题目内容
11．
如图是德国物理学家史特恩设计的最早测定气体分子速率的示意图．M、N是两个共轴圆筒的横截面，外筒N的半径为R，内筒M的半径比R小得多，可忽略不计．筒的两端封闭，两筒之间抽成真空，两筒以相同角速度ω绕其中心轴线匀速转动．M筒开有与转轴平行的狭缝S，且不断沿半径方向向外射出速率分别为v1和v2的分子，分子到达N筒后被吸附，如果R、v1、v2保持不变，ω取某合适值，则以下结论中正确的是（ ）| A． | 只要时间足够长，N筒上到处都落有分子 | |
| B． | 分子不可能落在N筒上某两处，且与S平行的狭条上 | |
| C． | 当|$\frac{R}{{v}_{1}}$-$\frac{R}{{v}_{2}}$|≠n$\frac{2π}{ω}$时（n为正整数），分子必落在不同的狭条上 | |
| D． | 当$\frac{R}{{v}_{1}}$+$\frac{R}{{v}_{2}}$=n$\frac{2π}{ω}$时（n为正整数），分子必落在同一个狭条上 |
分析 微粒从窄缝射出后沿筒的半径方向做匀速直线运动，同时N筒以角速度ω绕轴线转动，当微粒到达N筒时，二者运动时间相等，通过时间相等关系求解作出判断．
解答 解：A、若微粒运动时间为N筒转动周期的整数倍，微粒只能到达N筒上固定的位置，因此，故A错误．
B、D、微粒从M到N运动时间t=$\frac{R}{v}$，对应N筒转过角度θ=ωt=$\frac{ωR}{v}$，即如果以v1射出时，转过角度：θ1=ωt=$\frac{ωR}{{v}_{1}}$，如果以v2射出时，转过角度：θ2=ωt=$\frac{ωR}{{v}_{2}}$，
若相差2π的整数倍，则落在一处，即当$\frac{R}{{v}_{1}}-\frac{R}{{v}_{2}}=n\frac{2π}{ω}$时（n为正整数），分子落在同一个狭条上．故B错误，D错误；
C、只要θ1、θ2不是相差2π的整数倍，即当$|\frac{R}{{v}_{1}}-\frac{R}{{v}_{2}}|≠n\frac{2π}{ω}$时（n为正整数），分子落在不同的两处与S平行的狭条上，故C正确；
故选：C
点评 解答此题一定明确微粒运动的时间与N筒转动的时间相等，在此基础上分别以v1、v2射出时来讨论微粒落到N筒上的可能位置．
练习册系列答案
相关题目
1．
如图所示，小物体A在水平圆盘表面上，沿圆盘所在的平面做离圆心越来越远的运动，则A的受力情况是（ ）
如图所示，小物体A在水平圆盘表面上，沿圆盘所在的平面做离圆心越来越远的运动，则A的受力情况是（ ）| A． | 受重力、支持力 | |
| B． | 受重力、支持力和背离圆心的离心力 | |
| C． | 受重力、支持力、摩擦力 | |
| D． | 以上说法均不正确 |
2．下面对生活的实例解释正确的是（ ）
| A． | 人从高处跳下落地时，总有一个曲膝的动作，是为了减少地面对人的冲量 | |
| B． | 运输玻璃时总要用些泡沫填塞，是为了减少震荡过程中的冲力 | |
| C． | 从桌子腿下抽出压着的书，为了避免桌子翻倒，应慢慢抽 | |
| D． | 从乒乓球下快速抽出一张纸条，乒乓球不动是因为乒乓球受到纸条摩擦力的冲量太小 |
19．
如图所示，在楼道内倾斜天花板上需要安装灯泡照明，两根轻质细线的一端拴在O点、另一端分别固定在天花板上a点和b点，一灯泡通过轻质细线悬挂于O点，系统静止，Oa水平、Ob与竖直方向成一定夹角．现在对灯泡施加一个水平向右的拉力，使灯泡缓缓向右移动一小段距离的过程中（ ）
如图所示，在楼道内倾斜天花板上需要安装灯泡照明，两根轻质细线的一端拴在O点、另一端分别固定在天花板上a点和b点，一灯泡通过轻质细线悬挂于O点，系统静止，Oa水平、Ob与竖直方向成一定夹角．现在对灯泡施加一个水平向右的拉力，使灯泡缓缓向右移动一小段距离的过程中（ ）| A． | Oa上的拉力F1可能不变 | B． | Oa上的拉力F1不断增大 | ||
| C． | Ob上的拉力F2不断减小 | D． | O 上的拉力F2可能增大 |
6．
我国不少地方在节日期间有挂红灯笼的习俗．如图，质量为m的灯笼用两根长度一定的轻绳OA、OB悬挂在水平天花板上，O为结点，OA＞OB，∠AOB=90°．设OA、OB对O点的拉力大小分别为FA、FB，轻绳能够承受足够大的拉力，则（ ）
我国不少地方在节日期间有挂红灯笼的习俗．如图，质量为m的灯笼用两根长度一定的轻绳OA、OB悬挂在水平天花板上，O为结点，OA＞OB，∠AOB=90°．设OA、OB对O点的拉力大小分别为FA、FB，轻绳能够承受足够大的拉力，则（ ）| A． | FA大于FB | |
| B． | FA、FB的合力大于mg | |
| C． | 若左右调节A点位置，可使FA等于FB | |
| D． | 若左右调节A点位置，可使FA、FB均大于mg |
16．为了探究当磁铁靠近线圈时在线圈中产生的感应电动势E与磁铁移动所用时间△t之间的关系，某小组同学设计了如图所示的实验装置：线圈和光电门传感器固定在水平光滑轨道上，强磁铁和挡光片固定在运动的小车上，小车经过光电门时，电脑会自动记录挡光片的挡光时间△t，以及相应时间内的平均感应电动势E．改变小车的速度，多次测量，记录的数据如下表：
（1）实验操作过程中，线圈与光电门之间的距离保持不变（选填“保持不变”或“变化”），从而实现了控制磁通量的变化量不变．
（2）在得到上述表格中的数据之后，他们想出两种办法处理数据．第一种是计算法：需要算出E和△t的乘积，若该数据基本相等，则验证了E与△t成反比．第二种是作图法：在直角坐标系中作出E-$\frac{1}{△t}$的关系图线，若图线是基本过坐标原点的倾斜直线，则也可验证E与△t成反比．
| 次数 测量值 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| E/V | 0.116 | 0.136 | 0.170 | 0.191 | 0.215 | 0.277 | 0.292 | 0.329 |
| △t/×10-3s | 8.206 | 7.486 | 6.286 | 5.614 | 5.340 | 4.462 | 3.980 | 3.646 |
（1）实验操作过程中，线圈与光电门之间的距离保持不变（选填“保持不变”或“变化”），从而实现了控制磁通量的变化量不变．
（2）在得到上述表格中的数据之后，他们想出两种办法处理数据．第一种是计算法：需要算出E和△t的乘积，若该数据基本相等，则验证了E与△t成反比．第二种是作图法：在直角坐标系中作出E-$\frac{1}{△t}$的关系图线，若图线是基本过坐标原点的倾斜直线，则也可验证E与△t成反比．
8．如图甲所示，在竖直向上的磁场中，水平放置一个10匝金属圆线圈，线圈所围的面积为0.1m2，线圈电阻为1Ω，磁场的磁感应强度大小B随时间t的变化规律如图乙所示，规定从上往下看顺时针方向为线圈中感应电流i的正方向．则（ ）
| A． | 0～5s内i的最大值为0.1A | |
| B． | 第3s内线圈的发热功率最大 | |
| C． | 3s～5s内线圈受到的安培力朝圆心方向 | |
| D． | 第4s末电流i的方向为正方向 |
9．两个共点力的大小分别是5N和8N，则这两个合力大小不可能为（ ）
| A． | 5N | B． | 8N | C． | 12N | D． | 2N |