1 . 电子的电荷量e与其质量m之比称为电子的比荷,测定电子的比荷是物理学发展史上的非常重要的事件,电子比荷的测定有多种方法。
(1)汤姆孙偏转法测电子的比荷
图是汤姆孙用来测定电子比荷的实验装置示意图,某实验小组的同学利用此装置进行了如下探索:
①真空管内的阴极K发出的电子经加速后,穿过A'中心的小孔沿中心线OP的方向进入到两块水平正对放置的平行极板M和N间的区域。当M和N间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心P点处,形成了一个亮点;
②在M和N间加上大小为U的偏转电压后,亮点偏离到P1点;
③在M和N之间再加上垂直于纸面向外的匀强磁场,调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,电子在M、N间作匀速直线运动,亮点重新回到P点;
④撤去M和N间的偏转电压,只保留磁场,电子在M、N间作匀速圆周运动,亮点偏离到P2点。荧光屏可视为平面,测得P、P2的距离。
若已知平行板的间距为d,并已经求得电子在M、N间作匀速圆周运动的轨迹半径为r,请结合上述步骤求电子的比荷
。(不计电子所受的重力和电子间的相互作用)
(2)磁聚焦法测电子的比荷图2磁聚焦法测量电子比荷的装置示意图。在抽成真空的玻璃管中装有热阴极K和有小孔的阳极A。在A、K之间加一电压,对电子进行加速,电子由阳极小孔高速射出;在电容器C的两极板间加一不大 的交变电场,使不同时刻通过这里的电子发生不同程度的微小偏转,在电容器右侧和荧光屏之间加一水平方向的匀强磁场,进入磁场的电子会沿不同的螺旋线运动,每绕行一周后都会到达同一位置聚焦,适当调节磁感应强度的大小,可使电子流的焦点落在荧光屏S上。
已知加速电压的大小为U0,电容器右端到荧光屏的水平距离为l,匀强磁场的磁感应强度大小为B,假设电子在磁场中运动仅绕行一周就刚好打在荧光屏上,请根据以上条件及所学的知识求电子的比荷
。(不计电子所受的重力和电子间的相互作用)
(3)如何说明金属导电靠的是电子?有人尝试用下述实验来证明这件事:让一块向前运动的金属长方体突然刹车,其中的载流子便会因惯性而聚集到前端使之带电,而在后端由于缺乏这种电荷而带相反电性的电,于是在导体前后两端之间形成电场,通过分析该情景下载流子的受力和运动就可以求解载流子的比荷
。若该比荷的数值与汤姆孙所研究的阴极射线(电子流)的比荷相同,就可以说明金属导电靠的是电子。
已知金属导体突然刹车的加速度大小为a,你认为这种实验方法能否测出电子的比荷
?
如果能,请写出还需测量的物理量和对应的测量工具,并用需要测量的物理量表示金属内部载流子的比荷
。
如果不能,你认为还有什么方法可以测量该金属导体内部载流子的比荷?
(1)汤姆孙偏转法测电子的比荷
图是汤姆孙用来测定电子比荷的实验装置示意图,某实验小组的同学利用此装置进行了如下探索:
①真空管内的阴极K发出的电子经加速后,穿过A'中心的小孔沿中心线OP的方向进入到两块水平正对放置的平行极板M和N间的区域。当M和N间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心P点处,形成了一个亮点;
②在M和N间加上大小为U的偏转电压后,亮点偏离到P1点;
③在M和N之间再加上垂直于纸面向外的匀强磁场,调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,电子在M、N间作匀速直线运动,亮点重新回到P点;
④撤去M和N间的偏转电压,只保留磁场,电子在M、N间作匀速圆周运动,亮点偏离到P2点。荧光屏可视为平面,测得P、P2的距离。
若已知平行板的间距为d,并已经求得电子在M、N间作匀速圆周运动的轨迹半径为r,请结合上述步骤求电子的比荷
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(2)磁聚焦法测电子的比荷图2磁聚焦法测量电子比荷的装置示意图。在抽成真空的玻璃管中装有热阴极K和有小孔的阳极A。在A、K之间加一电压,对电子进行加速,电子由阳极小孔高速射出;在电容器C的两极板间加一
已知加速电压的大小为U0,电容器右端到荧光屏的水平距离为l,匀强磁场的磁感应强度大小为B,假设电子在磁场中运动仅绕行一周就刚好打在荧光屏上,请根据以上条件及所学的知识求电子的比荷
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(3)如何说明金属导电靠的是电子?有人尝试用下述实验来证明这件事:让一块向前运动的金属长方体突然刹车,其中的载流子便会因惯性而聚集到前端使之带电,而在后端由于缺乏这种电荷而带相反电性的电,于是在导体前后两端之间形成电场,通过分析该情景下载流子的受力和运动就可以求解载流子的比荷
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已知金属导体突然刹车的加速度大小为a,你认为这种实验方法能否测出电子的比荷
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如果能,请写出还需测量的物理量和对应的测量工具,并用需要测量的物理量表示金属内部载流子的比荷
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如果不能,你认为还有什么方法可以测量该金属导体内部载流子的比荷?
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2 . 如图所示,半径R = 0.4m的竖直半圆形轨道bc与水平面ab相切。质量m2=0.2kg的小滑块B放在半圆形轨道的最低点b,另一个质量为m1=0.3kg的小滑块A,在水平推力F=3N作用下由静止开始从a点向右做匀加速直线运动,当小滑块A刚好要与小滑块B碰撞时立即撤去F,随后小滑块A与B相碰,碰撞时间极短,碰后A、B粘在一起后恰好能够到达半圆形轨道的最高点c。已知推力F作用的时间t=2s,滑块A与水平面之间的动摩擦因数μ = 0.5。取重力加速度g = 10m/s²,A、B均可视为质点。求:
(1)A与B碰撞前瞬间的速度大小v1;
(2)两滑块在碰撞过程中损失的机械能ΔE;
(3)两滑块从b运动到c的过程中系统产生的热量Q。
(1)A与B碰撞前瞬间的速度大小v1;
(2)两滑块在碰撞过程中损失的机械能ΔE;
(3)两滑块从b运动到c的过程中系统产生的热量Q。
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3 . 误差分析。用图所示的电路测量Rx的阻值,该测量值比实际值偏_____ (选填“大”或“小”),造成这一系统误差的原因是__________ 。(选填“电压表的分流”或“电流表的分压”)
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4 . 某同学用插针法测定一个半圆形玻璃砖的折射率。正确操作后,做出的光路图如图所示。O为圆心,已知CD的长度为l1,AB的长度为l2,则此玻璃砖的折射率可表示为__________ 。
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5 . 实验仪器。现用多用电表测量一个阻值约为1500Ω的定值电阻,应选用欧姆表的________ 挡(选填“×10”或“×100”);如图所示,为正在测量中的多用电表表盘,该电阻的阻值为_____ Ω。
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6 . 如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端连接一小物块(可视为质点),O点为弹簧在原长时物块的位置。物块由A点静止释放,沿粗糙程度相同的水平面向右运动,最远到达B点。关于物块的受力及运动特征,下列说法正确的是( )
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/4/5/a32444d2-912a-4731-8405-d2228291bbd7.png?resizew=262)
A.从A到O,物块所受重力的冲量为0 |
B.从A到O,物块的加速度一直减小 |
C.从A到B,物块通过O点时的速度最大 |
D.从A到B,弹簧弹力对物块做的功等于物块与水平面摩擦产生的热量 |
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7 . 一人乘电梯上楼,在竖直上升的过程中如果加速度a随时间t变化的图线如图所示,以竖直向上为加速度a的正方向,则( )
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/4/4/f93826c1-727d-4d88-ad9a-b380f8b8e8ee.png?resizew=242)
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A.前2s人和电梯处于失重状态 |
B.2s~4s的过程中人对地板的压力变小 |
C.t=6s时人对地板的压力为0 |
D.t=8.5s时人对地板的压力最大 |
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8 . 下列核反应方程中属于聚变反应的是( )
A.![]() |
B.![]() |
C.![]() |
D.![]() |
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名校
9 . 利用潮水涨落产生的水位差所具有的势能发电叫潮汐发电,是目前海洋能利用中最主要的一种。
陆地和海湾,中间为水坝,其下有通道,无论涨潮或落潮,水流经过通道均可带动发电机发电。一昼夜中两次涨、落潮。涨潮时,堵住通道,潮水涨至最高水位时打开通道,进水发电;当海湾水位涨至最高时,堵住通道;落潮至最低水位时,打开通道放水发电。以下是某小型双向型潮汐发电站的一组数据,据此回答下列问题(取海水的密度为1.0×103kg/m3,g取10m/s2):
(1)若采用U=200kV的直流电向某地区输电,要求输电线上损耗的功率ΔP不高于输送功率的5%,求输电线总电阻的最大值r;
(2)试估算该小型发电站所圈占的海湾面积S的大小。
陆地和海湾,中间为水坝,其下有通道,无论涨潮或落潮,水流经过通道均可带动发电机发电。一昼夜中两次涨、落潮。涨潮时,堵住通道,潮水涨至最高水位时打开通道,进水发电;当海湾水位涨至最高时,堵住通道;落潮至最低水位时,打开通道放水发电。以下是某小型双向型潮汐发电站的一组数据,据此回答下列问题(取海水的密度为1.0×103kg/m3,g取10m/s2):
水坝高度H | 15m | 海湾面积S | m2 |
涨潮海湾最高水位h1 | 10m | 发电机日平均发电量E | 4.8×104kW·h |
退潮海湾最低水位h2 | 6m | 水轮发电机总效率η | 10% |
(2)试估算该小型发电站所圈占的海湾面积S的大小。
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2024-03-24更新
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381次组卷
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2卷引用:2024届北京市延庆区高三下学期一模物理试卷
名校
10 . 中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。图甲是北斗导航系统卫星分布示意图,乙所示为其中一颗北斗卫星的轨道示意图。已知该卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T,地球半径为R,地球表面附近的重力加速度为g,引力常量为G。
(1)求地球的质量M;
(2)求该卫星的轨道距离地面的高度h;
(3)请推导第一宇宙速度v1的表达式,并分析比较该卫星的运行速度v与第一宇宙速度v1的大小关系。
(1)求地球的质量M;
(2)求该卫星的轨道距离地面的高度h;
(3)请推导第一宇宙速度v1的表达式,并分析比较该卫星的运行速度v与第一宇宙速度v1的大小关系。
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2024-03-24更新
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960次组卷
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3卷引用:2024届北京市延庆区高三下学期一模物理试卷