3.如圖所示為一種質(zhì)譜儀示意圖,由加速電場(chǎng)、靜電分析器和磁分析器組成.若靜電分析器通道中心線的半徑為R,通道內(nèi)均勻輻射電場(chǎng)在中心線處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,磁分析器有范圍足夠大的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外.一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從靜止開始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿中心線通過(guò)靜電分析器,由P點(diǎn)垂直邊界進(jìn)入磁分析器,最終打到膠片上的Q點(diǎn).不計(jì)粒子重力.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.極板M比極板N電勢(shì)高
B.加速電場(chǎng)的電壓U=ER
C.直徑PQ=2B$\sqrt{qmER}$
D.若一群離子從靜止開始經(jīng)過(guò)上述過(guò)程都落在膠片上同一點(diǎn),則該群離子具有相同的比荷

分析 帶電粒子在電場(chǎng)中,在電場(chǎng)力做正功的情況下,被加速運(yùn)動(dòng).后垂直于電場(chǎng)線,在電場(chǎng)力提供向心力作用下,做勻速圓周運(yùn)動(dòng).最后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),在洛倫茲力作用下,做勻速圓周運(yùn)動(dòng).根據(jù)洛倫茲力的方向,從而可確定電性,進(jìn)而可確定極板的電勢(shì)高低.根據(jù)牛頓第二定律可得在電場(chǎng)力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式,從而求出加速電壓.最后再由牛頓第二定律,洛倫茲力等于向心力可知,運(yùn)動(dòng)的半徑公式,即影響半徑的大小因素.

解答 解:A、由左手定則可知,粒子帶正電,而粒子在MN間被加速,所以M點(diǎn)的電勢(shì)高于N點(diǎn),故A正確;
B、根據(jù)電場(chǎng)力提供向心力,則有qE=$\frac{m{v}^{2}}{R}$,又由電場(chǎng)力加速運(yùn)動(dòng),則有qU=$\frac{1}{2}$mv2,從而解得:U=$\frac{ER}{2}$,故B錯(cuò)誤;
C、根據(jù)洛倫茲力提供向心力,則有:qvB=$\frac{m{v}^{2}}{r}$,結(jié)合上式可知,PQ=$\frac{2\sqrt{ER}}{B}\sqrt{\frac{m}{q}}$,
若一群離子從靜止開始經(jīng)過(guò)上述過(guò)程都落在膠片上同一點(diǎn)說(shuō)明運(yùn)動(dòng)的直徑相同,由于磁場(chǎng),電場(chǎng)與靜電分析器的半徑不變,則該群離子具有相同的比荷,故C錯(cuò)誤,D正確;
故選:AD.

點(diǎn)評(píng) 考查粒子在電場(chǎng)中加速與勻速圓周運(yùn)動(dòng),及在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng).掌握電場(chǎng)力與洛倫茲力在各自場(chǎng)中應(yīng)用,注意粒子在靜電分析器中電場(chǎng)力不做功.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

13.靜電噴涂是利用靜電現(xiàn)象制造的,其噴涂原理如圖所示,則以下說(shuō)法正確的是( 。
A.在噴槍噴嘴與被噴涂工件之間有一強(qiáng)電場(chǎng)
B.涂料微粒一定帶正電
C.涂料微粒一定帶負(fù)電
D.涂料微粒可以帶正電,也可以帶負(fù)電

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

14.早期電視機(jī)接收的頻道為1~12頻道(48.5MHz~223MHz),全頻道電視機(jī)所接收的頻道除1~12頻道外,還包括13~56頻道(470MHz~862MHz),試求早期電視機(jī)和全頻道電視機(jī)所接收的無(wú)線電波的波長(zhǎng)范圍.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

11.電容器帶電荷量為2×10-5C時(shí),極板間的電壓為100V,則這個(gè)電容器的電容為2×10-7F,當(dāng)電壓增加到150V時(shí),帶電荷量增加1×10-5C,這時(shí)電容為2×10-7 F.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

18.關(guān)于保險(xiǎn)絲,下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.電路中有了保險(xiǎn)絲,就能起到保險(xiǎn)作用
B.選用額定電流越小的保險(xiǎn)絲,就越好
C.選擇適當(dāng)規(guī)格的保險(xiǎn)絲,才能夠既不妨礙供電,又能起到保險(xiǎn)的作用
D.以上說(shuō)法都不對(duì)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

8.某實(shí)驗(yàn)小組利用力傳感器和光電門傳感器探究“動(dòng)能定理”,將力傳感器固定在小車上,用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線通過(guò)一個(gè)定滑輪與重物G相連,力傳感器記錄小車受到拉力的大小.在水平軌道上A、B兩點(diǎn)各固定一個(gè)光電門傳感器,用于測(cè)量小車的速度v1和v2,如圖1所示.在小車上放置砝碼來(lái)改變小車質(zhì)量,用不同的重物G來(lái)改變拉力的大小,摩擦力不計(jì).
(1)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下:
①測(cè)量小車和拉力傳感器的總質(zhì)量M1,把細(xì)線的一端固定在力傳感器上,另一端通過(guò)定滑輪與重物G相連,正確連接所需電路;
②將小車停在點(diǎn)C(點(diǎn)C在光電門B的右側(cè)),由靜止開始釋放小車,小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng),除了光電門傳感器測(cè)量速度和力傳感器測(cè)量拉力的數(shù)據(jù)以外,還應(yīng)該記錄的物理量為兩光電門間的距離L;
③改變小車的質(zhì)量或重物的質(zhì)量,重復(fù)②的操作.
(2)下面表格中M是M1與小車中砝碼質(zhì)量之和,(△E為動(dòng)能變化量,F(xiàn)是拉力傳感器的拉力,W是F在A、B間所做的功.表中的△E3=0.600J,W3=0.610J(數(shù)據(jù)保留三位有效數(shù)字).
次數(shù)M/kg|v22-v12||/m2•s-2△E/JF/NW/J
10.5000.7600.1900.4000.200
20.5001.650.4130.8400.420
30.5002.40△E31.22W3
41.002.401.202.421.21

(3)根據(jù)表中的數(shù)據(jù),請(qǐng)?jiān)趫D2坐標(biāo)上作出△E-W圖線.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

15.一個(gè)質(zhì)量為m的物體以某一速度從固定斜面底端沖上傾角a=30°的斜面.其加速度大小為$\frac{3}{4}$g,該物體在斜面上上升的最大高度為h,則此過(guò)程中正確的是( 。
A.動(dòng)能減少$\frac{3}{2}$mghB.重力做功mgh
C.機(jī)械能損失了$\frac{1}{2}$mghD.摩擦力做功$\frac{1}{2}$mgh

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

12.跳臺(tái)滑雪簡(jiǎn)稱“跳雪”,是冬季奧運(yùn)會(huì)的比賽項(xiàng)目之一,其跳臺(tái)由助滑坡、著陸坡和停止區(qū)組成,滑雪運(yùn)動(dòng)員從起滑臺(tái)起滑,在助滑坡上取得較高速度后,在臺(tái)端引伸跳躍,身體和滑雪板保持銳角狀態(tài)在空中飛行,在著陸坡著陸后,繼續(xù)滑行至停止區(qū)停止.現(xiàn)將其抽象為下圖所示模型,軌道AB與BC圓滑相接,軌道BC末端切線水平,起滑臺(tái)離地的高度為H,助滑坡末端C點(diǎn)離地的高度為h,質(zhì)量為m的滑雪運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)由靜止滑下,離開C點(diǎn)時(shí)的速度為v,著陸坡CD與水平面的夾角為θ,重力加速度為g,運(yùn)動(dòng)員可以看做質(zhì)點(diǎn),空氣阻力不計(jì),取地面為參考平面,求:
(1)滑雪運(yùn)動(dòng)員在C點(diǎn)的機(jī)械能.
(2)滑雪運(yùn)動(dòng)員從A到C的過(guò)程中克服滑道阻力所做的功W.
(3)滑雪運(yùn)動(dòng)員的落地點(diǎn)P距C點(diǎn)的距離.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

13.一個(gè)物體做自由落體運(yùn)動(dòng),經(jīng)歷t秒鐘(  )
A.物體在t秒末的速度為gtB.物體在t秒末的速度為$\frac{1}{2}$gt
C.物體下落的高度為gt2D.物體下落的高度為$\frac{1}{2}$gt2

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