6.质谱分析技术已广泛应用于各前沿科学领域.汤姆孙发现电子的质谱装置示意如图.M.N为两块水平放置的平行金属极板.板长为L.板右端到屏的距离为D.且D远大于L.O’O为垂直于屏的中心轴线.不计离子重力和离子在板间偏离O’O的距离.以屏中心O为原点建立xOy直角坐标系.其中x轴沿水平方向.y轴沿竖直方向. (1)设一个质量为m0.电荷量为q0的正离子以速度v0沿O’O的方向从O’点射入.板间不加电场和磁场时.离子打在屏上O点.若在两极板间加一沿+y方向场强为E的匀强电场.求离子射到屏上时偏离O点的距离y0; (2)假设你利用该装置探究未知离子.试依照以下实验结果计算未知离子的质量数.上述装置中.保留原电场.再在板间加沿-y方向的匀 强磁场.现有电荷量相同的两种正离子组成的离子流.仍从O’点沿O’O方向射入.屏上出现两条亮线.在两线上取y坐标相同的两个光点.对应的x坐标分别为3.24mm和3.00mm.其中x坐标大的光点是碳12离子击中屏产生的.另一光点是未知离子产生的. 尽管入射离子速度不完全相同.但入射速度都很大.且在板间运动时O’O方向的分速度总是远大于x方向和y方向的分速度. 解:(1)离子在电场中受到的电场力 ① 离子获得的加速度 ② 离子在板间运动的时间 ③ 到达极板右边缘时.离子在方向的分速度 ④ 离子从板右端到达屏上所需时间 ⑤ 离子射到屏上时偏离点的距离 由上述各式.得 ⑥ (2)设离子电荷量为.质量为.入射时速度为.磁场的磁感应强度为.磁场对离子的洛伦兹力 ⑦ 已知离子的入射速度都很大.因而离子在磁场中运动时间甚短.所经过的圆弧与圆周相比甚小.且在板间运动时.方向的分速度总是远大于在方向和方向的分速度.洛伦兹力变化甚微.故可作恒力处理.洛伦兹力产生的加速度 ⑧ 是离子在方向的加速度.离子在方向的运动可视为初速度为零的匀加速直线运动.到达极板右端时.离子在方向的分速度 ⑨ 离子飞出极板到达屏时.在方向上偏离点的距离 ⑩ 当离子的初速度为任意值时.离子到达屏上时的位置在方向上偏离点的距离为.考虑到⑥式.得 ⑾ 由⑩.⑾两式得 ⑿ 其中 上式表明.是与离子进入板间初速度无关的定值.对两种离子均相同.由题设条件知.坐标3.24mm的光点对应的是碳12离子.其质量为.坐标3.00mm的光点对应的是未知离子.设其质量为.由⑿式代入数据可得 ⒀ 故该未知离子的质量数为14. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(2010年高考天津理综卷)一列简谐横波沿x轴正向传播,传到M点时波形如图所示,再经0.6 s,N点开始振动,则该波的振幅A和频率f为(  )

A.A=1 m f=5 Hz                  B.A=0.5 m f=5 Hz

C.A=1 m f=2.5 Hz                D.A=0.5 m f=2.5 Hz

 

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(2010年高考天津理综卷)如图所示,质量m1=0.1 kg,电阻R1=0.3 Ω,长度l=0.4 m的导体棒ab横放在U形金属框架上.框架质量m2=0.2 kg,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数μ=0.2.相距0.4 m的MM′、NN′相互平行,电阻不计且足够长.电阻R2=0.1 Ω的MN垂直于MM′.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5 T.垂直于ab施加F=2 N的水平恒力,ab从静止开始无摩擦地运动,始终与MM′、NN′保持良好接触.当ab运动到某处时,框架开始运动.设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2.

(1)求框架开始运动时ab速度v的大小;
(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中,MN上产生的热量Q=0.1 J,求该过程ab位移x的大小.

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(2010年高考天津卷)质点做直线运动的v-t图象如图所示,规定向右为正方向,则该质点在前8 s内平均速度的大小和方向分别为(  )

A.0.25 m/s 向右  B.0.25 m/s 向左

C.1 m/s 向右      D.1 m/s 向左

 

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(2010年高考天津理综卷)如图所示,质量m1=0.1 kg,电阻R1=0.3 Ω,长度l=0.4 m的导体棒ab横放在U形金属框架上.框架质量m2=0.2 kg,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数μ=0.2.相距0.4 m的MM′、NN′相互平行,电阻不计且足够长.电阻R2=0.1 Ω的MN垂直于MM′.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5 T.垂直于ab施加F=2 N的水平恒力,ab从静止开始无摩擦地运动,始终与MM′、NN′保持良好接触.当ab运动到某处时,框架开始运动.设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2.

(1)求框架开始运动时ab速度v的大小;

(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中,MN上产生的热量Q=0.1 J,求该过程ab位移x的大小.

 

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(2010年高考天津理综卷)一列简谐横波沿x轴正向传播,传到M点时波形如图所示,再经0.6 s,N点开始振动,则该波的振幅A和频率f为(  )

A.A=1 m f=5 HzB.A=0.5 m f=5 Hz
C.A=1 m f=2.5 HzD.A=0.5 m f=2.5 Hz

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同步练习册答案