11．如圖所示為一種質譜儀示意圖，由加速電場．靜電分析器和磁分析器組成．若靜電分析器通道中心線的半徑為R，通道內均勻輻射電場在中心線處的電場強度大小為E，磁分析器有范圍足夠大的有界勻強磁場，磁感應強度大小為B．方向垂直紙面向外．一質量為m．電荷量為q的粒子從靜止開始經(jīng)加速電場加速后沿中心線通過靜電分析器，由P點垂直邊界進入磁分析器，最終打到膠片上的Q點．不計粒子重力．下列說法正確的是（　�。�
A．粒子一定帶正電
B．加速電場的電壓U=$\frac{1}{2}$ER
C．直徑PQ=$\frac{2}{B}$$\sqrt{qmER}$
D．若一群離子從靜止開始經(jīng)過上述過程都落在膠片上同一點，則該群離子具有相同的質量

分析 帶電粒子在電場中，在電場力做正功的情況下，被加速運動．后垂直于電場線，在電場力提供向心力作用下，做勻速圓周運動．最后進入勻強磁場，在洛倫茲力作用下，做勻速圓周運動．根據(jù)洛倫茲力的方向，從而可確定電性，進而可確定極板的電勢高低．根據(jù)牛頓第二定律可得在電場力作用下做勻速圓周運動的表達式，從而求出加速電壓．最后再由牛頓第二定律，洛倫茲力等于向心力可知，運動的半徑公式，即影響半徑的大小因素．

解答 解：A、由左手定則可知，粒子帶正電，而粒子在MN間被加速，故A正確；
B、根據(jù)電場力提供向心力，則有qE=$\frac{m{v}^{2}}{R}$，
又有電場力加速運動，則有qU=$\frac{1}{2}$mv2，從而解得：U=$\frac{ER}{2}$，故B正確；
C、根據(jù)洛倫茲力提供向心力，則有：qvB=$\frac{m{v}^{2}}{R}$，結合上式可知，PQ=$\frac{2}{B}\sqrt{\frac{ERm}{q}}$，
若一群離子從靜止開始經(jīng)過上述過程都落在膠片上同一點說明運動的直徑相同，由于磁場，電場與靜電分析器的半徑不變，則該群離子具有相同的比荷，故C錯誤，D也錯誤；
故選：AB．

點評 考查粒子在電場中加速與勻速圓周運動，及在磁場中做勻速圓周運動．掌握電場力與洛倫茲力在各自場中應用，注意粒子在靜電分析器中電場力不做功．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

1．如圖所示，在冰面上將質量m=1kg的滑塊從A點以初速度v0推出，滑塊與冰面的動摩擦因數(shù)為μ=0.1，滑塊滑行L=18m后到達B點時速度為v1=8m/s．現(xiàn)將其間的一段CD用鐵刷劃擦，使該段的動摩擦因數(shù)變?yōu)棣獭?0.45，再使滑塊從A以v0初速度推出后，到達B點的速度為v2=6m/s．g取10m/s2，求：

（1）初速度v0的大�。�
（2）CD段的長度l．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

2．某同學利用如圖丁所示的裝置驗證動能定理．斜槽AB段與BC段由很短的光滑圓弧平滑連接，將木板豎直放置在斜槽末端的前方某一固定位置，在木板上依次固定好白紙、復寫紙．小球從斜槽AB段上不同的標記點由靜止釋放，并沿斜槽下滑，離開斜槽后做平拋運動并在木板上有不同的落點．依次記錄小球不同釋放點與斜槽底端的高度H，并根據(jù)對應落點位置測量出小球離開斜槽后的豎直位移y．
（1）在安裝斜槽時，應注意使斜槽BC段水平；
（2）已知斜槽傾角為θ，小球與斜槽之間的動摩擦因數(shù)為μ，木板與斜槽末端的水平距離為x，小球在離開斜槽后的豎直位移為y，不計小球與斜槽BC段之間的摩擦，小球從斜槽上滑下的過程中，若動能定理成立則應滿足的關系式是H（1-$\frac{μ}{tanθ}$）=$\frac{{x}^{2}}{4y}$．
（3）若想利用圖象直觀得到實驗結論，最好應以H為橫坐標，以$\frac{1}{y}$為縱坐標，描點作圖．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

19．兩個小球從同一地點同時開始運動，一個做平拋運動，另一個做自由落體運動，拍得的頻閃照片如右圖所示，并在照片上建立直角坐標系，根據(jù)比例算出各像點的實際坐標，標示在圖上．
（1）g取9.8m/s2，根據(jù)頻閃照片計算出平拋運動小球拋出時的初速度0.371m/s
（2）如果平拋運動的小球初速度為v0，經(jīng)過圖中標示的A、B兩點時，速度的豎直分量分別為vAy、vBy，設小球的質量為m，則從A到B的過程中；增加的動能為$\frac{1}{2}$m（${v}_{By}^{2}$-${v}_{Ay}^{2}$）（用題中符號表示），為了驗證平拋運動的過程中機械能守恒是否守恒，如果實驗中根據(jù)圖中的豎直坐標數(shù)據(jù)求出的加速度為9.76m/s2，小組同學又通過查閱資料知道當?shù)氐闹亓铀俣?br />為9.78m/s2，則，從A到B的過程中；減小的重力勢能為0.314m．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

6．某同學利用如圖1所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．
（1）請指出該同學在實驗操作中存在的兩處錯誤：打點計時器應該接交流電源，開始時重物應該靠近打點計時器．
（2）若所用交流電的頻率為f，該同學經(jīng)正確操作得到如圖2所示的紙帶，把第一個點記做O，另選連續(xù)的3個點A、B、C作為測量的點，A、B、C各點到O點的距離分別為S1、S2、S3，重物質量為m，重力加速度為g．根據(jù)以上數(shù)據(jù)知，從O點到B點，重物的重力勢能的減少量等于mgs2，動能的增加量等于$\frac{m{（{s}_{3}-{s}_{1}）}^{2}{f}^{2}}{8}$．（用所給的符號表示）
（3）重力勢能的減少量大于動能的增加量（填“大于”、“等于”、“小于”）的原因是有空氣阻力和紙帶與限位孔的摩擦存在．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

16．如圖所示，一個懸掛重物的系統(tǒng)，其中AO、BO、CO都是最多能承受100N的細繩，已知BO處于水平位置，∠AOB為150°．欲使繩子不致斷裂，所懸掛的重物m的重力不能超過多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

3．某同學通過實驗測定一個阻值約為5Ω的電阻Rx的阻值．
（1）現(xiàn)有電源（4V，內阻可不計）、滑動變阻器（0～50Ω，額定電流2A），開關和導線若干，以及下列電表：
A．電流表（0～3A，內阻約0.025Ω）
B．電流表（0～0.6A，內阻約0.125Ω）
C．電壓表（0～3V，內阻約3kΩ）
D．電壓表（0～15V，內阻約15kΩ）
為減小測量誤差，在實驗中，電流表應選用B，
電壓表應選用C（選填器材前的字母）；
實驗電路應采用圖1中的甲（選填“甲”或“乙”）．
（2）圖2是測量Rx的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導線．請請根據(jù)在（1）問中所選的電路圖，補充完成圖2中實物間的連線．

（3）接通開關，改變滑動變阻器畫片P的位置，并記錄對應的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U．某次電表示數(shù)如圖3所示，可得該電阻的測量值Rx=$\frac{U}{I}$=5.2Ω（保留兩位有效數(shù)字）．

（4）若在（1）問中選用乙電路，產生誤差的主要原因是D．（選填選項前的字母）
A．電流表測量值小于流經(jīng)Rx的電流值
B．電流表測量值大于流經(jīng)Rx的電流值
C．電壓表測量值小于Rx兩端的電壓值
D．電壓表測量值大于Rx兩端的電壓值．

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

20．在驗證機械能守恒定律的實驗中，使質量為m=200g的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列的點，選取一條符合實驗要求的紙帶如圖所示．O為紙帶下落的起始點，A、B、C為紙帶上選取的三個連續(xù)點．已知打點計時器每隔T=0.02s打一個點，當?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.8m/s2，那么

（1）為了驗證物體由靜止開始下落的運動過程中的機械能守恒，在經(jīng)過若干次實驗，選出一條較為符合實驗要求的紙帶的依據(jù)是：點跡清晰、排列整齊、第一點與第二點間距接近2mm；
（2）為了計算物體下落到B的動能，在計算B點瞬時速度時，甲同學用vB2=2gSOB，乙同學用vB=$\frac{{S}_{AC}}{2T}$．選擇其中的方法，正確計算出B點的動能是0.368J（計算結果保留3位有效數(shù)字）；
（3）從0點到B點重力勢能的改變是0.376J．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

1．如圖所示的電路，a、b、c為三個相同的燈泡，其電阻大于電源內阻，當變阻器R的滑動觸頭P向上移動時，下列判斷中正確的是（　　）
A．b燈中電流變化值大于c燈中電流變化值
B．a、b兩燈變亮，c燈變暗
C．電源輸出功率減小
D．電源的供電效率增大

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