【题目】某种工业上用质谱仪将铀离子从其他相关元素中分离出来，如图所示，铀离子通过U＝100kV的电势差加速后进入匀强磁场分离器，磁场中铀离子的路径为半径r＝1.00m的半圆，最后铀离子从狭缝出来被收集在一只杯中，已知铀离子的质量m＝3.92×10－25kg，电荷量q＝3.20×10－19C，如果该设备每小时分离出的铀离子的质量M＝100mg，则：(为便于计算
≈2)
(1)求匀强磁场的磁感应强度；
(2)计算一小时内杯中所产生的内能；
(3)计算离子流对杯产生的冲击力。
【答案】(1)0.5T(2)8.16×106J(3)0.011N
【解析】
(1)铀离子在加速电场中加速时，由动能定理
qU＝
mv2－0
铀离子做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供
qvB＝
所以
B＝
T＝0.5T。
(2)每小时加速铀离子的数目
n＝
＝
＝2.55×1020个，
每个铀离子加速获得的动能为
Ek＝mv2＝qU
这些动能全部转化为内能，则n个铀离子全部与杯子碰撞后产生的总的内能为：
Q＝nEk＝nqU＝2.55×1020×3.20×10－19×105J＝8.16×106J。
(3)经过1小时，把这些铀离子看成一个整体，根据动量定理得－FNt＝0－Mv
所以求得杯子对这些铀离子的冲击力
FN
N＝0.011N
据牛顿第三定律，离子对杯子的冲击力大小等于0.011N；
天天向上一本好卷系列答案
小学生10分钟应用题系列答案科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】利用如图甲所示的装置可以完成力学中的许多实验。
（1）下列说法正确的是________。
A.用此装置“探究小车速度随时间变化的规律”时，必须设法消除小车和滑板间摩擦阻力的影响
B.用此装置“探究加速度与力、质量的关系”时，每次改变小车质量后，需要重新平衡摩擦力
C.用此装置“探究加速度与力、质量的关系”时，为保证小车所受的拉力近似等于砂及砂桶的重力，必须使砂及砂桶的质量远大于小车的质量
D.用此装置“探究功与速度变化的关系”时，必须调整滑轮高度使连接小车的细线与滑板平行
（2）某同学用图甲装置进行“探究加速度与力、质量的关系”时，进行了如下操作：
①在滑板的右侧加一垫块，用以平衡摩擦阻力，如图乙所示，开启电源，轻推小车，打出了一条如图丙所示的纸带，据此纸带可判断，垫块________（填“偏薄”或“偏厚”）。
②垫块调整后，再打出一条纸带，从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离（单位cm），如图丁所示，由纸带数据计算可得，打下计数点3时小车的速度为________ m/s，小车的加速度为________ m/s2（以上均保留2位有效数字）。
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【题目】某研究小组设计了如下实验来验证动量守恒定律：
两条相同的细线分别挂着两个等体积小球，质量分别是m1和m2，中间夹有一轻弹簧，再用一细线穿过弹簧连接两球，弹簧处于压缩状态但不与小球连接。用火烧断细线，两球向左右运动，测出它们最大的摆角分别为
，
，如图所示。
(1)实验过程中，______（选填“有”或“没有”）必要测出竖直细线的长度.
(2)理论上，质量大的小球摆角______（选填“大”或“小”）
(3)试写出验证动量守恒的表达式：______。（用题中所给物理量表示）
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【题目】在距地面不同高度的太空有许多飞行器。其中天舟一号距地面高度约为393km，哈勃望远镜距地面高度约为612km，张衡一号距地面高度约为500km。若它们均可视为绕地球圆周运动，则（ ）
A. 天舟一号的加速度大于张衡一号的加速度
B. 哈勃望远镜的线速度大于张衡一号的线速度
C. 天舟一号的周期大于哈勃望远镜的周期
D. 哈勃望远镜的角速度大于张衡一号的角速度
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【题目】(1)在“练习使用多用电表”的实验中，小明同学用多用电表测量某一电阻，由于第一次选择的倍率不够合适，又改换另一倍率测量，两次测量时电表指针所指的位置如图(甲) 中的虚线所示，下面列出这两次测量中的主要操作：
A.将两根表笔短接，并调零
B.将表笔分别与被测电阻的两端接触，观察招针位置
C.记下电阻值
D.将“选择开关”旋到“×10Ω”挡
E.将“选择开关”旋到“×1Ω”挡
F.将“选择开关”旋到交流500V挡
①根据上述有关操作作出两次倍率选择的先后顺序是____(选填“DE”或“ED”)；
②该电阻的阻值是_________Ω.
（2）为了更精确地测定该电阻的阻值，小明欲采用伏安法.现有如下实验器材：①量程为3V，内阻约为3kΩ的电压表；②量程为10mA，内阻约为0.1Ω的电流表；③阻值为0～20Ω的滑动变阻器；④内阻可忽略，输出电压为3V的电源；⑤开关和导线若干.
图(乙)中P点应该________，Q点应该__________.(均在下列选项中选择)
A.接a B.接b C.接c D.不接
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【题目】如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动．小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其F－v2图象如图乙所示．则
A.小球的质量为
B.当地的重力加速度大小为
C.v2＝c时，小球对杆的弹力方向向上
D.v2＝2b时，小球受到的弹力与重力大小相等
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【题目】关于平抛运动，下列说法中错误的是( )
A. 平抛运动是匀变速运动
B. 做平抛运动的物体，在任何相等的时间内速度的变化量都是相等的
C. 平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动
D. 落地时间和落地时的速度只与抛出点的高度有关
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【题目】如图是货场装卸货物的示意图，图中吊车向左运动的速率 v恒定，使悬吊着的货物也以同一速率 v做水平方向上的匀速运动。当货物距货车 x时，吊车上的卷扬机突然启动，使货物在水平方向上仍以 v匀速运动的同时，又沿竖直方向向上做加速度为 a的匀加速运动.
(1)若货物的总质量为 M，求卷扬机启动前、后吊绳上的拉力各是多大？
(2)以卷扬机启动瞬间物体所在位置为坐标原点 O，水平向左为+x方向，竖直向上为+y方向，请在如图坐标系中画出货物运动的大致轨迹.
(3)为使货物到达货车时至少提升 h高度，则v最大值为多少？
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【题目】如图所示，把一带正电的小球a放在光滑绝缘斜面上，欲使球a能静止在斜面上，需在MN间放一带电小球b，则b应( )
A.带负电，放在A点
B.带正电，放在B点
C.带负电，放在C点
D.带正电，放在C点
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