【題目】質(zhì)譜儀是分離和檢測(cè)不同同位素的儀器,由靜電分析器和磁分析器等組成的質(zhì)譜儀如圖所示。左側(cè)靜電分析器中有方向指向圓心O、與O點(diǎn)等距離處各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等的徑向電場(chǎng)。右側(cè)的磁分析器中分布著方向垂直于紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其左邊界與靜電分析器的右邊界平行,兩邊界間距近似為零。從離子源射出的速度很。ǹ烧J(rèn)為是零)。質(zhì)量為m、電荷量為q的離子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后以速度v從M點(diǎn)射入靜電分析器,沿半徑為r0的四分之一圓弧軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng),從N點(diǎn)水平射出進(jìn)入磁分析器,最后打在豎直放置于磁分析器左邊界的探測(cè)板上Q點(diǎn)(Q點(diǎn)未標(biāo)出),不計(jì)離子重力和離子間的相互作用。
(1)求加速電場(chǎng)的電壓和靜電分析器中徑向電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大;
(2)計(jì)算探測(cè)板上Q點(diǎn)到O點(diǎn)的距離和離子從M點(diǎn)到Q點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間;
(3)若兩種質(zhì)量分別為m1和m2的同位素離子分別以速度v1和v2從N點(diǎn)射入右側(cè)的磁分析器中,求兩種離子打在探測(cè)板上的位置到N點(diǎn)的距離之比。
【答案】(1) , ; (2), ; (3)。
【解析】
(1)離子在加速電場(chǎng)中,根據(jù)動(dòng)能定理可知
解得
U=
離子在靜電分析器中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力提供向心力
解得
(2)離子進(jìn)入磁分析器中,洛倫茲力提供向心力,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
qvB=m
解得半徑
根據(jù)幾何關(guān)系可知,OQ的距離
x=2r﹣r0=
離子從M點(diǎn)到N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間
t1=
從N點(diǎn)到Q點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為
總時(shí)間
t=t1+t2=
(3)由洛倫茲力提供向心力可知
解得
則兩種離子打在探測(cè)板上的位置到N點(diǎn)的距離之比為
=。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】用圖(a)的裝置“驗(yàn)證牛頓第二定律”時(shí)有兩個(gè)“巧妙”的設(shè)計(jì),一是要求小車(chē)的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量之和;二是對(duì)小車(chē)要進(jìn)行“平衡摩擦力”操作.回答下列問(wèn)題:
(1)實(shí)驗(yàn)要求“小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶質(zhì)量之和”的目的是________________________________。
(2)對(duì)小車(chē)進(jìn)行“平衡摩擦力”操作時(shí),下列必須進(jìn)行的是_______(填字母序號(hào)).
A.取下砂和砂桶
B.在空砂桶的牽引下,輕推一下小車(chē),小車(chē)能做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
C.小車(chē)拖著穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源應(yīng)斷開(kāi)
D.把長(zhǎng)木板沒(méi)有定滑輪的一端墊起適當(dāng)高度
(3)在滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)條件下,某同學(xué)得到了如圖(b)的圖線(xiàn)(M為小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量),圖線(xiàn)在縱軸上截距不為零的原因是_______________.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,平行板電容器與靜電計(jì)和電源同時(shí)相連,靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地。在兩極板間有一個(gè)固定在P點(diǎn)的負(fù)點(diǎn)電荷,以C表示電容器的電容,E表示兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度,θ表示靜電計(jì)指針的偏角,表示P點(diǎn)的電勢(shì),Ep表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能。若保持下極板不動(dòng),將上極板向下移動(dòng)一小段距離至圖中虛線(xiàn)位置,則( 。
A.C增大,E減小
B.E增大,θ增大
C.θ減小,增大
D.增大,Ep減小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,光滑的水平臺(tái)高,在水平臺(tái)上放置A、B兩物體,質(zhì)量分別為,一半徑的光滑固定圓弧軌道豎直放置,與水平地面相切于C點(diǎn),半徑OD與豎直方向OC的夾角,現(xiàn)使物體A以的初速度水平向右運(yùn)動(dòng),并與物體B發(fā)生正碰,物體B離開(kāi)平臺(tái)后恰能沿D點(diǎn)切線(xiàn)方向滑入圓弧軌道。已知重力加速度取,求:
(1)碰撞后物體A的速度;
(2)物體B經(jīng)過(guò)圓弧軌道的C點(diǎn)時(shí),軌道受到的壓力大小。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲所示,一物塊在t=0時(shí)刻,以初速度從足夠長(zhǎng)的粗糙斜面底端向上滑行,物塊速度隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示,時(shí)刻物塊到達(dá)最高點(diǎn),時(shí)刻物塊又返回底端.由此可以確定( )
A.物塊返回底端時(shí)的速度
B.物塊所受摩擦力大小
C.斜面傾角
D.時(shí)間內(nèi)物塊克服摩擦力所做的功
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,將一個(gè)內(nèi)、外側(cè)均光滑的半圓形槽,置于光滑的水平面上,槽的左側(cè)有一個(gè)豎直墻壁,現(xiàn)讓一個(gè)小球自左端槽口A的正上方從靜止開(kāi)始下落,與半圓槽相切從A點(diǎn)進(jìn)入槽,則以下說(shuō)法正確的是( 。
A.小球在半圓形槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中,只有重力對(duì)它做功
B.小球在半圓形槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中,小球與槽組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒
C.小球從最低點(diǎn)向右側(cè)最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,小球與槽組成的系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒
D.小球離開(kāi)右側(cè)最高點(diǎn)以后,將做豎直上拋運(yùn)動(dòng)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】兩個(gè)初速度大小相同的同種離子a和b,從O點(diǎn)沿垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),最后打到屏P上.不計(jì)重力,下列說(shuō)法正確的有( )
A. a、b均帶負(fù)電 B. a在P上的落點(diǎn)與O點(diǎn)的距離比b的近
C. a在磁場(chǎng)中飛行的路程比b的短 D. a在磁場(chǎng)中飛行的時(shí)間比b的短
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示邊長(zhǎng)為2l的正方形虛線(xiàn)框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一個(gè)直角邊長(zhǎng)為l的等腰直角三角形導(dǎo)線(xiàn)框所在平面與磁場(chǎng)方向垂直,導(dǎo)線(xiàn)框斜邊的中線(xiàn)和虛線(xiàn)框的一條對(duì)角線(xiàn)恰好共線(xiàn)。從t=0開(kāi)始,使導(dǎo)線(xiàn)框從圖示位置開(kāi)始以恒定速度沿對(duì)角線(xiàn)方向進(jìn)入磁場(chǎng),直到整個(gè)導(dǎo)線(xiàn)框離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域。用I表示導(dǎo)線(xiàn)框中的感應(yīng)電流(逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?/span>),則下列表示I-t關(guān)系的圖象中,正確的是( 。
A.B.
C.D.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,使質(zhì)量為m=200g的重物自由下落,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn),選取一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶如圖所示。O為紙帶下落的起始點(diǎn),A、B、C為紙帶上選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔T=0.02s打一個(gè)點(diǎn),當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g=9.8m/s2。
(1)計(jì)算B點(diǎn)瞬時(shí)速度時(shí),甲同學(xué)用,乙同學(xué)用。其中所選擇方法正確的是______(填“甲”或“乙”)同學(xué)。
(2)同學(xué)丙想根據(jù)紙帶上的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)一步計(jì)算重物和紙帶下落過(guò)程中所受的阻力,為此他計(jì)算出紙帶下落的加速度為__________m/s2(保留兩位有效數(shù)字),從而計(jì)算出阻力f=_________N(保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位)。
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