14．質(zhì)譜儀最初是由湯姆生的學(xué)生阿斯頓設(shè)計(jì)的，他用質(zhì)譜儀證實(shí)了同位素的存在．如圖所示，容器A中有質(zhì)量分別為m1，m2，電荷量相同的兩種粒子（不考慮粒子重力及粒子間的相互作用），它們從容器A下方的小孔S1不斷飄入電壓為U的加速電場（粒子的初速度可視為零），沿直線S1S2（S2為小孔）與磁場垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場中，最后打在水平放置的照相底片上．由于實(shí)際加速電壓的天小在U士△U范圍內(nèi)微小變化，這兩種粒子在底片上可能發(fā)生重疊．對此，下列判斷正確的有（　�。�
A．兩粒子均帶正電B．打在M處的粒子質(zhì)量較小
C．若U一定，△U越大越容易發(fā)生重疊D．若△U一定，U越大越容易發(fā)生重疊

分析 根據(jù)左手定則知兩粒子均帶正電，根據(jù)動能定理和洛倫茲力充當(dāng)向心力分析質(zhì)量與半徑的關(guān)系，不重疊，應(yīng)該使半徑較大的最小半徑都比半徑小的最大半徑大．

解答 解：A、根據(jù)左手定則知兩粒子均帶正電，故A正確
B、粒子在電場中加速qU=$\frac{1}{2}$mv2，在磁場中圓周運(yùn)動有：qvB=$\frac{m{V}^{2}}{R}$，
解得：R=$\frac{1}{B}\sqrt{\frac{2mU}{q}}$知半徑小的粒子的質(zhì)量也較小，故B正確．
C、假設(shè)m2的質(zhì)量大，m1最大半徑為：R1=$\frac{1}{B}\sqrt{\frac{2{m}_{1}（U+△U）}{q}}$
m2最小半徑為：R2=$\frac{1}{B}\sqrt{\frac{2{m}_{2}（U-△U）}{q}}$．
兩軌跡不發(fā)生交疊，有R1＜R2，
解得：$\frac{△U}{U}＜\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{m}_{2}+{m}_{1}}$，若U一定，△U越大兩個(gè)半徑越容易相等，越容易發(fā)生重疊，故C正確D錯(cuò)誤．
故選：ABC

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵理解粒子速度選擇器的工作原理，掌握偏轉(zhuǎn)磁場中粒子的運(yùn)動規(guī)律

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

4．如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T的勻強(qiáng)磁場中，金屬桿PQ在外力F作用下在粗糙U形導(dǎo)軌上以速度v=2m/s向右勻速滑動，兩導(dǎo)軌間距離L=1.0m，電阻R=3.0Ω，金屬桿PQ的電阻r=1.0Ω，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，則下列說法正確的是（　�。�
A．通過R的感應(yīng)電流的方向?yàn)橛蒬到a
B．金屬桿PQ兩端電壓為2 V
C．金屬桿PQ受到的安培力大小為0.5 N
D．外力F做功大小等于電路產(chǎn)生的焦耳熱

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

5．固定的半圓形玻璃磚的橫截面如圖所示，O點(diǎn)為圓心，OO′為直徑MN的垂線，足夠大的
光屏PQ緊靠玻璃磚右側(cè)且垂直于MN，由A、B兩種單色光組成的一束光沿半徑方向射向O點(diǎn)，入射光線與OO′夾角θ較小時(shí)，光屏NQ區(qū)域出現(xiàn)兩個(gè)光斑，逐漸增大θ角．當(dāng)θ=α?xí)r，光屏NQ區(qū)城A光的光斑消失，繼續(xù)增大θ角，當(dāng)θ=β時(shí)，光屏NQ區(qū)域B光的光斑消失，則下列說法中正確的是（　　）
A．A光在MN面發(fā)生全反射的臨界角比B光的在MN面發(fā)生全反射的臨界角大
B．玻璃磚對A光的折射率比對B光的大
C．A光在玻璃磚中傳播速度比B光的大
D．α＜θ＜β時(shí)，光屏PQ上有2個(gè)光斑
E．β＜θ＜$\frac{π}{2}$時(shí)，光屏PQ上只有1個(gè)光斑

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

2．已知銅的摩爾質(zhì)量為M（kg/mol），銅的密度為ρ（kg/m3），阿伏加德羅常數(shù)為NA（mol-1）．下列判斷錯(cuò)誤的是（　　）
A．1 kg銅所含的原子數(shù)為$\frac{{N}_{A}}{M}$B．1 m3銅所含的原子數(shù)為$\frac{M{N}_{A}}{ρ}$
C．1個(gè)銅原子的質(zhì)量為$\frac{M}{{N}_{A}}$（kg）D．1個(gè)銅原子的體積為$\frac{M}{ρ{N}_{A}}$（m3）

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

9．如圖所示，光滑桿AB長為L，其B端固定一根勁度系數(shù)為k=100N/m，原長為l0=0.4m的輕質(zhì)彈簧，質(zhì)量為m=1kg的小球套在光滑桿上并與彈簧的上端連接；OO′為過B點(diǎn)的豎直軸，桿與水平面間的夾角始終為θ=37°（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）當(dāng)桿保持靜止?fàn)顟B(tài)，在彈簧處于原長時(shí)，靜止釋放小球，求小球速度最大時(shí)彈簧的壓縮量△l1；
（2）當(dāng)球隨桿一起繞OO′軸以角速度ω0=$\frac{1}{cosθ}\sqrt{\frac{2gsinθ}{L}}$勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，小球恰好能穩(wěn)定在桿上的某一位置P處（圖中未畫出）．保持ω0不變，小球受輕微擾動后沿桿上滑，到最高點(diǎn)A時(shí)其沿桿對其所做的功W．（結(jié)果用m、g、vy、θ、L表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

19．如圖甲所示，一對平行金屬板M?N長為L，相距為d，O1O為中軸線．當(dāng)兩板間加電壓UMN=U0時(shí)，兩板間為勻強(qiáng)電場，忽略兩極板外的電場?某種帶負(fù)電的粒子從O1點(diǎn)以速度v0沿O1O方向射入電場，粒子恰好打在上極板M的中點(diǎn)，粒子重力忽略不計(jì)?

（1）求帶電粒子的比荷$\frac{q}{m}$
（2）若MN間加如圖乙所示的交變電壓，其周期T=$\frac{T}{{v}_{0}}$，從t=0開始，前$\frac{T}{3}$內(nèi)UMN=2U，后$\frac{2T}{3}$內(nèi)UMN=-U，大量的上述粒子仍然以速度v0沿O1O方向持續(xù)射入電場，最終所有粒子恰好能全部離開電場而不打在極板上，求U的值；
（3）若緊貼板右側(cè)建立xOy坐標(biāo)系，在坐標(biāo)系第I?IV象限某區(qū)域內(nèi)存在一個(gè)方向垂直于坐標(biāo)平面的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，能使在（2）問情景下所有粒子經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后都會聚于P（2d，2d）點(diǎn)，求此圓形磁場的最小面積及對應(yīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小?

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

6．一個(gè)彈簧振子沿x軸做簡諧振動，周期是1.0s．從經(jīng)過平衡位置沿x軸正方向運(yùn)動的時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，那么經(jīng)過1.2s后的時(shí)刻（　　）
A．振子正在做加速運(yùn)動，加速度正在增加
B．振子正在做加速運(yùn)動，加速度正在減少
C．振子正在做減速運(yùn)動，加速度正在增加
D．振子正在做減速運(yùn)動，加速度正在減少

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

3．如圖所示，兩個(gè)互相垂直的力F1和F2作用在同一物體上，使物體運(yùn)動，物體發(fā)生一段位移后，力F1對物體做功為8J，力F2對物體做功為6J，則力F1與F2的合力對物體做功（總功）為
（　　）
A．10JB．14JC．2JD．7J

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

4．用雙縫干涉測光的波長，已知雙縫與屏的距離L=0.700m，雙縫間距d=0.200mm．用測量頭來測量亮紋中心的距離．測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板左右移動，讓分劃板的中心刻線對準(zhǔn)亮紋的中心（如圖（甲）所示），記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)，轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線對準(zhǔn)另一條亮紋的中心，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)．

（1）分劃板的中心刻線分別對準(zhǔn)第1條和第6條亮紋的中心時(shí)，手輪上的讀數(shù)如圖（乙）所示，則對準(zhǔn)第1條時(shí)讀數(shù)x1=1.190mm、對準(zhǔn)第6條時(shí)讀數(shù)x2=9.869mm
（2）寫出計(jì)算波長λ的表達(dá)式，λ=$\frac{d（{x}_{2}-{x}_{1}）}{5L}$m．
（3）在屏上觀察到了干涉條紋．如果將雙縫到屏距離增大，則屏上的干涉條紋的間距將變大（變大、不變或變小）

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同步練習(xí)冊答案