【題目】在科研實驗中需要將電離后得到的一價氦離子和二價氦離子進(jìn)行分離,小李同學(xué)設(shè)計了如圖所示方案:在真空環(huán)境中,將一價氦離子和二價氦離子的混合物通過A、B兩極板間的電場加速,然后再讓它們經(jīng)過由平行帶電金屬板C、D所形成的另一勻強(qiáng)電場發(fā)生偏轉(zhuǎn)。若氦離子進(jìn)入加速電場時的速度可忽略不計,氦離子重力不計,且所有的氦離子均可達(dá)到離子接收器處。那么在離子接收器處,下列說法正確的是( 。
A.一價氦離子和二價氦離子不能分開
B.一價氦離子和二價氦離子能分開
C.一價與二價氦離子獲得的動能相等
D.二價氦離子獲得的動能大于一價氦離子獲得的動能
【答案】AD
【解析】
AB.設(shè)離子電荷量為q、質(zhì)量為m,加速電壓為U1,偏轉(zhuǎn)電場場強(qiáng)為E,偏轉(zhuǎn)電場極板長為L,離子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時的速度偏向角為,在電場中加速有
解得
在偏轉(zhuǎn)電場粒子做類平拋運動有
從偏轉(zhuǎn)電場中射出時的速度偏向角有
代入v2可得
說明一價氦離子與二價氦離子從偏轉(zhuǎn)電場中射出的位置、射出方向相同,與電荷量無關(guān),兩種離子不能分開,故A正確,B錯誤;
CD.由功能關(guān)系得,離子離開偏轉(zhuǎn)電場時獲得的動能為
二價氦離子電荷量大,所以二價氦離子獲得的動能較大,故C錯誤,D正確。
故選AD。
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【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi)固定兩個很靠近的同心圓軌道,外圓內(nèi)表面光滑,內(nèi)圓外表面粗糙,一質(zhì)量為的小球從軌道的最低點以初速度向右運動,球的直徑略小于兩圓間距,球運動的軌道半徑為,不計空氣阻力,下列說法正確的是( )
A.若使小球在最低點的速度大于,則小球在整個運動過程中,機(jī)械能守恒
B.若小球要做一個完整的圓周運動,小球在最低點的速度必須大于等于
C.若,則小球在整個運動過程中克服摩擦力做功等于
D.若小球第一次運動到最高點,內(nèi)圓對小球的支持力為,則小球在最低點對外圓環(huán)的壓力為
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【題目】據(jù)報道,我國華中科技大學(xué)的科學(xué)家創(chuàng)造了脈沖平頂磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度超過60T的世界紀(jì)錄,脈沖平頂磁場兼具穩(wěn)態(tài)和脈沖兩種磁場的優(yōu)點,能夠?qū)崿F(xiàn)更高的強(qiáng)度且在一段時間保持很高的穩(wěn)定度。如圖甲所示,在磁場中有一匝數(shù)n=10的線圈,線圈平面垂直于磁場,線圈的面積為S=4×10-4m2,電阻為R=60Ω。如圖乙為該磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化規(guī)律,設(shè)磁場方向向上為正,求:
(1)t=0.5×10-2s 時,線圈中的感應(yīng)電動勢大;
(2)在0~2×10-2s 過程中,通過線圈橫截面的電荷量;
(3)在0~3×10-2s 過程中,線圈產(chǎn)生的熱量。
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【題目】如圖甲所示,質(zhì)量為4kg的物體在水平推力作用下開始運動,推力F的大小隨位移x變化的情況如圖乙所示,物體與地面間的動摩擦因數(shù)為,g取10m/s2則( )
A.物體先做加速運動,推力撤去后才開始做減速運動
B.運動過程中推力做的功為200J
C.物體在運動過程中的加速度先變小后不變
D.因推力是變力,無法確定推力做的功
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【題目】在電子技術(shù)中,科研人員經(jīng)常通過在適當(dāng)?shù)膮^(qū)域施加磁場或電場束控制帶電粒子的運動。如圖所示,位于M板處的粒子源不斷產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子,粒子經(jīng)小孔S1不斷飄入電壓為U的加速電場,其初速度可視為零;然后經(jīng)過小孔S2射出后沿x軸方向從坐標(biāo)原點O垂直于磁場方向進(jìn)入x軸上方(含x軸正半軸)的有界勻強(qiáng)磁場控制區(qū),磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。粒子發(fā)生270°偏轉(zhuǎn)后離開磁場豎直向下打在水平放置的熒光屏上,已知N板到y軸、熒光屏到x軸的距離均為L,不考慮粒了重力及粒子間的相互作用。
(l)求粒子在磁場中運動半徑的大;
(2)求粒子從N板射出到打在熒光屏上所需的時間;
(3)實際上加速電壓的大小會在U±范圍內(nèi)微小變化,粒子以不同的速度進(jìn)入磁場控制區(qū)域,均能發(fā)生270°偏轉(zhuǎn)豎直打在熒光屏上,求有界磁場區(qū)域的最小面積S。
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【題目】某實驗小組成員準(zhǔn)備測量干電池電源的電動勢和內(nèi)電阻,所用器材如下:
A.待測干電池兩節(jié),電源的電動勢約為3.0V,內(nèi)電阻約幾歐姆
B.直流電壓表V1(量程2V,內(nèi)阻約2kΩ)
C.直流電壓表V2(量程3V,內(nèi)阻約2kΩ)
D.定值電阻R0
E.滑動變阻器R(已知最大阻值為Rm)
F.導(dǎo)線和開關(guān)
該小組成員設(shè)計的電路如圖所示。
(1)實驗前,將滑動變阻器的滑片移到一端,使滑動變阻器接入電路的電阻最大,閉合開關(guān),這時電壓表V1、V2,的示數(shù)分別為U10、U20,則定值電阻阻值R0=_________(用Rm、U10、U20表示)。
(2)調(diào)節(jié)滑動變阻器,測出多組電壓表V1、V2的示數(shù)U1、U2,以對應(yīng)的U1、U2為點的坐標(biāo),在U1-U2坐標(biāo)系下描點、連線、做出U1-U2圖像,如圖所示。圖線在縱軸上的截距為b,在橫軸上的截距為a。則電源的電動勢E=________,內(nèi)電阻r=_______(兩空都用a、b、R0表示)。
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【題目】一質(zhì)量為m的物體用一根足夠長細(xì)繩懸吊于天花板上的O點,現(xiàn)用一光滑的金屬鉤子勾住細(xì)繩,水平向右緩慢拉動繩子(鉤子與細(xì)繩的接觸點A始終在一條水平線上),下列說法正確的是( 。
A.鉤子對細(xì)繩的作用力始終水平向右
B.OA段繩子的力逐漸增大
C.鉤子對細(xì)繩的作用力逐漸增大
D.鉤子對細(xì)繩的作用力可能等于mg
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【題目】利用如圖所示的電路測量一個滿偏電流為300μA,內(nèi)阻rg約為幾十到幾百歐姆的電流表的內(nèi)阻值,有如下的主要實驗器材可供選擇:
A.滑動變阻器(阻值范圍0~30k)
B.滑動變阻器(阻值范圍0~10k)
C.電源(電動勢3V,內(nèi)阻不計)
D.電源(電動勢6V,內(nèi)阻不計)
(1)為了使測量盡量精確,在上述可供選擇的器材中,滑動變阻器R應(yīng)選用________,電源E應(yīng)選用__________。(選填器材前面的字母序號)
(2)實驗時要進(jìn)行的主要步驟有:
A.?dāng)嚅_S2,閉合S1
B.調(diào)節(jié)R的阻值,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度
C.閉合S2
D.調(diào)節(jié)電阻箱R’的阻值,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的三分之一
E.記下此時R’的阻值為90
則待測電流表的內(nèi)阻rg的測量值為______,該測量值______電流表內(nèi)阻的真實值。(選填“大于”、“小于”或“等于”)
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【題目】太陽內(nèi)部不斷進(jìn)行著各種核聚變反應(yīng),其中一種為,氘核的質(zhì)量為m1,氚核的質(zhì)量為m2,氦核的質(zhì)量為m3,中子的質(zhì)量為m4,核反應(yīng)中發(fā)射一種γ光子,該γ光子照射到逸出功為W0的金屬上打出的最大初動能的光電子速度為v,已知光電子的質(zhì)量為m,光速為c,普朗克常量為h,則下列說法錯誤的是( 。
A.聚變反應(yīng)釋放的核能為(m1+m2-m3-m4)c2
B.γ光子來源于原子核外電子的能級躍遷
C.光電子的德布羅意波長為
D.γ光子的頻率為
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