匀加速直线运动 先匀速,后加速,再匀速直线运动度小 (2)设漏油的速率为每秒一滴,根据油滴痕迹及标尺提供的坐标,描绘汽车运动的位置--时间图象,速度--时间图象和加速度--时间图象。
参考答案:(略)
题型 考试内容 难易程度 考试意图 非选择题-必做题-实验题 力学-运动的描述 中 联系生活场景(行驶的汽车,发动机漏油),结合学生课堂学习中已熟悉的打点计时器,考察学生的观察能力和灵活应用实验技能解决实际问题的能力。考察学生对物理量及其关系不同表达方式的掌握,如语言描述(第一问),图象描述(第二问)。考察学生读图,信息提取,处理的能力。 - 9-
例题7. 一种简单质谱仪的工作原理如图所示。一个质量
为
, 电荷量为(
)的粒子,从容器下方的
小孔飘入
电势差为U的加速电场,然后经过小孔S1和S3后沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片D上。 (1) 小孔
和
和
处的电势比较,哪处的高?(
和
)在小孔
处的电势能,哪处高?如果容器A接地且电势为0,则小孔处的电势各为多
少?(设小孔极小,其电势和小孔处的电极板的电势相同.) (5分) (2) 如果从容器下方的
小孔飘出的是具有不同的质量的电荷量为(
)的粒子,那么这些粒子
打在照相底片的同一位置,还是不同位置?如果是不同位置,那么质量分别为
的粒子在照相底片的排布等间距吗?写出说明。(5分)
(3) 假如从小孔飘出的是电子,而照相底片对电子和离子有相同的感应,且底片的尺寸足够大,则照相底片上能测到电子的信号吗?如果能,则信号大概出现在什么位置?如果不能,则对加速电场或(和)磁场做怎样调整,就可在照相底片上测到电子信号?说明理由。(5分) 参考答案: (1) 小孔(小孔
处的电势比
处的电势高。 (2分)
处高。 (1分)
)在小孔和
处的电势能比在
处的电势各为0和(-U)。 (2分)
(2) 不同位置。 (1分) 质量为
、带电荷量为(
)的粒子经电势差为U的电场加速后获得的动能为:
①
则有
② (1分)
该粒子进入均匀磁场后做半径为R的圆周运动:
③ (1分)
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则
④ (1分)
将②代入④,得圆周运动的半径为:
⑤ (1分)
可见,质量分别为
的粒子在照相底片的排布不是等间距的。
(3) 不能。 (1分) 因为电子在电势差为U的电场中受力方向向上,故从小孔
飘出的电子在电场作用下返回容
器A中。 (1分) 如果改变加速电场的方向和磁场的方向,则可在照相底片上测到电子的信号。由于电子的质量很小,由类似⑤式的推导可知,其圆周运动的半径R很小,故在离小孔S3不远处可测得电子信号。即
⑥ (2分)
如果改变加速电场的方向但不改变磁场的方向,则可在照相底片上小孔S3的另一侧测到电子信号。 (1分)
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