• 产品名称:高考物理最新模拟题精选训练(磁场)专题05质谱仪
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  • 发布时间: 2019-10-22
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  专题 05 质谱仪与盘旋加快器 1.(2017 武汉武昌模仿)盘旋加快器的重点部门是真空室中的两个相距很近的 D 形金属盒,把它们 放正在匀强磁场中,磁场目标笔直于盒面向下。衔接好高频交换电源后,两盒间的窄缝中能变成匀强电场, 带电粒子正在磁场中做圆周运动,每次通过两盒间的窄缝时都能被加快,直来到到最大圆周半径时通过特别 安装引出。借使用统一盘旋加快器分散加快氚核(1 H)和α 粒子(2 He),较量它们所须要的高频交换电源的周 期和引出时的最大动能,下列说法准确的是 A.加快氚核的交换电源的周期较大;氚核取得的动能较大 B.加快氚核的交换电源的周期较小; 氚核取得的动能较大 C.加快氚核的交换电源的周期较大;氚核取得的动能较小 D.加快氚核的交换电源的周期较小;氚核取得的动能较小 3 4 【参考谜底】C. 【命题贪图】 识点。 【解题思绪】 因为氚核的比荷 q/m 小于α 粒子的比荷, 由带电粒子正在匀强磁场中运动的周期公式 T= 本题考查盘旋加快器、带电粒子正在匀强磁场中的匀速圆周运动、周期、动能及其干系的知 2? m 可 qB 知 加 速 氚 核 的 交 流 电 源 的 周 期 较 大 。 粒 子 通 过 回 旋 加 速 器 获 得 的 最 大 速 度 v= qBR ,动能 m Ek= 1 2 q2 B2 R2 mv = ,将氚核和α 粒子的电荷量 q 和质地 m 代入较量可知,α 粒子取得的动能较大,选项 C 2 2m 准确。 2.( 2017 云贵川百校大联考)图甲是盘旋加快器的示贪图,其重点部门是两个 D 形金属盒,正在加快带电粒子 时,两金属盒均置于匀强磁场中,并分散与高频交换电源南北极相连.带电粒子正在磁场中运动的动能 Ek 随时 间 t 的 变革顺序如图乙所示,若纰漏带电粒子正在电场中的加快时候,则下列说法准确的是( ) A. (t2﹣t1)=(t3﹣t2)=…(tn﹣tn﹣1) B.高频交换电源的变革周期随粒子速率的增大而减小 C.要使得粒子取得的最大动能增大,能够减小粒子的比荷 D.要使得粒子取得的最大动能增大,能够增大匀强磁场的磁感触强度 【参考谜底】AD. 3.(2016 济南模仿) 质谱仪是一种测定带电粒子质地和说明同位素的紧急东西,它的构制道理如图所示。 粒子源 S 发出两种带正电的同位素粒子甲和乙 ,两种粒子从 S 出来时速率很小,可纰漏不计,粒子源委加 速电场加快后笔直进入有界匀强磁场(图中线框所示),最终打到拍照底片上。测 得甲、乙两种粒子打正在照 相底片上的点到入口的间隔之比为 5︰4,则它们正在磁场中运动的时候之比是 A.5︰4 C.25︰16 【参考谜底】. C 【命题贪图】本题考查了质谱仪、洛伦兹力和带电粒子正在匀强磁场中的运动、动能定理及其干系的学问点。 B.4︰5 D.16︰25 4.(2016湖北部门重心中学联考)物理教室教学中的洛伦兹力演示仪由励磁线圈、玻璃泡、电子枪等部门组 成。励磁线圈是一对相互平行的共轴的圆形线圈,它不妨正在两线圈之间发生匀强磁场。 玻璃泡内充有稀疏 的气体,电子枪正在加快电压下发射电子,电子束通过泡内气体时不妨显示出电子运动的径迹。若电子枪垂 直磁场方 向发射电子,给励磁线圈通电后,能看到电子束的径迹呈圆形。若只增大电子枪的加快电压或励 磁线圈中的电流,下列说法准确的是( ) A.增大电 子枪的加快电压,电子束的 轨道半径变大 B.增大电子枪的加快电压,电子束的轨道半径稳定 C.增大励磁线圈中的电流,电子束的 轨道半径变小 D.增大励磁线圈中的电 流,电子束的轨道半径稳定 【参考谜底】AC 【名师解析】 :若只增大电子枪的加快电压,电子速率增大,由 R=mv/qB 可知,电子束的轨道半径变大,选 项 A 准确 B 差池。若只增大励磁线圈中的电流,磁感触强度增大,由 R=mv/qB 可知,电子束的轨道半径变 小,选项 C 准确 D 差池。 5. (2016·北京东城区模仿)如图所示,一束质地、速率和电荷量不全相称的离子,源委由正交的匀强电场 和匀强磁场构成的速率抉择器后,进入另一个匀强磁 场中并破裂为 A、B 两束,下列说法中准确的是( ) A.构成 A 束和 B 束的离子都带负电 B.构成 A 束和 B 束的离子质地必然区别 C.A 束离 子的比荷大于 B 束离子的比荷 D.速率抉择器中的磁场目标笔直于纸面向外 【参考谜底】 C 6.(2016 洛阳联考)如图所示为“用质谱仪测定带电粒子质地”的安装示贪图。速率抉择器中场强 E 的目标 竖直向下,磁感触强度 B1 的目标笔直纸面向里,星散器中磁感触强度 B2 的目标笔直纸面向外。正在 S 处有甲、 乙 、 丙 、 丁 四 个 一 价 正 离 子 垂 直 于 E 和 B1 入 射 到 速 度 选 择 器 中 , 若 它 们 的 质 量 合 系 满 足 m甲 ? m乙 ? m丙 ? m丁 ,速率干系餍足 v甲 ? v乙 ? v丙 ? v丁 ,它们的重力均可纰漏,则打正在 P1、P2、P3、P4 四点的离子分散是 A.甲丁乙丙 B.乙甲丙丁 C.丙 丁乙甲 D.丁甲丙乙 【参考谜底】A 7.如图所示,一束带电粒子以必然的初速率沿 直线通过由彼此正交的匀强磁场(磁感触强度为 B)和匀强电 场(电场强度为 E)构成的速率抉择器,然后粒子通过平板 S 上的狭缝 P 进入另一匀强磁场(磁感触强度为 B′),最终打正在 A1A2 上,下列外述准确的是( ) A.粒子带负电 B.总共打正在 A1A2 上的粒子,正在磁感触强度为 B′的磁场中的运动时候都好像 C.能通过狭缝 P 的带电粒子的速度等于 E B q m D.粒子打正在 A1A2 的名望越挨近 P,粒 子的比荷 越大 【参考谜底】CD 【名师解析】 依照粒子正在磁感触强度为 B′的磁场中的运动轨迹可判定粒子带正电, A 差池;带电粒子正在速率抉择器中 做匀速直线运动,则电场力与洛伦兹力等大 反向,Eq=Bqv,可得 v= ,C 准确;由洛伦兹力充任粒子做圆 周运动的向心力可得 r= ,则 = ,越挨近 P,r 越小,粒子的比荷越大,D 准确;所 有打正在 A1A2 上的粒 2π m 子正在磁感触强度为 B′的磁场中都只运动半个 周期,周期 T= ,比荷区别,打正在 A1A2 上的粒子正在磁感触 B′q 强度为 B′的磁场中的运动时候区别,B 差池 。 8.盘旋加快器正在科学研 究中取得了普及操纵,其道理如图 7 所示。D1 和 D2 是两个中空的半圆形金属盒,置 于与盒面笔直的匀强磁场中,它们接正在电压为 U、周期为 T 的交换电源上。位于 D1 圆心处的质子源 A 能一贯 E B mv Bq q v m Br 发生质子(初速率能够纰漏),它们正在两盒之间被电场加快。当质子被 加快到最大动能 Ek 后,再将它们引出。 纰漏质子正在电场中的运动时候,则下列说法中准确的是( ) A.若只增大交变电压 U,则质子的最大动能 Ek 会变大 B.若只增大交变电压 U,则质子正在盘旋加快器中运转的时候会变短 C.若只将交变电压的周期变为 2T,仍可用此安装加快质子 D.质子第 n 次被加快前、后的轨道半径之比为 n-1∶ n 【参考谜底】 BD 9. (众选)劳伦斯和利文斯计划出盘旋加快器,职业道理示贪图如图所示。置于真空中的 D 形金属盒半径 为 R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时候可纰漏。磁感触强度为 B 的匀强磁场与盒面笔直,高频交换 电频率为 f,加快电压为 U。若 A 处粒子源发生的质子的质地为 m、电荷量为+q,正在加快器中被加快,且加 速流程中不思索相对论效应和 重力的影响。则下 列说法准确的是( ) A. 质子被加快后的最大速率不不妨赶上 2π Rf B.质子摆脱盘旋加快器时的最大动能与加快电压 U 成正比 C.质子第 2 次和第 1 次源委两 D 形盒间狭缝后轨道半径之比为 2∶1 D.不改革磁感触强度 B 和交换电频率 f,该盘旋加快器的最大动能稳定 【参考谜底】 AC 10.(2016·陕西西安八校联考)如图 12 甲是盘旋加快器的道理示贪图,其重点部门是两个 D 形金属盒,正在 加快带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中(磁感触强度巨细恒定),并分散与高频电源相连,加快时某带 电粒子的动能 Ek 随时候 t 的变革 顺序如图乙所示,若纰漏带电粒子正在 电场中的加快时候,则下列判定准确 的是( ) A.高频电源的变革周期该当等于 tn-tn-1 B.正在 Ek- t 图象中 t4- t3=t3-t2=t2-t1 C.粒子加快次数越众,粒子取得的最大动能必然越大 D. 区别粒子取得的最大动能都好像 【参考谜底】 B 【名师解析】 盘旋加快器所加高频电源的频率与带电粒子正在磁场中运动的频 率好像,正在一个周期内,带 电粒子两次通过匀强电场而加快,故高频电源的变革周期为 tn-tn-2,A 项错;带电粒子正在匀强磁场中的运 动周期与粒子速率无合,故 B 项准确;粒子加快到做圆周运动的半径等于加快器半径时,速率抵达最大, 即:qvmaxB=m D 项错。 v2 B2q2R2 max ? Ekmax= ,与加快次数无合,C 项差池;区别粒子的比荷区别,最大动能也不必然好像, R 2m

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