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某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度,电源频率f=50 Hz。在...

某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度,电源频率f=50 Hz。在纸带上打出的点中,选出零点,每隔4个点取1个计数点。因保存不当,纸带被污染,如图所示,A、B、C、D是依次排列的4个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离:xA=16.6 mm、xB=126.5 mm、xD=624.5 mm,若无法再做实验,可由以上信息推知:

(1)相邻两计数点的时间间隔为________s。

(2)打C点时物体的速度大小为________m/s(取2位有效数字)。

(3)物体的加速度大小为________(用xA、xB、xD和f表示)。

 

(1)0.1 (2)2.5 (3) 【解析】(1)打点计时器打出的纸带每隔4个点选择一个计数点,则相邻两计数点时间间隔T=0.1 s。 (2)根据时间中点的速度等于该过程中的平均速度得:vC= m/s =2.5 m/s。 (3)匀加速运动的位移特征是相邻的相等时间间隔内的位移以aT2均匀增大,即,所以有:xBC=xAB+aT2,xCD=xBC+aT2=xAB+2aT2,xBD=2xAB+3aT2,所以物体的加速度大小为。  
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考点分析:
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在“研究匀变速直线运动”的实验中:

(1)除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,不需要的是______。(填选项代号)

A.低压直流电源        B.刻度尺        C.秒表        D.天平

(2)如图所示为一次实验得到的一条纸带,纸带上每相邻的两计数点间都有4个点未画出,按时间顺序取0,1,2,3,4,5,6共7个计数点,测出1,2,3,4,5,6点到0点的距离,如图所示(单位:cm)。由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度大小v4=________m/s,小车的加速度大小为________m/s2。(结果都保留2位有效数字)

(3)如果当时电网中交变电流的频率是f=49 Hz,而做实验的同学并不知道,则加速度的实际值比测量值______。(填“大”或“小”)

 

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(2017·黑龙江牡丹江一中高三月考)相距很近的平行板电容器,在两板中心各开有一个小孔,如图甲所示,靠近A板的小孔处有一电子枪,能够持续均匀地发射出电子,电子的初速度为v0,质量为m,电量为–e,在AB两板之间加上图乙所示的交变电压,其中0<k<1,;紧靠B板的偏转电场电压也等于U0,板长为L,两板间距为d,距偏转极板右端L/2处垂直放置很大的荧光屏PQ。不计电子的重力和它们之间的相互作用,电子在电容器中的运动时间可以忽略不计。

(1)在0~T时间内,荧光屏上有两个位置会发光,试求这两个发光点之间的距离。(结果用L、d表示)

(2)撤去偏转电场及荧光屏,当k取恰当的数值,使在0~T时间内通过电容器B板的所有电子,能在某一时刻形成均匀分布的一段电子束,求k值。

 

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(2017·江西玉山一中高二月考)如图所示,两平行金属板水平放置,板间存在着如图所示的交变电场,极板长为,板间距离为,取竖直向上的方向为电场强度的正方向。一带电量为的正电荷从两板正中间的位置由左侧射入板间,初速度为,已知电荷所受电场力大小是其重力的2倍,重力加速度为,且0时刻射入的粒子正好可从板间射出。求:

    

(1)两板间距应满足的条件;

(2)0时刻射入的粒子射出板间时的动能。

 

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(2017·安徽六安一中高二阶段检测)如图甲所示,质量为m、电荷量为e的电子经加速电压加速后,在水平方向沿垂直进入偏转电场。已知形成偏转电场的平行板电容器的极板长为L(不考虑电场边缘效应),两极板间距为为两极板的中线,P是足够大的荧光屏,且屏与极板右边缘的距离也为L,求:

(1)粒子进入偏转电场的速度v的大小;

(2)若偏转电场两极板间加恒定电压,电子经过偏转电场后正好打中屏上的A点,A点与极板M在同一水平线上,求偏转电场所加电压

(3)若偏转电场两极板间的电压按如图乙所示做周期性变化,要使电子经加速电场后在时刻进入偏转电场后水平击中A点,试确定偏转电场电压以及周期T分别应该满足的条件。

 

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(2017·黑龙江大庆实验中学高二期中)真空室中有如图甲所示的装置,电极K持续发出的电子(初速不计)经过电场加速后,从小孔O沿水平放置的偏转极板MN的中心轴线OO射入。MN板长均为L,间距为d,偏转极板右边缘到荧光屏P(足够大)的距离为S。M、N两板间的电压UMN随时间t变化的图线如图乙所示。调节加速电场的电压,使得每个电子通过偏转极板MN间的时间等于图乙中电压UMN的变化周期T。已知电子的质量、电荷量分别为m、e,不计电子重力。

(1)求加速电场的电压U1

(2)欲使不同时刻进入偏转电场的电子都能打到荧光屏P上,乙中电压U2的范围;

(3)证明在(2)问条件下电子打在荧光屏上形成亮线的长度与距离S无关。

 

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