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质谱仪最初由汤姆孙的学生阿斯顿设计的,他用质谱仪发现了氖20和氖22,证实了同位...

质谱仪最初由汤姆孙的学生阿斯顿设计的,他用质谱仪发现了氖20和氖22,证实了同位素的存在.现在质谱仪已经是一种十分精密的仪器,是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具.如右图所示是一简化了的质谱仪原理图.边长为L的正方形区域abcd内有相互正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度大小为E,方向竖直向下,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里.有一束带电粒子从ad边的中点O以某一速度沿水平方向向右射入,恰好沿直线运动从bc边的中点e射出(不计粒子间的相互作用力及粒子的重力),撤去磁场后带电粒子束以相同的速度重做实验,发现带电粒子从b点射出,问:

1)带电粒子带何种电性的电荷?

2)带电粒子的比荷(即电荷量的数值和质量的比值)多大?

3)撤去电场后带电粒子束以相同的速度重做实验,则带电粒子将从哪一位置离开磁场,在磁场中运动的时间多少?

 

(1)负电(2) (3)从dc边距离d点距离为处射出磁场; 【解析】 (1)正电荷所受电场力与电场强度方向相同,负电荷所受电场力与电场强度方向相反,粒子向上偏转,可知粒子带负电; (2)根据平衡条件: qE=qv0B 得: 撤去磁场后,粒子做类平抛运动,则有: x=v0t=L   得: (3)撤去电场后带电粒子束在磁场中做匀速圆周运动,则: 得: 粒子从dc边射出磁场,设粒子射出磁场距离d点的距离为x,根据几何关系: r=L 得: 所以 答:(1)带电粒子带负电; (2)带电粒子的比荷; (3)撤去电场后带电粒子束以相同的速度重做实验,则带电粒子将从dc边距离d点处离开磁场,在磁场中运动的时间.  
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考点分析:
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水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值为R的电阻连接;导轨上放一质量为m的金属杆如图所示,金属杆与导轨的电阻忽略不计;均匀磁场竖直向下。用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上,杆最终将做匀速运动,当改变拉力的大小时,相对应的匀速运动速度v也会变化,vF的关系如图所示(取重力加速度)。

(1)金属杆在匀速运动之前做什么运动?画出v-t的图像。

(2);磁感应强度B为多大?

(3)vF图线的截距可求得什么物理量?其值为多少?

 

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小明用电学方法测量电线的长度,首先小明测得电线铜芯的直径为1.00mm,估计其长度不超过50m,(已知铜的电阻率为Ω▪m),现有如下实验器材:①量程为3V、内阻约为3KΩ的电压表;②量程为0.6A、内阻约为0.1Ω的电流表;③阻值为0-2Ω的滑动变阻器;④内阻可忽略,输出电压为3V的电源;⑤阻值为R0=4.30Ω的定值电阻,开关和导线若干小明采用伏安法测量电线电阻,正确连接电路后,调节滑动变阻器,电流表的示数从0开始增加,当示数为0.5A时,电压表示数如图1所示读数为_______V,根据小明测量的信息,图2P点应该______(选填a”、“b”、 “c”不接”)q点应该______ (选填a”、“b”、“c”不接),小明测得的电线长度为____________m.

 

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在“测定玻璃的折射率”实验时,

(1)下列做法正确的是________

A.入射角越大,误差越小

B.在白纸上放好玻璃砖后,用铅笔贴着光学面画出界面

C.实验时既可用量角器,也可用圆规和直尺等工具进行测量

D.判断像与针是否在同一直线时,应该观察大头针的头部

(2)小明同学在插针时玻璃砖的位置如图1所示,根据插针与纸上已画的界面确定入射点与出射点,依据上述操作所测得的折射率________(填“偏大”、“偏小”或“不变”);

(3)小明同学经正确操作后,在纸上留下四枚大头针的位置ABCD是描出的玻璃砖的两个边,如图2所示,请在答题纸上画出光路图_______

 

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如图所示,固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。设杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度大小为g。则此过程

A.杆的速度最大值为

B.流过电阻R的电量为

C.恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量

D.恒力F做的功与安倍力做的功之和大于杆动能的变化量

 

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沿x轴正方向传播的简谐横波,振幅为5cm,质点AB的平衡位置离O点的距离分别为1.8m3.0m时的波形如图所示,时质点A恰好第二次到达波峰。下列说法正确的是(   

A.波速为8m/s B.频率为2Hz

C.质点B0~0.6s内路程为25cm D.质点B时沿y轴正方向运动

 

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