如圖1所示,熱電子由陰極飛出時(shí)的初速度忽略不計(jì),電子發(fā)射裝置的加速電壓為U0,電容器板長(zhǎng)和板間距離均為L(zhǎng)=10cm,下極板接地,電容器右端到熒光屏的距離也是L=10cm,在電容器兩極板間接一交變電壓,上極板的電勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象如圖2所示.(每個(gè)電子穿過平行板的時(shí)間都極短,可以認(rèn)為電子穿過平行板的過程中電壓是不變的)求:
精英家教網(wǎng)
(1)電子在剛進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度,(用電子質(zhì)量m,電量q,電壓U0表示)
(2)在t=0.06s時(shí)刻,電子打在熒光屏上的何處;
(3)熒光屏上有電子打到的區(qū)間有多長(zhǎng)?
分析:(1)根據(jù)動(dòng)能定理求出電子剛進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度.
(2)電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)偏轉(zhuǎn)電壓求出加速度,結(jié)合垂直電場(chǎng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)求出運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,從而得出偏轉(zhuǎn)位移與偏轉(zhuǎn)電壓的關(guān)系,得出偏轉(zhuǎn)位移的大。鶕(jù)粒子出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)反向延長(zhǎng)線經(jīng)過中軸線的中點(diǎn),結(jié)合相似三角形求出打在光屏上的位置.
(3)通過第(2)問中偏轉(zhuǎn)位移與偏轉(zhuǎn)電壓的關(guān)系得出在電場(chǎng)中的最大偏轉(zhuǎn)位移,從而通過相似三角形,結(jié)合幾何關(guān)系求出得出電子打到光屏上的區(qū)間長(zhǎng)度.
解答:解:(1)設(shè)電子經(jīng)電壓U0加速后的速度為v,根據(jù)動(dòng)能定理得:
qU0=
1
2
mv2
所以v=
2qU0
m

(2)經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后偏移量y=
1
2
at2=
1
2
?
qU
mL
?(
L
v
2
所以y=
UL
4U0
,
由題圖知t=0.06 s時(shí)刻U=1.8U0,
代入數(shù)據(jù)解得y=4.5 cm.
設(shè)打在屏上的點(diǎn)距O點(diǎn)距離為Y,
根據(jù)相似三角形得,
Y
y
=
L+
L
2
L
2

代入數(shù)據(jù)解得Y=13.5 cm.
(2)由題知電子偏移量y的最大值為
L
2
,所以當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓超過2U0時(shí),電子就打不到熒光屏上了.
則在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的最大偏移為
L
2

根據(jù)
Y
y
=
L+
L
2
L
2
得,Y=
3L
2

所以熒光屏上電子能打到的區(qū)間長(zhǎng)為2Y=3L=30 cm.
答:(1)電子在剛進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度為
2qU0
m

(2)打在屏上的點(diǎn)位于O點(diǎn)正上方,距O點(diǎn)13.5 cm
(3)熒光屏上有電子打到的區(qū)間有30 cm.
點(diǎn)評(píng):本題是帶電粒子在組合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的類型,關(guān)鍵要分析電子的運(yùn)動(dòng)情況,對(duì)類平拋運(yùn)動(dòng)會(huì)進(jìn)行分解,結(jié)合幾何知識(shí)進(jìn)行求解.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

選做題(請(qǐng)從A、B和C三小題中選定兩小題作答,并在答題卡上把所選題目對(duì)應(yīng)字母后的方框涂滿涂黑,如都作答則按A、B兩小題評(píng)分.)
A.(選修模塊3-3)
(1)下列說法中正確的是
B
B

A.布朗運(yùn)動(dòng)是分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)
B.氣體分子間距離減小時(shí),分子間斥力增大,引力也增大
C.導(dǎo)熱性能各向同性的固體,一定不是單晶體
D.機(jī)械能不可能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
(2)如圖1所示,一導(dǎo)熱性能良好的金屬氣缸靜放在水平面上,活塞與氣缸壁間的摩擦不計(jì).氣缸內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的理想氣體.現(xiàn)緩慢地向活塞上倒一定質(zhì)量的沙土,忽略環(huán)境溫度的變化,在此過程中
CD
CD

A.氣體的內(nèi)能增大
B.氣缸內(nèi)分子平均動(dòng)能增大
C.氣缸內(nèi)氣體分子密度增大
D.單位時(shí)間內(nèi)撞擊氣缸壁單位面積上的分子數(shù)增多

(3)在做用油膜法估測(cè)分子的大小實(shí)驗(yàn)中,油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL.用注射器測(cè)得50滴這樣的溶液為1mL.把l滴該溶液滴入盛水的淺盤里,待水面穩(wěn)定后,將玻璃板放在淺水盤上,在玻璃板上描出油膜的輪廓,隨后把玻璃放在坐標(biāo)紙上,其形狀如圖2所示,坐標(biāo)紙正方形小方格的邊長(zhǎng)為20mm.則油酸膜的面積是
2.4×10-2
2.4×10-2
m2,每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是
1.2×10-11
1.2×10-11
m3,根據(jù)上述數(shù)據(jù),可估算出油酸分子的直徑.
B.(選修模塊3-4)
(1)關(guān)于對(duì)光現(xiàn)象的解釋,下列說法中正確的是
AC
AC

A.自然光斜射到玻璃表面時(shí),反射光和折射光都是偏振光
B.水面上的油膜呈現(xiàn)彩色是光的衍射現(xiàn)象
C.光纖導(dǎo)光利用了光的全反射規(guī)律
D.玻璃中的氣泡看起來特別明亮是光的干涉現(xiàn)象
(2)一列橫波沿x軸正方向傳播,在t0=0時(shí)刻的波形如圖3所示,波剛好傳到x=3m處,此后x=lm處的質(zhì)點(diǎn)比x=-lm處的質(zhì)點(diǎn)
(選填“先”、“后”或“同時(shí)”)到達(dá)波峰位置;若該波的波速為10m/s,經(jīng)過△t時(shí)間,在x軸上-3m~3m區(qū)間內(nèi)的波形與t0時(shí)刻的正好相同,則△t=
0.4ns(n=1,2,3┅)
0.4ns(n=1,2,3┅)

(3)某實(shí)驗(yàn)小組利用數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)探究彈簧振子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,裝置如圖4所示,水平光滑導(dǎo)軌上的滑塊與輕彈簧組成彈簧振子,滑塊上固定有傳感器的發(fā)射器.把彈簧拉長(zhǎng)5cm由靜止釋放,滑塊開始振動(dòng).他們分析位移一時(shí)間圖象后發(fā)現(xiàn),滑塊的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),滑塊從最右端運(yùn)動(dòng)到最左端所用時(shí)間為ls,則彈簧振子的振動(dòng)頻率為
0.5
0.5
Hz;以釋放的瞬時(shí)為初始時(shí)刻、向右為正方向,則滑塊運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為x=
5cosлt
5cosлt
cm.

C.(選修模塊3-5)
(1)下列關(guān)于原子和原子核的說法正確的是
B
B

A.β衰變現(xiàn)象說明電子是原子核的組成部分
B.波爾理論的假設(shè)之一是原子能量的量子化
C.放射性元素的半衰期隨溫度的升高而變短
D.比結(jié)合能越小表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固
(2)一群氫原子處于量子數(shù)n=4能級(jí)狀態(tài),氫原子的能級(jí)      示意圖如圖5所示,那么
金屬
逸出功W/eV 1.9 2.7 3.7 4.1
①氫原子可能發(fā)射
6
6
種頻率的光子.
②氫原子由量子數(shù)n=4的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)輻射光子的頻率是
6.15×1014
6.15×1014
Hz,用這樣的光子照射右表中幾種金屬,金屬
能發(fā)生光電效應(yīng),發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),發(fā)射光電子的最大初動(dòng)能是
0.65
0.65
eV.(普朗克常量h=6?63×10-34J?S,1eV=1.6×10-19J)
(3)在氘核
 
2
1
H
和氚核
 
3
1
H
結(jié)合成氦核
 
4
2
He
的核反應(yīng)方程如下:
 
2
1
H+
 
3
1
H→
 
4
2
He+
 
1
0
n+17.6MeV

①這個(gè)核反應(yīng)稱為
聚變
聚變

②要發(fā)生這樣的核反應(yīng),需要將反應(yīng)物質(zhì)的溫度加熱到幾百萬開爾文.式中17.6MeV是核反應(yīng)中
放出
放出
(選填“放出”或“吸收”)的能量,核反應(yīng)后生成物的總質(zhì)量比核反應(yīng)前物質(zhì)的總質(zhì)量
減少
減少
(選填“增加”或“減少”)了
3×10-29
3×10-29
㎏(保留一位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖甲所示,熱電子由陰極飛出時(shí)的初速度忽略不計(jì),電子發(fā)射裝置的加速電壓為U0,偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)板間距離L=8cm,極板長(zhǎng)為2L,下極板接地,偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板右端到熒光屏的距離也是2L,在兩極板間接有一交變電壓,電壓變化周期T=4s,上極板的電勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示,大量電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中央持續(xù)射入,穿過平行板的時(shí)間都極短,可以認(rèn)為電子穿過平行板的過程中電壓是不變的.
(1)求電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度v0(用電子比荷
em
、加速電壓U0表示);
(2)在電勢(shì)變化的每個(gè)周期內(nèi)熒光屏?xí)霈F(xiàn)“黑屏”現(xiàn)象,即無電子擊中屏幕,求每個(gè)周期內(nèi)的“黑屏”時(shí)間有多長(zhǎng);
(3)求熒光屏上有電子打到的區(qū)間的長(zhǎng)度.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖2-4所示,熱電子由陰極飛出時(shí)的初速忽略不計(jì),電子發(fā)射裝置的加速電壓為U0.電容器板長(zhǎng)和板間距離均為L=10 cm,下極板接地.電容器右端到熒光屏的距離也是L=10 cm.在電容器兩極板間接一交變電壓,上極板的電勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象如下圖.(每個(gè)電子穿過平行板的時(shí)間極短,可以認(rèn)為電壓是不變的)求:

圖2-4

(1)在t=0.06 s?時(shí)刻,電子打在熒光屏上的何處?

(2)熒光屏上有電子打到的區(qū)間有多長(zhǎng)?

(3)屏上的亮點(diǎn)如何移動(dòng)?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

選做題(請(qǐng)從A、B和C三小題中選定兩小題作答,并在答題卡上把所選題目對(duì)應(yīng)字母后的方框涂滿涂黑,如都作答則按A、B兩小題評(píng)分.)
A.(選修模塊3-3)
(1)下列說法中正確的是______
A.布朗運(yùn)動(dòng)是分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)
B.氣體分子間距離減小時(shí),分子間斥力增大,引力也增大
C.導(dǎo)熱性能各向同性的固體,一定不是單晶體
D.機(jī)械能不可能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
(2)如圖1所示,一導(dǎo)熱性能良好的金屬氣缸靜放在水平面上,活塞與氣缸壁間的摩擦不計(jì).氣缸內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的理想氣體.現(xiàn)緩慢地向活塞上倒一定質(zhì)量的沙土,忽略環(huán)境溫度的變化,在此過程中______
A.氣體的內(nèi)能增大
B.氣缸內(nèi)分子平均動(dòng)能增大
C.氣缸內(nèi)氣體分子密度增大
D.單位時(shí)間內(nèi)撞擊氣缸壁單位面積上的分子數(shù)增多

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(3)在做用油膜法估測(cè)分子的大小實(shí)驗(yàn)中,油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL.用注射器測(cè)得50滴這樣的溶液為1mL.把l滴該溶液滴入盛水的淺盤里,待水面穩(wěn)定后,將玻璃板放在淺水盤上,在玻璃板上描出油膜的輪廓,隨后把玻璃放在坐標(biāo)紙上,其形狀如圖2所示,坐標(biāo)紙正方形小方格的邊長(zhǎng)為20mm.則油酸膜的面積是______m2,每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是______m3,根據(jù)上述數(shù)據(jù),可估算出油酸分子的直徑.
B.(選修模塊3-4)
(1)關(guān)于對(duì)光現(xiàn)象的解釋,下列說法中正確的是______.
A.自然光斜射到玻璃表面時(shí),反射光和折射光都是偏振光
B.水面上的油膜呈現(xiàn)彩色是光的衍射現(xiàn)象
C.光纖導(dǎo)光利用了光的全反射規(guī)律
D.玻璃中的氣泡看起來特別明亮是光的干涉現(xiàn)象
(2)一列橫波沿x軸正方向傳播,在t0=0時(shí)刻的波形如圖3所示,波剛好傳到x=3m處,此后x=lm處的質(zhì)點(diǎn)比x=-lm處的質(zhì)點(diǎn)______(選填“先”、“后”或“同時(shí)”)到達(dá)波峰位置;若該波的波速為10m/s,經(jīng)過△t時(shí)間,在x軸上-3m~3m區(qū)間內(nèi)的波形與t0時(shí)刻的正好相同,則△t=______.
(3)某實(shí)驗(yàn)小組利用數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)探究彈簧振子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,裝置如圖4所示,水平光滑導(dǎo)軌上的滑塊與輕彈簧組成彈簧振子,滑塊上固定有傳感器的發(fā)射器.把彈簧拉長(zhǎng)5cm由靜止釋放,滑塊開始振動(dòng).他們分析位移一時(shí)間圖象后發(fā)現(xiàn),滑塊的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),滑塊從最右端運(yùn)動(dòng)到最左端所用時(shí)間為ls,則彈簧振子的振動(dòng)頻率為______Hz;以釋放的瞬時(shí)為初始時(shí)刻、向右為正方向,則滑塊運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為x=______cm.

精英家教網(wǎng)

C.(選修模塊3-5)
(1)下列關(guān)于原子和原子核的說法正確的是______.
A.β衰變現(xiàn)象說明電子是原子核的組成部分
B.波爾理論的假設(shè)之一是原子能量的量子化
C.放射性元素的半衰期隨溫度的升高而變短
D.比結(jié)合能越小表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固
(2)一群氫原子處于量子數(shù)n=4能級(jí)狀態(tài),氫原子的能級(jí)      示意圖如圖5所示,那么
金屬
逸出功W/eV 1.9 2.7 3.7 4.1
①氫原子可能發(fā)射______種頻率的光子.
②氫原子由量子數(shù)n=4的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)輻射光子的頻率是______Hz,用這樣的光子照射右表中幾種金屬,金屬______能發(fā)生光電效應(yīng),發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),發(fā)射光電子的最大初動(dòng)能是______eV.(普朗克常量h=6?63×10-34J?S,1eV=1.6×10-19J)
(3)在氘核
 21
H
和氚核
 31
H
結(jié)合成氦核
 42
He
的核反應(yīng)方程如下:
 21
H+
 31
H→
 42
He+
 10
n+17.6MeV

①這個(gè)核反應(yīng)稱為______
②要發(fā)生這樣的核反應(yīng),需要將反應(yīng)物質(zhì)的溫度加熱到幾百萬開爾文.式中17.6MeV是核反應(yīng)中______(選填“放出”或“吸收”)的能量,核反應(yīng)后生成物的總質(zhì)量比核反應(yīng)前物質(zhì)的總質(zhì)量______(選填“增加”或“減少”)了______㎏(保留一位有效數(shù)字)

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