题目内容
【题目】如图是质谱仪的工作原理示意图,带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器.速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2 . 平板S下方有强度为B0的匀强磁场.下列表述正确的是( )![]()
A.质谱仪是分析同位素的重要工具
B.速度选择中的磁场方向垂直纸面向外
C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 ![]()
D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的荷质比越小
【答案】A,B,C
【解析】解:A、粒子在速度选择器中做匀速直线运动,有qE=qvB,解得v=
,进入偏转电场后,有qvB0=m
,解得R=
.知r越小,比荷越大.同位素电量相等,质量不同,则偏转半径不同,所以质谱仪是分析同位素的重要工具.故A、C正确,D错误.
B、粒子在磁场中向左偏转,根据左手定则知该粒子带正电,在速度选择器中,所受的电场力水平向右,则洛伦兹力水平向左,根据左手定则,磁场的方向垂直纸面向外.
故B正确.
故选ABC.
带电粒子在速度选择器中受电场力和洛伦兹力平衡,做匀速直线运动,进入偏转电场后做匀速圆周运动,根据半径公式得出半径与粒子比荷的关系.
【题目】某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。
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频闪仪每隔0.05 s闪光一次,如右图所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表。(当地重力加速度取9.8 m/s2,小球质量m=0.2 kg,结果保留3位有效数字)
时刻 | t2 | t3 | t4 |
速度(m/s) | 4.99 | 4.48 | 3.98 |
(速度)2(m2/s2) | 24.90 | 20.07 | 15.84 |
(1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5=________m/s。
(2)从t2到t4时间内,重力势能增量ΔEp=0.897J,动能减少量ΔEk=________J。
(3)在误差允许的范围内,若ΔEp与ΔEk近似相等,即可验证机械能守恒定律。由上
述计算得ΔEp________(选填“>”“<”或“=”)ΔEk,造成这种结果的主要原因是_____________。