径为
r=
⑥ (1分)
由带电粒子圆周运动和牛顿第二定律有
⑦ (2分)
由④⑤⑥⑦得
⑧ (2分)
由题意可知,待测物膨胀长度就等于P移动距离△x
故待测物W的膨胀长度
⑨ (2分)
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