题目内容
【题目】质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具,某实验小组利用质谱仪分析某气体原子的组成,让该中性气体分子进入电离室A,在那里被电离成电子和+1价的正离子,这些离子从电离室缝S1飘出(初速度不计),分2次分别进入电场方向相反的加速电场被加速,然后让离子从缝S2垂直进入匀强磁场,观察发现一部分粒子打在底片上的P点。已知缝S2与P之间的距离为x1=2.0cm,另外一部分粒子打在底片上的Q点,已知缝S2与Q点间在沿S2P方向上距离为x2=6.4cm,磁场宽度为d=30cm,质子的质量为mp,假设中子的质量mn=mp,且约为电子质量me的1800倍,即mn=mp=1800me.则:
(1)正离子质量与电子质量之比;
(2)试确定这种气体原子核内核子数。
【答案】(1) 5402 ;(2) 3
【解析】
(1)根据左手定则知达到P点的粒子为负电荷,轨道半径为r1=x1=0.01m,
对于电子在磁场中运动ev1B=
电子在电场中加速:eU=﹣0
解得:me=
到达Q点的为正离子,=d2+(r2﹣x2)2
解得:r2=0.735m
设正离子的质量为m,同理得:m=
所以:=5402
(2)因为m=5402me
即:m=mp=3mp
所以这种气体原子核内核子数是3。
【题目】(1)某物理实验小组在使用多用电表按正确步骤测量某一电阻阻值,选择开关指在“×100”欧姆档,指针指示位置如下图所示,则此电阻的阻值是________Ω。
(2)然后他们用伏-安法来测未知电阻(电流表的内阻约1Ω,电压表的内阻约20kΩ);为了得到尽量多的数据、较精确测出电阻值,并要求电压从0开始调节,他们应选用下图中的______图所示电路进行实验。用此方法测出的电阻值比真实值偏________。(选填“小”或“大”)
(3)在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”实验中,某同学测得了七组数据(如下表)。
组别 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
U/v | 1.22 | 1.02 | 0.88 | 0.60 | 0.63 | 0.51 | 0.48 |
I/A | 0.2 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 1.0 |
①根据表中实验数据在图中已描好点,该同学也作出U—I图线;
从图线中得出,电源电动势E=_________V;内电阻r =_______Ω。
②若另一位同学未画出图线,只选用其中两组U和I的数据,根据公式E= U1+I1 r和E=U2+I2 r算出E和r,这样做可能得出误差很大的结果,则他选用其中第4组和第_____组数据时算得的结果误差大。