飞行时间质谱仪可以根据带电粒子的飞行时间对气体分子进行分析。如图所示,在真空状态下,脉冲阀P喷出微量气体,经激光照射产生不同的正离子,自a板小孔进入a、b之间的加速电场,从b板小孔射出,沿中心线进入M、N间的方形区域,然后到达紧靠在其右端的探测器。已知a、b间的电压为U0,间距为d,极板M、N的长度为L,间距均为0.2L,不计离子重力及经过a板时的初速度。
(1)若M、N板间无电场和磁场,求出比荷为k(q/m)的离子从a板到探测器的飞行时间
(2)若在M、N间只加上偏转电压U1,请说明不同的正离子在偏转电场中的轨迹是否重合
(3)若在M、N间只加上垂直于纸面的匀强磁场,已知进入a、b间的正离子有一价和二价两种,质量均为m,元电荷为e,试问:
①要使所有离子均通过M、N之间的区域从右侧飞出,求所加磁场磁感应强度的最大值
②要使所有离子均打在上极板M上,求所加磁场磁感应强度应满足的条件。
如图所示。一辆在水平公路上匀速行驶的汽车,突然做匀减速直线运动,车厢后壁架子上的小物体A向前飞出落在车厢地板上,架子距离车厢地板面的高度为1.25米,落地点距离后壁架子边缘水平距离为1米,则汽车做匀减速运动的加速度大小是多少?(
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(9′)“神舟”五号飞船完成了预定的空间科学和技术实验任务后返回舱开始从太空向地球表面按预定轨道返回,返回舱开始时通过自身制动发动机进行调控减速下降,穿越大气层后,在一定的高度打开阻力降落伞进一步减速下落,这一过程中若返回舱所受空气摩擦阻力与
速度的平方成正比,比例系数(空气阻力系数)为k,所受空气浮力恒定不变,且认为竖直降落。从某时刻开始计时,返回舱的运动v—t图象如图2-7中的AD曲线所示,图中AB是曲线在A点的切线,切线交于横轴一点B,其坐标为(8,0),CD是曲线AD的渐进线,假如返回舱总质量为M=
400kg,g=10m/s2,求
(1)返回舱在这一阶段是怎样运动的?
(2)在初始时刻v=160m/s,此时它的加速度是多大?
(3)推证空气阻力系数k的表达式并计算其值。
(9′)传送带被广泛地应用于码头、机场和车站,如图所示为一水平传送带的装置示意图,紧绷的传送带AB始终保持恒定的速率V=1m/s运行.将一质量m=4kg的行李无初速地放在A处,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动,随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动.设行李与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1,A、B间的距离L=2m,g取10m/s2.
(1)行李做匀加速直线运动的位移为多少?
(2)如果提高传送带的运行速率,行李就能被较快地传送到B处,求行李从A处以最短时间传送到B处时传送带对应的最小运行速率.
(3)若行李相对带运动过程能留下痕迹,则带上痕迹多长?
(8′). 一物体从固定斜面的顶端由静止开始匀加速沿斜面下滑,已知物体在斜面上滑行的最初3s通过的路程为s1,物体在斜面上滑行的最后3s,通过的路程为s2,且s2-s1=6m,已知s1∶s2=3∶7,求斜面的长度?
(8′).如图所示,一直角斜槽(两槽面夹角为900)对水平面夹角为300,一个横截面为正方形的物块恰能沿此槽匀速下滑,假定两槽面的材料和表面情况相同,问物块和槽面间的动摩擦因数是多少?