热门试卷

解：（1）离子在加速电场中加速，进入静电分析器中受到的电场力提供向心力，所以由图可知离子受到的电场力的方向指向圆心，所以离子带正电．

（2）离子在加速电场中加速，设进入静电分析器的速度为v，根据动能定理 qU=mv2     ①

离子在分析器中，离子在电场力作用下做匀速圆周运动，轨道半径为R，根据牛顿定律：

qE=②

由①、②式解得E=

（3）设NQ之间的距离为d，则PQ之间的距离为2d，偏转电场的强度为E0，PQ之间的电压为UPQ，则：

d=vt

联立以上各式，并代入数据得：UPQ=16U

答：（1）离子的电性是正电荷；

（2）静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小是；

（3）P、Q两点间的电压是16U．

解：（1）离子在电场中受到的电场力   Fy=q0E…①

离子获得的加速度                  …②

离子在板间运动的时间                 …③

到达极板右边缘时，离子在+y方向的分速度  vy=ayt0…④

离子从板右端到达屏上所需时间  …⑤

离子射到屏上时偏离O点的距离 y0=+vyt‘0

由上述各式，得    …⑥

（2）设离子电荷量为q，质量为m，入射时速度为v，磁场的磁感应强度为B，磁场对离子的洛伦兹力Fx=qvB…⑦

已知离子的入射速度都很大，因而粒子在磁场中运动时间甚短．

所经过的圆弧与圆周相比甚小，且在板中运动时，OO'分速度总是远大于在x方向和y方向的分速度，洛伦兹力变化甚微，故可作恒力处理，洛伦兹力产生的加速度…⑧

ax是离子在x方向的加速度，离子在x方向的运动可视为初速度为零的匀加速直线运动，到达极板右端时，离子在x方向的分速度…⑨

离子飞出极板到达屏时，在x方向上偏离O点的距离…⑩

当离子的初速度为任意值时，离子到达屏上时的位置在y方向上偏离O点的距离为y，考虑到⑥式，得…（11）

由⑩、（11）两式得…（12）

其中

上式表明，k是与离子进入板间初速度无关的定值，对两种离子均相同．

由题设条件知，x坐标3.24mm的光点对应的是碳12离子，其质量为m1=12u，x坐标3.00mm的光点对应的是未知离子．

设其质量为m2，由（12）式代入数据可得m2≈14u…（13）

故该未知离子的质量数为14．

解：（1）极间场强为E=；

（2）α粒子在极板间运动的加速度 qE=ma，得：a=

（3）由竖直方向：d=

水平方向：=v0t 

得v0=

答：

（1）极板间的电场强度E是；

（2）α粒子在极板间运动的加速度a是；

（3）α粒子的初速度v0是．

解：（1）对全程应用动能定理，有：

-μmgx=0-mv02，解得：x=；

（2）根据动能定理可得

解得

（3）整个过程由动能定理可得

解得

答：（1）此过程中物块所走的总路程x有

（2）若AB=L1那么物块第一次到达B点时的速度vB是

（3）若BC=L2那么物块所带的电荷量q是