飛行時間質譜儀可以對氣體分子進行分析.如圖所示.在真空狀態下.脈沖閥P噴出微量氣體.經激光照射產生不同價的正離子.自a板小孔進入a.b間的加速電場.從b板小孔射出.沿中線方向進入M.N板間的偏轉控制區.到達探測器.已知元電荷電量為e.a.b板間距為d.極板M.N的長度和間距均為L.不計離子重力及進入a板時的初速度. 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

飛行時間質譜儀可以對氣體分子進行分析．如圖所示，在真空狀態下，脈沖閥P噴出微量氣體，經激光照射產生不同價位的正離子，自a板小孔進入a、b間的加速電場，從b板小孔射出，沿中線方向進入M、N板間的偏轉控制區，到達熒光屏．已知元電荷電量為e，a、b板間距為d，極板M、N的長度和間距均為L．不計離子重力及進入a板時的初速度．
（1）當a、b間的電壓為U1時，在M、N間加上的電壓為U2，為使離子沿直線到達熒光屏，請導出M、N間所加勻強磁場的磁感應強度B與離子的比荷K（K=
nem
）之間的關系式；
（2）去掉偏轉電壓U2，在M、N間區域加上垂直于紙面的勻強磁場，磁感應強度為B0．若進入a、b間所有離子質量均為m，要使所有的離子均能通過控制區從右側飛出打到熒光屏上，a、b間的加速電壓U1至少為多少？

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飛行時間質譜儀可以對氣體分子進行分析．如圖所示，在真空狀態下，脈沖閥P噴出微量氣體，經激光照射產生質量均為m、電荷量為ke的正離子（1≤k≤3，k取整數）．離子自a板小孔進入a、b間加速電場，從b板小孔沿中心線進入M、N板間控制區，上下調節探測器，接收到離子．已知a、b間距為d，極板M、N的長度和間距均為L，不計離子的重力及進入a板時的初速度．
（1）當a、b間的電壓為U1，M、N間加上適當的電壓U2，使離子到達探測器，請推導出離子自進入a板到探測器飛行時間的表達式；
（2）去掉偏轉電壓U2，在M、N間區域加上垂直于紙面、磁感應強度為B的勻強磁場，要使所有離子均通過控制區，從右側飛出，a、b間的加速電壓U1為多少？

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精英家教網飛行時間質譜儀可以對氣體分子進行分析．如圖所示，在真空狀態下，脈沖閥P噴出微量氣體，經激光照射產生不同價位的正離子，自a板小孔進入a、b間的加速電場，從b板小孔射出，沿中線方向進入M、N板間的偏轉控制區，到達探測器．已知元電荷電量為e，a、b板間距為d，極板M、N的長度和間距均為L．不計離子重力及進入a板時的初速度．
（1）當a、b間的電壓為U1時，在M、N間加上適當的電壓U2，使離子到達探測器．請導出離子的全部飛行時間與比荷K（K=
nem
）的關系式．
（2）去掉偏轉電壓U2，在M、N間區域加上垂直于紙面的勻強磁場，磁感應強度為B，若進入a、b間的所有離子質量均為m，要使所有的離子均通過控制區從右側飛出，a、b間的加速電壓U1至少為多少？

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飛行時間質譜儀可以對氣體分子進行分析。如圖所示，在真空狀態下，脈沖閥P噴出微量氣體，經激光照射產生不同價位的正離子，自a板小孔進入a、b間的加速電場，從b板小孔射出，沿中線方向進入M、N板間的偏轉控制區，到達探測器。已知元電荷電量為e，a、b板間距為d，極板M、N的長度和間距均為L。不計離子重力及進入a板時的初速度。

（1）當a、b間的電壓為時，在M、N間加上適當的電壓，使離子到達探測器。請導出離子的全部飛行時間與比荷K（）的關系式。

（2）去掉偏轉電壓，在M、N間區域加上垂直于紙面的勻強磁場，磁感應強度B，若進入a、b間所有離子質量均為m，要使所有的離子均能通過控制區從右側飛出，a、b間的加速電壓至少為多少？

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飛行時間質譜儀可以對氣體分子進行分析．如圖所示，在真空狀態下，脈沖閥P噴出微量氣體，經激光照射產生不同價位的正離子，自a板小孔進入a、b間的加速電場，從b板小孔射出，沿中線方向進入M、N板間的偏轉控制區，到達熒光屏．已知元電荷電量為e，a、b板間距為d，極板M、N的長度和間距均為L．不計離子重力及進入a板時的初速度．
（1）當a、b間的電壓為U1時，在M、N間加上的電壓為U2，為使離子沿直線到達熒光屏，請導出M、N間所加勻強磁場的磁感應強度B與離子的比荷K（K=
ne
m
）之間的關系式；
（2）去掉偏轉電壓U2，在M、N間區域加上垂直于紙面的勻強磁場，磁感應強度為B0．若進入a、b間所有離子質量均為m，要使所有的離子均能通過控制區從右側飛出打到熒光屏上，a、b間的加速電壓U1至少為多少？
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一

題號

1

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9

10

11

12

答案

B

BD

CD

A

A

AD

AB

A

C

CD

A

ACD

二

13（1）D （5分）   (2)   80J （5分）   14 (1) A （5分） (2) ×10 8 m/s （5分）     

15．（12分）4.0（3分）， 2.16 或2.2（3分），滑塊的質量（3分），（3分）

16 （12分）

(1)  連接電路如答案圖（5分）          (2) A （2分） (3) 1.6×103℃ （5分）

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17（18分）（1）．解：①設該星球表面的重力加速度為g小球的上升時間為，

20081125

解得      （2分）

   ②在該星球表面上小球所受萬有引力為

     （2分）

（1分）.

(2) ①從B到C的過程中，加速度大小為a1＝＝2 m/s2  （2分），

又a1＝mg，所以m＝0.2                            （2分），

②從A到B的過程中，加速度大小為a2    

根據牛頓第二定律 mgsinq－mmgcosq＝ma2    （2分），

a2＝4.4 m/s2

                   a2＝＝4.4 m/s2             （2分），

                     VA=2.0 m/s                  （1分）

18（16分）

解：設導體桿切割磁感線產生的感應電動勢為E，感應電流為I。外電路為ad、dc、cb三邊電阻串聯后再與ab邊電阻并聯，設總電阻為R，ab邊和dc邊的電流分別為Iab和Idc。

⑴ 金屬框受重力和安培力，處于靜止狀態，有：

                (3分)

     (2分)

=7.5A             (3分)

 

⑵    E＝B1L1                     (3分)

E＝IR ， ，           (2分)

得：          (3分)

       

19題（17分）

（1）由動能定理：                          ( 2分）

n價正離子在a、b間的加速度                   ( 1分)

在a、b間運動的時間=d                     ( 2分)

在MN間運動的時間：t2=L/v                               ( 1分)

離子到達探測器的時間：

t=t1+t2=                                              ( 2分)

（2）假定n價正離子在磁場中向N板偏轉，洛侖茲力充當向心力，設軌跡半徑為R，由牛頓第二定律得：                                 (   2分)

離子剛好從N板右側邊緣穿出時，由幾何關系：            

R2=L2+（R-L/2）2                                         (2分)

由以上各式得：                           ( 2分)

當n=1時U1取最小值                     ( 3分)

20．（17分）

（1）設A在C板上滑動時，B相對于C板不動，據題意對B、C分析有：

μmg=2ma，得，                       ( 1分)

又B最大的加速度為由于am>a，所以B相對于C不滑動而一起向右做勻加速運動，則。                       ( 2分)

（2）若物塊A剛好與物塊B發生碰撞，則A相對于C運動到B所在處時，A、B的速度大小相等，因為B與木板C的速度相等，所以此時三者的速度均相同，設為v1，由動量守恒定律得：

mv0=3mv1        ①                 ( 2分)

 

在此過程中，設木板C運動的路程為s1，則A運動的路程為s1+L，如圖所示，由動能定理得

 

 

對B、C系統有  ②           ( 2分)

對A有    ③       (2分)

聯立①、②、③解得：，欲使A與B發生碰撞，須滿足

                                   ( 2分)

   

設B剛好不滑離木板C，此時三者的共同速度為v2，同理得

mv0=3mv2          ④      (2分)

在此過程中，A、B、C系統克服滑動摩擦力做功，減少的機械能轉化為系統的內能，由能的轉化和守恒得       ⑤   ( 2分)

聯立④、⑤解得

綜上所述，使物塊A能與B發生碰撞，而B又不滑離C，則物塊A的初速度v0應滿足

。                         (2分)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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