§1.４　质谱仪与回旋加速器 （备作业）-【上好课】2021-2022学年高二物理同步备课系列（人教版选择性必修第二册）-(原卷版)

3.0 envi 2025-03-19 33 4 700.76KB 8 页 3知币
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　　一、单选题：
１.如图所示，下列说法正确的是(　　)
A.图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，增加电压 U 即可
B．图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出 A 极板是发电机的负极，B 极板是发电机的正极
C．图丙是速度选择器，带电粒子(不计重力且只受电场和磁场的作用)能够从右向左沿直线匀速通过速度
选择器
D．图丁是质谱仪的工作原理示意图，粒子打在底片上的位置越靠近狭缝 S3，粒子的比荷越小
２.质谱仪测定带电粒子质量的装置示意图如图所示。速度选择器(也称滤速器)中场强
E
的方向竖直向下，
磁感应强度
B
1的方向垂直于纸面向里，分离器中磁感应强度
B
2的方向垂直于纸面向外。在
S
处有甲、乙、
丙、丁四个一价正离子垂直于
E
和
B
1射入速度选择器中，若
m
甲＝
m
乙<
m
丙＝
m
丁，
v
甲<
v
乙＝
v
丙<
v
丁，在不计
重力的情况下，打在
P
1、
P
2、
P
3、
P
4四点的离子分别是(　　)
A．甲、乙、丙、丁　　　　　　　B．甲、丁、乙、丙
C．丙、丁、乙、甲　　　　　　　D．甲、乙、丁、丙
３．根据电、磁场对运动电荷的作用规律我们知道，电场可以使带电粒子加(或减)速，磁场可以控制带电
粒子的运动方向。回旋加速器，图示的质谱仪都是利用以上原理制造出来的高科技设备，如图中的质谱仪
第４课时 质谱仪与回旋加速器
第一章 安培力与洛伦兹力
是把从 S1出来的带电量相同的粒子先经过电压 U 使之加速，然后再让它们进入偏转磁场 B，这样质量不同
的粒子就会在磁场中分离。下述关于回旋加速器，质谱仪的说法中错误的是(　　)
A.经过回旋加速器加速的同种带电粒子，其最终速度大小与高频交流电的电压无关
B．经过回旋加速器加速的同种带电粒子，其最终速度大小与 D 形盒上所加磁场强弱有关
C．图示质谱仪中，在磁场中运动半径大的粒子，其质量也大
D．图示质谱仪中，在磁场中运动半径大的粒子，其电荷量也大
４．如图所示的平行板器件中。电场强度 E 和磁感应强度 B 相互垂直，具有不同水平速度的带电粒子从 P
孔射入后发生偏转的情况不同。利用这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫作速度选择
器。若正离子(不计重力)以水平速度 v＝射入速度选择器，则(　　)
A．正离子从 P 孔射入后，能沿着图示虚线路径通过速度选择器
B．正离子从 Q 孔射入后，能沿着图示虚线路径通过速度选择器
C．仅改变离子的电性，负离子从 P 孔射入后，不能沿图示虚线路径通过速度选择器
D．仅改变离子的电量，正离子从 P 孔射入后，不能沿图示虚线路径通过速度选择器
５．2019 年我国研制出了世界上最大的紧凑型强流质子回旋加速器，该回旋加速器是我国目前自主研制的
能量最高的质子回旋加速器。如图所示为回旋加速器原理示意图，现将两个相同的回旋加速器置于相同的
匀强磁场中，接入高频电源。分别加速氘核和氦核，下列说法正确的是(　　)
A.它们在磁场中运动的周期相同
B．它们的最大速度不相等
C．两次所接高频电源的频率不相同
D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能
６.如图所示为一种质谱仪的示意图，该质谱仪由速度选择器、静电分析器和磁分析器组成。若速度选择
器中电场强度大小为E1，磁感应强度大小为B1、方向垂直纸面向里，静电分析器通道中心线为圆弧，圆弧
的半径(OP)为 R，通道内有均匀辐射的电场，在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器中有范围足够大的
有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。一带电粒子以速度 v 沿直线经过速度选择器
后沿中心线通过静电分析器，由P 点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的 Q 点，不计粒子重力。下
列说法正确的是(　　)
A.速度选择器的极板 P1的电势比极板 P2的低
B．粒子的速度 v＝
C．粒子的比荷为
D．P、Q 两点间的距离为
７.如图所示，R1和R2是同种材料、厚度相同、上下表面为正方形的金属导体，但 R1的尺寸比R2的尺寸大。
将两导体同时放置在同一匀强磁场 B 中，磁场方向垂直于两导体正方形表面，在两导体上加相同的电压，
形成如图所示方向的电流；电子由于定向移动，会在垂直于电流方向受到洛伦兹力作用，从而产生霍尔电
压，当电流和霍尔电压达到稳定时，下列说法中正确的是(　　)
A．R1中的电流大于 R2中的电流
B．R1导体右表面电势高于左表面电势
C．R1中产生的霍尔电压等于R2中产生的霍尔电压
D．对于 R1导体，仅增大厚度时，霍尔电压将增大
８.1932 年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示,这台加速器由两个铜质 D 形盒 D1、D2
构成,其间留有空隙,下列说法正确的是 (　　)
A.离子由加速器的中心附近进入加速器
B.离子由加速器的边缘进入加速器
C.离子从磁场中获得能量
D.离子从电场和磁场中共同获得能量
９.如图是质谱仪工作原理的示意图。带电粒子 a、b经电压 U 加速(在 A 点初速度为零)后,进入磁感应强度
为B 的匀强磁场做匀速圆周运动,最后分别打在感光板 S 上的 x1、x2处。图中半圆形的虚线分别表示带电粒
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