练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    3．如图所示为某种质谱仪的工作原理示意图．此质谱仪由以下几部分构成：粒子源N；P、Q间的加速电场；静电分析器，即中心线半径为R的四分之一圆形通道，通道内有均匀辐射电场，方向沿径向指向圆心O，且与圆心O等距的各点电场强度大小相等；磁感应强度为B的有界匀强磁场，方向垂直纸面向外；胶片M．由粒子源发出的各种不同带电粒子中有质子（${\;}_{1}^{1}$H）、氚核（${\;}_{1}^{2}$H）和α粒子（${\;}_{2}^{4}$He），经加速电场加速后进入静电分析器，这些粒子能沿中心线通过静电分析器并经小孔S垂直磁场边界进入磁场，最终打到胶片上．粒子从粒子源发出时的初速度不同，不计粒子所受重力．下列说法中正确的是（　　）
    A．从小孔S进入磁场的质子、氚核和α粒子速度大小一定相等
    B．从小孔S进入磁场的质子、氚核和α粒子动能一定相等
    C．质子、氚核和α粒子打到胶片上三个不同点，α粒子距离O点最近
    D．质子、氚核和α粒子打到胶片上两个不同点，质子距离O点最近

    分析 带电粒子在电场中，在电场力做正功的情况下，被加速运动；后垂直于电场线，在电场力提供向心力作用下，做匀速圆周运动；最后进入匀强磁场，在洛伦兹力作用下，做匀速圆周运动；根据动能定理和牛顿第二定律列式分析即可．

    解答 解：直线加速过程，由动能定理得：qU=$\frac{1}{2}$mv2-0    ①
    电场中偏转过程，由牛顿第二定律得：qE=m$\frac{{v}^{2}}{R}$      ②
    磁场中偏转过程，由牛顿第二定律得：qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$     ③
    A、由①②解得：v=$\sqrt{\frac{2qU}{m}}$   ④R=$\frac{2U}{E}$   ⑤，
    由⑤可知，只要满足R=$\frac{2U}{E}$的粒子都可以在弧形电场区通过，由④可知，比荷不同的粒子从小孔S进入磁场的粒子速度大小一定不同，故A错误；
    B、由①式，从小孔S进入磁场的粒子动能为qU，故不同电量的粒子的动能不同，故B错误；
    C、由③④解得：r=$\frac{1}{B}$$\sqrt{\frac{2mU}{q}}$，质子、氚核和α粒子的比荷不同，它们的轨道半径r不同，质子、氚核和α粒子打到胶片上三个不同点，质子的$\frac{m}{q}$最小，质子的半径最小，质子距O点的距离最近，故C错误，D正确；
    故选：D．

    点评 本题考查了粒子在磁场中的运动，分析清楚粒子运动过程，应用动能定理、牛顿第二定律即可正确解题，解题时要注意各粒子的比荷大小关系．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    18．我国嫦娥三号探测器已实现月球软着陆和月面巡视勘察，嫦娥三号的飞行轨道示意图如图所示．假设嫦娥三号在环月圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力，则（　　）
    A．嫦娥三号在环月椭圆轨道上P点的速度大于Q点的速度
    B．嫦娥三号由环月圆轨道变轨进入环月椭圆轨道时，应让发动机点火使其加速
    C．若已知嫦娥三号环月圆轨道的半径、运动周期和引力常量，则可算出月球的密度
    D．嫦娥三号在圆轨道和椭圆轨道经过P点时的加速度相等

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    19．已知货物的质量为m，在某段时间内起重机将货物以a的加速度加速升高h，则在这段时间内叙述正确的是（重力加速度为g）（　　）
    A．货物的机械能一定增加mah+mghB．货物的机械能一定增加mah
    C．货物的重力势能一定增加mghD．货物的动能一定增加mah-mgh

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    16．如图所示，两块足够大的平行正对金属板A、B带有等量异种电荷，其间的电场可视为匀强电场，令B板电势为零，则下列说法中正确的是（　　）
    A．从M点射出的带电液滴，在到达板之前一定做匀变速运动
    B．同一电荷在M点的电势能一定大于在N点的电势能
    C．M点的电势一定大于N点的电势
    D．若将A板向左移动一小段距离，M、N两点的电势均增大

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    3．如图所示，有一单匝矩形线圈，面积为S，内阻为r，外电路电阻为R，电流表为理想电表，线圈绕垂直磁感线的对称轴OO′以角速度ω匀速转动，从图示位置转90°的过程中，下列说法正确的是（　　）
    A．通过电阻R的电量为$\frac{RBS}{R+r}$
    B．通过电流表的最大电流为$\frac{\sqrt{2}BSω}{R+r}$
    C．电路消耗的总功率为$\frac{{B}^{2}{S}^{2}{ω}^{2}}{2（R+r）}$
    D．从图示位置开始计时，R两端电压变化的规律为u=BSωcosωt

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    8．如图中，滑动变阻器AB的总电阻与R的阻值相等，触头P可在AB间滑动，电池内阻不计，在触头P从左端A开始一直滑到B点为止的过程中，下列说法中正确的是（　　）
    A．电流表读数逐渐增大
    B．电流表读数逐渐减小
    C．电流表读数先增加，而后再减小到原值
    D．电流表读数先减小，而后再增加到原值

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    15．如图所示，有一辆汽车满载西瓜在水平路面上匀速前进，突然发现意外情况，紧急刹车做匀减速运动，加速度大小为a，设中间西瓜A的质量为m，则下列有关A受其它西瓜对它的作用力的大小的说法中正确的是（　　）
    A．maB．m（g+a）C．mgD．m$\sqrt{{g}^{2}+{a}^{2}}$

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    12．下列有关力和运动的关系的描述中，正确的是（　　）
    A．有力作用在物体上，物体才能运动
    B．物体受到的力越大，物体运动的速度越大
    C．力是维持物体运动的原因
    D．力是改变物体运动状态的原因

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    13．如图所示，光滑半圆轨道竖直放置，半径R=0.2m，一水平轨道与圆轨道相切．在水平光滑轨道上停着一个质量M=0.99kg的木块，一颗质量m=0.0lkg的子弹以v0=400m/s的水平速度射入木块中，然后一起沿圆轨道运动到最高点后离开轨道，求木块到达最高点时对轨道的压力．（取g=l0m/s2）

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案