题目内容
【题目】飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析。如图所示，在真空状态下，脉冲阀P喷出微量气体，经激光照射产生不同价位的正离子，自a板小孔进入a、b间的加速电场，从b板小孔射出，沿中线方向进入M、N板间的偏转控制区，到达探测器。已知元电荷电量为e，a、b板间距为d，极板M、N的长度和间距均为L。不计离子重力及进入a板时的初速度。
（1）当a、b间的电压为
时，在M、N间加上适当的电压
，使离子到达探测器。请导出离子的全部飞行时间与比荷K（
）的关系式。
（2）去掉偏转电压
，在M、N间区域加上垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度B，若进入a、b间所有离子质量均为m，要使所有的离子均能通过控制区从右侧飞出，a、b间的加速电压
至少为多少？
【答案】（1）离子到达探测器的时间
（2）
【解析】思路点拨（1）带电粒子先在电场中加速，然后经过偏转电场偏转，加速电场的过程中，根据动能定理可以表示出速度，根据牛顿第二定律可以表示出时间。在偏转电场中沿水平方向做匀速运动，因此可以表示出时间，这样就可以得出总时间与比荷的关系。
（2）当加上磁场时，经过找圆心、求半径以及几何关系可以求得电压。
（1）由动能定理： 
n价正离子在a、b间的加速度
在a、b间运动的时间
在MN间运动的时间
离子到达探测器的时间
（2）假定n价正离子在磁场中向N板偏转，洛仑兹力充当向心力，设轨迹半径为R，由牛顿第二定律
离子刚好从N板右侧边缘穿出时，由几何关系： 
由以上各式得： 
当n=1时
取最小值
。
【题目】如图所示是某同学探究加速度与力、质量关系的实验装置。将一辆小车放在光滑的水平板上，小车前端系上细绳，绳的另一端跨过定滑轮挂一小盘，盘里放适量的砝码，盘与砝码的总质量为m，车后端连一纸带，穿过打点计时器限位孔，小车运动时带动纸带运动，通过打点计时器记录下小车运动的情况。
该同学通过在小车上加减砝码改变小车的质量M，通过在盘中增减砝码改变小车所受的合力F，研究纸带算出小车运动的加速度a，几次实验数据记录如下表：
次 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
M/kg | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.25 | 1.50 | 2.00 | 2.50 |
F/N | 0.25 | 0.50 | 0.75 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
a/(ms-2) | 0.25 | 0.51 | 0.74 | 0.99 | 0.80 | 0.67 | 0.50 | 0.40 |
（1）实验中盘与砝码的总质量远小于小车质量时，细绳对小车的拉力可以近似认为等于______________________；
（2）在实验中为了探究小车的加速度与力和质量的关系，该同学采用了先保持小车质量M不变，研究另两个量间的关系，这种方法叫做______________；
（3）通过表中1—4列数据可得到的结论是：_____________________________；
通过表中4—8列数据可得到的结论是：______________________________。
(4)、在本实验中，用改变砝码的办法来改变小车的作用力F，用打点计时器测出小车的加速度a，得出若干组F和a的数据，然后根据测得的数据作出如图a-F图线，发现图线既不过原点，又不是直线，原因是
_____________________
A、没有平衡摩擦力，且小车质量较大
B、平衡摩擦力时，所垫木板太高，且小盘和砝码的质量较大
C、平衡摩擦力时，所垫木板太低，且小盘和砝码的质量较大
D、平衡摩擦力时，所垫木板太高，且小车质量较大
