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    14．质谱仪最初是由汤姆生的学生阿斯顿设计的，他用质谱仪证实了同位素的存在．如图所示，容器A中有质量分别为m1，m2，电荷量相同的两种粒子（不考虑粒子重力及粒子间的相互作用），它们从容器A下方的小孔S1不断飘入电压为U的加速电场（粒子的初速度可视为零），沿直线S1S2（S2为小孔）与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，最后打在水平放置的照相底片上．由于实际加速电压的天小在U士△U范围内微小变化，这两种粒子在底片上可能发生重叠．对此，下列判断正确的有（　　）
    A．两粒子均带正电B．打在M处的粒子质量较小
    C．若U一定，△U越大越容易发生重叠D．若△U一定，U越大越容易发生重叠

    分析 根据左手定则知两粒子均带正电，根据动能定理和洛伦兹力充当向心力分析质量与半径的关系，不重叠，应该使半径较大的最小半径都比半径小的最大半径大．

    解答 解：A、根据左手定则知两粒子均带正电，故A正确
    B、粒子在电场中加速qU=$\frac{1}{2}$mv2，在磁场中圆周运动有：qvB=$\frac{m{V}^{2}}{R}$，
    解得：R=$\frac{1}{B}\sqrt{\frac{2mU}{q}}$知半径小的粒子的质量也较小，故B正确．
    C、假设m2的质量大，m1最大半径为：R1=$\frac{1}{B}\sqrt{\frac{2{m}_{1}（U+△U）}{q}}$
    m2最小半径为：R2=$\frac{1}{B}\sqrt{\frac{2{m}_{2}（U-△U）}{q}}$．
    两轨迹不发生交叠，有R1＜R2，
    解得：$\frac{△U}{U}＜\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{m}_{2}+{m}_{1}}$，若U一定，△U越大两个半径越容易相等，越容易发生重叠，故C正确D错误．
    故选：ABC

    点评 解决本题的关键理解粒子速度选择器的工作原理，掌握偏转磁场中粒子的运动规律

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    4．如图所示，在磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中，金属杆PQ在外力F作用下在粗糙U形导轨上以速度v=2m/s向右匀速滑动，两导轨间距离L=1.0m，电阻R=3.0Ω，金属杆PQ的电阻r=1.0Ω，导轨电阻忽略不计，则下列说法正确的是（　　）
    A．通过R的感应电流的方向为由d到a
    B．金属杆PQ两端电压为2 V
    C．金属杆PQ受到的安培力大小为0.5 N
    D．外力F做功大小等于电路产生的焦耳热

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    5．固定的半圆形玻璃砖的横截面如图所示，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线，足够大的
    光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN，由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO′夹角θ较小时，光屏NQ区域出现两个光斑，逐渐增大θ角．当θ=α时，光屏NQ区城A光的光斑消失，继续增大θ角，当θ=β时，光屏NQ区域B光的光斑消失，则下列说法中正确的是（　　）
    A．A光在MN面发生全反射的临界角比B光的在MN面发生全反射的临界角大
    B．玻璃砖对A光的折射率比对B光的大
    C．A光在玻璃砖中传播速度比B光的大
    D．α＜θ＜β时，光屏PQ上有2个光斑
    E．β＜θ＜$\frac{π}{2}$时，光屏PQ上只有1个光斑

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    2．已知铜的摩尔质量为M（kg/mol），铜的密度为ρ（kg/m3），阿伏加德罗常数为NA（mol-1）．下列判断错误的是（　　）
    A．1 kg铜所含的原子数为$\frac{{N}_{A}}{M}$B．1 m3铜所含的原子数为$\frac{M{N}_{A}}{ρ}$
    C．1个铜原子的质量为$\frac{M}{{N}_{A}}$（kg）D．1个铜原子的体积为$\frac{M}{ρ{N}_{A}}$（m3）

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    9．如图所示，光滑杆AB长为L，其B端固定一根劲度系数为k=100N/m，原长为l0=0.4m的轻质弹簧，质量为m=1kg的小球套在光滑杆上并与弹簧的上端连接；OO′为过B点的竖直轴，杆与水平面间的夹角始终为θ=37°（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
    （1）当杆保持静止状态，在弹簧处于原长时，静止释放小球，求小球速度最大时弹簧的压缩量△l1；
    （2）当球随杆一起绕OO′轴以角速度ω0=$\frac{1}{cosθ}\sqrt{\frac{2gsinθ}{L}}$匀速转动时，小球恰好能稳定在杆上的某一位置P处（图中未画出）．保持ω0不变，小球受轻微扰动后沿杆上滑，到最高点A时其沿杆对其所做的功W．（结果用m、g、vy、θ、L表示）

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    19．如图甲所示，一对平行金属板M?N长为L，相距为d，O1O为中轴线．当两板间加电压UMN=U0时，两板间为匀强电场，忽略两极板外的电场?某种带负电的粒子从O1点以速度v0沿O1O方向射入电场，粒子恰好打在上极板M的中点，粒子重力忽略不计?

    （1）求带电粒子的比荷$\frac{q}{m}$
    （2）若MN间加如图乙所示的交变电压，其周期T=$\frac{T}{{v}_{0}}$，从t=0开始，前$\frac{T}{3}$内UMN=2U，后$\frac{2T}{3}$内UMN=-U，大量的上述粒子仍然以速度v0沿O1O方向持续射入电场，最终所有粒子恰好能全部离开电场而不打在极板上，求U的值；
    （3）若紧贴板右侧建立xOy坐标系，在坐标系第I?IV象限某区域内存在一个方向垂直于坐标平面的圆形匀强磁场区域，能使在（2）问情景下所有粒子经过磁场偏转后都会聚于P（2d，2d）点，求此圆形磁场的最小面积及对应磁感应强度B的大小?

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    6．一个弹簧振子沿x轴做简谐振动，周期是1.0s．从经过平衡位置沿x轴正方向运动的时刻开始计时，那么经过1.2s后的时刻（　　）
    A．振子正在做加速运动，加速度正在增加
    B．振子正在做加速运动，加速度正在减少
    C．振子正在做减速运动，加速度正在增加
    D．振子正在做减速运动，加速度正在减少

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    3．如图所示，两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动，物体发生一段位移后，力F1对物体做功为8J，力F2对物体做功为6J，则力F1与F2的合力对物体做功（总功）为
    （　　）
    A．10JB．14JC．2JD．7J

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    4．用双缝干涉测光的波长，已知双缝与屏的距离L=0.700m，双缝间距d=0.200mm．用测量头来测量亮纹中心的距离．测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心（如图（甲）所示），记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数．

    （1）分划板的中心刻线分别对准第1条和第6条亮纹的中心时，手轮上的读数如图（乙）所示，则对准第1条时读数x1=1.190mm、对准第6条时读数x2=9.869mm
    （2）写出计算波长λ的表达式，λ=$\frac{d（{x}_{2}-{x}_{1}）}{5L}$m．
    （3）在屏上观察到了干涉条纹．如果将双缝到屏距离增大，则屏上的干涉条纹的间距将变大（变大、不变或变小）

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