13.容器中有質(zhì)子${\;}_1^1H$,α粒子${\;}_2^4He$的混合物,為了把它們分開,先讓它們從靜止開始經(jīng)電場(chǎng)加速,穿出加速電場(chǎng)后,第一種:垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng);第二種:垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),利用電場(chǎng)或磁場(chǎng)使它們偏轉(zhuǎn),最后穿出電場(chǎng)或磁場(chǎng),從而達(dá)到分開的目的.對(duì)于上述兩種情況,能使質(zhì)子和α粒子分開的是(不計(jì)粒子重力)( 。
A.兩種情況都能使質(zhì)子和α粒子分開
B.兩種情況都不能使質(zhì)子和α粒子分開
C.進(jìn)入電場(chǎng)后可以分開進(jìn)入磁場(chǎng)不能分開
D.進(jìn)入電場(chǎng)后不能分開進(jìn)入磁場(chǎng)能夠分開

分析 根據(jù)動(dòng)能定理可求得兩粒子加速后的動(dòng)能和速度;再分別對(duì)進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng)中進(jìn)入分析,根據(jù)電場(chǎng)中的類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律和磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行分析,得出偏轉(zhuǎn)位移和半徑公式即可明確能否散開,從而確定能否分析.

解答 解:設(shè)加速電場(chǎng)電壓為U,則在電場(chǎng)中加速過(guò)程,根據(jù)動(dòng)能定理有:
Uq=$\frac{1}{2}$mv2;
進(jìn)入電場(chǎng)時(shí),粒子做類平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E,則在垂直電場(chǎng)線方向上有:
l=vt
沿電場(chǎng)線方向上有:x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=$\frac{1}{2}\frac{Eq{l}^{2}}{m{v}^{2}}$=$\frac{E{l}^{2}}{4U}$,則可知,偏轉(zhuǎn)位移與荷質(zhì)比無(wú)關(guān),故無(wú)法將兩種粒子分開;
進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),根據(jù)洛倫茲力充當(dāng)向心力則有:
Bqv=m$\frac{{v}^{2}}{R}$
解得:R=$\frac{mv}{Bq}$=$\frac{1}{B}\sqrt{\frac{2mU}{q}}$,因荷質(zhì)比不同,則兩種粒子運(yùn)動(dòng)半徑不同,故在磁場(chǎng)中散開;
由以上分析可知,D正確,ABC錯(cuò)誤.
故選:D.

點(diǎn)評(píng) 本題考查帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析,要注意明確帶電粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)或勻變速運(yùn)動(dòng),而在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),要注意體會(huì)兩種方法的不同.

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:計(jì)算題

3.有一個(gè)帶電量q=-3.0×10-6C的點(diǎn)電荷,從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn),電荷克服電場(chǎng)力做6.0×10-4J的功,從B點(diǎn)移到C點(diǎn),電場(chǎng)力對(duì)電荷做9.0×10-4J的功,設(shè)B點(diǎn)電勢(shì)為零,求A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)差并說(shuō)明A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)高低.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

4.如圖所示為傾斜放置的傳送帶,傳送帶與水平面間的夾角為θ,傳送帶上端到下端的距離為L(zhǎng),開始時(shí)傳送帶以一定的速度沿順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),讓一物塊在傳送帶的上端由靜止釋放,結(jié)果物塊滑到傳送帶底端的時(shí)間為2$\sqrt{\frac{L}{gsinθ}}$.將傳送帶沿逆時(shí)針?lè)较蛉砸栽瓉?lái)速度的大小勻速轉(zhuǎn)動(dòng).物塊仍由傳送帶頂端由靜止釋放,結(jié)果物塊運(yùn)動(dòng)到與傳送帶速度相同時(shí)所用時(shí)間是從頂端到底端所用時(shí)間的一半,重力加速度為g,求:
(1)物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)的大。
(2)傳送帶的速度大。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

1.如圖所示,帶正電的點(diǎn)電荷固定于Q點(diǎn),電子在庫(kù)侖力作用下,沿以Q為焦點(diǎn)的橢圓軌道運(yùn)動(dòng),MNP為橢圓軌道上的三點(diǎn),P點(diǎn)離Q點(diǎn)最遠(yuǎn),電子從M點(diǎn)經(jīng)P點(diǎn)到達(dá)N點(diǎn)的過(guò)程中(  )
A.庫(kù)侖力先增大后減小B.電子的速率先減小后增大
C.庫(kù)侖力先做正功后做負(fù)功D.電勢(shì)能先減小后增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

8.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.力學(xué)中為了研究方便,任何物體任何時(shí)候都可以看成質(zhì)點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)是理想化模型
B.在推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式時(shí),把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程劃分成很多小段,每一小段近似看作勻速直線運(yùn)動(dòng),再把各小段位移相加,這里運(yùn)用了假設(shè)法
C.用比值法定義的物理概念在物理學(xué)中占有相當(dāng)大的比例,例如,加速度a=$\frac{△v}{△t}$和速度v=$\frac{△x}{△t}$都是采用比值法定義的
D.根據(jù)速度定義式v=$\frac{△x}{△t}$,當(dāng)△t非常小時(shí),$\frac{△x}{△t}$就可以表示物體在t時(shí)刻的瞬時(shí)速度,這里運(yùn)用了極限思維法

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

18.一物體靜止在粗糙水平面上,某時(shí)刻受到一沿水平方向的恒定拉力作用開始沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng),已知在第1s內(nèi)合力對(duì)物體做的功為45J,在第1s末撤去拉力,物體整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的v-t圖象如圖所示,g取10m/s2,則(  )
A.物體的質(zhì)量為5kg
B.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1
C.第1 s內(nèi)摩擦力對(duì)物體做的功為60 J
D.第1 s內(nèi)拉力對(duì)物體做的功為60 J

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

5.甲、乙兩物體同時(shí)從同一地點(diǎn)出發(fā),同方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的v-t所示,則( 。
A.t=2s時(shí),甲在乙的前面B.甲的瞬時(shí)速度表達(dá)式為v=2t
C.乙的加速度比甲的加速度大D.t=4s時(shí),甲、乙兩物體相遇

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

2.如圖是某導(dǎo)體的I-U圖線,圖線的傾角為α=45°,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.通過(guò)電阻的電流與其兩端的電壓成正比
B.此導(dǎo)體的電阻R=2Ω
C.I-U圖線的斜率表示電阻的倒數(shù),所以電阻R=1.0Ω
D.在R兩端加6.0 V電壓時(shí),每秒通過(guò)電阻橫截面的電荷量是6.0 C

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

3.為了解釋地球的磁性,19世紀(jì)安培假設(shè):地球的磁場(chǎng)是由繞過(guò)地心的軸的環(huán)形電流I引起的.在下列四個(gè)圖中,能正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是( 。
A.B.C.D.

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同步練習(xí)冊(cè)答案