【題目】（加試題）有一種質(zhì)譜儀由靜電分析器和磁分析器組成，其簡化原理如圖所示。左側(cè)靜電分析器中有方向指向圓心O、與O點(diǎn)等距離各點(diǎn)的場強(qiáng)大小相同的徑向電場，右側(cè)的磁分析器中分布著方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，其左邊界與靜電分析器的右邊界平行，兩者間距近似為零。離子源發(fā)出兩種速度均為v0、電荷量均為q、質(zhì)量分別為m和0.5m的正離子束，從M點(diǎn)垂直該點(diǎn)電場方向進(jìn)入靜電分析器。在靜電分析器中，質(zhì)量為m的離子沿半徑為r0的四分之一圓弧軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從N點(diǎn)水平射出，而質(zhì)量為0.5m的離子恰好從ON連線的中點(diǎn)P與水平方向成θ角射出，從靜電分析器射出的這兩束離子垂直磁場方向射入磁分析器中，最后打在放置于磁分析器左邊界的探測板上，其中質(zhì)量為m的離子打在O點(diǎn)正下方的Q點(diǎn)。已知OP=0.5r0，OQ=r0，N、P兩點(diǎn)間的電勢差,，不計(jì)重力和離子間相互作用。

（1）求靜電分析器中半徑為r0處的電場強(qiáng)度E0和磁分析器中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；

（2）求質(zhì)量為0.5m的離子到達(dá)探測板上的位置與O點(diǎn)的距離l（用r0表示）；

（3）若磁感應(yīng)強(qiáng)度在（B—△B）到（B＋△B）之間波動(dòng)，要在探測板上完全分辨出質(zhì)量為m和0.5m的兩東離子，求的最大值

【答案】（1），；（2）；（3）12%

【解析】

（1）徑向電場力提供向心力：

（2）由動(dòng)能定理：

或

解得

（3）恰好能分辨的條件：

解得

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：

【題目】如圖所示，長木板質(zhì)量M=3 kg，放置于光滑的水平面上，其左端有一大小可忽略，質(zhì)量為m=1 kg的物塊A，右端放著一個(gè)質(zhì)量也為m=1 kg的物塊B，兩物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.4，AB之間的距離L=6 m，開始時(shí)物塊與木板都處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)對(duì)物塊A施加方向水平向右的恒定推力F作用，取g=10 m/s2。

（1）.為使物塊A與木板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，F至少為多少？

（2）.若F=8 N，求物塊A經(jīng)過多長時(shí)間與B相撞，假如碰撞過程時(shí)間極短且沒有機(jī)械能損失，則碰后瞬間A、B的速度分別是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】A、B兩個(gè)木塊疊放在豎直輕彈簧上，如圖所示，已知，輕彈簧的勁度系數(shù)。若在木塊A上作用一個(gè)豎直向上的力F使木塊A由靜止開始以的加速度豎直向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，且已知輕彈簧彈性勢能的表達(dá)式為為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量。取，求：

剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧的彈性勢能是多少？

求使木塊A豎直向上做勻加速運(yùn)動(dòng)的過程中力F的最小值是多少？

從木塊A豎直向上做勻加速運(yùn)動(dòng)直到A、B分離的過程中，力F對(duì)木塊做的功是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】甲、乙兩同學(xué)均設(shè)計(jì)了測動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)．已知重力加速度為g．

(1)甲同學(xué)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示．其中A為一質(zhì)量為M的長直木板，B為木板上放置的質(zhì)量為m的物塊，C為物塊右端連接的一輕質(zhì)彈簧測力計(jì)．實(shí)驗(yàn)時(shí)用力將A從B的下方抽出，通過C的讀數(shù)F1即可測出動(dòng)摩擦因數(shù)．則該設(shè)計(jì)能測出_____（填“A與B”或“A與地面”）之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，其表達(dá)式為_____．

(2)乙同學(xué)的設(shè)計(jì)如圖乙所示．他在一端帶有定滑輪的長木板上固定有A、B兩個(gè)光電門，與光電門相連的計(jì)時(shí)器可以顯示帶有遮光片的物塊在其間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，與跨過定滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩相連的輕質(zhì)測力計(jì)能顯示掛鉤處所受的拉力．

實(shí)驗(yàn)時(shí)，多次改變沙桶中沙的質(zhì)量，每次都讓物塊從靠近光電門A處由靜止開始運(yùn)動(dòng)，讀出多組測力計(jì)示數(shù)F及對(duì)應(yīng)的物塊在兩光電門之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t，在坐標(biāo)系中作出的圖線如圖丙所示，圖線的斜率為k，與縱軸的截距為b，因乙同學(xué)不能測出小車質(zhì)量，故該同學(xué)還應(yīng)測出的物理量為_____．根據(jù)該測量物理量及圖線信息可知物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)表達(dá)式為_____．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】粗細(xì)均勻的U形管豎直放置，右端封閉，左管內(nèi)有一個(gè)重力和摩擦都不計(jì)的活塞，管內(nèi)水銀把氣體分隔成A、B兩部分。當(dāng)大氣壓強(qiáng)為P0＝75cmHg，溫度為t0＝27℃時(shí)，管內(nèi)水銀面在同一高度，兩部分氣體的長度均為L0＝30cm。

①現(xiàn)向上緩慢拉動(dòng)活塞，使兩管內(nèi)水銀面高度差為h＝10cm，求活塞上升的高度L；

②然后固定活塞，再僅對(duì)左管氣體加熱，使A部分氣體溫度升高。則當(dāng)左管內(nèi)氣體溫度為多少攝氏度時(shí)，方可使右管內(nèi)水銀面回到原來的位置。（該題計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】北京時(shí)間2009年3月1日下午15時(shí)36分，在距月球表面100km的圓軌道上運(yùn)行的質(zhì)量為 (連同燃料)的“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星，在北京航天飛行控制中心科技人員的控制下發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火。在極短的時(shí)間內(nèi)以4.92km/s的速度（相對(duì)月球表面）向前噴出質(zhì)量為50kg的氣體后，衛(wèi)星減速。只在月球引力的作用下下落，最后成功撞擊到月球東經(jīng)52.36度、南緯1.50度的預(yù)定的豐富海區(qū)域，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)，為中國探月一期工程畫上一個(gè)圓滿的句號(hào)。已知月球的半徑，月球表面的重力加速度g/=1.8m/s2。則“嫦娥一號(hào)”噴氣后的速度約為（ ）

A. 1.10 km/sB. 1.56km/sC. 2.88km/sD. 3.78km/s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2018年12月8日發(fā)射成功的“嫦娥四號(hào)”探測器經(jīng)過約110小時(shí)奔月飛行，到達(dá)月球附近，成功實(shí)施近月制動(dòng)，順利完成“太空剎車”，被月球捕獲并順利進(jìn)入環(huán)月軌道。若將整個(gè)奔月過程簡化如下：“嫦娥四號(hào)”探測器從地球表面發(fā)射后，進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)變軌進(jìn)入距離月球表面100km的圓形軌道I，在軌道I上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)再次變軌進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，之后將擇機(jī)在Q點(diǎn)著陸月球表面。下列說法正確的是

A. “嫦娥四號(hào)”沿軌道Ⅱ運(yùn)行時(shí)，在P點(diǎn)的加速度大于在Q點(diǎn)的加速度

B. “嫦娥四號(hào)”沿軌道Ⅱ運(yùn)行的周期大于沿軌道I運(yùn)行的周期

C. “嫦娥四號(hào)”在軌道Ⅰ上的運(yùn)行速度小于月球的第一宇宙速度

D. “嫦娥四號(hào)”在地月轉(zhuǎn)移軌道上M點(diǎn)的速度大于在軌道Ⅰ上M點(diǎn)的速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】三顆人造地球衛(wèi)星A、B、C處于不同的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，下列說法正確的是（ ）

A. 三顆衛(wèi)星的線速度大小vA＜vB＜vC

B. 三顆衛(wèi)星的向心加速度大小aA＜aB＜aC

C. 三顆衛(wèi)星所受的地球引力的大小一定是FA＞FB＞FC

D. 三顆衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期TA<TB<TC

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖（a），水平地面上固定一傾角為37°的斜面，一寬為l=0.43m的有界勻強(qiáng)磁場垂直于斜面向上，磁場邊界與斜面底邊平行。在斜面上由靜止釋放一正方形金屬線框abcd，線框沿斜面下滑時(shí)，ab、cd邊始終與磁場邊界保持平行。以地面為零勢能面，從線框開始運(yùn)動(dòng)到恰好完全進(jìn)入磁場的過程中，線框的機(jī)械能E與位移s之間的關(guān)系如圖（b）所示，圖中①、②均為直線段。已知線框的質(zhì)量為m=0.1kg，電阻為R=0.06Ω。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2）求：

（1）線框與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；

（2）線框的邊長l＇

（3）線框穿越磁場的過程中，線框中產(chǎn)生的最大電功率Pm；

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