题目内容

4．如图为质谱仪测定带电粒子质量的装置的示意图．速度选择器中场强E方向向下，磁感应强度B1的方向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度B2的方向垂直纸面向外．在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E和B1入射，若m甲=m乙＜m丙=m丁，v甲＜v乙=v丙＜v丁，不计重力，则分别打在P1、P2、P3、P4四点的离子分别是（　　）
A．甲、乙、丙、丁B．甲、丁、乙、丙C．丙、丁、乙、甲D．甲、乙、丁、丙

分析 粒子通过速度选择器，只有满足qvB=qE，即速度满足v=$\frac{E}{B}$，才能通过速度选择器．当粒子的速度大于$\frac{E}{B}$，洛伦兹力大于电场力，粒子向上偏转，当粒子的速度小于$\frac{E}{B}$，洛伦兹力小于电场力，粒子向下偏转．通过速度选择器进入磁场的粒子，根据qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$，比较轨道半径即可知打在哪一点．

解答 解：四种粒子，只有两个粒子通过速度选择器，只有速度满足v=$\frac{E}{B}$，才能通过速度选择器．所以通过速度选择器进入磁场的粒子是乙和丙，根据qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$，R=$\frac{mv}{qB}$，乙的质量小于丙的质量，所以乙的半径小于丙的半径，则乙打在P3点，丙打在P4点．
甲的速度小于乙的速度，即小于$\frac{E}{B}$，洛伦兹力小于电场力，粒子向下偏转，打在P1点．丁的速度大于乙的速度，即大于$\frac{E}{B}$，洛伦兹力大于电场力，粒子向上偏转，打在P2点．故B正确，A、C、D错误．
故选：B．

点评 解决本题的关键知道只有速度满足v=$\frac{E}{B}$，粒子才能通过速度选择器．以及知道根据qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$，比较出轨道半径的大小．

练习册系列答案
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14．如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体．已知外界大气压强为p0，活塞的横截面积为S，质量为m=$\frac{{p}_{0}S}{4g}$，与容器底部相距h，此时封闭气体的温度为T0，现在活塞上放置一质量与活塞质量相等的物块，再次平衡后活塞与容器底部相距$\frac{9}{10}$h，接下来通过电热丝缓慢加热气体，气体吸收热量Q时，活塞再次回到原初始位置．重力加速度为g，不计活塞与气缸的摩擦．求：
（1）活塞上放置物块再次平衡后，气体的温度
（2）加热过程中气体的内能增加量．
15．如图所示为理想变压器，R为定值电阻，原线圈两端接正弦交流电源．将开关S闭合，S闭合后与闭合前相比，下列说法正确的是（　　）
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12．在如图所示的静电场中，实线为电场线，一带电粒子仅在电场力作用下沿图中虚线从A运动到B，则（　　）
A．A处的场强比B处的场强大
B．电场力做负功，带电粒子的电势能增大
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D．电场力做正功，A点的电势比B点的电势高
19．如图，离子发生器发射出一束质量为m，电荷量为q的正离子，从静止经加速电压U1加速后，获得初速度，并沿垂直于电场线方向射入两平行板中央，受偏转电压U2作用后，离开偏转电场，已知平行板长为L，两板间距离为d，求：
（1）离子射入偏转电场的初速度v0
（2）离子在偏转电场中运动的时间t、加速度a的大小；
（3）离子在离开偏转电场时的竖直偏移量y和偏转角的正切值tanθ．
9．如图所示空间分为Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ三个足够长的区域，各边界面相互平行，其中Ⅰ，Ⅱ区域存在匀强电场EI=1.0×104 V/m，方向垂直边界面竖直向上；EⅡ=$\frac{\sqrt{3}}{4}$×105  V/m，方向水平向右，Ⅲ区域磁感应强度B=5.0T，方向垂直纸面向里，三个区域宽度分别为d1=5.0m，d2=4.0m，d3=5$\sqrt{3}$m．一质量m=1.0×10-8 kg、电荷量q=1.6×10-6C的粒子从O点由静止释放，粒子重力忽略不计．求：
（1）粒子离开区域Ⅰ时的速度大小；
（2）粒子从区域Ⅱ进入区域Ⅲ时的速度方向与边界面的夹角；
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16．利用打点计时器《测小车的加速度》，如图给出了该次实验中，从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中1、2、3、4、5、6都为记数点．测得：s1=1.41cm，s2=1.91cm，s3=2.39cm，s4=2.90cm．

（1）在小车经过计数点3时，小车的速度为：V3=0.22m/s．
（2）小车的加速度为0.49m/s2（取二位有效数字）．
13．如图所示，有A、B两根平行长直导线，通过数值相等、方向互相相反的电流．关于两根导线连线中点处磁场的磁感应强度，下列说法中正确的是（　　）
A．等于零
B．不等于零，方向平行于导线
C．不等于零，方向垂直于两导线组成的平面
D．不等于零，方向是从一根导线垂直指向另一根导线
14．真空中两个相同的金属小球A和B，电荷量分别为3q和5q，已知两小球的电荷分布均匀，小球间的距离为r，相互作用力为F．若将两球接触后仍放回原处，则它们之间的作用力变为（　　）
A．$\frac{16}{15}$FB．FC．$\frac{1}{15}$FD．$\frac{2}{15}$F

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