【題目】一臺(tái)質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示．大量的甲、乙兩種離子飄入電壓為U0的加速電場(chǎng)，其初速度幾乎為0，經(jīng)過加速后，通過寬為L的狹縫MN沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打到照相底片上．已知甲、乙兩種離子的電荷量均為+q，質(zhì)量分別為2m和m，圖中虛線為經(jīng)過狹縫左、右邊界M、N的甲種離子的運(yùn)動(dòng)軌跡．不考慮離子間的相互作用．

（1）求甲種離子打在底片上的位置到N點(diǎn)的最小距離x；

（2）在答題卡的圖中用斜線標(biāo)出磁場(chǎng)中甲種離子經(jīng)過的區(qū)域，并求該區(qū)域最窄處的寬度d；

（3）若考慮加速電壓有波動(dòng)，在()到()之間變化，要使甲、乙兩種離子在底片上沒有重疊，求狹縫寬度L滿足的條件．

【答案】（1） ； （2） ；

（3）

【解析】（1）設(shè)甲種離子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑為r1

電場(chǎng)加速 且 解得

根據(jù)幾何關(guān)系x =2r1 –L 解得

（2）（見圖） 最窄處位于過兩虛線交點(diǎn)的垂線上

解得

（3）設(shè)乙種離子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑為r2

r1的最小半徑

r2 的最大半徑

由題意知 2r1min–2r2max >L，即

解得

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】電熱毯、電飯鍋是人們常用的電熱式家用電器，它們一般具有加熱和保溫功能，其工作原理大致相同．如圖為某種電熱式電器的簡(jiǎn)化電路圖，主要元件有電阻絲R1、R2和自動(dòng)開關(guān)S.

(1)開關(guān)S閉合和斷開時(shí)，用電器分別處于什么狀態(tài)？

(2)電源電壓U＝220 V，加熱時(shí)用電器功率為400 W，保溫時(shí)用電器功率為40 W，求R1與R2的值．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某質(zhì)點(diǎn)以20 m/s的初速度豎直向上運(yùn)動(dòng)，其加速度保持不變，經(jīng)2 s到達(dá)最高點(diǎn)，上升高度為20 m，又經(jīng)過2 s回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)，速度大小仍為20 m/s.關(guān)于這一運(yùn)動(dòng)過程的下列說法中正確的是(　　)

A. 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度大小為10 m/s2，方向豎直向下

B. 質(zhì)點(diǎn)在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度為零

C. 質(zhì)點(diǎn)在最高點(diǎn)時(shí)加速度為零

D. 質(zhì)點(diǎn)在落回拋出點(diǎn)時(shí)的速度與開始離開拋出點(diǎn)時(shí)的速度相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船于2017年4月20日在文昌航天發(fā)射中心成功發(fā)射升空，與“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室對(duì)接前，“天舟一號(hào)”在距離地面約380 km的圓軌道上飛行，則其

A. 角速度小于地球自轉(zhuǎn)角速度

B. 線速度小于第一宇宙速度

C. 周期小于地球自轉(zhuǎn)周期

D. 向心加速度小于地面的重力加速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一輛值勤的警車停在公路邊，當(dāng)警員發(fā)現(xiàn)從他旁邊以v＝8 m/s的速度勻速行駛的貨車有違章行為時(shí)，決定前去追趕，經(jīng)2.5 s，警車發(fā)動(dòng)起來，以加速度a＝2 m/s2做勻加速運(yùn)動(dòng)，試問：

(1)警車發(fā)動(dòng)后要經(jīng)多長時(shí)間才能追上違章的貨車？

(2)在警車追上貨車之前，兩車間的最大距離是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】據(jù)報(bào)道，一兒童玩耍時(shí)不慎從H＝20 m高的陽臺(tái)上無初速掉下，在他剛掉下時(shí)恰巧被樓下的管理人員發(fā)現(xiàn)，該人員迅速由靜止開始沖向兒童下落處的正下方樓底，準(zhǔn)備接住兒童。已知管理人員到樓底的距離為x＝8 m，為確保安全穩(wěn)妥的接住兒童，管理人員將盡力節(jié)約時(shí)間，但又必須保證接兒童時(shí)沒有水平方向的沖擊（即速度）。兒童下落過程的空氣阻力不計(jì)，兒童和管理人員均可視為質(zhì)點(diǎn)分析，設(shè)管理人員奔跑過程中只做勻速或勻變速直線運(yùn)動(dòng)，g取10m/s2。

（1）管理人員至少要用多大的平均速度跑到樓底？

（2）若管理人員在加速或減速過程中的加速度大小相等，為能盡快到達(dá)兒童的正下方，管理人員全程運(yùn)動(dòng)無勻速過程，即勻加速直線運(yùn)動(dòng)到某一速度后直接做勻減速直線運(yùn)動(dòng)至靜止。求管理人員奔跑時(shí)的加速度大小及其所達(dá)到的最大速度大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】冰壺比賽是在水平冰面上進(jìn)行的體育項(xiàng)目，比賽場(chǎng)地模型如下圖所示。投擲線AB距離圓心O為30 m。比賽時(shí)，運(yùn)動(dòng)員從起滑架處推著冰壺出發(fā)，在投擲線AB處放手讓冰壺以一定的速度滑出，使冰壺的停止位置盡量靠近圓心O。為使冰壺滑行得更遠(yuǎn)，運(yùn)動(dòng)員可以用毛刷擦冰壺運(yùn)行前方的冰面，減小冰壺減速時(shí)的加速度。若不擦冰時(shí)，冰壺減速的加速度大小a1＝0.08 m/s2，擦冰面后加速度減小至a2＝0.04 m/s2。在某次比賽中，運(yùn)動(dòng)員使冰壺C在投擲線中點(diǎn)處以2 m/s的速度沿虛線滑出。

（1）若冰壺C滑出后不再采取任何措施，求冰壺停下時(shí)的位置距O點(diǎn)的距離。

（2）為使冰壺C能夠沿虛線恰好到達(dá)圓心O點(diǎn)，冰壺滑出時(shí)運(yùn)動(dòng)員立刻進(jìn)行擦冰，求運(yùn)動(dòng)員需要擦冰多少距離？

（3）試通過定性分析判斷開始擦冰時(shí)刻的不同會(huì)不會(huì)影響擦冰的時(shí)間？（只需要回答“會(huì)”或者“不會(huì)”，不需要說明理由）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（多選）如圖，三個(gè)小球a、b、c分別用三根絕緣細(xì)線懸掛在同一點(diǎn)O，細(xì)線的長度關(guān)系為Oa=Ob<Oc，讓三球帶電后它們能靜止在圖中位置。此時(shí)細(xì)線Oc沿豎直方向，a、b、c連線恰構(gòu)成一等邊三角形，則下列說法正確的是

A．a(chǎn)、b、c三球質(zhì)量一定相等

B．a(chǎn)、b兩球所帶電荷量一定相等

C．細(xì)線Oa、Ob所受拉力大小相等

D．a(chǎn)、b、c三球所受靜電力大小一定相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】近年來，我國量子科學(xué)研究成績斐然。京滬量子保密通信、量子計(jì)算機(jī)、量子衛(wèi)星“墨子號(hào)”交付使用……中國量子衛(wèi)星首席科學(xué)家潘建偉院士更是因中國在量子通信和量子計(jì)算機(jī)上的突破，在2017年12月登上了《自然》雜志封面。誕生百余年的量子理論正在中國綻放風(fēng)采。一百多年前，首次提出量子假說的是

A. 牛頓 B. 愛因斯坦 C. 普朗克 D. 達(dá)爾文

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