【題目】質(zhì)譜儀是一種測(cè)定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要儀器,它的構(gòu)造原理如圖所示。從粒子源S處放出的速度大小不計(jì)、質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子,經(jīng)電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)加速后,垂直進(jìn)入一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后到達(dá)記錄它的照相底片P上。假如離子源能放出氕(H)、氘(H)、氚(H)三種離子,那么它們到達(dá)P上的位置到入口處S1的距離之比是多少?(不計(jì)重力)

【答案】

【解析】

離子在電場(chǎng)中加速,在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),應(yīng)用動(dòng)能定理求出離子的速度,由牛頓第二定律求出粒子的軌道半徑,然后求出它們到達(dá)P上的位置到入口處S1的距離之比。

離子在電場(chǎng)中加速,由動(dòng)能定理得:qU=mv2,
離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得:qvB=m,
解得:
到達(dá)P上的位置到入口處S1的距離:d=2r,離子源能放出氕()、氘()、氚( )三種離子,三種離子的質(zhì)量和電荷量的比值分別為:、、,到達(dá)P上的位置到入口處S1的距離之比為:1

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示的電路中,三個(gè)燈泡L1、L2L3的電阻關(guān)系為R1<R2<R3,電感L的電阻可忽略,D為理想二極管。電鍵K從閉合狀態(tài)突然斷開時(shí),下列判斷正確的是(  )

A. L1逐漸變暗,L2立即熄滅,L3先變亮,然后逐漸變暗

B. L1逐漸變暗,L2L3均先變亮,然后逐漸變暗

C. L2立即熄滅,L1、L3均逐漸變暗

D. L1L2、L3均先變亮,然后逐漸變暗

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,三根長(zhǎng)為L的直導(dǎo)線的某一豎直截面在空間構(gòu)成等邊三角形,導(dǎo)線中通有垂直紙面向外的電流,電流大小均為I,其中導(dǎo)線A、B中通過的電流在導(dǎo)線C處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B0,導(dǎo)線C在水平面上處于靜止?fàn)顟B(tài).導(dǎo)線C受到的靜摩擦力( 。

A. 大小為,方向水平向左B. 大小為,方向水平向右

C. 大小為,方向水平向右D. 大小為,方向水平向左

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)利用圖示裝置,通過研究滑塊上升高度和壓縮量的關(guān)系,探究彈簧的彈性勢(shì)能與形變量的關(guān)系,將彈簧和一帶有指針的滑塊套在豎直的光滑桿上,滑塊和彈簧不拴接,在桿的一側(cè)豎直固定刻度尺,如圖甲所示,彈簧自由伸長(zhǎng)時(shí)上端在B點(diǎn),將彈簧上端壓縮到的位置為A,從靜止釋放滑塊,滑塊上升到最高點(diǎn)的位置為C,分別記下這幾個(gè)點(diǎn)位置并從刻度尺上讀出對(duì)應(yīng)示數(shù)xB、xA、xC,不斷改變彈簧壓縮到的位置,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過程,記錄A、C的位置;測(cè)出滑塊質(zhì)量為m,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g。

(1)滑塊上升的高度h=________________,彈簧的壓縮量大小x=___________(用測(cè)得的xA、xBxC表示)。

(2)該同學(xué)做出h隨壓縮量x的幾種圖象如下圖所示,由這些圖象可以得出彈性勢(shì)能與形變量的關(guān)系是

___________________________;

(3)若將另一個(gè)相同的彈簧與甲圖中彈簧套在一起(如圖乙所示)再做實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)h-Δx2圖象的斜率_____(變大、變小、不變”)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】小明在課本查到“木—木”的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3,打算對(duì)這個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn),設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn):

(1)將質(zhì)量為M的待測(cè)木塊放在水平放置的長(zhǎng)木板上,通過細(xì)繩連接沙桶,增加沙桶中沙

的質(zhì)量,直到輕推木塊,木塊恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng),若此時(shí)沙桶及沙的總質(zhì)量為m,則動(dòng)摩擦因數(shù)μ=_______________

(2)由于找不到天平,小明進(jìn)行了以下步驟:取下沙桶,在木板上固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,將紙帶系在木塊上,并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器;將木板不帶滑輪的一端墊高,直到木塊能做勻速直線運(yùn)動(dòng);掛上沙桶(沙桶及沙的總質(zhì)量保持不變),接通電源,穩(wěn)定后釋放木塊,得到如圖紙帶.

(3)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz,根據(jù)紙帶數(shù)據(jù),可求得木塊運(yùn)動(dòng)的加速度a=___________m/s2 (保留兩位有效數(shù)字).

(4)若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.8m/s2,則算的μ=__________

(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】A、C是兩個(gè)帶電小球,質(zhì)量分別是mA、mC,電量大小分別是QA、QC,用兩條等長(zhǎng)絕緣細(xì)線懸掛在同一點(diǎn)O,兩球靜止時(shí)如圖所示,此時(shí)繩子對(duì)兩球的拉力分別為TA、TC,兩球連線ACO所在豎直線的交點(diǎn)為B,且AB<BC,下列說法正確的是

A. QA>QC

B. mA︰mC=TA︰TC

C. TA=TC

D. mA︰mC=BC︰AB

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在光滑水平面上,a、b兩小球沿水平面相向運(yùn)動(dòng),當(dāng)小球間距小于或等于L時(shí),受到大小相等,方向相反的相互排斥恒力作用,小球間距大于L時(shí),相互排斥力為零。小球在相互作用區(qū)間運(yùn)動(dòng)時(shí)始終未接觸,兩小球運(yùn)動(dòng)時(shí)速度v隨時(shí)間t的變化關(guān)系圖象如圖所示,由圖可知

A. a球質(zhì)量小于b球質(zhì)量

B. 0~t2時(shí)間內(nèi)兩小球間距逐漸減小

C. t1時(shí)刻兩小球間距最小

D. 0~t3時(shí)間內(nèi)b球所受排斥力方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相反

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩塊水平放置的平行正對(duì)的金屬板a、b與電池相連,b板接地(規(guī)定大地電勢(shì)為零)在距離兩板等遠(yuǎn)的P點(diǎn)有一個(gè)帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)。若將b板向下平移一小段距離,則穩(wěn)定后,下列說法中正確的是

A. 液滴將加速向下運(yùn)動(dòng)

B. P點(diǎn)電勢(shì)升高,液滴在P點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能減小

C. P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度變大

D. b板移動(dòng)前后兩種情況下,若將液滴從a板移到b板,電場(chǎng)力做功不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩塊平行金屬極板MN水平放置,板長(zhǎng)L=l m,間距d=m,兩金屬板間電壓UMN=1×104V;在平行金屬板右側(cè)依次存在ABC和FGH兩個(gè)全等的正三角形區(qū)域,正三角形ABC內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),三角形的上頂點(diǎn)A與上金屬板M平齊,BC邊與金屬板平行,AB邊的中點(diǎn)P恰好在下金屬板N的右端點(diǎn);正三角形FGH內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),已知A、F、G處于同一直線上,B、C、H也處于同一直線上,AF兩點(diǎn)距離為m,F(xiàn)從平行金屬極板MN左端沿中心軸線方向入射一個(gè)重力不計(jì)的帶電粒子,粒子質(zhì)量m=3×l0kg,帶電量q=+l×10C,初速度v0=1×l0 m/s。求:

(1)帶電粒子從電場(chǎng)中射出時(shí)的速度v的大小和方向?

(2)若帶電粒子進(jìn)入三角形區(qū)域ABC后垂直打在AC邊上,求該區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度 ?

(3)接第(2)問,若要使帶電粒子由FH邊界進(jìn)入FGH區(qū)域并能再次回到FH界面,求B2 至少應(yīng)為多大?

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