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    7．图为“双聚焦分析器”质谱仪的结构示意图，其中，加速电场的电压为U，静电分析器中与圆心O1等距离的各点场强大小相等、方向沿径向，磁分析器中以O2为圆心、圆心角为90°的扇形区域内，分布着方向垂直于纸面的匀强磁场，其左边界与静电分析器的右端面平行．由离子源发出的一质量为m、电荷量为q正离子（初速度为零，重力不计）经加速电场加速后，从M点垂直于电场方向进入静电分析器，沿半径为R的四分之一圆弧轨迹做匀速圆周运动，从N点射出，接着由P点垂直磁分析器的左边界射入，最后垂直于下边界从Q点射出并进入收集器．已知Q点与圆心O2的距离为d．求：
    （1）磁分析器中磁场的磁感应强度B的大小和方向；
    （2）静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小；
     （3）现将离子换成质量为0.9m、电荷量仍为q的另一种正离子，其它条件不变．试直接指出该离子进入磁分析器时的位置，它射出磁场的位置在Q点的左侧还是右侧？

    分析 运用动能定理研究加速电场，求出进入静电分析器的速度为v．
    离子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，列出等式．
    在静电分析器中，离子在电场力作用下做匀速圆周运动，列出等式．

    解答 解：（1）离子在加速电场中加速，设进入静电分析器的速度为v，根据动能定理 qU=$\frac{1}{2}$mv2     ①
    离子射出静电分析器的速度仍为v，在磁分析器中，离子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，设轨道半径为r，根据牛顿定律：
    qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$ ②
    依题意知：r=d            ③
    由①、②、③式解得
    B=$\frac{1}{d}\sqrt{\frac{2mU}{q}}$ ④
    由左手定则得，磁场方向垂直于纸面向外       
    （2）在静电分析器中，离子在电场力作用下做匀速圆周运动，根据牛顿定律
    qE=$\frac{m{v}^{2}}{R}$ ⑤
    由①、⑤式解得
    E=$\frac{2U}{R}$ ⑥
    （3）该离子仍由P点垂直于磁场左边界进入磁分析器   
    该离子射出磁场的位置在Q点的左侧     
    答：（ 1）磁分析器中磁场的磁感应强度B的大小为$\frac{1}{d}\sqrt{\frac{2mU}{q}}$，方向  由左手定则得，磁场方向垂直于纸面向外；
    （2）静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小为$\frac{2U}{R}$；
    （3）该离子射出磁场的位置在Q点的左侧．

    点评 了解研究对象的运动过程是解决问题的前提，根据题目已知条件和求解的物理量选择物理规律解决问题．
    找出圆周运动所需的向心力，列出等式解决问题．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    17．如图所示A、B两点分别固定带有等量同种电荷的点电荷，M、N为AB连线上的两点，且AM=BN，则（　　）
    A．M、N两点的场强相同B．M、N两点的场强不相同
    C．M、N两点的电势不同D．M、N两点的场强为0

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    18．已知地球绕太阳公转的半径为r，公转的周期为T，万有引力常量为G，则结合生活常识可求（　　）
    A．地球的半径B．太阳的质量C．太阳的平均密度D．地球的质量

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    15．我国1～2电视频道的波长范围约是1.37m～5.71m，那么相应频率的范围是（　　）
    A．16MHZ～53MHZB．53MHZ～21.9MHZC．82MHZ～96MHZD．106MHZ～14.2MHZ

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    2．如图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0．一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV．当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为-18eV时，它的动能应为（　　）
    A．8eVB．13eVC．30eVD．34eV

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    12．下列说法中正确的是（　　）
    A．直流电能通过电容器
    B．交流电不能通过电容器
    C．直流电、交流电都能通过电容器
    D．电容器能隔直流，通交流．电感器能通直流，阻交流

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    19．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，实验装置如图1所示
    （1）为了探究加速度与质量的关系，应保持拉力不变；为了直观地判断加速度a与质量m的数量关系，应作a-$\frac{1}{m}$图象（选填“a-m”或“a-$\frac{1}{m}$”）
    （2）为减小实验误差，盘和砝码的质量应比小车的质量小（选填“小”或“大”）得多．
    （3）如图2为某同学在实验中打出的一条纸带，计时器打点的时间间隔为0.02s．他从比较清晰的点起，每五个点取一个计数点，则相邻两计数点间的时间间隔为0.1s．为了由v-t图象求出小车的加速度，他量出相邻两计数点间的距离，分别求出打各计数点时小车的速度．其中打计数点3时小车的速度为0.460m/s．根据纸带，小车做的为匀加速（选填“匀加速”或“匀减速”）运动，加速度a=1.20m/s2（计算结果保留两位有效数字）

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    16．某物体以10m/s的初速度沿斜面向上做匀减速直线运动，2s时速度为0，这段时间内物体运动的距离为10m；而后物体沿斜面向下做匀加速直线运动，向下运动1s时速度大小为5m/s，向下运动的距离为2.5m．求：
    （1）物体沿斜面向上运动和向下运动的加速度大小和方向；
    （2）物体在开始运动2s内和3s内的平均速度大小．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    17．火车进站过程是匀减速运动直至静止的过程，若火车减速过程的总位移为x，那么火车在减速阶段的前一半时间内的位移为多少？

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