15．質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖所示，離子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束（速度可視為零），經(jīng)加速電場加速后垂直進(jìn)入有界勻強磁場，到達(dá)記錄它的照相底片P上，設(shè)離子在P上的位置到入口處S1的距離為x，若離子質(zhì)量為m，帶電量為+q，經(jīng)電壓U加速后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，離子打至P點，設(shè)S1P=x，能正確反映x與U之間函數(shù)關(guān)系的x-U圖是圖中的（　�。�
A．B．C．D．

分析 根據(jù)動能定理得到帶電粒子加速獲得的速度．帶電粒子進(jìn)入磁場中由洛倫茲力提供向心力做勻速圓周運動，由牛頓第二定律得到半徑r，x=2r，根據(jù)x與U的表達(dá)式選擇圖象．

解答 解：在加速電場中，由動能定理得：qU=$\frac{1}{2}$mv2，
解得：v=$\sqrt{\frac{2qU}{m}}$，
磁場中，洛倫茲力提供向心力，有：qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，
得：r=$\frac{mv}{qB}$=$\frac{1}{B}\sqrt{\frac{2mU}{q}}$
則得：x=2r=$\frac{2}{B}\sqrt{\frac{2mU}{q}}$，B、m、q都一定，則由數(shù)學(xué)知識得到，x-U圖象是拋物線，故B正確，ACD錯誤．
故選：B．

點評 本題是質(zhì)譜儀的原理，根據(jù)物理規(guī)律得到解析式，再由數(shù)學(xué)知識選擇圖象是常用的方法和思路．

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

5．如圖所示，長1m的輕桿BO一端通過光滑鉸鏈鉸在豎直墻上，另一端裝一輕小光滑滑輪，繞過滑輪的細(xì)線一端懸掛重為15N的物體G，另一端A系于墻上，平衡時OA恰好水平，現(xiàn)將細(xì)線A端沿著豎直墻向上緩慢移動一小段距離，同時調(diào)整輕桿與墻面夾角，系統(tǒng)重新平衡后輕桿受到的壓力恰好也為15N，則該過程中物體G增加的重力勢能約為（　�。�
A．1.3JB．3.2JC．4.4JD．6.2J

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

6．不同溫度下水的飽和汽壓如表所示，由下列數(shù)據(jù)能確定天氣最干燥的是（　�。�
      不同溫度下水的飽和汽壓
 t/℃-5  05  1020  30
 Ps/mmHg 3.164.58  6.549.21  17.5431.82 
A．天氣溫度為-5℃，絕對濕度為2mmHgB．天氣溫度為0℃，絕對濕度為3mmHg
C．天氣溫度為10℃，絕對濕度為3mmHgD．天氣溫度為20℃，絕對濕度為10mmHg

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

3．如圖所示，L1、L2和L3是相同型號的白熾燈，L1與電容器C串聯(lián)，L2與帶鐵芯的線圈L串聯(lián)，L3與一個定值電阻R串聯(lián)．當(dāng)a、b間接電壓有效值為U、頻率為f的正弦式交流電源時，三只燈泡的亮度相同．現(xiàn)在a、b間接另一正弦式交流電源，發(fā)現(xiàn)燈泡L1變亮、L2變暗、L3亮度不變．由此可知，另一正弦式交流電源可能是（　　）
A．電壓有效值小于U，而頻率大于fB．電壓有效值大于U，而頻率大于f
C．電壓有效值仍為U，而頻率小于fD．電壓有效值仍為U，而頻率大于f

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

10．關(guān)于分子動理論和物體的內(nèi)能，下列說法正確的是（　�。�
A．“油膜法”估測分子大小實驗中，可將純油酸直接滴入淺盤的水面上
B．溫度越高，液體中懸浮微粒的布朗運動就越明顯
C．液體很難被壓縮，這是因為壓縮時液體分子間的分子力表現(xiàn)為斥力
D．分子勢能隨分子間距離的增大而增大
E．當(dāng)分子間的引力和斥力平衡時，分子勢能最小

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

20．如圖甲所示，有一磁感應(yīng)強度大小為B、垂直紙面向外的勻強磁場，磁場邊界OP與水平方向夾角為θ=45°，緊靠磁場右上邊界放置長為L、間距為d的平行金屬板M、N，磁場邊界上的O點與N板在同一水平面上，O1、O2為電場左右邊界中點．在兩板間存在如圖乙所示的交變電場（取豎直向下為正方向）．某時刻從O點豎直向上以不同初速度同時發(fā)射兩個相同的質(zhì)量為m、電量為+q的粒子a和b；結(jié)果粒子a恰從O1點水平進(jìn)入板間電場運動，由電場中的O2點射出；粒子b恰好從M板左端邊緣水平進(jìn)入電場；不計粒子重力和粒子間相互作用，電場周期T未知；求：

（1）粒子a、b從磁場邊界射出時的速度va、vb；
（2）粒子a從O點進(jìn)入磁場到O2點射出電場運動的總時間t；
（3）如果金屬板間交變電場的周期T=$\frac{4m}{qB}$，粒子b從圖乙中t=0時刻進(jìn)入電場，求要使粒子b能夠穿出板間電場，E0滿足的條件．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

7．物體的帶電量是一個不易測得的物理量，某同學(xué)設(shè)計了如下實驗來測量帶電物體所帶電量．如圖（a）所示，他將一由絕緣材料制成的小物塊A放在足夠長的木板上，打點計時器固定在長木板末端，物塊靠近打點計時器，一紙帶穿過打點計時器與物塊相連，操作步驟如下，請結(jié)合操作步驟完成以下問題：

（1）為消除摩擦力的影響，他將長木板一端墊起一定傾角，接通打點計時器，輕輕推一下小物塊，使其沿著長木板向下運動．多次調(diào)整傾角θ，直至打出的紙帶上點跡間距相等，測出此時木板與水平面間的傾角，記為θ0．
（2）如圖（b）所示，在該裝置處加上一范圍足夠大的垂直紙面向里的勻強磁場，用細(xì)繩通過一輕小定滑輪將物塊A與物塊B相連，繩與滑輪摩擦不計．給物塊A帶上一定量的正電荷，保持傾角θ0不變，接通打點計時器，由靜止釋放小物塊A，該過程可近似認(rèn)為物塊A帶電量不變，下列關(guān)于紙帶上點跡的分析正確的是D
A．紙帶上的點跡間距先增加后減小至零
B．紙帶上的點跡間距先增加后減小至一不為零的定值
C．紙帶上的點跡間距逐漸增加，且相鄰兩點間的距離之差不變
D．紙帶上的點跡間距逐漸增加，且相鄰兩點間的距離之差逐漸減少，直至間距不變
（3）為了測定物體所帶電量q，除θ0、磁感應(yīng)強度B外，本實驗還必須測量的物理量有BD
A．物塊A的質(zhì)量M                     B．物塊B的質(zhì)量m
C．物塊A與木板間的動摩擦因數(shù)μ        D．兩物塊最終的速度v
（4）用重力加速度g，磁感應(yīng)強度B、θ0和所測得的物理量可得出q的表達(dá)式為$\frac{mg}{Bvtan{θ}_{0}}$．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

4．小明同學(xué)在做“互成角度的兩個力的合成”實驗時，利用坐標(biāo)紙記下了橡皮筋的結(jié)點位置O點以及兩只彈簧秤拉力的大小和方向，某一次實驗結(jié)果如圖所示，
（1）在圖中作出F1和F2的合力，并用F表示此力．
（2）若圖中小正方形的邊長表示1N，F(xiàn)1、F2與F的夾角分別為θ1和θ2，關(guān)于F1、F2與F、θ1和θ2關(guān)系正確的有：BC（可能有不止一個正確選項）
A．F1=6N   B．F=8N    C．θ1=45°   D．θ1＜θ2
（3）有關(guān)此實驗，下列敘述正確的是ABD．（可能有不止一個正確選項）
A．在使用彈簧秤時要注意使彈簧秤與木板平面平行
B．兩彈簧秤的拉力可以同時比橡皮筋的拉力大
C．橡皮筋的拉力是合力，兩彈簧秤的拉力是分力
D．兩次拉橡皮筋時，需將橡皮筋結(jié)點拉到同一位置O，這樣做的目的是保證兩次彈簧秤拉力的效果相同
E．若只增大某一只彈簧秤的拉力大小而要保證橡皮筋結(jié)點位置不變，只需調(diào)整一只彈簧秤拉力的大小即可．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

5．如圖，用毛皮摩擦過的帶電橡膠棒（帶負(fù)電），從右向左縵縵靠近放在光滑水平桌面上的空易拉罐．則下列針對易拉罐的有關(guān)分析正確的有（　�。�
A．易拉罐內(nèi)部空腔各處的電場強度處處為零
B．帶電橡膠棒在易拉罐內(nèi)部空腔各處產(chǎn)生的電場強度處處為零
C．易拉罐右側(cè)感應(yīng)出正電，左側(cè)感應(yīng)負(fù)電，易拉罐將向右運動
D．易拉罐左、右兩側(cè)感應(yīng)出等量異種電荷，易拉罐將保持不動

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同步練習(xí)冊答案