题目内容
【题目】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( )
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A. 当
时(n为正整数),分子落在不同的狭条上
B. 当
时(n为正整数),分子落在同一个狭条上
C. 只要时间足够长,N筒上到处都落有分子
D. 分子不可能落在N筒上某两处且与S平行的狭条上
【答案】A
【解析】微粒从M到N运动时间
,对应N筒转过角度
,即如果以v1射出时,转过角度:
,如果以v2射出时,转过角度:
,只要θ1、θ2不是相差2π的整数倍,即当
时(n为正整数),分子落在不同的两处与S平行的狭条上,故A正确,D错误;若相差2π的整数倍,则落在一处,即当
时(n为正整数),分子落在同一个狭条上.故B错误;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C错误.故选A
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