题目内容

图1所示的装置中，粒子源A产生的初速为零、比荷为的正离子沿轴线进入一系列共轴且长度依次增加的金属圆筒，奇数和偶数筒分别连接在周期为T、最大值为U0的矩形波电源两端，电源波形如图2所示，离子在每个圆筒内做匀速直线运动的时间等于交变电源的半个周期，在相邻两筒之间受电场力作用被加速（加速时间不计）.离子离开最后一个圆筒后垂直于边OE进入磁感应强度为B的匀强磁场，最后从 OF边出射.（不计离子所受重力）

（1）求离子在第一个金属筒内的速率.

（2）求离子在第n个筒内的速率及第n个筒的长度.

（3）若有N个金属筒，求离子在磁场中做圆周运动

的半径.

（4）若比荷为的离子垂直于OF边出射，要使比

荷为的离子也能垂直于OF边出射，求电源电压最

大值的改变量以及磁感应强度的改变量.

（1） ......

（2）..

（3） .

（4）....


解析:

（1）设离子在第n个筒内的速度为，在每个筒内受到电场力做功为，

根据动能定理  .......（2分）

    .......（3分）

解得   .......（2分）

（2）设第n个筒的长度为，

.......（3分）

（3）设粒子在磁场中做圆周运动的半径为，有

 .......（3分）

（4）需要使离子加速后也获得的速度，设比荷为离子的加速电压为有......（2分）

得....（2分）

设的离子在磁场中做圆周运动的半径为，要使的离子在磁场中同样在S点射出，

有.......（1分）      .......（1分）

练习册系列答案
相关题目
选做题（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑，如都作答则按A、B两小题评分．）
A．（选修模块3-3）
（1）下列说法中正确的是
ABD
ABD

A、被活塞封闭在气缸中的一定质量的理想气体，若体积不变，压强增大，则气缸在单位面积上，单位时间内受到的分子碰撞次数增加
B、晶体中原子（或分子、离子）都按照一定规则排列，具有空间上的周期性
C、分子间的距离r存在某一值r0，当r大于r0时，分子间斥力大于引力；当r小于r0时分子间斥力小于引力
D、由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势
（2）如图所示，一定质量的理想气体发生如图所示的状态变化，状态A与状态B 的体积关系为VA
小于
小于
VB（选填“大于”、“小于”或“等于”）； 若从A状态到C状态的过程中气体对外做了100J的功，则此过程中
吸热
吸热
（选填“吸热”或“放热”）

（3）在“用油膜法测量分子直径”的实验中，将浓度为η的一滴油酸溶液，轻轻滴入水盆中，稳定后形成了一层单分子油膜．测得一滴油酸溶液的体积为V0，形成的油膜面积为S，则油酸分子的直径约为
6S3
πη2
V
2
0
6S3
πη2
V
2
0
；如果把油酸分子看成是球形的（球的体积公式为V=
1
6
πd3，d为球直径），计算该滴油酸溶液所含油酸分子的个数约为多少．
B．（选修模块3-4）（12分）
（1）下列说法中正确的是
C
C

A、光的偏振现象证明了光波是纵波
B、在发射无线电波时，需要进行调谐和解调
C、在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，这是光的干涉现象
D、考虑相对论效应，一条沿自身长度方向运动的杆其长度总比杆静止时的长度长
（2）一列横波沿x轴正方向传播，在t0=0时刻的波形如图所示，波刚好传到x=3m处，此后x=1m处的质点比x=-1m处的质点
后
后
（选填“先”、“后”或“同时”）到达波峰位置；若该波的波速为10m/s，经过△t时间，在x轴上-3m～3m区间内的波形与t0时刻的正好相同，则△t=
0.4nsn=1.2.3…
0.4nsn=1.2.3…
．

（3）如图所示的装置可以测量棱镜的折射率，ABC表示待测直角棱镜的横截面，棱镜的顶角为α，紧贴直角边AC是一块平面镜，一光线SO射到棱镜的AB面上，适当调整SO的方向，当SO与AB成β角时，从AB面射出的光线与SO重合，则棱镜的折射率n为多少？

C．（选修模块3-5）
（1）下列说法正确的是
AC
AC
．
A、黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
B、普朗克提出了物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性．
C、波尔理论的假设之一是原子能量的量子化
D、氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子的运动加速度减小
（2）如图所示是研究光电效应规律的电路．图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳极．现接通电源，用光子能量为10.5eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0V；则光电管阴极材料的逸出功为
4.5
4.5
eV，现保持滑片P位置不变，增大入射光的强度，电流计的读数
为零
为零
．（选填“为零”、或“不为零”）
（3）快中子增殖反应堆中，使用的核燃料是钚239，裂变时释放出快中子，周围的铀238吸收快中子后变成铀239，铀239（92239U）很不稳定，经过
2
2
次β衰变后变成钚239（94239Pu），写出该过程的核反应方程式：
92239U→94239Pu+2-10e
92239U→94239Pu+2-10e
．设静止的铀核92239U发生一次β衰变生成的新核质量为M，β粒子质量为m，释放出的β粒子的动能为E0，假设衰变时能量全部以动能形式释放出来，求一次衰变过程中的质量亏损．
精英家教网（1）用如图所示的装置研究光电效应现象，用光子能量为2.5eV的光照射到光电管上时，电流表G示数不为0，移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于时0.7V，电流表示数为0，则
 

A．光电管阴极的逸出功为1.8eV
B．电键k断开后，有电流流过电流表G
C．光电子的最大初动能为0.7eV
D．改用能量为1.5eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小
（2）下列说法正确的是
 

A．甲、乙两个物体组成一系统，甲、乙所受合外力不均为零，则系统的动量不可能守恒
B．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能要大
C．波粒二象性中的波动性是大量光子和高速运动的微观粒子的行为，这种波动性与机械波在本质上是不同的
D．欲使处于基态的氢原子电离，可以用动能为13.7eV的电子去碰撞
E．原子核式结构模型是由汤姆逊在α粒子散射实验基础上提出的
F．发现中子的核反应是
 
9
4
Be+
 
4
2
He→
 
12
6
C+
 
1
0
n
G．核力是强相互作用的一种表现，任意两个核子之间都存在核力作用
H．β衰变说明了β粒子（电子）是原子核的组成部分
（3）质量分别为2m和m的A、B两个小球在光滑的水平面上分别以速度v1、v2同向运动并发生对心碰撞，碰后B球被右侧的墙原速弹回，又与A相碰，碰后两球都静止，则第一次碰后A球的动量大小PA
 
（填“＞”“=”或“＜”）B球动量大小PB，第一次碰后B球速度为
 
．
图1所示为某种实际发射无线电波的装置示意图.高频振荡器产生高频等幅振荡电流如图2甲所示，回路中串联一个碳粒话筒，当声音波形如图2乙所示时，使振膜振动，振膜内的碳粒被压紧和放松，阻值发生变化，同时使高频振荡电流的幅度发生变化，实现调幅，发射出去的电磁波是图3中的哪一个（    ）

图1

图2

图3

 选做题(请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题纸上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑．如都作答则按A、B两小题评分)

A．(选修模块3—3)  (12分)

⑴有以下说法，其中正确的是         ．

A．在两分子间距离增大的过程中，分子间的作用力减小

B．布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动

C．晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征

D．温度、压力、电磁作用等可以改变液晶的光学性质

⑵一定质量的理想气体从状态A(p1、V1)开始做等压膨胀变化到

状态B(p1、V2)，状态变化如图中实线所示．此过程中气体对外做的功为  ▲ ，气体分

子的平均动能  ▲  （选填“增大”“减小”或“不变”）， 气体 ▲ （选填“吸收”或“放出”）

热量．

⑶已知地球的半径R，地球表面的重力加速度g，大气压强p0，空气的平均摩尔质量为M，

阿伏加德罗常数NA．请结合所提供的物理量估算出地球周围大气层空气的分子数．

B．(选修模块3—4) (12分)

⑴下列说法正确的是   ▲  

A．泊松亮斑有力地支持了光的微粒说，杨氏干涉实验有力地支持了光的波动说。

B．从接收到的高频信号中还原出所携带的声音或图像信号的过程称为解调

C．当波源或者接受者相对于介质运动时，接受者会发现波的频率发生了变化，这种现象叫多普勒效应。

D．考虑相对论效应，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆

  静止时的长度小

⑵如图所示，为黄光、蓝光分别通过同一干涉装置形成的干涉条纹中心部

分。则图甲为  ▲  产生的干涉条纹（选填“黄光”或“蓝光”）．若将两

种颜色的光以同样的入射角入射到两种物质的介面上，图甲对应的色

光发生了全反射，则图乙对应的色光  ▲ （选填“一定”、“可能”或“不

可能”）发生全反射．

⑶图中实线和虚线分别是x轴上传播的一列简谐横波在t=0和t=0.3s时刻的波形图，x=1.2m处的质点在t=0.3s时刻向y轴正方向运动。

求：

①波的传播方向和周期；

②波的传播波速

C． (选修3-5试题) (12分)

⑴(4分)下列说法正确的是   ▲  

A．原子核内部某个中子转变为质子和电子，产生的电子从原子核中发射出来，这就是β衰变

B．比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定吸收核能

C．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动速度减小。

D．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性。

⑵(4分)）现用下列几种能量的光子的光照射处于

  基态的氢原子，A：10.25eV、B：12.09eV、C：

12.45eV，则能被氢原子吸收的光子是  ▲ （填

序号），氢原子吸收该光子后可能产生 ▲  种

频率的光子．氢原子能级图为：

⑶ (4分) 如图(a)所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车系一穿过打点

计时器的纸带，当甲车受到水平向右的瞬时冲量时，随即启动打点计时器，甲车运动一

段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两

车运动情况如图（b）所示，电源频率为50Hz，求：甲、乙两车的质量比m甲：m乙

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
（1）用如图所示的装置研究光电效应现象，用光子能量为2.5eV的光照射到光电管上时，电流表G示数不为0，移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于时0.7V，电流表示数为0，则______
A．光电管阴极的逸出功为1.8eV
B．电键k断开后，有电流流过电流表G
C．光电子的最大初动能为0.7eV
D．改用能量为1.5eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小
（2）下列说法正确的是______
A．甲、乙两个物体组成一系统，甲、乙所受合外力不均为零，则系统的动量不可能守恒
B．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能要大
C．波粒二象性中的波动性是大量光子和高速运动的微观粒子的行为，这种波动性与机械波在本质上是不同的
D．欲使处于基态的氢原子电离，可以用动能为13.7eV的电子去碰撞
E．原子核式结构模型是由汤姆逊在α粒子散射实验基础上提出的
F．发现中子的核反应是Be+He→C+n
G．核力是强相互作用的一种表现，任意两个核子之间都存在核力作用
H．β衰变说明了β粒子（电子）是原子核的组成部分
（3）质量分别为2m和m的A、B两个小球在光滑的水平面上分别以速度v1、v2同向运动并发生对心碰撞，碰后B球被右侧的墙原速弹回，又与A相碰，碰后两球都静止，则第一次碰后A球的动量大小PA______（填“＞”“=”或“＜”）B球动量大小PB，第一次碰后B球速度为______．

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