【題目】如圖為某質(zhì)譜儀工作原理圖，離子從電離室A中的小孔S1逸出(初速度不計(jì))，經(jīng)電壓為U的加速電場加速后，通過小孔S2和S3，從磁場上邊界垂直于磁場方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B勻強(qiáng)磁場中，運(yùn)動半個圓周后打在接收底版D上并被吸收。對于同一種元素，若有幾種同位素時，就會在D上的不同位置出現(xiàn)按質(zhì)量大小分布的譜線，經(jīng)過分析譜線的條數(shù)、強(qiáng)度(單位時間內(nèi)打在底版D上某處的粒子動能)就可以分析該種元素的同位素組成。

（1）若從小孔S1逸出的粒子質(zhì)量是m，電荷量為q,求該粒子進(jìn)入磁場后運(yùn)動的軌道半徑；

（2）若測得某種元素的三種同位素a、b、c打在底版D上位置距離小孔S3的距離分別為L1、L2、L3，強(qiáng)度分別為P1、P2、P3，求：

①三種同位素a、b、c的粒子質(zhì)量之比m1 : m2 : m3；

②三種同位素a、b、c分別形成的環(huán)形電流大小之比。

【答案】(1) （2）

【解析】

（1）離子在電場中加速，由動能定理可以求出離子進(jìn)入磁場時的速度．離子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律可以求出離子的軌道半徑．（2）①求解粒子質(zhì)量的表達(dá)式，從而求解三種同位素a、b、c的粒子質(zhì)量之比；②根據(jù)單位時間內(nèi)粒子射到底板上的強(qiáng)度P，結(jié)合電流的定義式求解三種同位素a、b、c分別形成的環(huán)形電流大小之比；

（1）粒子經(jīng)加速電場加速，由動能定理得

解得： ①

粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動，由牛頓第二定律得

粒子在磁場中運(yùn)動軌道半徑 ②

（2）① 粒子打在底板上的位置距離S3的距離L=2r

解得粒子的質(zhì)量 ③

則a、b、c的粒子質(zhì)量之比為：m1 : m2 : m3= L12 : L22 : L32

②單位時間內(nèi)比荷為的粒子射到底板上的強(qiáng)度為P，粒子數(shù)為N，則

P= ④

由①④得： ⑤

形成的環(huán)形電流

三種同位素a、b、c形成的環(huán)形電流之比為：

P1: P2 : P3

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一質(zhì)量為0.5kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，用長的細(xì)線拴住在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動，g取10m/s2求：

（1）小球剛好經(jīng)過最高點(diǎn)A時的速度；

（2）若小球經(jīng)過最高點(diǎn)A時速度為4m/s，小球?qū)?xì)線的拉力；

（3）若小球經(jīng)過最低點(diǎn)B時速度為 ，細(xì)線對小球的拉力大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,一個質(zhì)量為0.6kg的小球以某一初速度從P點(diǎn)水平拋出,恰好從圓弧ABC的A點(diǎn)的切線方向進(jìn)入圓弧(不計(jì)空氣阻力,進(jìn)入圓弧時無機(jī)被能損失)。已知圓弧的半徑R=0.6m, =60°,小球到達(dá)A點(diǎn)時的速度vA=8m/s。g取10m/s2,求:

(1)小球做平拋運(yùn)動的初速度v0

(2)P點(diǎn)與A點(diǎn)的高度差

(3)小球剛好能到達(dá)圓弧最高點(diǎn)C,求此過程小球克服摩擦力所做的功。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用電流表和電壓表測定由三節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組(電動勢約4.5V,內(nèi)電阻約1Ω)的電動勢和內(nèi)電阻,除了待測電池組,電建,導(dǎo)線外,還有下列器材供選用:

A.電流表:量程0.6A,內(nèi)電阻約1Ω

B.電流表:量程3A,內(nèi)電阻約0.2Ω

C.電壓表:量程3V,內(nèi)電阻約30kΩ

D.電壓表:量程6V,內(nèi)電阻約60kΩ

E.滑動變阻器:0~1000Ω,額定電流0.5A

F.滑動變阻器:0~20Ω,額定電流2A

（1）為了使測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確,電流表應(yīng)選用________,電壓表選用________,滑動變阻器應(yīng)選用________(均填儀器的字母代號)

（2）下圖為正確選擇儀器后,連好的部分電路,為了使測量誤差盡量小,還需要在電路中用導(dǎo)線將________和________相連、________和________相連、________和________相連.(均填儀器上接線柱的字母代號)

（3）.實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)電流表壞了,于是不再使用電流表,剩余儀器中僅用電阻箱替換掉滑動變阻器,重新連接電路,仍能完成實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中讀出幾組電阻箱的阻值R和對應(yīng)電壓表的示數(shù)U;用圖像法處理采集到數(shù)據(jù),為在直角坐標(biāo)系中得到的函數(shù)圖像是一條直線,則可以_________為縱坐標(biāo),以________為橫坐標(biāo)。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，AB為斜面，BC為水平面，從A點(diǎn)以水平速度v0拋出一小球，此時落點(diǎn)到A的水平距離為x1；從A點(diǎn)以水平速度3v0拋出小球，這次落點(diǎn)到A點(diǎn)的水平距離為x2，不計(jì)空氣阻力，則x1：x2可能等于（　　）

A. 1：3B. 1：6C. 1：9D. 1：12

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，P、Q為水平面內(nèi)平行放置的光滑金屬長直導(dǎo)軌，間距為L1，處在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1的勻強(qiáng)磁場中．一導(dǎo)體桿ef垂直于P、Q放在導(dǎo)軌上，在外力作用下向左做勻速直線運(yùn)動．質(zhì)量為m、每邊電阻均為r、邊長為L2的正方形金屬框abcd置于豎直平面內(nèi)，兩頂點(diǎn)a、b通過細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2的勻強(qiáng)磁場垂直金屬框向里，金屬框恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)．不計(jì)其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對a、b點(diǎn)的作用力．

(1)通過ab邊的電流Iab是多大？

(2)導(dǎo)體桿ef的運(yùn)動速度v是多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】豎直放置的兩塊足夠長的平行金屬板間有勻強(qiáng)電場，其極板帶電量為Q，在兩極板之間，用輕質(zhì)絕緣絲線懸掛質(zhì)量為m，電量為q的帶電小球(可看成點(diǎn)電荷)，絲線跟豎直方向成θ角時小球恰好平衡，此時小球離右板距離為b，離左板的距離為2b，如圖所示，則

A. 小球帶正電，極板之間的電場強(qiáng)度大小為

B. 小球受到電場力為

C. 若將小球移到懸點(diǎn)下方豎直位置，小球的電勢能減小

D. 若將細(xì)繩剪斷，小球經(jīng)時間到達(dá)負(fù)極

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在地球赤道上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，用磁傳感器測得赤道上P點(diǎn)地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0．將一條形磁鐵固定在P點(diǎn)附近的水平面上，讓N極指向正北方向，如圖所示，此時用磁傳感器測得P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1；現(xiàn)將條形磁鐵以P點(diǎn)為軸旋轉(zhuǎn)90°，使其N極指向正東方向，此時用磁傳感器測得P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小應(yīng)為（可認(rèn)為地磁南、北極與地理北、南極重合）（ ）

A. B1－B0

B.

C. B1＋B0

D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】“娛樂風(fēng)洞”是一項(xiàng)將科技與驚險(xiǎn)相結(jié)合的娛樂項(xiàng)目，它能在一個特定的空間內(nèi)把表演者“吹”起來。假設(shè)風(fēng)洞內(nèi)向上的風(fēng)量和風(fēng)速保持不變，表演者調(diào)整身體的姿態(tài)，通過改變受風(fēng)面積（表演者在垂直風(fēng)力方向的投影面積），來改變所受向上風(fēng)力的大小。已知人體所受風(fēng)力大小與受風(fēng)面積成正比，人水平橫躺時受風(fēng)面積最大，設(shè)為S0，站立時受風(fēng)面積為 S0；當(dāng)受風(fēng)面積為 S0時，表演者恰好可以靜止或勻速漂移。如圖所示，某次表演中，人體可上下移動的空間總高度為H，表演者由靜止以站立身姿從A位置下落，經(jīng)過B位置時調(diào)整為水平橫躺身姿（不計(jì)調(diào)整過程的時間和速度變化），運(yùn)動到C位置速度恰好減為零。關(guān)于表演者下落的過程，下列說法中正確的是

A．從A至B過程表演者的加速度大于從B至C過程表演者的加速度

B．從A至B過程表演者的運(yùn)動時間小于從B至C過程表演者的運(yùn)動時間

C．從A至B過程表演者動能的變化量大于從B至C過程表演者克服風(fēng)力所做的功

D．從A至B過程表演者動量變化量的數(shù)值小于從B至C過程表演者受風(fēng)力沖量的數(shù)值

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