13.容器中有質(zhì)子${\;}_1^1H$,α粒子${\;}_2^4He$的混合物,為了把它們分開,先讓它們從靜止開始經(jīng)電場加速,穿出加速電場后,第一種:垂直進入勻強電場;第二種:垂直進入勻強磁場,利用電場或磁場使它們偏轉(zhuǎn),最后穿出電場或磁場,從而達到分開的目的.對于上述兩種情況,能使質(zhì)子和α粒子分開的是(不計粒子重力)( 。
A.兩種情況都能使質(zhì)子和α粒子分開
B.兩種情況都不能使質(zhì)子和α粒子分開
C.進入電場后可以分開進入磁場不能分開
D.進入電場后不能分開進入磁場能夠分開

分析 根據(jù)動能定理可求得兩粒子加速后的動能和速度;再分別對進入電場和磁場中進入分析,根據(jù)電場中的類平拋運動規(guī)律和磁場中圓周運動規(guī)律進行分析,得出偏轉(zhuǎn)位移和半徑公式即可明確能否散開,從而確定能否分析.

解答 解:設(shè)加速電場電壓為U,則在電場中加速過程,根據(jù)動能定理有:
Uq=$\frac{1}{2}$mv2;
進入電場時,粒子做類平拋運動,設(shè)電場強度為E,則在垂直電場線方向上有:
l=vt
沿電場線方向上有:x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=$\frac{1}{2}\frac{Eq{l}^{2}}{m{v}^{2}}$=$\frac{E{l}^{2}}{4U}$,則可知,偏轉(zhuǎn)位移與荷質(zhì)比無關(guān),故無法將兩種粒子分開;
進入磁場時,根據(jù)洛倫茲力充當向心力則有:
Bqv=m$\frac{{v}^{2}}{R}$
解得:R=$\frac{mv}{Bq}$=$\frac{1}{B}\sqrt{\frac{2mU}{q}}$,因荷質(zhì)比不同,則兩種粒子運動半徑不同,故在磁場中散開;
由以上分析可知,D正確,ABC錯誤.
故選:D.

點評 本題考查帶電粒子在電場和磁場中的運動規(guī)律分析,要注意明確帶電粒子在電場中做類平拋運動或勻變速運動,而在磁場中做勻速圓周運動,要注意體會兩種方法的不同.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

3.有一個帶電量q=-3.0×10-6C的點電荷,從電場中的A點移到B點,電荷克服電場力做6.0×10-4J的功,從B點移到C點,電場力對電荷做9.0×10-4J的功,設(shè)B點電勢為零,求A、C兩點的電勢差并說明A、C兩點的電勢高低.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

4.如圖所示為傾斜放置的傳送帶,傳送帶與水平面間的夾角為θ,傳送帶上端到下端的距離為L,開始時傳送帶以一定的速度沿順時針勻速轉(zhuǎn)動,讓一物塊在傳送帶的上端由靜止釋放,結(jié)果物塊滑到傳送帶底端的時間為2$\sqrt{\frac{L}{gsinθ}}$.將傳送帶沿逆時針方向仍以原來速度的大小勻速轉(zhuǎn)動.物塊仍由傳送帶頂端由靜止釋放,結(jié)果物塊運動到與傳送帶速度相同時所用時間是從頂端到底端所用時間的一半,重力加速度為g,求:
(1)物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)的大。
(2)傳送帶的速度大。

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.如圖所示,帶正電的點電荷固定于Q點,電子在庫侖力作用下,沿以Q為焦點的橢圓軌道運動,MNP為橢圓軌道上的三點,P點離Q點最遠,電子從M點經(jīng)P點到達N點的過程中( 。
A.庫侖力先增大后減小B.電子的速率先減小后增大
C.庫侖力先做正功后做負功D.電勢能先減小后增大

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

8.下列說法正確的是( 。
A.力學(xué)中為了研究方便,任何物體任何時候都可以看成質(zhì)點,質(zhì)點是理想化模型
B.在推導(dǎo)勻變速直線運動位移公式時,把整個運動過程劃分成很多小段,每一小段近似看作勻速直線運動,再把各小段位移相加,這里運用了假設(shè)法
C.用比值法定義的物理概念在物理學(xué)中占有相當大的比例,例如,加速度a=$\frac{△v}{△t}$和速度v=$\frac{△x}{△t}$都是采用比值法定義的
D.根據(jù)速度定義式v=$\frac{△x}{△t}$,當△t非常小時,$\frac{△x}{△t}$就可以表示物體在t時刻的瞬時速度,這里運用了極限思維法

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

18.一物體靜止在粗糙水平面上,某時刻受到一沿水平方向的恒定拉力作用開始沿水平方向做直線運動,已知在第1s內(nèi)合力對物體做的功為45J,在第1s末撤去拉力,物體整個運動過程的v-t圖象如圖所示,g取10m/s2,則( 。
A.物體的質(zhì)量為5kg
B.物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.1
C.第1 s內(nèi)摩擦力對物體做的功為60 J
D.第1 s內(nèi)拉力對物體做的功為60 J

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

5.甲、乙兩物體同時從同一地點出發(fā),同方向做勻加速直線運動的v-t所示,則( 。
A.t=2s時,甲在乙的前面B.甲的瞬時速度表達式為v=2t
C.乙的加速度比甲的加速度大D.t=4s時,甲、乙兩物體相遇

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

2.如圖是某導(dǎo)體的I-U圖線,圖線的傾角為α=45°,下列說法正確的是( 。
A.通過電阻的電流與其兩端的電壓成正比
B.此導(dǎo)體的電阻R=2Ω
C.I-U圖線的斜率表示電阻的倒數(shù),所以電阻R=1.0Ω
D.在R兩端加6.0 V電壓時,每秒通過電阻橫截面的電荷量是6.0 C

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

3.為了解釋地球的磁性,19世紀安培假設(shè):地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的.在下列四個圖中,能正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是( 。
A.B.C.D.

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同步練習(xí)冊答案