题目内容

（2005年江苏省部分重点中学高三调研考试）一种被称为“质量分析器”的装置如图所示．A表示发射带电粒子的离子源，发射的粒子在加速管B中加速，获得一定速率后于C处进入圆形细弯管（四分之一圆弧），在磁场力作用下发生偏转，然后进入漂移管道D，若粒子质量不同或电量不同或速率不同，在一定磁场中的偏转程度也不同．如果给定偏转管道中心轴线的半径、磁场的磁感应强度、粒子的电荷和速率，则只有一定质量的粒子能从漂移管道D中引出．已知带有正电荷q=1.6×10-19C的磷离子，质量为m=51.1×10－27kg，初速率可认为是零，经加速管B加速后速率为v=7.9×105m/s．求：（都保留一位有效数字）

 

　　（1）加速管B两端的加速电压应为多大？

 

　　（2）若圆形弯管中心轴线的半径R=0.28m，为了使磷离子从漂移管道引出，则图中虚线所围正方形区域内应加磁感应强度为多大的匀强磁场？

 

答案：见详解
解析：

(1)对带电离子加速过程中运用动能定理：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ①

　解得：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ②

　(2)对磷离子做匀速圆周运动应用牛顿运动定律：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　③

　代入数据解得　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　④

 


练习册系列答案
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（1）下列说法正确的是
A．居里夫妇发现了铀和含铀矿物的天然放射现象
B．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大
C．原子核的半衰期由核内部自身因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关
D．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的组成
E．赫兹在实验时无意中发现了一个使光的微粒理论得以东山再起的重要现象--光电效应
（2）2005年7月4日13时52分，美国宇航局“深度撞击”号探测器释放的撞击器“击中”目标--坦普尔1号彗星，这次撞击只能使该彗星自身的运行速度出现1×10-7 m/s的改变．探测器上所携带的重达370kg的彗星“撞击器”将以3.6×104 km/h的速度径直撞向彗星的彗核部分，撞击彗星后融化消失．根据以上数据，估算一下彗星的质量是多少？（保留两位有效数字）

（2005年广州市部分重点中学高三质量检测）质量为m，带电量为+q的小球在O点以初速度v0沿与水平方向成30°角的方向射出，如图所示．小球运动过程中，除受重力外，还受到方向始终与初速度v0方向相反的力F的作用．

　　（1）若F=mg，要使小球保持做匀速直线运动，可在某一方向上加一定大小的匀强电场，求此电场强度的大小和方向．

 

　　（2）若F=2mg，且电场强度E′=mg/q，仍要使小球沿v0方向做直线运动，那么该电场强度的方向如何？求小球沿v0方向运动的最大位移和回到O点的时间．

 
（2005年广州市部分重点中学高三质量检测）质量为m，带电量为+q的小球在O点以初速度v0沿与水平方向成30°角的方向射出，如图所示．小球运动过程中，除受重力外，还受到方向始终与初速度v0方向相反的力F的作用．

　　（1）若F=mg，要使小球保持做匀速直线运动，可在某一方向上加一定大小的匀强电场，求此电场强度的大小和方向．

 

　　（2）若F=2mg，且电场强度E′=mg/q，仍要使小球沿v0方向做直线运动，那么该电场强度的方向如何？求小球沿v0方向运动的最大位移和回到O点的时间．

 
（2005年江苏省部分重点中学高三调研考试）一种被称为“质量分析器”的装置如图所示．A表示发射带电粒子的离子源，发射的粒子在加速管B中加速，获得一定速率后于C处进入圆形细弯管（四分之一圆弧），在磁场力作用下发生偏转，然后进入漂移管道D，若粒子质量不同或电量不同或速率不同，在一定磁场中的偏转程度也不同．如果给定偏转管道中心轴线的半径、磁场的磁感应强度、粒子的电荷和速率，则只有一定质量的粒子能从漂移管道D中引出．已知带有正电荷q=1.6×10-19C的磷离子，质量为m=51.1×10－27kg，初速率可认为是零，经加速管B加速后速率为v=7.9×105m/s．求：（都保留一位有效数字）

 

　　（1）加速管B两端的加速电压应为多大？

 

　　（2）若圆形弯管中心轴线的半径R=0.28m，为了使磷离子从漂移管道引出，则图中虚线所围正方形区域内应加磁感应强度为多大的匀强磁场？

 

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