精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
19.速度相同的一束粒子(不计重力)经速度选择器射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列相关说法中正确的是(  )
A.该束带电粒子带正电
B.速度选择器的P1极板带负电
C.能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于$\frac{E}{{B}_{1}}$
D.若粒子在磁场中运动半径越大,则该粒子的比荷越小

分析 由图可知,粒子进入匀强磁场B2中受到洛伦兹力而做匀速圆周运动,根据粒子向下偏转,即可知粒子所受的洛伦兹力方向向下,由左手定则可判断粒子的电性.
粒子速度选择器中受到电场力和洛伦兹力两个作用,电场力不变,速度方向不变,可知洛伦兹力与电场力应平衡,由左手定则判断出洛伦兹力方向,由平衡条件即可确定出P1极板带什么电.
粒子进入匀强磁场B2中受到洛伦兹力而做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得到半径表达式,根据半径公式分析半径越大时,粒子的质量和比荷的大小.

解答 解:A、由图可知,带电粒子进入匀强磁场B2时向下偏转,所以粒子所受的洛伦兹力方向向下,根据左手定则判断得知该束粒子带正电.故A正确.
B、在平行金属板中受到电场力和洛伦兹力两个作用而做匀速直线运动,由左手定则可知,洛伦兹力方向竖直向上,则电场力方向向下,粒子带正电,电场强度方向向下,所以速度选择器的P1极板带正电.故B错误.
C、粒子能通过狭缝,电场力与洛伦兹力平衡,则有:qvB1=qE,解得:v=$\frac{E}{{B}_{1}}$.故C正确.
D、粒子进入匀强磁场B2中受到洛伦兹力而做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得:qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,解得:r=$\frac{mv}{qB}$.可见,由于v是一定的,B不变,半径r越大,则$\frac{q}{m}$越小.故D正确.
故选:ACD

点评 本题关键要理解速度选择器的原理:电场力与洛伦兹力,粒子的速度一定.粒子在磁场中偏转时,由洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律则可得到半径.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:选择题

13.从飞机起飞后,攀升过程中,假设竖直方向向上先做加速运动后做减速运动,该过程飞行员(  )
A.一直处于失重状态B.一直处于超重状态
C.先处于失重状态,后处于超重状态D.先处于超重状态,后处于失重状态

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

10.某同学利用图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律,物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处).从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图乙所示.打点计时器电源的频率为50Hz.

(1)通过分析纸带数据,可判断物块在相邻计数点5和6之间某时刻开始减速.
(2)计数点4对应的速度大小为1.0m/s(结果保留两位有效数字).
(3)物块减速运动过程中加速度的大小为3m/s2(结果保留两位有效数字).
(4)设重物质量为m,物块质量为M,物块匀加速阶段的加速度大小为a1,匀减速阶段的加速度大小为a2.不考虑空气阻力以及纸带与限位孔之间的摩擦、绳与滑轮之间的摩擦,重力加速度未知,则物块与桌面间的动摩擦因数可表示为μ=$\frac{{a}_{2}}{g}$.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:选择题

7.某同学为了测定木块与斜面间的动摩擦因数,他用测速仪研究木块在斜面上的运动情况,装置如图甲所示.他使木块以初速度m/s的速度沿倾角θ=30°的斜面上滑紧接着下滑至出发点,并同时开始记录数据,结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的,图线如图乙所示.g取10m/s2.则根据题意计算出的下列物理量不正确的是(  )
A.上滑过程中的加速度的大小a1=8m/s2
B.木块与斜面间的动摩擦因数μ1=$\frac{\sqrt{3}}{5}$
C.木块回到出发点时的速度大小v=2m/s
D.木块经2s返回出发点

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:填空题

14.为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数,某小组设计了如图甲所示的实验装置,其中挡板可固定在桌面上,轻弹簧左端与挡板相连,图中桌面高为h,O1、O2、A、B、C点在同一水平直线上.已知重力加速度为g,空气阻力可忽略不计.
实验过程一:挡板固定在O1点,推动滑块压缩弹簧,滑块移到A处,测量O1A的距离,如图甲所示.滑块由静止释放,落在水平面上的P点,测出P点到桌面右端的水平距离为x1
实验过程二:将挡板的固定点移到距O1点距离为d的O2点,如图乙所示,推动滑块压缩弹簧,滑块移到C处,使O2C的距离与O1A的距离相等.滑块由静止释放,落在水平面上的Q点,测出Q点到桌面右端的水平距离为x2

(1)为完成本实验,下列说法中正确的C.
A.必须测出小滑块的质量      B.必须测出弹簧的劲度系数
C.弹簧的压缩量不能太小      D.必须测出弹簧的原长
(2)写出动摩擦因数的表达式μ=$\frac{{x}_{1}^{2}-{x}_{2}^{2}}{4dh}$.(用题中所给物理量的符号表示)
(3)小红在进行实验过程二时,发现滑块未能滑出桌面.为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数,还需测量的物理量是滑块停止滑动的位置到B点的距离.
(4)某同学认为,不测量桌面高度,改用秒表测出小滑块从飞离桌面到落地的时间,也可测出小滑块与水平桌面间的动摩擦因数.此实验方案不可行.(选填“可行”或“不可行”)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

4.图甲是测定小物块与水平面之间动摩擦因数的实验装置,曲面AB与水平面相切于B点且固定.小物块自曲面上某一点释放后沿水平面滑行,光电计时器可以记录小物块通过P、Q的时间.已知当地重力加速度为g.

(1)若小物块经过P点的速度为v,通过PQ的时间为t,PQ之间的距离为x,则小物块与水平面之间的动摩擦因数的表达式为μ=$\frac{2(vt-x)}{g{t}^{2}}$
(2)保持小物块经过P点的速度v不变,多次改变Q的位置,做出$\frac{x}{t}-t$的关系图象如图乙所示,图象在纵轴上截距为b,斜率的绝对值为k,则μ=$\frac{2k}{g}$ (用b、k、g)表示.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

11.在探究测定摩擦因数实验中,某研究小组设计了一种“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案.如图所示,A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽(滑槽末端与桌面相切),B是质量为m的滑块(可视为质点).
第一次实验,如图(a)所示,将滑槽末端与桌面右端M对齐并固定,让滑块从滑槽最高点由静止滑下,最终落在水平地面上的P点,测出滑槽最高点距离桌面的高度h、M距离地面的高度H、M与P间的水平距离x1
第二次实验,如图(b)所示,将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定,让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下,最终落在水平地面上的P'点,测出滑槽末端与桌面右端M的距离L、M与P′间的水平距离x2

(1)在第二次实验中,滑块在滑槽末端时的速度大小为${x}_{1}\sqrt{\frac{g}{2H}}$(用实验中所测物理量的符号表示,已知重力加速度为g)
(2)通过上述测量和进一步的计算,可求出滑块与桌面间的动摩擦因数μ,下列能引起实验误差的是ACD
(A)H的测量  (B)h的测量       (C)L的测量       (D) x2的测量
(3)若实验中测得h=15cm、H=25cm、x1=30cm、L=1Ocm,x2=20cm,则滑块与桌面间的动摩擦因数μ=0.5.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

8.如图为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图,实验步骤如下:
①用天平测量物块和遮光片的总质量M、重物的质量m;用游标卡尺测量遮光片的宽度d,用米尺测量两光电门之间的距离s;
②调整轻滑轮,使细线水平;
③让物块从光电门A的左侧由静止释放,用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间tA和tB,求出加速度a;
④多次重复步骤③,求a的平均值$\overline{a}$;
⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ.
回答下列问题:
(1)物块的加速度a可用d、s和tA和tB表示为a=$\frac{{d}^{2}{t}_{B}^{2}{t}_{A}^{2}}{2s({t}_{A}^{2}-{t}_{B}^{2})}$
(3)动摩擦因数μ可用M、m、$\overline{a}$和重力加速度g表示为μ=$\frac{mg-(M+m)\overline{a}}{Mg}$.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:选择题

9.如图甲所示的变压器电路中,理想变压器原、副线圈匝数之比为1:2,a、b输入端输入如图乙所示的交变电流,副线圈电路中电阻R=1Ω,电路中的电流表、电压表都是理想电表,下列说法正确的是(  )
A.电压表的示数为2$\sqrt{10}$VB.电流表的示数为$\sqrt{10}$A
C.电阻R的功率为10WD.电路中的电流在1s内方向改变50次

查看答案和解析>>

同步练习册答案