15．如圖所示，在真空玻璃管中裝有熱陰極K和帶有小孔的陽(yáng)極A．在A、K之間加上電壓U后，不斷地有電子（不計(jì)重力）從陰極K由靜止加速到達(dá)陽(yáng)極A，并從小孔以速度v射出．接著電子進(jìn)人平行板電容器C，電容器兩極板間加有較小的交變電場(chǎng)，使不同時(shí)刻通過(guò)的電子發(fā)生不同程度的偏轉(zhuǎn)；離開容器后進(jìn)人電容器C和熒光屏S之間區(qū)域，在此區(qū)域電子受外力作用，運(yùn)動(dòng)軌跡為螺旋線，可以分解為水平向右的勻速直線運(yùn)動(dòng)和平行于熒光屏平面的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電容器和熒光屏間的距離為L(zhǎng)，電子打在熒光屏上，調(diào)節(jié)外力的大小，使勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，且$\frac{L}{v}$=T，則熒光屏上的光點(diǎn)的銳度最大（這時(shí)熒光屏S上的亮斑最小）．用U、T、L表示出電子的比荷．

分析 電子在A、K間加速，由動(dòng)能定理可以求出電子進(jìn)入極板間的速度，電子離開極板后在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度等于進(jìn)入極板時(shí)的速度，應(yīng)用動(dòng)能定理與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解題．

解答 解：電子在加速電場(chǎng)中，由動(dòng)能定理得：eU=$\frac{1}{2}$mv2-0，
在電容器與熒光屏間，電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間：t=$\frac{L}{v}$=T，
解得：$\frac{e}{m}$=$\frac{{L}^{2}}{2U{T}^{2}}$；
答：電子的比荷為$\frac{{L}^{2}}{2U{T}^{2}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，分析清楚電子運(yùn)動(dòng)過(guò)程是解題的關(guān)鍵，應(yīng)用動(dòng)能定理與勻速運(yùn)動(dòng)的速度公式可以解題．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

1．如圖是一個(gè)由電池、電阻R與平行板電容器組成的串聯(lián)電路，在增大電容器兩極板間距離的過(guò)程中（　�。�
A．電容器的A板帶正電B．電阻R中沒(méi)有電流
C．電容器的電容變小D．電阻R中有從a流向b的電流

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

2．如圖所示，絕緣粗糙斜面體固定在水平地面上，斜面所在空間存在平行于斜面向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，絕緣輕彈簧一端固定在斜面頂端．一帶正電的小滑塊，從斜面上的P點(diǎn)處由靜止釋放后，沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，并能壓縮彈簧至R點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），然后返回．則（　�。�
A．滑塊從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到R點(diǎn)的過(guò)程中，其機(jī)械能增量小于電場(chǎng)力與彈簧彈力做功之和
B．滑塊從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到R點(diǎn)的過(guò)程中，電勢(shì)能的減小量等于重力勢(shì)能和彈簧彈性勢(shì)能的增加量之和
C．滑塊被彈簧彈回后，不能返回到P點(diǎn)
D．滑塊從斜面開始上滑到最終停下的過(guò)程中，克服摩擦力所做的功等于起電勢(shì)能的減小量與重力勢(shì)能增加量之差

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

3．如圖是“嫦娥三號(hào)”飛行軌道示意圖．假設(shè)“嫦娥三號(hào)”運(yùn)行經(jīng)過(guò)P點(diǎn)第一次通過(guò)近月制動(dòng)使“嫦娥三號(hào)”在距離月面高度為100km的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，再次經(jīng)過(guò)P點(diǎn)第二次通過(guò)近月制動(dòng)使“嫦娥三號(hào)”在距離月面近地點(diǎn)Q的高度為15km、遠(yuǎn)地點(diǎn)P的高度為100km的橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．“嫦娥三號(hào)”在距離月面高度為100km的圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)速度大小可能變化
B．“嫦娥三號(hào)”在距離月面高度為100km的圓軌道上運(yùn)動(dòng)的周期一定大于在距離月面近地點(diǎn)Q的高度為l5km、遠(yuǎn)地點(diǎn)P的高度為l00km的橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)的周期
C．“嫦娥三號(hào)”在距離月表面近地點(diǎn)Q的高度為15km、遠(yuǎn)地點(diǎn)P的高度為l00km的橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度一定大于經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度
D．“嫦娥三號(hào)”在距離月面近地點(diǎn)Q的高度為l5km、遠(yuǎn)地點(diǎn)P的高度為100km的橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的速度可能小于經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

10．如圖所示，為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻沿x軸負(fù)方向傳播的波形圖，波速為1cm/s，則（　�。�
A．在t=3s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P向下運(yùn)動(dòng)
B．在4s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程為8cm
C．在t=3s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)Q到達(dá)x=1cm處
D．在t=3s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)Q在負(fù)方向最大位移處

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

20．實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在“驗(yàn)證牛頓第二定律”實(shí)驗(yàn)中，使用了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置．

（1）在下列測(cè)量工具中，本次實(shí)驗(yàn)需要用的測(cè)量?jī)x器有BD．（選填測(cè)量?jī)x器前的字母）
A．游標(biāo)卡尺B．刻度尺C．秒表D．天平
（2）實(shí)驗(yàn)中，為了可以將細(xì)線對(duì)小車的拉力看成是小車所受的合外力，某同學(xué)先調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行．接下來(lái)還需要進(jìn)行的一項(xiàng)必須且正確的操作是B．（選填選項(xiàng)前的字母）
A．將長(zhǎng)木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，調(diào)節(jié)砂和砂桶的總質(zhì)量的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運(yùn)動(dòng)，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)
B．將長(zhǎng)木板的右端墊起適當(dāng)?shù)母叨�，讓小車連著已經(jīng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，輕推一下小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)
C．將長(zhǎng)木板的右端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋啡ゼ垘б约吧昂蜕巴�，輕推一下小車，觀察判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)
（3）某同學(xué)在做保持小車質(zhì)量不變，驗(yàn)證小車的加速度與其合外力成正比的實(shí)驗(yàn)時(shí)，根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)作出如圖2所示的a-F圖線，所得的圖線既不過(guò)原點(diǎn)，又不是直線，原因可能是AD．（選填選項(xiàng)前的字母）
A．木板右端所墊物體較低，使得木板的傾角偏小
B．木板右端所墊物體較高，使得木板的傾角偏大
C．小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量
D．砂和砂桶的質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量
（4）在某次利用上述已調(diào)整好的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)中，保持砂和砂桶的總質(zhì)量不變，小車自身的質(zhì)量為M且保持不變，改變小車中砝碼的質(zhì)量m，并測(cè)出小車中不同砝碼質(zhì)量時(shí)所對(duì)應(yīng)的加速度a，以m為橫坐標(biāo)，$\frac{1}{a}$為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作出如圖3所示的$\frac{1}{a}$-m系圖線，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了牛頓第二定律．如果圖中縱軸上的截距為b，則小車受到的拉力大小為$\frac{M}$．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

7．某同學(xué)用圖甲所示的裝置做“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)．

（1）圖甲中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)該使用頻率50Hz、電壓為220V的交流電．
（2）圖乙為實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，由此可以計(jì)算出小車的加速度大小為3.2m/s2．（保留2位有效數(shù)字）
（3）該同學(xué)使用控制變量法，保持小車質(zhì)量m不變，改變砂和砂桶質(zhì)量M，得到了加速度a隨合力F變化的圖線如圖丙所示．該圖線不通過(guò)原點(diǎn)的原因是沒(méi)有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

4．若用上題裝置測(cè)量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)
（1）為了測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)，下列物理量中還應(yīng)測(cè)量的是CD．
A．木板的長(zhǎng)度L      
B．木板的質(zhì)量m1
C．滑塊的質(zhì)量m2    
D．托盤和砝碼的總質(zhì)量m3    
 E．滑塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t
（2）不計(jì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與紙帶間及細(xì)繩與滑輪間的阻力，則滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{{m}_{3}g-（{m}_{2}+{m}_{3}）a}{{m}_{2}g}$（用被測(cè)物理量的字母表示，重力加速度為g）．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

5．利用如圖所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，需要測(cè)量重物由靜止開始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h．
（1）某同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，設(shè)計(jì)了以下四種測(cè)量方案（重力加速度為g）：
A．用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，并測(cè)出下落時(shí)間t，通過(guò)v=gt，計(jì)算出瞬時(shí)速度v
B．用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，并通過(guò)v=$\sqrt{2gh}$計(jì)算出瞬時(shí)速度v
C．根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度v，測(cè)算出瞬時(shí)速度，并通過(guò)2gh=v2計(jì)算得出高度h
D．用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測(cè)算出瞬時(shí)速度v
以上四種方案中只有一種正確，其中正確的方案應(yīng)是D（填入相應(yīng)的字母序號(hào)）；
（2）實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦阻力，使重錘增加的動(dòng)能往往小于（填“大于”、“小于”或“等于”） 重錘減少的重力勢(shì)能．

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