如图是德国物理学家史特恩设计的最早测定气体分子速率的示意图.M、N是两个共轴圆筒的横截面,外筒N的半径为R,内...
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如图是德国物理学家史特恩设计的最早测定气体分子速率的示意图.M、N是两个共轴圆筒的横截面,外筒N的半径为R,内筒的半径比R小得多,可忽略不计.筒的两端封闭,两筒之间抽成真空,两筒以相同角速度ω绕其中心轴线匀速转动.M筒开有与转轴平行的狭缝S,且不断沿半径方向向外*出速率分别为v1和v2的分子,分子到达N筒后被吸附,如果R、v1、v2保持不变,ω取某合适值,则以下结论中正确的是( )
A.当时(n为正整数),分子落在不同的狭条上
B.当时(n为正整数),分子落在同一个狭条上
C.只要时间足够长,N筒上到处都落有分子
D.分子不可能落在N筒上某两处且与S平行的狭条上
【回答】
A
【解析】
微粒从M到N运动时间 ,对应N筒转过角度 ,即如果以v1*出时,转过角度: ,如果以v2*出时,转过角度: ,只要θ1、θ2不是相差2π的整数倍,即当 时(n为正整数),分子落在不同的两处与S平行的狭条上,故A正确,D错误;若相差2π的整数倍,则落在一处,即当 时(n为正整数),分子落在同一个狭条上.故B错误;若微粒运动时间为N筒转动周期的整数倍,微粒只能到达N筒上固定的位置,因此,故C错误.故选A
点睛:解答此题一定明确微粒运动的时间与N筒转动的时间相等,在此基础上分别以v1、v2*出时来讨论微粒落到N筒上的可能位置.
知识点:圆周运动
题型:选择题
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