物理练习题18

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• 1如图是质谱仪的工作原理示意图．粒子源（在加速电场上方，未画出）产生的带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2．平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是（    ）

  A.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里

  B.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于B/E

  C.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷（q/m）越大

  D.粒子所带电荷量相同时，打在胶片上的位置越靠近狭缝P，表明其质量越大

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• 2如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内互相垂直的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.挡板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2．平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是（    ）

  A.质谱仪是分析同位素的重要工具

  B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里

  C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于B/E

  D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小

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• 31930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.离子从电场中获得能量

  B.离子从磁场中获得能量

  C.增大加速电场的电压可增加离子从回旋加速器中获得的最大动能

  D.增大D形盒的半径可增加离子从回旋加速器中获得的最大动能

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• 4在回旋加速器中（    ）

  A.D形盒内有匀强磁场，两D形盒之间的窄缝有高频电源产生的电场

  B.两D形盒之间的窄缝处有场强大小、方向不变的匀强电场

  C.高频电源产生的电场用来加速带电粒子

  D.带电粒子在D形盒中运动时，磁场力使带电粒子速度增大

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• 5质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．如图所示为质谱仪的原理示意图．现利用这种质谱议对氢元素进行测量．氢元素的各种同位素从容器A下方的小孔S，无初速度飘入电势差为U的加速电场．加速后垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中．氢的三种同位素最后打在照相底片D上，形成c三条”质谱线”．关于三种同位素进入磁场时速度的排列顺序，和c三条“质谱线”的排列顺序，下列判断正确的是（    ）

  A.进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氚、氘、氕

  B.进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氘、氚、氕

  C.c三条质谱线依次排列的顺序是氘、氚、氕

  D.c三条质谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕

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• 6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，离子源S产生的各种不同正离子束（速度可看作为零），经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x，则下列判断正确的是（ ）

  A.若离子束是同位素（质子数相同质量数不同），x越大，离子质量越小

  B.若离子的荷质比q/m相同，如果加速电压越大，则x越小

  C.只要x相同，则离子质量一定相同

  D.只要x相同，则离子的荷质比一定相同

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• 71922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是（    ）

  A.该束带电粒子带负电

  B.速度选择器的P1极板带正电

  C.在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大

  D.在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷q/m越小

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• 8一回旋加速器，可把α粒子（42He）加速到最大速率v，其加速电场的变化频率为在保持磁感应强度不变的前提下，若用这一回旋加速器对质子（11H）进行加速，则加速电场的变化频率及能加速到的最大速率分别为（    ）

  A.f，v

  B.f2，v2

  C.2f，2v

  D.f，2v

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• 9图甲是回旋加速器的原理示意图．其核心部分是两个D型金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中（磁感应强度大小恒定），并分别与高频电源相连．加速时某带电粒子的动能EK随时间t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，则下列判断正确的是（    ）

  A.在EK-t图象中t4-t3=t3-t2=t2-t1

  B.高频电源的变化周期应该等于tn-tn-1

  C.粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大

  D.D形盒的半径越大，粒子获得的最大动能越大

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• 10用来加速带电粒子的回旋加速器，其核心部分是两个D形金属盒．在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连．带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图所示，忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是．（    ）

  A.伴随粒子动能变大，应有（t2-t1）＞（t3-t2）＞（t4-t3）

  B.高频电源的变化周期应该等于2（tn-tn-1）

  C.要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的半径

  D.粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大

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