【題目】子從容器A下方的狹縫S1飄入(初速度為零)電壓為U的加速電場區(qū),加速后再通過狹縫S2后再從狹縫S3垂直于磁場邊界射入偏轉磁場,該偏轉磁場是一個以直線MN為上邊界、方向垂直紙面向里的勻強磁場,磁場的磁感應強度為B,離子經偏轉磁場后最終到達照相底片D上,不考慮離子間的相互作用。
(1)若離子的電荷量為q,它最終打在照相底片D上的位置到狹縫S2的距離為d,求粒子的質量m;
(2)若容器A中有大量如(1)中所述的離子,它們經過電場加速后由狹縫S3垂直進入磁場時,可認為速度大小相等,但速度方向并不都嚴格垂直于邊界,其中偏離垂直于MN方向的最大偏角為θ,則照相底片D上得到的譜線的寬度為多少?
(3)若容器A中有電荷量相等的銅63和銅65兩種離子,它們經電場加速后垂直于MN進入磁場中會發(fā)生分離,但實際工作時加速電壓的大小會在范圍內微小變化,為使這兩種離子將來打在照相底片上的區(qū)域不發(fā)生交疊,應小于多少?(結果用百分數表示,保留兩位有效數字);
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
(1)離子在電場中加速,有,
進入磁場后,做勻速圓周運動,有,
聯立解得;
(2)垂直于MN方向的離子將來打到照相底片上的P位置,離狹縫S3最遠,,與垂直于MN方向夾角為θ的離子,將來打到照相底片上的位置離狹縫S3最近,如圖:
由于各離子速度相等,因而在磁場中運動的半徑相同,,;
(3)設加速電壓為U,對于質量為m,電荷量為q的離子有:,,解得;
可見對于質量不同,電荷量相同的不同離子,加速電壓相同時,質量越大,其圓周運動的半徑越大,對同種粒子,加速電壓越大,其圓周運動的半徑也越大。
設銅63的質量為,加速電壓為時的半徑為,銅65的質量為,加速電壓為時的半徑為,
要使得兩種離子打到照相底片上的位置不重疊,則有,
即,因而
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【題目】如圖所示,QB段為一半徑為R=1 m的光滑圓弧軌道,AQ段為一長度為L=1 m的粗糙水平軌道,兩軌道相切于Q點,Q在圓心O的正下方,整個軌道位于同一豎直平面內。物塊P的質量為m=1 kg(可視為質點),P與AQ間的動摩擦因數μ=0.1,若物塊P以速度v0從A點滑上水平軌道,到C點后又返回A點時恰好靜止。(取g=10 m/s2)求:
(1)v0的大小;
(2)物塊P第一次剛通過Q點時對圓弧軌道的壓力。
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【題目】A和B兩種單色光均垂直照射到同一條直光纖的端面上,A光穿過光纖的時間比B光穿過光纖的時間長,F用A和B兩種光照射同種金屬,都能發(fā)生光電效應,則下列說法正確的是
A. 光纖對B光的折射率大
B. A光打出的光電子的最大初動能一定比B光的大
C. A光在單位時間內打出的電子數一定比B的光的多
D. B光的波動性一定比A光顯著
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【題目】如圖所示,A、B、C、D為勻強電場中相鄰的四個等勢面,一個電子(重力不計)垂直經過等勢面D時,動能為20eV,飛經等勢面C時,電勢能為-10eV,飛至等勢面B時速度恰好為零,已知相鄰等勢面間的距離為5cm,則等勢面A的電勢為_____V,勻強電場的場強大小為_____V/m,電子再次飛經D等勢面時,動能為___eV。
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【題目】如圖所示,小球從高處下落到正下方豎直放置的輕彈簧上,那么小球從接觸彈簧開始到將彈簧壓縮到最短的過程中(彈簧一直保持豎直),下列說法中正確的是( )
A. 小球受到的彈力先增大后減小
B. 小球的速度一直在減小
C. 小球的加速度先減小后增大
D. 小球一直處于失重狀態(tài)
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【題目】一光電管的陰極用極限波長λ0=5.0×10-7m的鈉制成。用波長λ=3.0×10-7m的紫外線照射陰極,光電管陽極A和陰極K之間的電勢差U =2.1V,光電流的飽和值I =0.56mA。
(l)求每秒內由K極發(fā)射的電子數。
(2)求電子到達A極時的最大動能。
(3)如果電勢差U不變,而照射光的強度增到原值的3倍,此時電子到達A極時的最大動能是多少?(普朗克恒量h=6.63×10-34J·s,電子的電量e=1.6×10-19C)。
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【題目】某實驗小組做“探究彈簧彈力與彈簧伸長量的關系”實驗,采用如圖甲所示的裝置。質量不計的彈簧下端掛一個小盤,在小盤中增添砝碼可以改變彈簧的彈力。在實驗過程中進行正確操作并收集實驗數據,作出小盤中砝碼重力G隨彈簧伸長量x變化的關系圖象如圖乙所示。重力加速度
由圖乙可求得該彈簧的勁度系數為______。
由圖乙還可求得小盤的質量為______kg,小盤的質量使彈簧勁度系數的測量結果與真實值相比______填“偏大”“偏小”或“不受影響”。
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【題目】我們經常在電視中看到男、女花樣滑冰運動員手拉手在冰面上旋轉并表演各種優(yōu)美的動作.現有甲、乙兩名花樣滑冰運動員,質量分別為M甲=80 kg、M乙=40 kg,他們面對面拉著彈簧測力計以他們連線上某一點為圓心各自做勻速圓周運動,若兩人相距0.9 m,彈簧測力計的示數為600 N,則( )
A. 兩人的線速度相同,都是0.4 m/s
B. 兩人的角速度相同,都是5 rad/s
C. 兩人的運動半徑相同,都是0.45 m
D. 兩人的運動半徑不同,甲的半徑是0.3 m,乙的半徑是0.6 m
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【題目】沿光滑水平面在同一條直線上運動的兩物體A、B碰撞后以共同的速度運動,該過程的位移—時間圖象如圖所示.則下列判斷正確的是( )
A. A、B的質量之比為1:2
B. 碰撞前后A的運動方向相同
C. 碰撞過程中A的動能變大,B的動能減小
D. 碰前B的動量較小
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