問題詳情:
如圖是德國物理學家史特恩設計的最早測定氣體分子速率的示意圖.M、N是兩個共軸圓筒的橫截面,外筒N的半徑爲R,內筒的半徑比R小得多,可忽略不計.筒的兩端封閉,兩筒之間抽成真空,兩筒以相同角速度ω繞其中心軸線勻速轉動.M筒開有與轉軸平行的狹縫S,且不斷沿半徑方向向外*出速率分別爲v1和v2的分子,分子到達N筒後被吸附,如果R、v1、v2保持不變,ω取某合適值,則以下結論中正確的是( )
A.當時(n爲正整數),分子落在不同的狹條上
B.當時(n爲正整數),分子落在同一個狹條上
C.只要時間足夠長,N筒上到處都落有分子
D.分子不可能落在N筒上某兩處且與S平行的狹條上
【回答】
A
【解析】
微粒從M到N運動時間 ,對應N筒轉過角度 ,即如果以v1*出時,轉過角度: ,如果以v2*出時,轉過角度: ,只要θ1、θ2不是相差2π的整數倍,即當 時(n爲正整數),分子落在不同的兩處與S平行的狹條上,故A正確,D錯誤;若相差2π的整數倍,則落在一處,即當 時(n爲正整數),分子落在同一個狹條上.故B錯誤;若微粒運動時間爲N筒轉動週期的整數倍,微粒只能到達N筒上固定的位置,因此,故C錯誤.故選A
點睛:解答此題一定明確微粒運動的時間與N筒轉動的時間相等,在此基礎上分別以v1、v2*出時來討論微粒落到N筒上的可能位置.
知識點:圓周運動
題型:選擇題