题目内容
3.氘核(电荷量为+e,质量为2m)和氚核(电荷量为+e、质量为3m)经相同电压加速后,垂直偏转电场方向进入同一匀强电场.飞出电场时,运动方向的偏转角的正切值之比为(不计原子核所受的重力)( )A. | 1:1 | B. | 1:2 | C. | 2:1 | D. | 1:4 |
分析 根据动能定理求出粒子经过加速电场加速后的速度;由v=at即可求出粒子用电脑电场方向的分速度,然后求出速度与初速度方向的夹角的正切值.
解答 解:加速电场的电压为U;根据动能定理得:$qU=\frac{1}{2}m{{v}_{0}}^{2}$
解得:${v}_{0}=\sqrt{\frac{2qU}{m}}$.
偏转电场中电场强度为E,则粒子在电场中射出时,沿电场方向的分速度:${v}_{y}=at=\frac{qE}{m}•\frac{L}{{v}_{0}}$
所以刚射出偏转电场时,速度与初速度方向的夹角的正切值:$tanθ=\frac{{v}_{y}}{{v}_{0}}=\frac{qEL}{m{v}_{0}^{2}}=\frac{qEL}{2qU}=\frac{EL}{2U}$,与粒子的质量、电量都无关,所以氘核和氚核偏转角的正切值之比是1:1
故选:A.
点评 解决本题的关键知道粒子进入偏转电场后,在沿电场方向和垂直电场方向上的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.
练习册系列答案
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11.如图所示,用绳拴住一球,挂在车厢壁上,且绳的延长线通过球心,当球与车厢一起向左做匀加速运动时,球所受作用力有( )
A. | 2个 | B. | 3个 | C. | 2个或3个 | D. | 3个以上 |
15.下列粒子从静止开始经过电压U的电场加速后,动能最大的是(α粒子就是氦原子核)( )
A. | 质子(${\;}_{1}^{1}H$) | B. | 氘核(${\;}_{1}^{2}H$) | ||
C. | a粒子(${\;}_{2}^{4}H$) | D. | 钠离子(${{\;}_{11}^{\;}N}_{a}^{+}$) |
12.如图为一匀强电场,某带电粒子从A点运动到B点.在这一运动过程中克服重力做的功为2.0J,电场力做的功为1.5J.则下列说法正确的是( )
A. | 粒子带正电 | B. | 粒子在A点的电势能比在B点少1.5J | ||
C. | 粒子在A点的动能比在B点多0.5J | D. | 粒子在A点的机械能比在B点多1.5J |
13.如图所示,质量为10kg的物 体拴在一个被水平拉伸的轻质弹簧一端,弹簧的拉力为5N时,物体处于静止状态.若小车以1m/s2的加速度水平向右运动,物体相对小车仍然静止,则(g=10m/s2)( )
A. | 因为物体相对小车静止,所以其合力为0 | |
B. | 因为物体向右加速运动,所受合力F=10 N | |
C. | 因为物体相对小车静止,所以所受摩擦力未变 | |
D. | 物体所受摩擦力大小仍为5 N,方向向右 |