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        1. ⑴正.負(fù)電子經(jīng)加速后的最大速度,⑵正.負(fù)電子從加速器射出的時(shí)間差, 查看更多

           

          題目列表(包括答案和解析)

          正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的最后部分的簡(jiǎn)化示意圖如圖1所示(俯視圖),位于水平面內(nèi)的粗實(shí)線(xiàn)所示的圓環(huán)形真空管道是正、負(fù)電子做圓運(yùn)動(dòng)的“容器”,經(jīng)過(guò)加速器加速后的正、負(fù)電子分別引入該管道時(shí),具有相等的速度v,它們沿管道向相反的方向運(yùn)動(dòng).在管道內(nèi)控制它們轉(zhuǎn)彎的是一系列圓形電磁鐵,即圖中的A1、A2、A3……An,共n個(gè),均勻分布在整個(gè)圓環(huán)上(圖中只示意性地用細(xì)實(shí)線(xiàn)畫(huà)了幾個(gè)),每個(gè)電磁鐵內(nèi)的磁場(chǎng)都是勻強(qiáng)磁場(chǎng),并且磁感應(yīng)強(qiáng)度都相同,方向豎直向下.磁場(chǎng)區(qū)域的直徑為d,改變電磁鐵內(nèi)電流的大小,就可改變磁感應(yīng)強(qiáng)度,從而改變電子偏轉(zhuǎn)角度的大小.經(jīng)過(guò)精確的調(diào)整,首先實(shí)現(xiàn)了電子沿管道的粗虛線(xiàn)運(yùn)動(dòng),這時(shí)電子經(jīng)每個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)入射點(diǎn)和出射點(diǎn)都是磁場(chǎng)區(qū)域的同一直徑的兩端,如圖2所示.這就為正、負(fù)電子的對(duì)撞做好了準(zhǔn)備.
          (1)試確定正、負(fù)電子在管道中是沿什么方向旋轉(zhuǎn)的;
          (2)已知正、負(fù)電子的質(zhì)量都是m,所帶的電荷量都是e,重力不計(jì).求電磁鐵內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小.

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          示波器是一種多功能電學(xué)儀器,它的工作原理等效成下列情況:如圖甲所示,真空室中陰極K逸出電子(初速不計(jì)),經(jīng)過(guò)電壓為U1的加速電場(chǎng)后,由小孔S沿水平金屬極板A、B間的中心線(xiàn)射入兩板間.金屬極板A、B長(zhǎng)均為l,相距為d,在兩板間加上如圖乙所示的正弦交變電壓,周期為T(mén).前半個(gè)周期內(nèi)B板的電勢(shì)高于A板的電勢(shì),電場(chǎng)全部集中在兩板之間,且分布均勻.在每個(gè)電子通過(guò)兩板間的短時(shí)間內(nèi),電場(chǎng)視作恒定的.在兩極板右側(cè)與極板右端相距D處有一個(gè)與兩極板中心線(xiàn)垂直的熒光屏,中心線(xiàn)正好與屏上坐標(biāo)原點(diǎn)相交.熒光屏足夠大,能從兩極板間穿出的所有電子都能打在熒光屏上.當(dāng)t=0時(shí),某一個(gè)電子恰好到達(dá)熒光屏坐標(biāo)原點(diǎn)O,這時(shí),使熒光屏以恒定速度v沿水平x軸向負(fù)方向運(yùn)動(dòng),每經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后,在一個(gè)極短時(shí)間內(nèi)(時(shí)間可忽略不計(jì))熒光屏又跳回初始位置,然后做同樣的勻速運(yùn)動(dòng).已知電子的質(zhì)量為m,帶電荷量為-e,不計(jì)電子的重力.求:
          精英家教網(wǎng)
          (1)電子剛進(jìn)入金屬極板A、B間時(shí)的初速度;
          (2)要使所有的電子都能打在熒光屏上,圖乙中電壓的最大值U0應(yīng)滿(mǎn)足什么條件?
          (3)若已知U0且滿(mǎn)足(2)中的條件,要使熒光屏上能顯示一個(gè)完整的波形,熒光屏必須每隔多長(zhǎng)時(shí)間回到初始位置?計(jì)算這個(gè)波形的峰值和長(zhǎng)度,并在圖丙中畫(huà)出這個(gè)波形.

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          如圖所示,在x≥0區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q的質(zhì)子以速度v水平向右通過(guò)x軸上的P點(diǎn),最后從y軸上M點(diǎn)射出. 已知M點(diǎn)到原點(diǎn)O的距離為H,質(zhì)子射出磁場(chǎng)時(shí)速度方向與y軸負(fù)方向夾角θ=30°. 求:

             (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和大小;

             (2)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候,在y軸右方再加一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)就可使質(zhì)子最終能沿y軸正方向作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),從質(zhì)子經(jīng)過(guò)P點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí),再經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間加這個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)?并求出這個(gè)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向.

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          如圖所示,在x≥0區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q的質(zhì)子以速度v水平向右通過(guò)x軸上的P點(diǎn),最后從y軸上M點(diǎn)射出. 已知M點(diǎn)到原點(diǎn)O的距離為H,質(zhì)子射出磁場(chǎng)時(shí)速度方向與y軸負(fù)方向夾角θ=30°. 求:

          (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和大。

          (2)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候,在y軸右方再加一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)就可使質(zhì)子最終能沿y軸正方向作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),從質(zhì)子經(jīng)過(guò)P點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí),再經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間加這個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)?并求出這個(gè)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向.

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          (16分)A、B是在真空中水平正對(duì)的兩塊金屬板,板長(zhǎng)L=40cm,板間距d=24cm,在B板左側(cè)邊緣有一粒子源,能連續(xù)均勻發(fā)射帶負(fù)電的粒子,粒子緊貼B板水平向右射入,如圖甲所示,帶電粒子的比荷為=1.0×108C/kg,初速度v0=2×105m/s(粒子重力不計(jì)),在A、B兩板間加上如圖乙所示的電壓,電壓的周期T=2.0×10-6s,t=0時(shí)刻A板電勢(shì)高于B板電勢(shì),兩板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng),電勢(shì)差U0=360V,A、B板右側(cè)相距s=2cm處有一邊界MN,在邊界右側(cè)存在一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=T,磁場(chǎng)中放置一“>”型熒光板,位置如圖所示,板與水平方向夾角θ=37°,不考慮粒子之間相互作用及粒子二次進(jìn)入磁場(chǎng)的可能,求:
           
          ⑴帶電粒子在AB間偏轉(zhuǎn)的最大側(cè)向位移ymax
          ⑵帶電粒子從電場(chǎng)中射出到MN邊界上的寬度Δy;
          ⑶經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間后,射到熒光板上的粒子數(shù)占進(jìn)入磁場(chǎng)粒子總數(shù)的百分比k。

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          1.B  解析:轉(zhuǎn)變成可裂變的(金屬钚),質(zhì)量數(shù)增加1,一定是吸收一個(gè)快中子變成鈾239,再轉(zhuǎn)變成時(shí)核電荷數(shù)增加2,因此是發(fā)生了兩次β衰變,AC錯(cuò)B正確;钚239是中子數(shù)為239-94=145,鈾238的中子數(shù)為238-92=146,因此钚239比鈾238少一個(gè)中子,D錯(cuò)。

          2.B  解析:隨水銀柱上升,水銀柱的長(zhǎng)度變短,氣體壓強(qiáng)變小,當(dāng)水銀被全部推出管外后,氣體壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)為最小,A錯(cuò);水銀柱緩慢上升時(shí),氣體溫度升高,內(nèi)能增大,同時(shí)氣體體積增大,對(duì)外做功,由可知,,B正確;在水銀被從管中突然全部推出過(guò)程中,氣體迅速膨脹對(duì)外做功,但吸熱較慢因此氣體的內(nèi)能一定減小,C錯(cuò);若在端面a上升到前停止加熱,氣體溫度下降,V減小,水銀柱下降,但當(dāng)氣體溫度回到初始狀態(tài)時(shí),壓強(qiáng)比初始狀態(tài)小,氣體柱比初始狀態(tài)長(zhǎng),D錯(cuò)。

          3.AC  解析:由圖可知,車(chē)的初速度等于,在時(shí)間內(nèi),車(chē)的位移為,則車(chē)的位移為。若時(shí)刻相遇,則,A項(xiàng)正確;若時(shí)刻相遇,由圖象可知,為陰影部分對(duì)應(yīng)的距離,即,由圖象中的對(duì)稱(chēng)關(guān)系,下次相遇的時(shí)刻為,C正確B項(xiàng)錯(cuò);若時(shí)刻相遇,之后,不能再次相遇,D錯(cuò)。

          4.B  解析:在物塊下滑過(guò)程中重力對(duì)物塊的沖量為15N?s,故下滑時(shí)間為s,斜面對(duì)物塊的支持力N,故支持力的沖量,A錯(cuò);物塊從靜止下滑,斜面對(duì)物塊的滑動(dòng)摩擦力N,其沖量為,B正確;斜面對(duì)物塊的作用力一定小于物塊的重力,所以其沖量一定小于重力的沖量,C錯(cuò);物塊到達(dá)斜面底端時(shí)的動(dòng)量等于外力的總沖量,一定小于重力的沖量,D錯(cuò)。

          5.C  解析:水流做平拋運(yùn)動(dòng),水平位移,代入解得,即得(d>0,舍去),因此當(dāng)H一定時(shí),有關(guān),A錯(cuò);若一定,則H減小時(shí)d增大,B錯(cuò);若H一定,增大時(shí),d也應(yīng)該增大,C正確;若d一定,H減小時(shí),應(yīng)該減小,D錯(cuò)。

          6.ACD  解析:對(duì)A、B整體和P,受力如圖(a)(b),其中。若保持B的半徑不變,而將B改變密度較大的材料制作,則角不變而B(niǎo)的質(zhì)量增大,均增大,A正確;對(duì)B,受力如圖(c),,,設(shè)墻對(duì)A的支持力為。若保持A的質(zhì)量不變,而將A改用密度稍小的材料制作,則A的半徑增大,角減小,增大,C正確;(減小,減小,減小,)。 若保持B的質(zhì)量不變,而將B改用密度較小的材料制作,則B的半徑增大,增大,減小,不變,不變,增大,D正確。

          7.B  解析: O點(diǎn)第一次達(dá)到正方向最大位移所需時(shí)間為,因此波向前傳播的距離為,即OP、OP’為,因此P、P’兩點(diǎn)間距離為半個(gè)波長(zhǎng),但由于波是以O(shè)為波源向左右傳播的,左右對(duì)稱(chēng)點(diǎn)振動(dòng)總相同如圖2-3-1c所示,A錯(cuò);波傳到Q’需要半個(gè)周期,而當(dāng)Q’到達(dá)負(fù)向最大位移時(shí)又需,因此O點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間為,所走路程為cm,B正確;波動(dòng)傳播的是振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)形式,質(zhì)點(diǎn)并不沿傳播方向向前傳播,C錯(cuò);同種波在同一介質(zhì)中傳播的速度是相同的,即,當(dāng)O質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期減為2s,則O第一次達(dá)到正方向最大位移的時(shí)間為0.5s,波向左、右傳播的距離為,P點(diǎn)還沒(méi)有振動(dòng),D錯(cuò).

          8.BD           9.D             10.A

          11.AD  解析:AD兩圖中,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭放在最左端時(shí),電源被短路而燒壞;BC兩圖中,供電電路正確,B圖雖然電流表和電壓表接錯(cuò)位置,但由于串聯(lián)的電壓表內(nèi)阻較大,不會(huì)燒壞電流表;C圖則可測(cè)較大電阻的阻值。

          12.(1)作圖法 ;(2)畫(huà)出s-t(如圖線(xiàn)s-t(如圖線(xiàn)

           

          在誤差允許的范圍內(nèi),圖線(xiàn)甲為直線(xiàn),物體從A到B的運(yùn)動(dòng)為勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),從圖線(xiàn)的斜率可求得: ,     

          從乙圖中無(wú)法直接判斷s、t之間的關(guān)系,但是該圖線(xiàn)接近于二次函數(shù)的圖像。為了驗(yàn)證這個(gè)猜想,通過(guò)轉(zhuǎn)換變量來(lái)進(jìn)行,即作s-t2圖線(xiàn),為此求得表格如下:

          時(shí)間t(s)

          0.89

          1.24

          1.52

          1.76

          1.97

          新變量t2(s2)

          0.79

          1.54

          2.31

          3.10

          3.88

          位移s(m)

          0.25

          0.50

          0.75

          1.00

          1.25

           

          依據(jù)上表中的t2、、s數(shù)據(jù)可作圖線(xiàn)丙。從圖像中看出s與t2呈線(xiàn)性變化關(guān)系,由圖中斜率求得,即

          (3)從的過(guò)程中s隨t變化的規(guī)律是: 物體作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),          

          的過(guò)程中s隨t變化的規(guī)律是:物體作初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),

          13.解析:對(duì)質(zhì)子火箭發(fā)動(dòng)機(jī),加速每一個(gè)質(zhì)子的過(guò)程

                                                            ①

                 對(duì)任意一段時(shí)間內(nèi)通過(guò)質(zhì)子的總電荷量為q,總質(zhì)量為M,由能量關(guān)系:

                                                        ②

                 由動(dòng)量定理得                       ③

                 聯(lián)立①②③解得

                                       ④

          14.(1)輪緣轉(zhuǎn)動(dòng)的線(xiàn)速度: (2分)

          (2)板運(yùn)動(dòng)的加速度:  (2分)

          板在輪子上做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間:  (1分)

          板在做勻加速運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中其重心平動(dòng)發(fā)生的位移為:

             (1分)

          板在做勻速運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中其重心平動(dòng)發(fā)生的位移為:

            (1分)

          因此,板運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為:   (2分)

          (3)由功能關(guān)系知:輪子在傳送木板的過(guò)程中所消耗 的機(jī)械能一部分轉(zhuǎn)化成了木板的動(dòng)能,另一部分因克服摩擦力做功轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能,即:

          木板獲得的動(dòng)能:  (1分)

          摩擦力做功產(chǎn)生的內(nèi)能:  (2分)

          加速過(guò)程木板與輪子間的相對(duì)位移:

             (1分)

          消耗的機(jī)械能:  (2分)

          聯(lián)立上述四個(gè)方程解得:

            (1分)

          15.解析:⑴正、負(fù)電子均經(jīng)過(guò)次加速后才從加速器射出,故

                 ①

                ②

          時(shí)刻負(fù),在之間加速正電子,則時(shí)刻在之間加速負(fù)電子,且正、負(fù)電子在加速器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同,因此射出的時(shí)間差即為    ③

          ⑶由于金屬圓筒的靜電屏蔽作用,筒內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)為零,電子在每個(gè)圓筒中都做勻速運(yùn)動(dòng),要使電子每經(jīng)過(guò)兩筒縫隙時(shí)都能被加速,運(yùn)動(dòng)時(shí)間應(yīng)滿(mǎn)足    ④

          電子第一次被加速后的速度即通過(guò)時(shí)的速度,因此

                     ⑤

          同理可得

                        

                         …………

          解得

          16.解析:⑴設(shè)導(dǎo)體棒MN下滑的距離為,導(dǎo)體棒下滑時(shí)受三個(gè)力如圖所示,由牛頓第二定律得                         ①

                                                       ②

          線(xiàn)框被導(dǎo)體棒MN分成并聯(lián)的兩部分,對(duì)MN兩端的總電阻為

                            ③

          時(shí)速度為代入得             ④

          ⑵當(dāng)導(dǎo)體棒的加速度為零時(shí),由①得                      ⑤

          由②③代入              ⑥

          聯(lián)立⑤⑥得                   ⑦

          ⑶假設(shè)導(dǎo)體棒以速度勻速運(yùn)動(dòng),雖然磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與區(qū)域Ⅰ中相反,但由楞次定律和左手定則可知,安培力仍沿斜面向上,則有

                           ⑧

          由于為常量,因此當(dāng)時(shí)最大,而式中,因此當(dāng)增大時(shí)減小,若不變,則速度一定減小,要保持速度不變,則由⑦⑧得

                          ⑨

                                                 ⑩

           

           

           

           


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