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飞行时间质谱仪可通过测量离子飞行时间得到离子的比荷q/m,如图1。带正电的离子经...

飞行时间质谱仪可通过测量离子飞行时间得到离子的比荷q/m,如图1。带正电的离子经电压为U的电场加速后进入长度为L的真空管AB,可测得离子飞越AB所用时间t1。改进以上方法,如图2,让离子飞越AB后进入场强为E(方向如图)的匀强电场区域BC,在电场的作用下离子返回B端,此时,测得离子从A出发后返回B端飞行的总时间为t2(不计离子重力)。

(1)忽略离子源中离子的初速度用t1计算荷质比。

(2)离子源中相同比荷的离子由静止开始可经不同的加速电压加速,设两个比荷都为q/m的离子分别经加速电压U1、U2加速后进入真空管,在改进后的方法中,它们从A出发后返回B端飞行的总时间通常不同,存在时间差Δt,可通过调节电场E使Δt=0。求此时E的大小。说明: 满分5 manfen5.com

 

(1)(2) 【解析】 试题分析:(1)设离子带电量为q,质量为m,经电场加速后的速度为v,则2 …(2分) 离子飞越真空管,在AB做匀速直线运动,则L=vt1…(2分)解得荷质比:…(1分) (2)两离子加速后的速度分别为v1、v2,则、,…(2分) 离子在匀强电场区域BC中做往返运动,设加速度为a,则qE=ma…(1分), 两离子从A出发后返回B端飞行的总时间为…(1分)、t2=+…(1分) t1-t2=,要使Δt=0,则须 解得:…(2分) 考点:考查了带电粒子在电场中的运动
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考点分析:
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质量为m=0.04Kg的导电细杆ab置于倾角为300的平行放置的光滑导轨上,导轨宽为d=0.4m,杆ab与导轨垂直,如图所示,匀强磁场垂直导轨平面且方向向下,磁感应强度为B=1T。已知电源电动势E=1.5V,内阻r=0.2Ω,试求当电阻R取值为多少时,释放细杆后杆ab保持静止不动。导轨和细杆的电阻均忽略不计,g取10m/s2说明: 满分5 manfen5.com

 

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如图所示,斜面体ABC固定在地面上,小球p从A点静止下滑。当小球p开始下滑时,另一小球q从A点正上方的D点水平抛出,两球同时到达斜面底端的B处。已知斜面AB光滑,长度L=2.5m,斜面倾角为θ=30°。不计空气阻力,g取10m/s2。求:

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(1)小球p从A点滑到B点的时间;

(2)小球q抛出时初速度的大小和D点离地面的高度h。

 

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小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大。某同学为研究这一现象,通过实验得到如下数据(I和U分别表示小灯泡上的电流和电压):

I(A)

0.12

0.21

0.29

0.34

0.38

0.42

0.45

0.47

0.49

0.50

U(V)

0.20

0.40

0. 60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

(1)在方框内画出实验电路图,可用的器材有:电压表(2.5V、2KΩ),电流表(0.6A、0.5Ω),滑动变阻器(阻值范围0~10Ω),电源(3V、0.1Ω),小灯泡、电键、导线若干。

(2)在右图中画出小灯泡的U-I图象。

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(3)若一电池的电动势是1.5 V,内阻是2.0 Ω。问:将本题中的灯泡直接接在该电池两端,小灯泡的实际功率是多少?(若需作图,可直接画在第(2)问的图中)。

 

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“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图所示。

说明: 满分5 manfen5.com

(1)在平衡摩擦力后,挂上砝码盘,打出了一条纸带如图所示。计时器打点的时间间隔为0.02 s.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离,该小车的加速度a=______m/s2。(结果保留两位有效数字)

(2)平衡摩擦力后,将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度。小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表:

砝码盘中的砝码总重力F(N)

0

0.196

0.392

0.588

0.784

0.980

加速度a(m·s2)

0.21

0.69

1. 18

1.66

2.18

2.70

某同学根据上面表格中的实验数据在坐标纸上作出aF的关系图象,发现图线不通过坐标原点,请说明主要原因是什么?

 

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用游标卡尺测量玻璃管的内径时,应用如图甲所示的的游标卡尺的ABC三部分中的______部分(填代号)与玻璃管内壁接触。用20分度的游标卡尺测量结果如图乙所示,读数为    mm。说明: 满分5 manfen5.com

 

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