【題目】飛行時(shí)間質(zhì)譜儀通過(guò)探測(cè)不同離子到達(dá)探測(cè)頭時(shí)間,可以測(cè)得離子比荷。如圖甲所示,探測(cè)頭在探測(cè)器左端中點(diǎn)。脈沖閥P噴出微量氣體,經(jīng)激光S照射產(chǎn)生不同價(jià)位的離子,假設(shè)正離子在A極板處初速度為零,AB極板間的加速電壓為U0,離子加速后從B板小孔射出,沿中心線方向進(jìn)入C、D板間的偏轉(zhuǎn)控制區(qū)。已知加速電場(chǎng)AB間距為d,偏轉(zhuǎn)極板CD的長(zhǎng)度及寬度均為L。設(shè)加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)均為勻強(qiáng)電場(chǎng),不計(jì)離子重力和離子間相互作用。

(1)若偏轉(zhuǎn)電壓UCD=0,某比荷為k的離子沿中心線到達(dá)探測(cè)頭,求該離子飛行總時(shí)間;

(2)若偏轉(zhuǎn)電壓UCD=0,在C、D板間加上垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,要使所有離子均能通過(guò)控制區(qū)域并從右側(cè)飛出,求這些離子比荷的取值范圍;

(3)若偏轉(zhuǎn)電壓UCD與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示,最大值Um=4U0,周期,假設(shè)離子比荷為k,并且在t=0時(shí)刻開(kāi)始連續(xù)均勻地射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。以D極板的右端點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),豎直向上為y軸正方向,探測(cè)頭可在y軸上自由移動(dòng),在t=T時(shí)間內(nèi),要使探測(cè)頭能收集到所有粒子,求探測(cè)頭坐標(biāo)y隨時(shí)間t變化的關(guān)系。

【答案】(1);(2);(3)

【解析】

(1)在電場(chǎng)中加速過(guò)程,由動(dòng)能定理

根據(jù)

得離子的加速時(shí)間

離子在CD在之間勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

所以離子飛行的總時(shí)間

(2)若離子從C極板邊緣飛出,此時(shí)離子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑是最小的,其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖

由幾何關(guān)系得

解得

因?yàn)?/span>

聯(lián)立解得

離子比荷的取值范圍。

(3)離子通過(guò)CD電場(chǎng)的時(shí)間

加速度

時(shí)進(jìn)入,偏轉(zhuǎn)位移

剛好從極板下邊緣飛出。

設(shè)離子在時(shí)刻進(jìn)入,探測(cè)頭接收到的時(shí)間

向下偏轉(zhuǎn)位移大小

則探測(cè)頭所處的坐標(biāo)為

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:

【題目】某自行車愛(ài)好者在水平面上以如圖姿勢(shì)保持靜止時(shí),下列說(shuō)法正確的是(  )

A.地面對(duì)自行車有向右的摩擦力

B.地面對(duì)自行車作用力大于自行車對(duì)地面的作用力

C.地面對(duì)自行車的支持力小于人和自行車重力之和

D.人對(duì)自行車的作用力豎直向下

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】DIS描繪電場(chǎng)等勢(shì)線的實(shí)驗(yàn)中。

(1)電源通過(guò)正負(fù)電極A、B在導(dǎo)電物質(zhì)上產(chǎn)生的穩(wěn)定電流分布模擬了由二個(gè)______產(chǎn)生的______。

(2)在安裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí),正確的做法是______

A.在一塊平整木板上依次鋪放復(fù)寫紙、白紙、導(dǎo)電紙

B.導(dǎo)電紙有導(dǎo)電物質(zhì)的一面應(yīng)該向上

C.連接電源正負(fù)極的電極A、B必須與導(dǎo)電物質(zhì)保持絕緣

D.連接電極A、B的電源電壓為交流46V.

(3)DIS描繪電場(chǎng)的等勢(shì)線實(shí)驗(yàn)中,按圖所示連接電路.在電極AB的連線上等距離地取a、b、c、de5個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn).將電壓傳感器的兩個(gè)接線柱分別和兩個(gè)探針相連接.當(dāng)正接線柱的電勢(shì)高于負(fù)接線柱時(shí),讀數(shù)為正.

若在圖中連接電壓傳感器正接線柱的探針接觸a點(diǎn),連接負(fù)接線柱的探針接觸b點(diǎn)時(shí),讀數(shù)為負(fù),則可以判斷電極A接在電源的______極上(選填負(fù)).

若連接電壓傳感器的正負(fù)兩個(gè)接線柱的探針?lè)謩e接觸a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)示數(shù)為U1;分別接觸b點(diǎn)和c點(diǎn)時(shí)示數(shù)為U2,則有|U1|______|U2|(選填、“=”).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在大型商場(chǎng)的螺旋滑梯是小孩喜歡游玩的設(shè)施,該設(shè)施由三段軌道組成,小孩從第一段OA軌道進(jìn)入后,從第二段軌道A處由靜止開(kāi)始加速下滑到B處,AB段總長(zhǎng)為16m,小孩在該段通過(guò)的路程s隨時(shí)間t變化規(guī)律為s=0.125t2m),小孩在第三段BC看作勻減速直線運(yùn)動(dòng),BC長(zhǎng)度為x=2m,高度差h=0.4m,小孩最終剛好停在C點(diǎn)處。小孩可視為質(zhì)點(diǎn),求:

(1)小孩在BC段的加速度大。

(2)小孩與BC軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為P,司機(jī)為合理進(jìn)入限速區(qū),減小了油門,使汽車功率立即減小一半并保持該功率繼續(xù)行駛,設(shè)汽車行駛過(guò)程中所受阻力大小不變,從司機(jī)減小油門開(kāi)始,汽車的速度v與時(shí)間t 的關(guān)系如圖所示,則在0t1時(shí)間內(nèi)下列說(shuō)法正確的是(

A. 汽車的牽引力不斷減小

B. t=0時(shí),汽車的加速度大小為

C. 阻力所做的功為

D. 汽車行駛的位移為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,某同學(xué)將鋅板與銅網(wǎng)靠近并平行放置,其余部分用導(dǎo)線連接。電流計(jì)和靜電計(jì)按圖示連接。合上開(kāi)關(guān),當(dāng)用紫外線照射鋅板時(shí),電流計(jì)有電流通過(guò)。下列敘述正確的是(

A.合上開(kāi)關(guān),換用白熾燈照射鋅板,電流計(jì)仍有電流通過(guò)

B.合上開(kāi)關(guān),仍用紫外線照射鋅板,靜電計(jì)指針帶正電

C.斷開(kāi)開(kāi)關(guān),仍用紫外線照射鋅板,并將銅網(wǎng)移近鋅板,靜電計(jì)指針夾角增大

D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān),換用 X射線照射鋅板,靜電計(jì)指針夾角增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)查閱資料得知彈簧彈性勢(shì)能的表達(dá)式為(其中k是彈簧的勁度系數(shù),x是形變量),他想通過(guò)下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置加以驗(yàn)證。有一輕質(zhì)彈簧水平放置在氣墊導(dǎo)軌上,左端固定,彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)另一端在O點(diǎn)處,右端緊靠滑塊,但不連接。

(1)其探究步驟如下:

①按圖1所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置;

②用游標(biāo)卡尺測(cè)量固定在滑塊上的遮光條寬度d,其示數(shù)如圖2所示,則d____mm;

③打開(kāi)氣源,將滑塊放在導(dǎo)軌上,調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌使之水平;

④滑塊壓縮彈簧至位置A(記下此時(shí)彈簧的壓縮量x1)后由靜止釋放,記下遮光條通過(guò)光電門的時(shí)間 t18×103s,則滑塊離開(kāi)彈簧時(shí)的速度v1_____m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字);

⑤重復(fù)以上步驟分別求得物體離開(kāi)彈簧時(shí)的速度大小,v1取平均值;

⑥改變A點(diǎn)的位置,重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn),分別得到多組 xv的值;

(2)如果彈性勢(shì)能的表達(dá)式為,摩擦阻力不計(jì),則物體離開(kāi)彈簧時(shí)的速度v隨彈簧壓縮量x的變化圖線應(yīng)該是______________。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】關(guān)于開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律、宇宙速度,下列說(shuō)法正確的是( 。

A.所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓,太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上

B.所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的二次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的三次方的比值都相等

C.物體在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度,叫做第一宇宙速度

D.達(dá)到第二宇宙速度的物體不受太陽(yáng)的引力

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖(a)所示是某一點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線,AB是電場(chǎng)線上的兩點(diǎn),一負(fù)電荷q僅在電場(chǎng)力作用下以初速度A運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中的速度圖線如右(b)所示,則以下說(shuō)法中不正確的是(

A. 負(fù)電荷qA、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能大小是

B. A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)是

C. A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是

D. 此電場(chǎng)一定是負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)

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