物理学中将带电粒子的电荷量与其质量之比称为比荷,根据某带电粒子在电场和磁场中受力及运动情况,可以得出它的比荷。如图是阴极射线管,左端正负极接高压电源可从阴极K水平向右发射带电粒子束(也叫阴极射线),当图中金属板D1、D2之间未加电场时,粒子束不偏转,最终运动到屏上P1点。按图示方向在D1、D2之间施加电场E之后,粒子束发生偏转并运动到屏上P2点。
(1)判断该粒子束的电性,简要说明理由。
(2)为了抵消阴极射线的偏转,使它沿水平方向直接运动到P1,需要在两块金属板D1、D2之间的区域再施加一个大小合适、方向垂直于纸面的磁场。若已知金属板D1、D2间距离d,两板间的电压U,磁场的磁感应强度B。
①请判断磁场的方向并求出阴极射线速度v的表达式。
②去掉D1、D2间的电场,阴极射线经N点(图中未画出)离开磁场打到在屏上P3点。若已知P3到N点水平距离为D,竖直距离为h,金属板D1、D2的板长为L,请推导出阴极射线中粒子的比荷的表达式。
图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图。整个轨道在同一竖直平面内,表面粗糙的AB段轨道与四分之一光滑圆弧轨道BC在B点水平相切。点A距水面的高度为4.0m,圆弧轨道BC的半径为1.8m,圆心O恰在水面处。一质量为60kg的游客(视为质点)可从轨道AB上任意位置滑下,不计空气阻力,重力加速度大小g=10m/s2。
(1)若游客从A点由静止开始滑下,到B点时沿切线方向滑离轨道落在水面D点,,求游客滑到B点时的速度大小及运动过程AB段轨道摩擦力对游客所做的功Wf;
(2)若游客从AB段某处滑下,恰好停在B点,后受到微小扰动,继续沿圆弧轨道滑到P点后滑离轨道,以水面为重力势能零点,证明:游客到达P点时的重力势能是其动能的2倍。
汽车A在水平冰雪路面上行驶,驾驶员发现其正前方停有汽车B,立即采取制动措施,但仍然撞上了汽车B,两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示,碰撞后B车向前滑动了4.5m,已知B车的质量为1.5×103kg,两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.1,在碰撞后车轮均没有滚动,可近似认为做匀变速直线运动,重力加速度大小g=10m/s2,求:
(1)碰撞后B车运动过程中加速度的大小和方向;
(2)碰撞后的瞬间B车速度的大小;
(3)经查阅车辆的碰撞时间约为0.03s,请以此数据可求出碰撞过程中B车所受的平均作用力。
某同学欲用图甲所示装置探究“加速度与力、质量的关系”。实验中砂和砂桶的总质量为,小车和砝码的总质量为M。
(1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板上滑轮的高度,使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是_______。
A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m的大小,使小车在砂和砂桶的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
B.将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
C.将长木板的一端垫起适当的高度,撤去纸带以及砂和砂桶,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动
(2)图乙是实验中得到的一条纸带,O、A、B、C、D、E、F、G为8个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出,已知打点计时器的工作频率为50Hz。该同学计划利用v—t图像计算小车的加速度。首先用刻度尺进行相关长度的测量,其中CE的测量情况如图丙所示,由图可知CE长为_____cm,依据此数据计算打点计时器打下D点时小车的速度为_______m/s,同理可计算出A、B、C、E、F各点小车的速度,描绘出小车的v—t图像,由图线可得出小车的加速度大小。
(3)利用控制变量法多次测量,总结得出:当物体质量相同时,加速度跟物体所受合外力成正比;当____________________。
(4)综合上述实验结论,如何得出牛顿第二定律?(简述得出过程)_______。
(1)如下图所示:某同学对实验装置进行调节并观察实验现象:
①图甲、图乙是光的条纹形状示意图,其中干涉图样是_______________.
②下述现象中能够观察到的是:( )
A.将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽 |
B.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽 |
C.换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄 |
D.去掉滤光片后,干涉现象消失 |
张老师在“探究楞次定律”的实验中,如图甲、乙、丙所示是实验中连接的三个回路。其中图甲是将一节旧电池和电流计通过开关连接,通过试触操作,其实验目的是__________;完成图甲实验操作后,把电流计与螺线管B连接,将图丙中的螺线管A插入图乙中的螺线管B中,闭合电键K的瞬间,图乙中电流计的指针向右偏转,保持电键闭合状态,再观察图乙中电流计指针_________(填“向左偏”“向右偏”“不偏”);然后将图丙中滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,观察图乙中电流计指针____(填“向左偏”“向右偏”“不偏”)。