多反射飛行時(shí)間質(zhì)譜儀是一種測量離子質(zhì)量的新型實(shí)驗(yàn)儀器,其基本原理如圖所示,從離子源A處飄出的離子初速度不計(jì),經(jīng)電壓為U的勻強(qiáng)電場加速后射入質(zhì)量分析器。質(zhì)量分析器由兩個(gè)反射區(qū)和長為l的漂移管(無場區(qū)域)構(gòu)成,開始時(shí)反射區(qū)1、2均未加電場,當(dāng)離子第一次進(jìn)入漂移管時(shí),兩反射區(qū)開始加上電場強(qiáng)度大小相等、方向相反的勻強(qiáng)電場,其電場強(qiáng)度足夠大,使得進(jìn)入反射區(qū)的離子能夠反射回漂移管。離子在質(zhì)量分析器中經(jīng)多次往復(fù)即將進(jìn)入反射區(qū)2時(shí),撤去反射區(qū)的電場,離子打在熒光屏B上被探測到,可測得離子從A到B的總飛行時(shí)間。設(shè)實(shí)驗(yàn)所用離子的電荷量均為q,不計(jì)離子重力。
(1)求質(zhì)量為m的離子第一次通過漂移管所用的時(shí)間T1;
(2)反射區(qū)加上電場,電場強(qiáng)度大小為E,求離子能進(jìn)入反射區(qū)的最大距離x;
(3)已知質(zhì)量為m0的離子總飛行時(shí)間為t0,待測離子的總飛行時(shí)間為t1,兩種離子在質(zhì)量分析器中反射相同次數(shù),求待測離子質(zhì)量m。
【考點(diǎn)】從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場中的問題;動(dòng)能定理的簡單應(yīng)用;勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的平均速度的應(yīng)用(平均速度的推論).
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:2057引用:11難度:0.4
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1.如圖,在空間直角坐標(biāo)系坐標(biāo)原點(diǎn)處有一m=0.01kg,q=0.075C的帶正電小球以v0=10m/s的初速度,沿x軸正方向射入勻強(qiáng)電場中。電場方向沿Z軸正方向,電場強(qiáng)度E=1.0V/m,當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=10m/s2,則以下圖像正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/16 7:30:2組卷:66引用:1難度:0.5 -
2.某科研小組在進(jìn)行一次科研實(shí)驗(yàn)時(shí),將一個(gè)能產(chǎn)生多種正離子(質(zhì)子、氘核、氚核及氦核等)的粒子源放在如圖裝置的位置。粒子源產(chǎn)生的正離子飄入(初速度很小,可忽略不計(jì))電壓為U1的加速電場,經(jīng)加速后從小孔S沿平行金屬板A、B的中心線射入。已知平行金屬板A、B板長為L,相距為d,兩板間的電壓為U2。若離子能從A、B板間射出(不計(jì)離子的重力),則( )
發(fā)布:2024/12/17 12:2:24組卷:352引用:4難度:0.6 -
3.如圖所示,A、B兩帶正電粒子質(zhì)量相等,電荷量之比為1:4.兩粒子在O上方同一位置沿垂直電場方向射入平行板電容器中,分別打在C、D兩點(diǎn),OC=CD忽略粒子重力及粒子間的相互作用,下列說法正確的是( )
發(fā)布:2024/12/19 14:30:2組卷:204引用:3難度:0.5
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