2017届高考物理必威体育精装版模拟题精选训练（磁场）专题05质谱仪与回旋加速器（含解析）.docVIP

专题05 质谱仪与回旋加速器 1．（2017武汉武昌模拟）回旋加速器的D形金属盒，(13H)和α粒子(24He)，比较它们所需要的高频交流电源的周期和引出时的最大动能，下列说法正确的是 A．加速氚核的交流电源的周期较大；氚核获得的动能较大 B．加速氚核的交流电源的周期较小；氚核获得的动能较大 C．加速氚核的交流电源的周期较大；氚核获得的动能较小 D．加速氚核的交流电源的周期较小；氚核获得的动能较小 【】． 可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=，动能Ek=mv2=，将氚核和α粒子的电荷量q和质量m代入比较可知，α粒子获得的动能较大，选项C正确。 2．图甲是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒均置于匀强磁场中，并分别与高频交流电源两极相连．带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列说法正确的是（　　） A．（t2﹣t1）=（t3﹣t2）=…（tn﹣tn﹣1） B．高频交流电源的变化周期随粒子速度的增大而减小 C．要使得粒子获得的最大动能增大，可以减小粒子的比荷 D．要使得粒子获得的最大动能增大，可以增大匀强磁场的磁感应强度 【】． 质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示。粒子源S发出种粒子，粒子从S出来时速度很小，，粒子经过加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场(图中线框所示)，到照相底片上测得点到入口的距离则 A．5︰4B．4︰5C．25︰16D．16︰25 C 【命题意图】本题考查了质谱仪、洛伦兹力和带电粒子在匀强磁场中的运动、动能定理及其相关的知识点。 4．(2016湖北部分重点中学联考)物理课堂教学中的洛伦兹力演示仪由励磁线圈、玻璃泡、电子枪等部分组成。励磁线圈是一对彼此平行的共轴的圆形线圈，它能够在两线圈之间产生匀强磁场。玻璃泡内充有稀薄的气体，电子枪在加速电压下发射电子，电子束通过泡内气体时能够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速电压或励磁线圈中的电流，下列说法正确的是( ) A．增大电子枪的加速电压，电子束的轨道半径变大 B．增大电子枪的加速电压，电子束的轨道半径不变 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，电子束的轨道半径不变 【参考答案】AC 【名师解析】：若只增大电子枪的加速电压，电子速度增大，由R=mv/qB可知，电子束的轨道半径变大，选项A正确B错误。若只增大励磁线圈中的电流，磁感应强度增大，由R=mv/qB可知，电子束的轨道半径变小，选项C正确D错误。 5. (2016·北京东城区模拟)如图所示，一束质量、速度和电荷量不全相等的离子，经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后，进入另一个匀强磁场中并分裂为A、B两束，下列说法中正确的是(　　) A.组成A束和B束的离子都带 B.组成A束和B束的离子质量一定不同 C.A束离子的比荷大于B束离子的比荷 D.速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外 答案　C .(2016洛阳联考)如图所示为“用质谱仪测定带电粒子质量”的装置示意图。速度选择器中场强E的方向竖直向下，磁感应强度B1的方向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度B2的方向垂直纸面向外。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，若它们的质量关系满足，速度关系满足，它们的重力均可忽略，则打在P1、P2、P3、P4四点的离子分别是 A．甲丁乙丙 B．乙甲丙丁 C．丙丁乙甲 D．丁甲丙乙 A 7.如图所示，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由B)和匀强电场(电场强度为E)组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P进入另一匀强磁场(磁感应强度为B′)，最终打在A1A2上，下列表述正确的是(　　) A.粒子带负电 B.所有打在A1A2上的粒子，在磁感应强度为B′的磁场中的运动时间都相同 C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 D.粒子打在A1A2的位置越靠近P，粒子的比荷越大 【名师解析】 　根据粒子在磁感应强度为B′的磁场中的运动轨迹可判断粒子带正电，A错误；带电粒子在速度选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正确；由洛伦兹力充当粒子做圆周运动的向心力可得r＝，则＝，越靠近P，r越小，粒子的比荷越大，D正确；所有打在A1A2上的粒子在磁感应强度为B′的磁场中都只运动半个周期，T＝，比荷不同，打在A1A2上的粒子在磁感应强度为B′的磁场中的运动时间不同，B错误。 .回旋加速器在科学研究中得到了广泛