【題目】如圖，從離子源產(chǎn)生的甲、乙兩種離子，由靜止經(jīng)加速電壓U加速后在紙面內(nèi)水平向右運(yùn)動(dòng)，自M點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)邊界射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁場(chǎng)左邊界豎直。已知甲種離子射入磁場(chǎng)的速度大小為v1，并在磁場(chǎng)邊界的N點(diǎn)射出；乙種離子在MN的中點(diǎn)射出；MN長(zhǎng)為l。不計(jì)重力影響和離子間的相互作用。求：

（1）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大��；

（2）甲、乙兩種離子的比荷之比。

【答案】（1）（2）

【解析】試題分析 本題主要考查帶電粒子在電場(chǎng)中的加速、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，意在考查考生靈活運(yùn)用相關(guān)知識(shí)解決實(shí)際問題的的能力。

解析（1）設(shè)甲種離子所帶電荷量為q1、質(zhì)量為m1，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R1，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，由動(dòng)能定理有

①

由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有

②

由幾何關(guān)系知

③

由①②③式得

④

（2）設(shè)乙種離子所帶電荷量為q2、質(zhì)量為m2，射入磁場(chǎng)的速度為v2，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R2。同理有

⑤

⑥

由題給條件有

⑦

由①②③⑤⑥⑦式得，甲、乙兩種離子的比荷之比為

⑧

點(diǎn)睛 此題與2013年北京理綜卷第23題情景類似，都可以看作是質(zhì)譜儀模型。解答所用的知識(shí)點(diǎn)和方法類似。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，A、C為橢圓軌道長(zhǎng)軸端點(diǎn)，B、D為橢圓軌道短軸端點(diǎn)，關(guān)于衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)，以下說法不正確的是

A. A點(diǎn)的速度可能大于7.9km/s

B. C點(diǎn)的速度一定小于7.9km/s

C. 衛(wèi)星在A點(diǎn)時(shí)引力的功率最大

D. 衛(wèi)星由C運(yùn)動(dòng)到A萬(wàn)有引力的平均功率大于衛(wèi)星由B運(yùn)動(dòng)到D萬(wàn)有引力的平均功率

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在光滑水平面上方存在電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=2×104N/C、方向水平向左的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)右邊界如圖中的虛線所示，左邊界為豎直墻壁，電場(chǎng)寬度d=4.75m。長(zhǎng)度L=4m、質(zhì)量M=2kg的不帶電絕緣長(zhǎng)木板P原先靜止在水平面上�？梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量m=1kg、電荷量q=1×10-4C的帶正電金屬塊Q從木板的右端以v0=3m/s的速度水平向左滑上木板，兩者相對(duì)靜止后再進(jìn)入電場(chǎng)，木板與墻壁發(fā)生碰撞的時(shí)間極短且碰撞無(wú)機(jī)械能損失。已知金屬塊與木板間的動(dòng)摩擦因素μ=0.4，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g=10m/s2。

（1）求木板與墻壁第一次碰撞前瞬間的速度大小。

（2）求木板與墻壁第二次碰撞前瞬間的速度大小。

（3）金屬塊最終能否停在木板上？若能，求出金屬塊最終停在木板上的位置；若不能，請(qǐng)說明理由。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】將金屬塊m用壓縮的輕彈簧卡在一個(gè)矩形的箱中，如圖所示，在箱子的上頂板和下底板裝有壓力傳感器，箱子可以沿豎直軌道運(yùn)動(dòng)，當(dāng)箱子以a＝2.0 m/s2的加速度豎直向上做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，上頂板的壓力傳感器顯示的壓力為6.0 N，下底板的壓力傳感器顯示的壓力為10.0 N(g取10 m/s2)．

(1)若上頂板壓力傳感器的示數(shù)是下底板壓力傳感器的示數(shù)的一半，試判斷箱子的運(yùn)動(dòng)情況．

(2)要使上頂板壓力傳感器的示數(shù)為零，箱沿豎直方向運(yùn)動(dòng)的情況可能是怎樣的？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一課外實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的電路測(cè)量某待測(cè)電阻Rx的阻值，圖中R0為標(biāo)準(zhǔn)定值電阻（R0=20.0 Ω）；可視為理想電壓表。S1為單刀開關(guān)，S2位單刀雙擲開關(guān)，E為電源，R為滑動(dòng)變阻器。采用如下步驟完成實(shí)驗(yàn)：

（1）按照實(shí)驗(yàn)原理線路圖（a），將圖（b）中實(shí)物連線_____________；

（2）將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端置于適當(dāng)位置，閉合S1；

（3）將開關(guān)S2擲于1端，改變滑動(dòng)變阻器動(dòng)端的位置，記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U1；然后將S2擲于2端，記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U2；

（4）待測(cè)電阻阻值的表達(dá)式Rx=_____________（用R0、U1、U2表示）；

（5）重復(fù)步驟（3），得到如下數(shù)據(jù)：

1

2

3

4

5

U1/V

0.25

0.30

0.36

0.40

0.44

U2/V

0.86

1.03

1.22

1.36

1.49

3.44

3.43

3.39

3.40

3.39

（6）利用上述5次測(cè)量所得的平均值，求得Rx=__________Ω。（保留1位小數(shù)）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的演示實(shí)驗(yàn)中，若1、2兩個(gè)相同的小車所受拉力分別為F1、F2，車中所放砝碼的質(zhì)量分別為m1、m2，打開夾子后經(jīng)過相同的時(shí)間兩車的位移分別為x1、x2，則在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，有( )

A. 當(dāng)m1＝m2、F1＝2F2時(shí)，x1＝2x2

B. 當(dāng)m1＝m2、F1＝2F2時(shí)，x2＝2x1

C. 當(dāng)m1＝2m2、F1＝F2時(shí)，x1＝2x2

D. 當(dāng)m1＝2m2、F1＝F2時(shí)，x2＝2x1

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】若測(cè)得某一物體質(zhì)量m一定時(shí)，a與F的有關(guān)數(shù)據(jù)資料如表所示：

a/ms﹣2

1.98

4.06

5.95

8.12

F/N

1.00

2.00

3.00

4.00

（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，畫出a﹣F圖象________（圖1）．

（2）根據(jù)圖象判定：當(dāng)m一定時(shí)，a與F的關(guān)系為_______．

（3）若甲、乙兩同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中，由于沒有按照正確步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，處理數(shù)據(jù)后得出如圖2所示的a﹣F圖象．試分析甲、乙兩同學(xué)可能存在的問題：甲：_______；乙：_______．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】我國(guó)自行研制、具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代大型噴氣式客機(jī)C919首飛成功后，拉開了全面試驗(yàn)試飛的新征程，假設(shè)飛機(jī)在水平跑道上的滑跑是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)位移x=1.6×103 m時(shí)才能達(dá)到起飛所要求的速度v=80 m/s。已知飛機(jī)質(zhì)量m=7.0×104 kg，滑跑時(shí)受到的阻力為自身重力的0.1倍，重力加速度取。求飛機(jī)滑跑過程中

（1）加速度a的大小；

（2）牽引力的平均功率P。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在如圖所示的v-t圖中，A、B兩質(zhì)點(diǎn)同時(shí)從同一點(diǎn)在一條直線上開始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)規(guī)律用A、B兩圖線表示，下列敘述正確的是（　 �。�

A. t=1s時(shí)，B質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變

B. t=2s前后，B質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向和加速度方向均發(fā)生改變

C. A、B同時(shí)從靜止出發(fā)，朝相反的方向運(yùn)動(dòng)

D. 在t=4s時(shí)，A、B速度相同

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