【題目】如圖甲所示,長方形MNPQ區(qū)域(MN=PQ=3d,MQ與NP邊足夠長)存在垂直紙面向里的勻強磁場,其磁感應(yīng)強度為B。有一塊長為5d、厚度不計的熒光屏ab,其上下兩表面均涂有熒光粉,平行NP邊放置在磁場中,且與NP邊相距為d,左端a與MN相距也為d。電子由陰極K均勻地發(fā)射出來(已知電子質(zhì)量為m、電荷量為e、初速度可視為零)經(jīng)加速電場加速后,沿MN邊進入磁場區(qū)域,若電子打到熒光屏就被吸收。忽略電子重力和一切阻力,求:
(1)如果加速器的電壓為U,求電子剛進入磁場的速度大小;
(2)調(diào)節(jié)加速電壓,求電子落在熒光屏上,使熒光屏發(fā)光的區(qū)域長度;
(3)若加速電壓按如圖乙所示的圖象變化,求從t=0開始一個周期內(nèi),打在熒光屏上的電子數(shù)相對總電子數(shù)的比例;并分析提高該比例的方法,至少提出三種。
【答案】(1);(2);(3)62.5%;方法見解析
【解析】
(1)根據(jù)
求得
(2)打在熒光屏a點的電子,由幾何關(guān)系得
求得
①若減小粒子的速度,粒子打到熒光屏的下表面,臨界條件是軌跡相切于c點,是粒子的最小速度,
由幾何關(guān)系可知,對應(yīng)粒子做圓周運動的半徑
因此ac區(qū)域長度是
②若增大粒子的速度,粒子打到熒光上表面,臨界條件是粒子運動軌跡與NP相切,
由幾何關(guān)系得
那么
,
求得
由于
那么
發(fā)光區(qū)域的總長度為
(3)由第(2)步可知,粒子半徑在的區(qū)間內(nèi),粒子能打在熒光屏上
結(jié)合
得
可求得:當時粒子能打在熒光屏上
因此
提高粒子打在熒光屏上比率的方法:
①擴大熒光屏上方磁場區(qū)域②熒光屏左端適當往左移一些③熒光屏適當往MQ端移動④適當減小加速電壓的最大值⑤適當增大加速電壓的最小值
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【題目】如圖所示,火星和地球都在圍繞著太陽旋轉(zhuǎn),其運行軌道是橢圓.根據(jù)開普勒行星運動定律可知( )
A.火星繞太陽運行過程中,速率不變
B.火星繞太陽運行一周的時間比地球的長
C.火星遠離太陽過程中,它與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積逐漸增大
D.地球靠近太陽的過程中,運行速率減小
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【題目】2020年北京時間1月16日11點02分,酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心一枚“快舟一號甲”火箭發(fā)射由銀河航天研發(fā)制造的5G低軌寬帶衛(wèi)星,也是全球首顆5G衛(wèi)星,重量為227公斤,在距離地面1156公里的區(qū)域運行,下列說法正確的是( 。
A.5G衛(wèi)星不受地球引力作用
B.5G衛(wèi)星繞地飛行的速度一定大于7.9km/s
C.5G衛(wèi)星軌道半徑比地球同步衛(wèi)星高
D.5G衛(wèi)星在軌道上運行的速度大小與衛(wèi)星的質(zhì)量無關(guān)
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【題目】以下為兩個核反應(yīng)式:(1);(2),已知氘核的質(zhì)量為ml,氚核的質(zhì)量為m2,氦核的質(zhì)量為m3,X的質(zhì)量為m4,核反應(yīng)中發(fā)射一種光子,該光子照射到逸出功為W0的金屬上打出的最大初動能的光電子速度為v,已知光電子的質(zhì)量為m,光速為c,普朗克常量為h,則下列說法正確的是( 。
A.X與Y相同
B.方程(1)是核聚變反應(yīng),方程(2)是α衰變
C.光電子的德布羅意波長為
D.光子來源于原子核外電子的能級躍遷,它的頻率為
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【題目】如圖所示,段為長度為的水平靜止傳送帶,右側(cè)為與它等高的臺面BC,長度為,右邊是半徑R=0.5m的光滑半圓軌道CDE,物塊以的初速度從傳送帶A點向右運動,物塊與傳送帶及水平面之間的動摩擦因數(shù)均為,物體的質(zhì)量為1kg,則
(1)物塊達到圓軌道最低點C對軌道的壓力值;
(2)通過計算判別,物塊能否到達圓軌道的最高點E;
(3)若傳送帶可以轉(zhuǎn)動,請判別物塊能否恰好到達D點,若能請計算出傳送帶的速度,若不能請說明理由。
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【題目】2019年12月31日晚,我國重量最重、技術(shù)含量最高的高軌衛(wèi)星“實踐20號”成功實施了第四次變軌,如圖所示,實線1、虛線2分別是衛(wèi)變軌前后的軌道,則衛(wèi)星( 。
A.在軌道1A點處應(yīng)點火加速
B.在軌道1A點處的速度比在軌道1B點處的小
C.在軌道1A點處的加速度比在軌道2A點處的小
D.在軌道1運行周期比在軌道2的運行周期大
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【題目】在真空中某點電荷的電場中,將等量異種的檢驗電荷分別置于M、N兩點,兩檢電荷所受電場力方向如圖所示,且F2>F1(不計檢驗電荷間相互作用),已知M點處檢驗電荷帶負電,下列說法中正確的有( 。
A.場源點電荷帶負電
B.M點電場強度大于N點電場強度
C.M點電勢高于N點電勢
D.若將M點處檢驗電荷沿MN連線從M點移到N點,其電勢能一定先增大后減小
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【題目】如圖所示,平面直角坐標系的第Ⅰ象限內(nèi)有一勻強磁場垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強度為B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子以速度v從O點沿著與y軸夾角為30°的方向進入磁場,運動到A點時速度方向與x軸的正方向相同,不計粒子的重力,則
A.該粒子帶正電
B.A點與x軸的距離為
C.粒子由O到A經(jīng)歷時間t=
D.運動過程中粒子的速度不變
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【題目】如圖所示,排球場總長為18 m,設(shè)球網(wǎng)高度為2 m,運動員站在離網(wǎng)3 m的線上,正對網(wǎng)向上跳起將球水平擊出.(不計空氣阻力,取g=10 m/s2)
(1)設(shè)擊球點在3 m線正上方高度為2.5 m處,試問擊球的速度在什么范圍內(nèi)才能使球既不觸網(wǎng)也不越界?
(2)若擊球點在3 m線正上方的高度小于某個值,那么無論擊球的速度多大,球不是觸網(wǎng)就是越界,試求這個高度.
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