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圖8-2-29為一種質(zhì)譜儀工作原理示意圖.在以O為圓心、OH為對稱軸、夾角為2α的扇形區(qū)域內(nèi)分布著方向垂直于紙面的勻強磁場，對稱于OH軸的C和D分別是離子發(fā)射點和收集點.CM垂直磁場左邊界于M，且OM＝d.現(xiàn)有一正離子束以小發(fā)散角（紙面內(nèi)）從C射出，這些離子在CM方向上的分速度均為v₀.若離子束中比荷為的離子都能匯集到D，試求：

圖8-2-29

（1）磁感應(yīng)強度的大小和方向（提示：可考慮沿CM方向運動的離子為研究對象）；

（2）離子沿與CM成θ角的直線CN進入磁場，其軌道半徑和在磁場中的運動時間；

（3）線段CM的長度.

（1）　方向垂直紙面向外

（2）　

（3）dcotα

解析:

（1）設(shè)沿CM方向運動的離子在磁場中做圓周運動的軌道半徑為R

由

R＝d

得

磁場方向垂直紙面向外.

（2）設(shè)沿CN運動的離子速度大小為v，在磁場中的軌道半徑為R′，運動時間為t

由vcosθ＝v₀得

則.

離子在磁場中做勻速圓周運動的周期

（3）設(shè)圓心為A，過A作AB垂直于NO，如圖所示.

可以證明NM＝BO

因為NM＝CMtanθ

又因為

所以CM＝dcotα.

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相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

Ⅰ．在伽利略羊皮紙手稿中發(fā)現(xiàn)的斜面實驗數(shù)據(jù)如右表所示，人們推測第二、三行數(shù)據(jù)可能分別表示時間和長度．伽利略時代的1個長度單位相當(dāng)于現(xiàn)在的29/30mm，假設(shè)1個時間單位相當(dāng)于現(xiàn)在的0.5s．由此可以推測實驗時光滑斜面的長度至少為

m，斜面的傾角約為

度．（g取10m/s²，角度很小時其弧度值約等于其正弦值）
伽利略手稿中的數(shù)據(jù)

1	4	9	16	25	36	49	64
1	2	3	4	5	6	7	8
32	130	298	526	824	1192	1600	2104

Ⅱ．如下圖甲所示為測量電動機轉(zhuǎn)動角速度的實驗裝置，半徑不大的圓形卡紙固定在電動機轉(zhuǎn)軸上，在電動機的帶動下勻速轉(zhuǎn)動．在圓形卡紙旁邊垂直安裝一個改裝了的電火花計時器．
（1）請將下列實驗步驟按先后順序排序：

．
①使電火花計時器與圓形卡紙保持良好接觸
②接通電火花計時器的電源，使它工作起來
③啟動電動機，使圓形卡紙轉(zhuǎn)動起來
④關(guān)閉電動機，拆除電火花計時器，研究卡紙上留下的一段痕跡（如圖乙所示），寫出角速度ω的表達式，代入數(shù)據(jù)，得出ω的測量值
（2）要得到角速度ω的測量值，還缺少一種必要的測量工具，它是

A．秒表 B．毫米刻度尺 C．圓規(guī) D．量角器
（3）寫出ω的表達式，并指出表達式中各個物理的意義：

．
（4）為了避免在卡紙連續(xù)轉(zhuǎn)動的過程中出現(xiàn)打點重疊，在電火花計時器與盤面保持良好接觸的同時，可以緩慢地將電火花計時器沿圓形卡紙半徑方向向卡紙中心移動．則卡紙上打下的點分布曲線將不是一個圓，而是類似一種螺旋線（如圖丙所示）．這樣做測量結(jié)果將

（填“偏大”、“偏小”或“不變”）

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）如圖所示，是某研究性學(xué)習(xí)小組做探究“橡皮筋做的功和物體速度變化的關(guān)系”的實驗，圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形，這時，橡皮筋對小車做的功記為W，當(dāng)我們用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次…實驗時，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放．小車每次實驗中獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出，而后確定橡皮筋做的功和物體速度變化的關(guān)系．回答下列問題：

①除了圖中已給出的實驗器材外，還需要的器材有低壓交流電源和

刻度尺

；
②實驗時為了使小車只在橡皮筋作用下運動，應(yīng)采取的措施是

木塊的末端墊高，平衡摩擦力

；
③若某次實驗打出的一條紙帶如圖所示，則小車由于橡皮筋彈力做功所獲得的速度為

1.00m/s

m/s．（打點計時器所用交變電壓的頻率為50Hz）

（2）某課題研究小組，收集了數(shù)碼相機、手機等用舊了的各種類型的電池，以及從廢舊電器上拆下的電阻、電容、電感線圈、白熾燈等元件．現(xiàn)從這些材料中選取兩個待測元件，即電阻R₀（約為2KΩ））和白熾燈．現(xiàn)用手機中的鋰電池（電動勢E標稱值為3.7V，允許最大放電電流為300mA）以及可供選擇的下列器材進行實驗：
A．電壓表V（量程4V，電阻R_V約為4.0kΩ）
B．電流表A₁（量程300mA，電阻R_A1約為5Ω）
C．電流表A₂（量程2mA，電阻R_A2約為10Ω）
D．滑動變阻器R₁ （0～20Ω，額定電流lA）
E．電阻箱R₂（0～999.9Ω）
F．開關(guān)S一只，導(dǎo)線若干
①為了測定電阻R₀的阻值，小組的一位成員，設(shè)計了如圖甲所示的電路原理圖并選取了相應(yīng)的器材（電源用手機中的鋰電池），其中有一種器材選取不妥，應(yīng)做出的調(diào)整是

電流表A₁換成電流表A₂

．
②為研究白熾燈的伏安特性曲線，該同學(xué)重新設(shè)計了一個實驗電路，測出了加在燈兩端的電壓U和通過燈的電流I共8組數(shù)據(jù) （見下表）：

次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
U/V	0	0.20	0.50	1.00	1.50	2.00	3.00
I/A	0	0.08	0.13	0.18	0.20	0.24	0.29

請在圖乙坐標中，描點作出U一I圖線．由圖象可知，隨著電流的增大，白熾燈的電阻

增大

（選填“增大“、“減小“或“不變“）．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

【選做題】本題包括A、B、C三小題,請選定其中兩題,若三題都做,則按A、B兩題評分.

A.(選修模塊3-3)

(1)若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保持不變,則在此過程中關(guān)于氣泡中的氣體,下列說法中正確的是____________.(填寫選項前的字母)

A.氣體分子間的作用力增大 B.氣體分子的平均速率增大

C.氣體分子的平均動能減小 D.氣體組成的系統(tǒng)的熵增加

(2)若將氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體,氣泡從湖底上升到湖面的過程中,對外界做了0.6 J的功,則此過程中氣泡____________(填“吸收”或“放出”)的熱量是____________J.氣泡到達湖面后,溫度上升的過程中,又對外界做了0.1 J的功,同時吸收了0.3 J的熱量,則此過程中,氣泡內(nèi)氣體內(nèi)能增加了____________J.

(3)已知氣泡內(nèi)氣體的密度為1.29 kg/m³,平均摩爾質(zhì)量為0.029 kg/mol.阿伏加德羅常數(shù)N_A=6.02×10²³mol^-1,取氣體分子的平均直徑為2×10^-10m.若氣泡內(nèi)的氣體能完全變?yōu)橐后w,請估算液體體積與原來氣體體積的比值.(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)

B.(選修模塊3-4)

(1)如圖甲所示,強強乘坐速度為0.9c(c為光速)的宇宙飛船追趕正前方的壯壯,壯壯的飛行速度為0.5c.強強向壯壯發(fā)出一束光進行聯(lián)絡(luò),則壯壯觀測到該光束的傳播速度為___________.(填寫選項前的字母)

甲

A.0.4c B.0.5c C.0.9c D.1.0c

(2)在t=0時刻,質(zhì)點A開始做簡諧運動,其振動圖象如圖乙所示.質(zhì)點A振動的周期是_________s;t=8 s時,質(zhì)點A的運動沿y軸的_________方向(填“正”或“負”）;質(zhì)點B在波的傳播方向上與A相距16 m.已知波的傳播速度為2 m/s,在t=9 s時,質(zhì)點B偏離平衡位置的位移是_________cm.

乙

(3)圖丙是北京奧運會期間安置在游泳池底部的照相機拍攝的一張照片,相機的鏡頭豎直向上.照片中,水立方運動館的景象呈現(xiàn)在半徑r=11 cm的圓形范圍內(nèi),水面上的運動員手到腳的長度l=10 cm.若已知水的折射率,請根據(jù)運動員的實際身高估算該游泳池的水深h.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)