在考古中为了测定古物的年代,可通过测定古物中碳14与碳12的比例,其物理过程可简化为如图所示.碳14与碳12经电离后的原子核带电量都为q,由静止经电压U加速后从
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在考古中为了测定古物的年代,可通过测定古物中碳14与碳12的比例,其物理过程可简化为如图所示.碳14与碳12经电离后的原子核带电量都为q,由静止经电压U加速后从
题型:德阳模拟
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在考古中为了测定古物的年代,可通过测定古物中碳14与碳12的比例,其物理过程可简化为如图所示.碳14与碳12经电离后的原子核带电量都为q,由静止经电压U加速后从O点进人磁感应强度为B的匀强磁场,OM为磁场的下边界线,可在OM上适当位置放置粒子记数器,从而测定碳14与碳12的比例(不计粒子的重力及粒子间的相互作用力).求:
(1)碳14与碳12在磁场中运动的半径比
(2)在实际中并不是所有粒子都垂直于OM沿ON射入磁场,而是分布在与ON成一定夹角θ的纸面内,要使两种粒子运动到OM直线上时能区分在不同区域,θ角的范围;
(3)θ取最大时,用阴影表示出碳14粒子在磁场中可能出现的区域.
答案
(1)原子核经电场加速有:qU=
1
2
m
v
2
.
在磁场中做圆周运动有:
qvB=m
v
2
R
.
则R=
mv
qB
=
2mU
q
B
2
.
则碳14和碳12在磁场中运动的半径比
R
1
R
2
=
7
6
.
(2)碳14在OM上运动的最近距离为L
1
=2R
1
cosθ
碳12在OM上运动的最远距离为L
2
=2R
2
.
要使两种粒子运动到OM直线上时能区分在不同区域,则L
1
≥L
2
θ≤arccos
6
7
.
(3)碳14粒子在磁场中可能出现的区域如图所示.
(OA弧是以O
1
为圆心,半径为R
1
的半圆弧;AC弧是以O为圆心半径为2R
1
的圆弧;OB弧是以O
2
为圆心半径为R
1
的圆弧)
答:(1)碳14与碳12在磁场中运动的半径比为
R
1
R
2
=
7
6
.
(2)要使两种粒子运动到OM直线上时能区分在不同区域,θ角的范围
θ≤arccos
6
7
.
(3)碳14粒子在磁场中可能出现的区域如图所示.
举一反三
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题型:崇明县一模
难度:
|
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A.
gL
B.
2gL
C.
3gL
D.2
gL
题型:不详
难度:
|
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A.物体在变力作用下不可能作直线运动
B.物体作曲线运动,其所受的外力不可能是恒力
C.不管外力是恒力还是变力,物体都有可能作直线运动
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题型:闸北区一模
难度:
|
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1
4
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(2)圆柱体对绳的支持力的大小.
题型:徐汇区模拟
难度:
|
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一个单摆在质量为m
1
、半径为R
1
的星球上做周期为T
1
的简谐运动,在质量为m
2
、半径为R
2
的星球上做周期为T
2
的简谐运动,则T
1
:T
2
等于 ( )
A.
R
1
R
2
m
2
m
1
B.
m
2
m
1
R
1
R
2
C.
R
1
R
2
m
1
m
2
D.
m
1
m
2
R
1
R
2
题型:不详
难度:
|
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