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1、计算题 (10分)电视机中显像管(抽成真空玻璃管)的成像原理主要是靠电子枪产生高速电子束,并在变化的磁场作用下发生偏转,打在荧光屏不同位置上发出荧光而形成像。显像管的原理示意图(俯视图)如图甲所示,在电子枪右侧的偏转线圈可以产生使电子束沿纸面发生偏转 ">
时间:2017-07-10 20:56:00
1、计算题 (10分)电视机中显像管(抽成真空玻璃管)的成像原理主要是靠电子枪产生高速电子束,并在变化的磁场作用下发生偏转,打在荧光屏不同位置上发出荧光而形成像。显像管的原理示意图(俯视图)如图甲所示,在电子枪右侧的偏转线圈可以产生使电子束沿纸面发生偏转的磁场,偏转的磁场可简化为由通电螺线管产生的与纸面垂直的磁场,该磁场分布的区域为圆形(如图乙所示),其磁感应强度B=μNI,式中μ为磁常量,N为螺线管线圈的匝数,I为线圈中电流的大小。由于电子的速度极大,同一电子穿过磁场过程中可认为磁场没有变化,是稳定的匀强磁场。600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/cvwog0no4ot.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
已知电子质量为m,电荷量为e,电子枪加速电压为U,磁常量为μ,螺线管线圈的匝数N,偏转磁场区域的半径为r,其圆心为O点。当没有磁场时,电子束通过O点,打在荧光屏正中的M点,O点到荧光屏中心的距离OM=L。若电子被加速前的初速度和所受的重力、电子间的相互作用力以及地磁场对电子束的影响均可忽略不计,不考虑相对论效应及磁场变化所激发的电场对电子束的作用。
(1)求电子束经偏转磁场后打到荧光屏上P点时的速率;
(2)若电子束经偏转磁场后速度的偏转角θ=60°,求此种情况下电子穿过磁场时,螺线管线圈中电流I0的大小;
(3)当线圈中通入如图丙所示的电流,其最大值为第(2)问中电流的0.5倍。求电子束打在荧光屏上发光所形成“亮线”的长度。
参考答案:(1)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/j4wpkgsliop.png\" style=\"vertical-align:middle;\"> (2)
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/qljlu0a3vpf.png\" style=\"vertical-align:middle;\"> (3)
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/jwe2cisouvf.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
本题解析:(1)设经过电子枪加速电场加速后,电子的速度大小为v。
根据动能定理有:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/mv4h0ujvxgu.png\" style=\"vertical-align:middle;\"> (2分)
解得: 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/j4wpkgsliop.png\" style=\"vertical-align:middle;\"> (1分)
(2)设电子在磁场中做圆运动的半径为600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/iuqikcnyt52.png\" style=\"vertical-align:middle;\">,运动轨迹如图所示。
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/d0comgjw3d3.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
根据几何关系有:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/4pn1tgij0wf.png\" style=\"vertical-align:middle;\">(1分)
洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律有:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/du1xvkrjsym.png\" style=\"vertical-align:middle;\">(1分)
由题知600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/uadexxruhav.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
解得: 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/qljlu0a3vpf.png\" style=\"vertical-align:middle;\">(1分)
(3)设线圈中电流为0.5I0时,偏转角为600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/4p4tson1u3d.png\" style=\"vertical-align:middle;\">,此时电子在屏幕上落点距M点最远。
此时磁感应强度600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/f5sasf4loyj.png\" style=\"vertical-align:middle;\">,
轨迹圆半径600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/ejrklvmppq4.png\" style=\"vertical-align:middle;\">(1分)
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/sv4hignoddz.png\" style=\"vertical-align:middle;\"> (1分)
电子在屏幕上落点距M点最远距离600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/wgpn043hfso.png\" style=\"vertical-align:middle;\">(1分)
亮线长度 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/jwe2cisouvf.png\" style=\"vertical-align:middle;\">(1分)
考点:本题考查带电粒子在复合场中的运动
本题难度:困难
2、计算题 如图所示,一质量为m=100kg的箱子静止在水平面上,与水平面间的动摩擦因素为μ=0.5。现对箱子施加一个与水平方向成θ=37°角的拉力,经t1=10s后撤去拉力,又经t2=1s箱子停下来。sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。求:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/tmvopp1tohj.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
(1)拉力F大小;(2)箱子在水平面上滑行的位移x。
参考答案:500N 27.5m
本题解析:(1)开始时物体做加速运动,由牛顿定律:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/gm5r0pirem1.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
10s后的速度:v=a1t1, 位移:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/vzw2yd5hnfn.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
撤去外力后:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/g2czaaqoqht.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
且600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/ndi1r4cxphq.png\" style=\"vertical-align:middle;\">,v=a2t2
解得:F=500N x1=25m x2=2.5m
(2)箱子在水平面上滑行的位移600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/kbidfay0ool.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
考点:牛顿第二定律的应用.
本题难度:一般
3、选择题 一个物体在水平面上以恒定的加速度运动,它的位移与时间的关系是x=24t-6t2,则它的速度为零的时刻是( )
A.600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060606/5h0t0zufecn.png\" style=\"vertical-align:middle;\">s
B.6 s
C.2 s
D.24 s
参考答案:C
本题解析::选C.由x=24t-6t2得v0=24 m/s,a=-12 m/s2,则t=600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060606/oru5cuilnl4.png\" style=\"vertical-align:middle;\">=
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060606/4wgjdr3t0q4.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?s=2 s,C正确.
本题难度:简单
4、计算题 A、B两列火车在同一轨道上同向行驶,A车在前,速度vA=10m/s,B车在后,速度vB=30m/s。因大雾,能见度很低,B车在距A车750m处才发现前方A车,这时B车立即刹车。已知B车在进行火车刹车测试时发现,若车以30m/s的速度行驶时刹车后至少要前进1800m才能停下,问:
(1)B车刹车的最大加速度为多大?
(2)计算说明A车若按原来速度前进,两车是否会相撞?
(3)能见度至少达到多少米时才能保证两辆火车不相撞?
参考答案:解:(1)设火车的加速度为600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060605/un3m2lekijq.gif\">
由运动公式600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060605/4vrjdynqv4t.gif\">得
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060605/xwa2gvby5k3.gif\">
所以B车刹车的最大加速度为600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060605/gypnzsjotyd.gif\">
(2)当B车速度减小到600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060605/z213ksuxsf0.gif\">时,二者相距最近,设此时B车的位移为
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060605/yud3mfa5sgn.gif\">,A车的位移为
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060605/jmmhmkxid0a.gif\">
则有600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060605/vk5gervkdav.gif\"> ①
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060605/eboct40ykks.gif\">?②
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060605/ogcwn2opsvi.gif\">?③
联立①②③式解得600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060605/3htiumzm1pn.gif\">,
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060605/vlj21mj5pzl.gif\">
因为600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060605/qg4yxof0ytp.gif\">,所以两车不会相撞
(3)能见度至少达到600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060605/sorhbufpqfl.gif\">米时才能保证两辆火车不相撞
则600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060605/xxxm23b4e5a.gif\">
本题解析:
本题难度:困难
5、计算题 一小球以20m/s的速度沿光滑斜面向上做匀减速直线运动,加速度大小为a=5m/s2,如果斜面足够长(小球沿斜面返回时加速度不变),求:
(1)经过t=6s的时间,小球速度的大小和方向怎样.
(2)当速度大小变为10m/s时物体所通过的位移是多少?
(3)当速度大小变为10m/s时物体所通过的路程是多少?
参考答案:(1)v=10m/s,沿斜面向下;(2)x=30m,方向沿斜面向上;(3)L=50m。
本题解析:(1)小球速度为零的时间为600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/jvau3wti0ph.png\" style=\"vertical-align:middle;\">,故小球6s时向下加速滑动了2s,故根据受力分析可知向上的加速度和向下的加速度相同,故
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/y4aqoz0gm0c.png\" style=\"vertical-align:middle;\">,沿斜面向下。
(2)无论向上滑动还是向下滑动,根据对称性可知,只要速度大小相等,发生的位移相等,故有:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/vq0gnxek11k.png\" style=\"vertical-align:middle;\">,方向沿斜面向上。
(3)当向上速度大小为10m/s时,路程等于位移大小,即600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/cdveojyak0n.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
当向下速度大小为10m/s时,L=50m。
考点:考查了匀变速直线运动规律的应用
本题难度:一般