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【题目】质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具。图中的铅盒A中的放射源释放出大量的带正电粒子,其中部分粒子能沿竖直方向通过离子速度选择器,从小孔G垂直于MN射入偏转磁场。已知速度选择器中匀强磁场的磁感应强度大小为B1,匀强电场的电场强度为E;偏转磁场是以直线MN为切线、半径为R的圆形边界匀强磁场,磁感应强度大小为B2,方向垂直于纸面向外。现在MNF点(图中未画出)接收到粒子,且GF=R。粒子的重力忽略不计,求:

(1)该粒子的比荷

(2)该粒子从小孔G到达F点所用的时间t

【答案】(1) (2)

【解析】

(1) 设带电粒子的电荷量为q,质量为m,进入偏转磁场的速度为v,则有

qE=qvB1

粒子在磁场中的运动轨迹如图所示

GOF=θ,则tanθ=,故粒子在偏转磁场中做圆周运动的半径

再由

解得

(2)在偏转磁场中周期

偏转磁场中运动时间

出磁场到F点的时间

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】用如图1所示装置探究钩码和小车(含砝码)组成的系统的“功能关系”实验中,小车碰到制动挡板时,钩码尚未到达地面。

1)平衡摩擦力时,______(填“要”或“不要”)挂上钩码。

2)如图2是某次实验中打出纸带的一部分。OABC4个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有4个打出的点没有画出,所用交流电源的频率为50Hz.通过测量,可知打点计时器打B点时小车的速度大小为______m/s

3)某同学经过认真、规范的操作,得到一条点迹淸晰的纸带。他把小车开始运动时打下的点记为O,再依次在纸带上取等时间间隔的123456等多个计数点,可获得各计数点到O的距离s及打下各计数点时小车的瞬时速度v。如图3是根据这些实验数据绘出的v2-s图象。已知此次实验中钩码的总质量为0.015kg,小车中砝码的总质量为0.100kg,取重力加速度g=9.8m/s2,根据功能关系由图象可知小车的质量为______kg.(结果保留两位有效数字)

4)研究实验数据发现,钩码重力做的功总略大于系统总动能的增量,其原因可能是______

A.钩码的重力大于细线的拉力

B.在接通电源的同时释放了小车

C.未完全平衡摩擦力

D.交流电源的实际频率大于50Hz

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【题目】图示为电子显示仪器(如示波器)的核心部件的示意图。左边部分为加速装置,阴极产生的热电子由静止开始经过U1的加速电压加速后,从左端中心进入极板长l1、间距d、电压为U2的偏转电场区域(极板正对面之间区域为匀强电场,忽略边缘效应),距偏转电场区域右端l2 的位置是荧光屏,电子打在荧光屏上能够显示出光斑。当U20时光斑正好在屏的中心。设荧光屏足够大。若U2为稳定电压,试推导光斑在荧光屏上相对中心的偏移量Y的表达式。

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【题目】如图所示,开口向上的汽缸C静置于水平桌面上,用一横截面积S=50cm2的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体,一轻绳一-端系在活塞上,另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数k=1400N/m的竖直轻弹簧AA下端系有一质量m=14kg的物块B。开始时,缸内气体的温度t=27°C,活塞到缸底的距离L1=120cm,弹簧恰好处于原长状态。已知外界大气压强恒为p=1.0×105 Pa,取重力加速度g=10 m/s2 ,不计一切摩擦。现使缸内气体缓慢冷却,求:

(1)B刚要离开桌面时汽缸内封闭气体的温度

(2)气体的温度冷却到-93°C时离桌面的高度H

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【题目】如图,固定在水平面上的倾角=30°的斜面长为L,小球从斜面顶端A处以初速度水平抛出,刚好落在距斜面顶端处。若将小球从同一地点以水平抛出,不计空气阻力,小球下落后均不弹起。小球两次在空中运动过程中的(  )

A.速度的变化量之比为

B.时间之比为12

C.水平位移之比为

D.竖直位移之比为14

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【题目】如图所示,平面直角坐标系的Y轴竖直向上,在第二、三象限内有沿Y轴正方向的匀强电场E1,第一、四象限内有沿x轴负方向的匀强电场E2,第二象限内还有方向垂直纸面向外的匀强磁场。有一质量m=1×105kg、电荷量q=4×105C的带正电小球,自P点沿与+Y轴成37°角以v0=3m/s的速度射入第三象限,沿直线从Q点进入第二象限,又从y轴上的F点(图中未画出)沿水平方向进入第一象限,最后恰好经过P点。已知OP间距为d=0.08m,重力加速度g10m/s2sin37°=0.6,不计空气阻力,求:

(1)电场强度E1的大小;

(2)磁感应强度B的大小;

(3)电场强度E2的大小。

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【题目】如图所示,质量为0.5kg、0.2kg的弹性小球A、B穿过一绕过定滑轮的轻绳,绳子末端与地面距离0.8m,小球距离绳子末端6.5m,小球A、B与轻绳的滑动摩擦力都为重力的0.5倍,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现由静止同时释放A、B两个小球,不计绳子质量,忽略与定滑轮相关的摩擦力,g=10m/s2

(1)释放A、B两个小球后,A、B的各自加速度?

(2)小球B从静止释放经多长时间落到地面?

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【题目】如图为某控制电路,由电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1R2及电位器(滑动变阻器)R连接而成,L1L2是两个指示灯.当电位器的触片由b端滑向a端时,下列说法正确的是(  )

A.L1L2都变亮B.L1L2都变暗

C.L1变亮,L2变暗D.L1变暗,L2变亮

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【题目】某同学用图1(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连,滑轮和木块间的细线保持水平,在木块上方放置砝码。缓慢向左拉动水平放置的木板,当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时,弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据在下表中给出,其中f4的值可从图(b)中弹簧秤的示数读出。

回答下列问题:

(1)f4________N

(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出fm图线______________

(3)fm、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f________fm图线(直线)的斜率的表达式为k________

(4)g9.80 m/s2,由绘出的fm图线求得μ________(保留2位有效数字)

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