7.真空中的某裝置如圖所示,其中平行金屬板A、B之間有加速電場(chǎng),C、D之間有偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),M為熒光屏.今有質(zhì)子和α粒子均由A板從靜止開始被加速電場(chǎng)加速后垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),最后打在熒光屏上.已知質(zhì)子和α粒子的質(zhì)量之比為1:4,電荷量之比為1:2,則下列判斷中正確的是(  )
A.粒子從B板運(yùn)動(dòng)到熒光屏經(jīng)歷的時(shí)間相同
B.粒子打到熒光屏上的位置相同
C.加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)力對(duì)兩種粒子做的總功之比為1:4
D.粒子在AB和CD的兩個(gè)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),均為勻變速運(yùn)動(dòng)

分析 質(zhì)子和α粒子在加速電場(chǎng)中都做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),飛出電場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng),兩個(gè)過程中水平方向是速度相同的勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定理求出加速獲得的速度表達(dá)式,可分析從B板運(yùn)動(dòng)到熒光屏經(jīng)歷的時(shí)間關(guān)系.根據(jù)推論分析粒子偏轉(zhuǎn)距離與加速電壓和偏轉(zhuǎn)電壓的關(guān)系,分析粒子打到熒光屏上的位置關(guān)系.根據(jù)W=qEy,分析電場(chǎng)力做功之比.

解答 解:A、設(shè)加速電壓為U1,偏轉(zhuǎn)電壓為U2,偏轉(zhuǎn)極板的長度為L,板間距離為d.
對(duì)于任一粒子:在加速電場(chǎng)中,由動(dòng)能定理得:qU1=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$,得加速獲得的速度為v0=$\sqrt{\frac{2q{U}_{1}}{m}}$.
粒子從B板運(yùn)動(dòng)到熒光屏的過程,水平方向做速度為v0的勻速直線運(yùn)動(dòng),由于質(zhì)子和α粒子的比荷不同,則v0不同,所以它們從B板運(yùn)動(dòng)到熒光屏經(jīng)歷的時(shí)間不同.故A錯(cuò)誤.
B、在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中,粒子偏轉(zhuǎn)的距離為 y=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=$\frac{q{U}_{2}}{2md}•(\frac{L}{{v}_{0}})^{2}$
聯(lián)立得 y=$\frac{{U}_{2}{L}^{2}}{4d{U}_{1}}$,可知,y與粒子的種類、質(zhì)量、電量無關(guān),故兩個(gè)粒子偏轉(zhuǎn)距離相同,打到熒光屏上的位置相同.故B正確.
C、由動(dòng)能定理得,加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)力對(duì)粒子做的總功 W=qU1+qEy,則知W與q成正比,兩個(gè)粒子的電荷量之比為1:2,則總功之比為1:2.故C錯(cuò)誤.
D、粒子在AB間做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在CD間做勻變速曲線,故D正確.
故選:BD.

點(diǎn)評(píng) 本題是帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題,先加速后偏轉(zhuǎn),y=$\frac{{U}_{2}{L}^{2}}{4d{U}_{1}}$是一個(gè)重要推論,要在會(huì)推導(dǎo)的基礎(chǔ)上掌握要牢固,要抓住該式與哪些因素有關(guān),與哪些因素?zé)o關(guān).

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

17.一物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng),下列說法中正確的是( 。
A.物體的末速度與時(shí)間成正比
B.物體的位移必與時(shí)間的平方成正比
C.物體速度在一段時(shí)間內(nèi)的變化量與這段時(shí)間成正比
D.物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度的方向與速度方向可能相反

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

18.(多選)已知地球質(zhì)量為M,半徑為R,自轉(zhuǎn)周期為T,地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m,引力常量為G.有關(guān)同步衛(wèi)星,下列表述正確的是( 。
A.同步衛(wèi)星距離地面的高度為$\root{3}{\frac{GM{T}^{2}}{4{π}^{2}}}$
B.同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度
C.同步衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)受到的向心力大小為G$\frac{Mm}{{R}^{2}}$
D.衛(wèi)同步星的運(yùn)行軌道一定在赤道的正上方

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.如圖(a)為“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置(斜槽末端B處已經(jīng)調(diào)至水平),利用這套裝置可以測(cè)量小物塊Q 與平板P 之間的動(dòng)摩擦因數(shù).先將小物塊Q 在A 點(diǎn)由靜止釋放,測(cè)量出Q 落地點(diǎn)距B點(diǎn)的水平距離x1;在斜槽末端B處對(duì)接了平板P,如圖(b),P 板的上表面與斜槽末端相切,再次將物塊Q 在A 點(diǎn)由靜止釋放,測(cè)量出Q 落地點(diǎn)距P 板右端的水平距離x2;測(cè)量出斜槽末端高度h和平板P的長度L,重力加速度為g,則物塊Q 與平板P 之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為( 。
A.${x_1}\sqrt{\frac{g}{2h}}$B.$\frac{x_1^2-x_2^2}{2Lh}$
C.$\frac{x_1^2-x_2^2}{4Lh}$D.$\frac{{h({x_1^2-x_2^2})}}{{2L{g^2}}}$

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

2.如圖所示,螺旋形光滑軌道豎直放置,P、Q為對(duì)應(yīng)的軌道最高點(diǎn),一個(gè)小球以一定速度沿軌道切線方向進(jìn)入軌道,且能過軌道最高點(diǎn)P,則下列說法中正確的是( 。
A.軌道對(duì)小球做正功,小球的線速度vP>vQ
B.軌道對(duì)小球不做功,小球的角速度ωP<ωQ
C.軌道對(duì)小球的壓力FP>FQ
D.小球的向心加速度aP>aQ

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

12.一個(gè)原子核${\;}_{92}^{235}$U在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng),其裂變方程為${\;}_{92}^{235}$U+${\;}_{0}^{1}$n→X+${\;}_{38}^{94}$Sr+2${\;}_{0}^{1}$n,則下列敘述正確的是( 。
A.X原子核中含有140個(gè)核子
B.X原子核中含有86個(gè)中子
C.因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量,所以裂變后粒子的總質(zhì)量數(shù)增加
D.因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量,所以裂變后粒子的總質(zhì)量數(shù)減少
E.因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量,所以裂變后粒子的總質(zhì)量減少

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

19.將一單擺裝置豎直懸掛于某一深度為h(未知)且開口向下的小筒中(單擺的下部分露于筒外),如圖(甲)所示,將懸線拉離平衡位置一個(gè)小角度后由靜止釋放,設(shè)單擺振動(dòng)過程中懸線不會(huì)碰到筒壁,如果本實(shí)驗(yàn)的長度測(cè)量工具只能測(cè)量出筒的下端口到擺球球心之距l(xiāng),并通過改變l而測(cè)出對(duì)應(yīng)的擺動(dòng)周期T,再以T2為縱軸、l為橫軸做出函數(shù)關(guān)系圖象,就可以通過此圖象得出小筒的深度h和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?br />(1)如果實(shí)驗(yàn)中所得到的T2-l關(guān)系圖象如圖(乙)所示,那么該同學(xué)所畫出的圖象應(yīng)該是a、b、c中的a;
(2)由圖象可知,小筒的深度h=0.3m;當(dāng)?shù)豨=9.87m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.氦原子被電離一個(gè)核外電子,形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子.已知基態(tài)的氦離子能量為E1=-54.4eV,氦離子能級(jí)的示意圖如圖所示.在具有下列能量的光子中,不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是(  )
A.54.4eVB.51.0eVC.43.2eVD.40.8eV

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

17.如圖甲所示,是用雙縫干涉測(cè)光的波長的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,其中A、B、C、D分別表示濾光片、單縫、雙縫、光屏.圖乙a是實(shí)驗(yàn)時(shí)用紅色濾光片和縫間距d=0.36mm的雙縫在光屏上得到的圖樣;圖乙b是實(shí)驗(yàn)時(shí)用紅色濾光片和縫間距d=0.18mm的雙縫在光屏上得到的圖樣;圖乙c是實(shí)驗(yàn)時(shí)用藍(lán)色濾光片和雙縫間距d=0.36mm的雙縫在光屏上得到的圖樣,則

(1)比較圖乙a和圖乙b,可以說明對(duì)相同色光,雙縫間距減小,相鄰條紋間距增大.
(2)比較圖乙a和圖乙c,可以說明對(duì)相同雙縫,光波長變短,相鄰條紋間距減。
(3)能進(jìn)行上述比較的前提是做這三次實(shí)驗(yàn)時(shí)不改變C;D的位置(從“A”、“B”、“C”、“D”中選填).
(4)若在某次測(cè)量中分劃板中心刻線與某亮紋中心對(duì)齊,此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖丙所示,則讀數(shù)為13.870mm.

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