【題目】飛行時間質(zhì)譜儀可以對氣體分子進(jìn)行分析。飛行時間質(zhì)譜儀主要由脈沖閥、激光器、加速電場、偏轉(zhuǎn)電場和探測器組成，探測器可以在軌道上移動以捕獲和觀察帶電粒子。整個裝置處于真空狀態(tài)。加速電場和偏轉(zhuǎn)電場電壓可以調(diào)節(jié)，只要測量出帶電粒子的飛行時間，即可以測量出其比荷。如圖所示，脈沖閥P噴出微量氣體，經(jīng)激光照射產(chǎn)生不同價位的離子，自a板小孔進(jìn)入a、b間的加速電場，從b板小孔射出，沿中線方向進(jìn)入M、N板間的偏轉(zhuǎn)控制區(qū)，到達(dá)探測器。已知加速電場ab板間距為d，偏轉(zhuǎn)電場極板M、N的長度為，寬度為。不計(jì)離子重力及進(jìn)入a板時的初速度。

（1）設(shè)離子的比荷為k（），當(dāng)a、b間的加速電壓為，在M、N間加上適當(dāng)?shù)碾妷?/span>，試求離子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的初速度v；以及探測器偏離開中線的距離y。

（2）當(dāng)a、b間的電壓為時，在M、N間加上適當(dāng)?shù)碾妷?/span>，離子從脈沖閥P噴出到到達(dá)探測器的全部飛行時間為t。請推導(dǎo)出離子比荷k的表達(dá)式。

【答案】（1） （2）

【解析】試題（1）帶電粒子在平行板ab間運(yùn)動時，根據(jù)動能定理，

解得，即

正離子在平行板MN間水平方向運(yùn)動位移為x時，在豎直方向運(yùn)動的位移為y，

水平方向滿足①

豎直方向滿足③

加速度④

聯(lián)立解得

（2）帶電粒子在平行板ab間的加速度，即

所以，帶電粒子在平行板ab間的運(yùn)動時間為

帶電粒子在平行板MN間的運(yùn)動時間為

所以帶電粒子的全部飛行時間為

解得

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2016年11月1日~6日,第十一屆中國國際航空航天博覽會在珠海國際航展中心舉行,圖為六機(jī)低空拉煙通場表演,飛機(jī)以非常一致的飛行姿態(tài)通過觀禮臺,并始終保持隊(duì)形不變.下列說法不正確的是 (　　)

A. 地面上的人看到飛機(jī)飛過,是以地面為參考系

B. 飛行員看到觀禮臺向后掠過,是以飛機(jī)為參考系

C. 以編隊(duì)中某一飛機(jī)為參考系,其他飛機(jī)是靜止的

D. 以編隊(duì)中某一飛機(jī)為參考系,其他飛機(jī)是運(yùn)動的

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，電子由靜止行始經(jīng)加速電場加速后．沿平行于板面的方向射入偏轉(zhuǎn)電場，并從另一側(cè)射出．已知電子質(zhì)量為m，電荷量為，加速電場電壓為，偏轉(zhuǎn)電場可看做勻強(qiáng)電場，極板間電壓為，極板長度為，板間距為．

（1）忽略電子所受重力，求電子射入偏轉(zhuǎn)電場時初速度和從電場射出時沿垂直板面方向的偏轉(zhuǎn)距離；

（2）分析物理量的數(shù)量級，是解決物理問題的常用方法．在解決（1）問時忽略了電子所受重力，請利用下列數(shù)據(jù)分析說明其原因．已知， ， ， ， ．

（3）極板間既有電場也有重力場．電勢反映了靜電場各點(diǎn)的能的性質(zhì)，請寫出電勢的定義式．類比電勢的定義方法，在重力場中建立“重力勢”的概念，并簡要說明電勢和“重力勢”的共同特點(diǎn)．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小球做單向的直線運(yùn)動，在第內(nèi)通過的位移為，第內(nèi)通過的位移為，在第內(nèi)通過的位移為，在第內(nèi)通過的位移為，下面有關(guān)小球運(yùn)動的描述，正確的是（ ）

A. 小球在這內(nèi)的平均速度是

B. 小球在第、第兩秒內(nèi)的平均速度是

C. 小球在末的瞬時速度是

D. 小球在這內(nèi)做的一定是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法正確的是_________。（填正確答案標(biāo)號，選對1個給2分，選對2個得4分，選對3個得5分，每選錯1個扣3分，最低得分0分）

A．軍隊(duì)士兵過橋時使用便步，是為了防止橋發(fā)生共振現(xiàn)象

B．同一單擺，在月球表面簡諧振動的周期等于在地球表面簡諧振動的周期

C．動能或勢能第一次恢復(fù)為原來的大小所經(jīng)歷的過程就是做簡諧運(yùn)動的物體完成一次全振動

D．一彈簧振子的位移y隨時間t變化的關(guān)系式為y=0.1sin2.5πt（單位都是國際單位制），在t=0.2 s時，振子的運(yùn)動速度為零

E．做簡諧振動的物體，經(jīng)過同一位置時，速度可能不同

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩平行金屬板A、B長L=8cm，兩板間距離d=8cm，A板比B板電勢高300V，一不計(jì)重力的帶正電的粒子電荷量q＝10-10C，質(zhì)量m＝10-20kg，沿電場中心線RD垂直電場線飛入電場，初速度v0＝2×106m/s，粒子飛出平行板電場后可進(jìn)入界面MN、PS間的無電場區(qū)域。已知兩界面MN、PS相距為12cm，D是中心線RD與界面PS的交點(diǎn)。

（1）粒子穿過MN時偏離中心線RD的距離以及速度大小？

（2）粒子到達(dá)PS界面時離D點(diǎn)的距離為多少？

（3）設(shè)O為RD延長線上的某一點(diǎn)，我們可以在O點(diǎn)固定一負(fù)點(diǎn)電荷，使粒子恰好可以繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動，求在O點(diǎn)固定的負(fù)點(diǎn)電荷的電量為多少？（靜電力常數(shù)k = 9．0×109N·m2/C2，保留兩位有效數(shù)字）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖示為豎直放置、上細(xì)下粗、兩端封閉的玻璃細(xì)管，水銀柱將氣體分隔成A、B兩部分，初始溫度相同．緩緩加熱氣體，使A、B升高相同溫度，系統(tǒng)穩(wěn)定后，A、B兩部分氣體對液面壓力的變化量分別為△FA和△FB，壓強(qiáng)變化量分別為△pA和△pB．則（　�。�

A. 水銀柱向下移動了一段距離

B. 水銀柱不發(fā)生移動

C. △FA＜△FB

D. △pA=△pB

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】分）（某同學(xué)利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動規(guī)律。物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動，重物落地后，物塊再運(yùn)動一段距離停在桌面上（尚未到達(dá)滑輪處）。從紙帶上便于測量的點(diǎn)開始，每5個點(diǎn)取1個計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖議所示。打點(diǎn)計(jì)時器電源的頻率為50Hz。

①通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn) 和 之間某時刻開始減速。

②計(jì)數(shù)點(diǎn)5對應(yīng)的速度大小為 m/s，計(jì)數(shù)點(diǎn)6對應(yīng)的速度大小為 m/s。（保留三位有效數(shù)字）。

③物塊減速運(yùn)動過程中加速度的大小為= m/s2，若用來計(jì)算物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)（g為重力加速度），則計(jì)算結(jié)果比動摩擦因數(shù)的真實(shí)值 （填“偏大”或“偏小”）。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量M=2kg的木塊套在水平固定桿上，并用輕繩與質(zhì)量m=1kg的小球相連，今用跟水平方向成60°角的力F=10N拉著小球并帶動木塊一起向右勻速運(yùn)動，運(yùn)動中M、m的相對位置保持不變，g=10m/s2。在運(yùn)動過程中，求：

（1）輕繩與水平方向的夾角

（2）木塊M與水平桿間的動摩擦因數(shù)μ。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案