知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

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\(A_{1}A_{2}.\)平板\(S\)下方有强度为\(B_{0}\)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外

C．能通过的狭缝\(P\)的带电粒子的速率等于\( \dfrac {E}{B}\)

D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝\(P\)，粒子的荷质比越小

难度：较难

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2．

如图所示为一种质谱仪的工作原理示意图，此质谱仪由以下几部分构成：离子源、加速电场、静电分析器、磁分析器、收集器。静电分析器通道中心线半径为\(R\)，通道内有均匀辐射电场，在中心线处的电场强度大小为\(E\)；磁分析器中分布着方向垂直于纸面，磁感应强度为\(B\)的匀强磁场，其左边界与静电分析器的右边界平行。由离子源发出一个质量为\(m\)、电荷量为\(q\)的正离子\((\)初速度为零，重力不计\()\)，经加速电场加速后进入静电分析器，沿中心线\(MN\)做匀速圆周运动，而后由\(P\)点进入磁分析器中，最终经过\(Q\)点进入收集器。下列说法中正确的是\((\)　　\()\)

A．磁分析器中匀强磁场方向垂直于纸面向内

B．加速电场中的加速电压\(U= \dfrac {1}{2}ER\)

C．磁分析器中轨迹圆心\(O_{2}\)到\(Q\)点的距离\(d= \dfrac {1}{B} \sqrt { \dfrac {mER}{q}}\)

D．任何离子若能到达\(P\)点，则一定能进入收集器

难度：较易

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3．

如图所示为质谱仪的原理图，一束粒子以速度\(v\)沿直线穿过相互垂直的匀强电场\((\)电场强度为\(E)\)和匀强磁场\((\)磁感应强度为\(B_{1})\)的重叠区域，然后通过狭缝\(S_{0}\)垂直进入另一匀强磁场\((\)磁感应强度为\(B_{2})\)，最后打在照相底片上的三个不同位置，粒子的重力可忽略不计，则下列说法正确的是\((\)　　\()\)

A．该束粒子带负电

B．\(P_{1}\)板带负电

C．粒子的速度\(v\)满足关系式\(v= \dfrac {E}{B_{2}}\)

D．在磁感应强度为\(B_{2}\)的磁场中，运动半径越大的粒子，荷质比\( \dfrac {q}{m}\)越小

难度：易

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4．

如图为质谱仪的工作原理图\(.\)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\(A_{1}A_{2}.\)平板\(S\)下方有强度为\(B_{0}\)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．速度选抒器中的磁场方向垂直纸面向外

C．能迪过狭缝\(P\)的带电粒子的速率等于\( \dfrac {E}{B}\)

D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝\(P\)，粒子的荷质比越小

难度：较难

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5．

如图所示，\(M/N\)为两个同心金属圆环，半径分别为\(R_{1}\)和\(R_{2}\)之间存在沿金属环半径方向的电场，\(N\)环内存在着垂直环面向外的匀强磁场，磁感应强度为\(B\)，\(N\)环上有均匀分布的\(6\)个小孔，从\(M\)的内侧边缘由静止释放一个质量为\(m\)，电荷量为\(+q\)的粒子\((\)不计重力\()\)，经电场加速后通过小孔射入磁场，经过一段时间，粒子再次回到出发点，全程与金属环无碰撞；则\(MN\)间电压满足的条件\((\)　　\()\)

A．\(U= \dfrac {qB^{2} R_{ 2 }^{ 2 }}{6m}\)

B．\(U= \dfrac {qB^{2} R_{ 2 }^{ 2 }}{5m}\)

C．\(U= \dfrac {3qB^{2} R_{ 2 }^{ 2 }}{2m}\)

D．\(U= \dfrac {qB^{2} R_{ 2 }^{ 2 }}{3m}\)

难度：较易

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6．

回旋加速器的工作原理如图所示，\(D_{1}\)和\(D_{2}\)是两个中空半圆金属盒，它们接在电压一定的交流电源上。\(A\)处的粒子源产生的带电粒子，在两盒之间被电场加速，两个半圆盒处于盒面垂直的匀强磁场中，下列说法正确的是\((\)　　\()\)

A．粒子从磁场中获得能量

B．粒子从电场中获得能量

C．粒子离开回旋加速器获得动能与电压无关

D．粒子被电场加速后，运动越来越快，走过半圆的时间越来越短

难度：较易

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7．

回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的\(D\)形金属盒半径为\(R\)，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为\(B\)的匀强磁场与盒面垂直。\(A\)处粒子源产生的粒子，质量为\(m\)、电荷量为\(+q\)，在加速器中被加速，加速电压为\(U.\)加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。则\((\)　　\()\)