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【题目】质谱仪是一种测量带电粒子质量和分析同位素的重要工具,它的构造原理如图,离子源A产生电荷量相同而质量不同的离子束(初速度可视为零),从狭缝S1进入电场,经电压为U的加速电场加速后,再通过狭缝S2从小孔垂直MN射入圆形匀强磁场。该匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于纸面向外,半径为R,磁场边界与直线MN相切E为切点。离子离开磁场最终到达感光底片MN上,设离子电荷量为g,到达感光底片上的点与E点的距离为x,不计重力,可以判断(  )

A. 离子束带负电

B. x越大,则离子的比荷一定越大

C. 到达处的离子在匀强磁场运动时间为

D. 到达处的离子质量为

【答案】CD

【解析】

带电粒子在加速电场中做匀加速直线运动,设加速后的速度大小为v,根据动能定理有:,解得:,然后匀速运动到E点进入有界磁场中,其运动轨迹如下图所示:

粒子从E点先沿虚线圆弧,再沿直线做匀速直线运动到N点。由左手定则,粒子是正电。故A错误;由,则x越大则r越大,则比荷越小,故B错误;在ENO,解得:θ=60°,设带电粒子运动的轨迹圆的半径为r,根据数学知识有:,解得:,由,由几何关系圆弧圆心角α=120°,联立可得: ,故CD正确。

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,竖直墙壁与光滑水平地面交于B点,质量为m1的光滑半圆柱体O1紧靠竖直墙壁置于水平地面上,质量为m2的均匀小球O2用长度等于AB两点间距离l的细线悬挂于竖直墙壁上的A点,小球O2静置于半圆柱体O1上,当半圆柱体质量不变而半径不同时,细线与竖直墙壁的夹角θ就会跟着发生改变。已知重力加速度为g,不计各接触面间的摩擦,则下列说法正确的是

A. θ=60°,半圆柱体对面的压力大小为

B. θ=60°,小球对半圆柱体的压力大小为

C. 改变半圆柱体的半径,半圆柱体对竖直墙壁的最大压力大小为

D. 半圆柱体的半径增大时,其对地面的压力保持不变

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【题目】如图所示,正六面体真空盒置于水平面上,它的ADHE面与BCGF面均为金属板,BCGF面带正电,ADHE面带负电其他面为绝缘材料。从小孔P沿水平方向平行于ABFE面以相同速率射入三个质量相同的带正电液滴abc,最后分别落在123三点。下列说法正确的是

A. 三个液滴在空中运动的时间相同

B. 液滴c所带的电荷量最多

C. 整个运动过程中液滴a的动能增量最大

D. 三个液滴落到底板时的速率相同

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【题目】如图所示,某同学利用图示装置做探究加速度与物体所受合力的关系的实验。在气垫导轨上安装了两个光电门12,滑块上固定一遮光条,滑块通过绕过两个滑轮的细绳与弹簧秤相连,C为弹簧秤,实验时改变钩码的质量,读出弹簧秤的不同示数F,不计细绳与滑轮之间的摩擦力。

(1)根据实验原理图,本实验___________(需要不需要”)将带滑轮的气垫导轨右端垫高,以平衡摩擦力;实验中___________(一定要不必要”)保证钩码的质量远小于滑块和遮光条的总质量;实验中___________(一定要不必要”)用天平测出所挂钩码的质量;滑块(含遮光条)的加速度___________(填“大于”“等于”或“小于”)钩码的加速度。

(2)某同学实验时,未挂细绳和钩码接通气源,推一下滑块使其从轨道右端向左运动,发现遮光条通过光电门2的时间大于通过光电门1的时间,该同学疏忽大意,未采取措施调节导轨,继续进行其他实验步骤(其他实验步骤没有失误),则该同学作出的滑块(含遮光条)加速度a与弹簧秤拉力F的图象可能是___________(填图象下方的字母)

(3)若该同学作出的aF图象中图线的斜率为k,则滑块(含遮光条)的质量为___________

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【题目】如图所示,间距为d的平行导轨A2A3C2C3所在平面与水平面的夹角θ=30°,其下端连接阻值为R的电阻,处于磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中,水平台面所在区域无磁场。长为d、质量为m的导体棒静止在光滑水平台面ACC1A1上,在大小为mg(g为重力加速度大小)、方向水平向左的恒力作用下做匀加速运动,经时间t后撤去恒力,导体棒恰好运动至左边缘A1C1,然后从左边缘A1C1飞出台面,并恰好沿A2A3方向落到A2C2处,沿导轨下滑时间t后开始做匀速运动。导体棒在导轨上运动时始终与导轨垂直且接触良好,除了电阻R外的其他电阻、一切摩擦均不计。求:

(1)导体棒到达A1C1处时的速度大小v0以及A2C2与台面ACC1A1间的高度差h

(2)导体棒匀速运动的速度大小v

(3)导体棒在导轨上变速滑行的过程中通过导体棒某一横截面的总电荷量q

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【题目】如图所示,轻质弹簧左端固定,置于场强为E、水平向左的匀强电场中。一质量为m、电荷量为+q的绝缘物块(可视为质点),从距弹簧右端L1处由静止释放,物块与水平面间动摩擦因数为μ物块向左运动经A点(图中未画出)时速度最大为v,弹簧被压缩到最短时物体离释放点的距离为L2,重力加速度为g则从物块释放到弹簧压缩至最短的过程中(

A. 物块与弹簧组成的系统机械能的增加量为

B. 物块电势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量

C. 物块的速度最大时,弹簧的弹性势能大于

D. 若物块能弹回,则向右运动过程中速度最大处在A点的右侧

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【题目】如图所示,小车放在光滑水平面上, 端固定一个轻弹簧, 端粘有油泥, 总质量为,质量为的木块放在小车上,用细绳连接于小车的端并使弹簧压缩,开始时都静止,当突然烧断细绳时, 被释放,使离开弹簧向端冲去,并跟端油泥粘在一起,忽略一切摩擦,以下说法正确的是( )

A. 弹簧伸长过程中向右运动,同时也向右运动

B. 碰前, 的速率之比为

C. 与油泥粘在一起后, 立即停止运动

D. 与油泥粘在一起后, 继续向右运动

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【题目】下列说法正确的是

A. 雨天打伞时,雨水没有透过伞布是液体表面张力作用的结果

B. 一定质量的理想气体放出热量,其分子的平均动能可能增大

C. 晶体一定具有规则的几何外形和物理性质的各向异性

D. 花粉颗粒在水中布朗运动,反映了水分子在不停地做无规则运动

E. 某气体的摩尔体积为,每个分子的体积为,则阿伏加德罗常数可表示为

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【题目】如图所示,固定的水平光滑细杆上套有小物块A,细线跨过位于O点和杆右端Q点的两个轻质光滑小滑轮,一端连接小物块A,另一端悬挂小物块B,小物块A质量为、小物块B质量为mCO点正下方杆上的点,滑轮到杆的距离OC=h。开始时A位于P点,PO与水平方向的夹角为30°PC<CQ。现将AB由静止释放,重力加速度为g。下列说法正确的是

A. 物块AP点出发第一次到达C点过程中,速度先增大后减小

B. 物块A经过C点时的速度大小为

C. 物块A在杆上长为的范围内做往复运动

D. 在物块AP点出发第一次到达C点的过程中,物块B克服细线拉力做的功等于B重力势能的减少量

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同步练习册答案