【題目】質(zhì)譜儀是測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具，某實(shí)驗(yàn)小組利用質(zhì)譜儀分析某氣體原子的組成，讓該中性氣體分子進(jìn)入電離室A，在那里被電離成電子和+1價(jià)的正離子，這些離子從電離室縫S1飄出（初速度不計(jì)），分2次分別進(jìn)入電場(chǎng)方向相反的加速電場(chǎng)被加速，然后讓離子從縫S2垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，觀察發(fā)現(xiàn)一部分粒子打在底片上的P點(diǎn)。已知縫S2與P之間的距離為x1＝2.0cm，另外一部分粒子打在底片上的Q點(diǎn)，已知縫S2與Q點(diǎn)間在沿S2P方向上距離為x2＝6.4cm，磁場(chǎng)寬度為d＝30cm，質(zhì)子的質(zhì)量為mp，假設(shè)中子的質(zhì)量mn＝mp，且約為電子質(zhì)量me的1800倍，即mn＝mp＝1800me．則：

(1)正離子質(zhì)量與電子質(zhì)量之比；

(2)試確定這種氣體原子核內(nèi)核子數(shù)。

【答案】(1) 5402 ；(2) 3

【解析】

(1)根據(jù)左手定則知達(dá)到P點(diǎn)的粒子為負(fù)電荷，軌道半徑為r1＝x1＝0.01m，

對(duì)于電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)ev1B＝

電子在電場(chǎng)中加速：eU＝﹣0

解得：me＝

到達(dá)Q點(diǎn)的為正離子，＝d2+（r2﹣x2）2

解得：r2＝0.735m

設(shè)正離子的質(zhì)量為m，同理得：m＝

所以：＝5402

(2)因?yàn)?/span>m＝5402me

即：m＝mp＝3mp

所以這種氣體原子核內(nèi)核子數(shù)是3。

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】如圖甲所示為小球在一端固定于O點(diǎn)的輕彈簧的牽引下在光滑水平面上做橢圓運(yùn)動(dòng)的軌跡，圖乙為某衛(wèi)星繞地球做橢圓運(yùn)動(dòng)的軌跡，則下列說法中正確的是（ ）

A. 小球由B經(jīng)C到D點(diǎn)時(shí)間與由D經(jīng)A到B點(diǎn)的時(shí)間不相等

B. 衛(wèi)星由B′經(jīng)C′到D′點(diǎn)時(shí)間與由D′經(jīng)A′到B′點(diǎn)的時(shí)間相等

C. 小球在A點(diǎn)的速度小于小球在B點(diǎn)的速度

D. 若衛(wèi)星在C′點(diǎn)的速度大小為v，則衛(wèi)星在C′的加速度大小為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】18世紀(jì)，數(shù)學(xué)家莫佩爾蒂，哲學(xué)家伏爾泰曾經(jīng)設(shè)想“穿透”地球；假設(shè)能夠沿著地球兩極連線開鑿一條沿著地軸的隧道貫穿地球，一個(gè)人可以從北極入口由靜止自由落入隧道中，忽略一切阻力，此人可以從南極出口飛出，(已知此人的質(zhì)量m＝50 kg；地球表面處重力加速度g取10 m/s2；地球半徑R＝6.4×106 m；假設(shè)地球可視為質(zhì)量分布均勻的球體．均勻球殼對(duì)殼內(nèi)任一點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)合引力為零)則以下說法正確的是

A．人與地球構(gòu)成的系統(tǒng)，由于重力發(fā)生變化，故機(jī)械能不守恒

B．人在下落過程中，受到的萬有引力與到地心的距離成正比

C．人從北極開始下落，到剛好經(jīng)過地心的過程，萬有引力對(duì)人做功W＝3.2×109 J

D．當(dāng)人下落經(jīng)過距地心R瞬間，人的瞬時(shí)速度大小為×103 m/s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律

主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

a．安裝好實(shí)驗(yàn)器材。接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)，重復(fù)幾次

b．選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，找一個(gè)合適的點(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)O（t＝0），然后每隔四個(gè)點(diǎn)選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖2中A、B、C、D、E、F所示；通過測(cè)量、計(jì)算可以得到在打A、B、C、D、E五點(diǎn)時(shí)小車的速度，以速度v為縱軸、時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，作出速度一時(shí)間圖象如圖3所示。

結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)你完成下列任務(wù)：

（1）在下列儀器和器材中，本實(shí)驗(yàn)中使用的有_____和_____（填選項(xiàng)前的字母）。

A．電壓合適的50Hz交流電源

B．電壓可調(diào)的直流電源

C．刻度尺

D．秒表

E．天平（含砝碼）

（2）根據(jù)速度一時(shí)間圖象可知，計(jì)數(shù)點(diǎn)O對(duì)應(yīng)的小車速度為_____m/s，小車運(yùn)動(dòng)的加速度為_____m/s2

（3）紙帶中只標(biāo)出了O、A兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離為1.60cm，計(jì)算可得A、B兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離為_____cm（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】如圖所示，帶電小球以一定的初速度v0豎直向上拋出，未加磁場(chǎng)時(shí)上升最大高度為H1，若加上水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且保持初速度仍為v0，最大高度為H2，若不計(jì)空氣阻力，則（ ）

A. B.

C. D. 無法比較

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,一根粗細(xì)均勻的玻璃管兩端開口,管內(nèi)有一段水銀柱,右管內(nèi)水銀面與管口 B的距離為2cm;中管內(nèi)水銀面與管口A之間的氣柱長(zhǎng)為20cm,氣體的溫度為27℃。將左管豎直插入水銀槽中,整個(gè)過程溫度不變,穩(wěn)定后右管內(nèi)水銀柱剛好和管口相平。已知大氣壓強(qiáng)p=76cmHg,氣體可視為理想氣體。

（1）求左管A端插入水銀槽的深度d;

（2）為使右管內(nèi)水銀面和中管內(nèi)水銀面再次相平,需使氣柱的溫度降為多少℃?

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（1）某物理實(shí)驗(yàn)小組在使用多用電表按正確步驟測(cè)量某一電阻阻值，選擇開關(guān)指在“×100”歐姆檔，指針指示位置如下圖所示，則此電阻的阻值是________Ω。

（2）然后他們用伏-安法來測(cè)未知電阻（電流表的內(nèi)阻約1Ω，電壓表的內(nèi)阻約20kΩ）；為了得到盡量多的數(shù)據(jù)、較精確測(cè)出電阻值，并要求電壓從0開始調(diào)節(jié)，他們應(yīng)選用下圖中的______圖所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。用此方法測(cè)出的電阻值比真實(shí)值偏________。（選填“小”或“大”）

（3）在“用電流表和電壓表測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)測(cè)得了七組數(shù)據(jù)（如下表）。

組別

1

2

3

4

5

6

7

U/v

1.22

1.02

0.88

0.60

0.63

0.51

0.48

I/A

0.2

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

1.0

①根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖中已描好點(diǎn)，該同學(xué)也作出U—I圖線；

從圖線中得出，電源電動(dòng)勢(shì)E=_________V；內(nèi)電阻r =_______Ω。

②若另一位同學(xué)未畫出圖線，只選用其中兩組U和I的數(shù)據(jù)，根據(jù)公式E= U1+I1 r和E=U2+I2 r算出E和r，這樣做可能得出誤差很大的結(jié)果，則他選用其中第4組和第_____組數(shù)據(jù)時(shí)算得的結(jié)果誤差大。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某興趣小組制作了一個(gè)簡(jiǎn)易的“轉(zhuǎn)動(dòng)裝置”，如圖甲所示，在干電池的負(fù)極吸上一塊圓柱形強(qiáng)磁鐵，然后將一金屬導(dǎo)線折成頂端有一支點(diǎn)、底端開口的導(dǎo)線框，并使導(dǎo)線框的支點(diǎn)與電源正極、底端與磁鐵均良好接觸但不固定，圖乙是該裝置的示意圖。若線框逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(俯視)，下列說法正確的是

A. 線框轉(zhuǎn)動(dòng)是因?yàn)榘l(fā)生了電磁感應(yīng)

B. 磁鐵導(dǎo)電，且與電池負(fù)極接觸的一端是S極

C. 若將磁鐵的兩極對(duì)調(diào)，則線框轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變

D. 線框轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定時(shí)的電流比開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】豎直面內(nèi)一傾斜軌道與一足夠長(zhǎng)的水平軌道通過一小段光滑圓弧平滑連接，小物塊B靜止于水平軌道的最左端，如圖（a）所示。t=0時(shí)刻，小物塊A在傾斜軌道上從靜止開始下滑，一段時(shí)間后與B發(fā)生彈性碰撞（碰撞時(shí)間極短）；當(dāng)A返回到傾斜軌道上的P點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）時(shí)，速度減為0，此時(shí)對(duì)其施加一外力，使其在傾斜軌道上保持靜止。物塊A運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖（b）所示，圖中的v1和t1均為未知量。已知A的質(zhì)量為m，初始時(shí)A與B的高度差為H，重力加速度大小為g，不計(jì)空氣阻力。

（1）求物塊B的質(zhì)量；

（2）在圖（b）所描述的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，求物塊A克服摩擦力所做的功；

（3）已知兩物塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相等，在物塊B停止運(yùn)動(dòng)后，改變物塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)，然后將A從P點(diǎn)釋放，一段時(shí)間后A剛好能與B再次碰上。求改變前面動(dòng)摩擦因數(shù)的比值。

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