练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    （2007?重庆）飞行时同质谱仪可通过测量离子飞行时间得到离子的荷质比
    q
    m
    ．如图（1），带正电的离子经电压为U的电场加速后进入长度为L的真空管AB，可测得离子飞越AB所用时间L1．改进以上方法，如图（2），让离子飞越AB后进入场强为E（方向如图）的匀强电场区域BC，在电场的作用下离子返回B端，此时，测得离子从A出发后飞行的总时间t2，（不计离子重力）

    （1）忽略离子源中离子的初速度，①用t1计算荷质比；②用t2计算荷质比．
    （2）离子源中相同荷质比离子的初速度不尽相同，设两个荷质比都为
    q
    m
    的离子在A端的速度分别为v和v′（v≠v′），在改进后的方法中，它们飞行的总时间通常不同，存在时间差△t．可通过调节电场E使△t=0．求此时E的大小．
    分析：（1）粒子在未改进的装置中做匀速直线运动，根据L=vt和qU=
    1
    2
    mv2即可求出核质比，在改进后的装置中在往返运动，根据其运动时间t2=
    L
    v
    +
    2v
    a
    =
    L
    v
    +
    2mv
    qE
     和qU=
    1
    2
    mv2即可求出核质比．
    （2）根据（1）中②即可求出落在在速度为v时的运动时间t和速度为v′时的运动时间t′，写出△t的表达式再根据△t=0即可求出电场强度E的大小．
    解答：解：（1）①设离子带电量为q，质量为m，经电场加速后的速度为v，则
    qU=
    1
    2
    mv2…（1）
    离子飞越真空管，AB做匀速直线运动，则
    L=vt1…（2）
    由（1）、（2）两式得离子荷质比
    q
    m
    =
    L2
    2Ut12
    …（3）
    ②离子在匀强电场区域BC中做往返运动，设加速度为a，则
    qE=ma …（4）
    t2=
    L
    v
    +
    2v
    a
    =
    L
    v
    +
    2mv
    qE
     …（5）
    由（1）、（4）、（5）式得离子荷质比
    q
    m
    =
    1
    2U
    （L+
    4U
    E
    ）2
    1
    t22
    …（6）
    （2）两离子初速度分别为v、v′，则
    t=
    L
    v
    +
    2v
    qE
    m
    =
    L
    v
    +
    2mv
    qE
    …（7）
    t′=
    L
    V′
    +
    2V′
    qE
    m
    =
    L
    v′
    +
    2mv′
    qE
    …（8）
    △t=t-t′=（
    L
    vv′
    -
    2m
    qE
    ）（v′-v）…（9）

    要使△t=0，则须（
    L
    vv′
    -
    2m
    qE
    ）=0…（10）

    所以E=
    2mvv′
    qL
    …（11）
    点评：带电粒子在电场中的运动所遵循的规律和力学中的运动规律相同，故学好力学是学习电学的基础．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2011?重庆模拟）据报道，“嫦娥二号”探月卫星于2010年10月1日18时59分57秒在西昌卫星中心发射，其环月飞行的高度距离月球表面100km，所探测到有关月球的数据将比环月飞行高度为200km．的嫦娥一号更加详实，已知月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的
    1
    6
    ，月球半径约为地球半径的
    1
    3
    ，两颗卫星环月飞行均可视为匀速圆周运动，飞行轨道如题图所示，则下列关于月球卫星的叙述正确的是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    我国已经启动“嫦娥探月工程”，2007年前后发射绕月球飞行的飞船，2010年前后实现登月飞行．若在月球表面上，宇航员测出小物块自由下落h高度所用的时间为t．当飞船在靠近月球表面的圆轨道上飞行时，测得其环绕周期为T，已知万有引力常量为G，根据上述物理量，求月球的质量M．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2007?重庆）氧气钢瓶充气后压强高于外界大气压，假设缓慢漏气时瓶内外温度始终相等且保持不变，氧气分子之间的相互作用．在该漏气过程中瓶内氧气（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网2007年10月29日18时01分，嫦娥一号卫星成功实施入轨后的第三次变轨．30日17时40分，嫦娥一号卫星到达48小时周期轨道远地点，距地面高度12万公里，创下中国航天器飞行测控新记录．已知地球半径6400公里，则在距地面12万公里高处，嫦娥一号卫星所受地球的万有引力与绕地表面飞行时的万有引力大小之比最接近（　　）

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案