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如图(甲)所示,A、B为两块距离很近的平行金属板,板中央有小孔O和O',一束电子...

如图(甲)所示,A、B为两块距离很近的平行金属板,板中央有小孔O和O',一束电子以初动能E0=120eV,从小孔O不断地垂直于A板射入A、B之间,在B板右侧,平行金属板M、N关于OO'连线对称放置,在M、N之间形成一个匀强电场,金属板长L=2×10﹣2m,板间距离d=4×10﹣3m,偏转电场所加电压为u2=20V,现在A、B两板间加一个如图(乙)所示的变化电压u1,在t=0到t=2s的时间内,A板电势低于B板,则在u1随时间变化的第一个周期内:

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(1)在哪段时间内射入A板的电子可从B板上的小孔O′射出?

(2)在哪段时间内射入A板的电子能从偏转电场右侧飞出?

(由于A、B两板距离很近,可认为电子穿过A、B板所用的时间极短,可不计.)

 

(1)在0~2.6s以及3.4s~4.0s时间内射入A板的电子可从B板上的小孔O′射出; (2)在0.65s~1.35s时间内射入A板的电子能从偏转电场右侧飞出. 【解析】 试题分析:(1)电子在UAB<0时继续加速,肯定能到达O′点,在UAB>0时在电场力的作用下做减速运动,先根据动能定理求出电子到达0′时动能恰好为零时的电压,若大于此电压就不能到达0′点; (2)设电子从O'射出时的速度为V1,要使电子能从偏转电场右侧飞出,电子的偏移量必须小于,电子在偏转电场中做类平抛运动,根据平抛运动的基本规律求出从0′点射出时的最小初动能,再根据动能定理求出u1的最大值,根据图象即可求出时间. 【解析】 (1)设电子到达0′时动能恰好为零则:△Ek=﹣eUAB=﹣120eV 得UAB=120V 对应时间 t1=2.6s,t2=3.4s 可见在前半周0~2s内,电子继续加速,全部能通过; 在后半周,电子被减速,从图中可以看出, 在时间段2.6s~3.4s内电子将不能从小孔O'射出, 所以在第一个周期内,能射出的时间段为0~2.6s以及3.4s~4.0s. (2)设电子从O'射出时的速度为V1,要使电子能从偏转电场右侧飞出,电子的偏移量必须小于,即有 y= 解得:EK1==250eV 即﹣eU′=EK1﹣E0≥130eV 得:U′≤﹣130V 由图可知,电子能从偏转电场右侧飞出的时间为0.65s~1.35s 答:(1)在0~2.6s以及3.4s~4.0s时间内射入A板的电子可从B板上的小孔O′射出; (2)在0.65s~1.35s时间内射入A板的电子能从偏转电场右侧飞出. 【点评】电子先经加速电场加速,后经偏转电场偏转,是常见的问题,本题的难点是加速电压是周期性变化的,推导出偏转距离与两个电压的关系是关键,同时要挖掘隐含的临界状态.  
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考点分析:
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如图甲所示,用固定的电动机水平拉着质量m=2kg的小物块和质量M=1kg的平板以相同的速度一起向右匀速运动,物块位于平板左侧,可视为质点.在平板的右侧一定距离处有台阶阻挡,平板撞上后会立刻停止运动.电动机功率保持P=3W不变.从某时刻t=0起,测得物块的速度随时间的变化关系如图乙所示,t=6s后可视为匀速运动,t=10s时物块离开木板.重力加速度g=10m/s2,求:

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(1)平板与地面间的动摩擦因数μ为多大?

(2)物块在1s末和3s末受到的摩擦力各为多大?

(3)平板长度L为多少?

 

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某运动员做跳伞训练,他从悬停在空中的直升飞机上由静止跳下,跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落.他打开降落伞后的速度图线如图a.降落伞用8根对称的绳悬挂运动员,每根绳与中轴线的夹角均为37°,如图b.已知人的质量为50kg,降落伞质量也为50kg,不计人所受的阻力,打开伞后伞所受阻力f与速度v成正比,即f=kv (g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6).求:

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(1)打开降落伞前人下落的距离为多大?

(2)求阻力系数k和打开伞瞬间的加速度a的大小和方向?

(3)悬绳能够承受的拉力至少为多少?

 

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图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用△t表示.在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”.

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(1)完成下列实验步骤中的填空:

①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列      的点.

②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码.

③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点列的纸袋,在纸袋上标出小车中砝码的质量m.

④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③.

⑤在每条纸带上清晰的部分,设5个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点的间距s1,s2,….求出与不同m相对应的加速度a.

⑥以砝码的质量m为横坐标满分5 manfen5.com为纵坐标,在坐标纸上做出满分5 manfen5.com﹣m关系图线.若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则满分5 manfen5.com与m处应成      关系(填“线性”或“非线性”).

(2)完成下列填空:

(ⅰ)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是     

(ⅱ)设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3.a可用s1、s3和△t表示为a=     .图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况,由图可读出s1=      mm,s3=      mm.由此求得加速度的大小a=      m/s2

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(ⅲ)图3为所得实验图线的示意图.设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为     ,小车的质量为    

 

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某同学用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的频率为50Hz交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.

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①他进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析.如图2所示.其中O点为起始点,A、B、C、D、E、F为六个计数点.根据以上数据,当打点到B点时重锤的速度      m/s,计算出该对应的满分5 manfen5.com=

m2/s2,gh=      m2/s2,可认为在误差范围内存在关系式     ,即可验证机械能守恒定律.(g=9.8m/s2

②他继续根据纸带算出各点的速度v,量出下落距离h,并以满分5 manfen5.com为纵轴、以h为横轴画出的图象,应是图中的     

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如图所示,用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1kg的小球A悬挂到水平板的MN两点,A上带有Q=3.0×10﹣6C的正电荷,两线夹角为120°,两线上的拉力大小分别为F1和F2,A的正下方0.3m处放有一带等量异种电荷的小球B,B与绝缘支架的总质量为0.2kg(重力加速度取g=10m/s2;静电力常量k=9.0×109N•m2/C2,A、B球可视为点电荷),则(  )

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A.支架对地面的压力大小为2.0N

B.两线上的拉力大小F1=F2=1.9N

C.将B水平右移,使M、A、B在同一直线上,此时两线上的拉力大小F1=1.225N,F2=1.0N

D.B移到无穷远处,两线上的拉力大小F1=F2=1N

 

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