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题型: 单选题
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单选题

(2015秋•天河区期末)如图所示是质谱仪工作原理的示意图.重力均可忽略的带电粒子a、b经电压U加速(在A点的初速度为零)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子a、b所通过的路径,则(  )

Aa的质量一定大于b的质量

Ba的电荷量一定大于b的电荷量

C在磁场中a运动的时间一定小于b运动的时间

Da的比荷一定大于b的比荷

正确答案

D

解析

解:ABD、设粒子经电场加速后的速度大小为v,磁场中圆周运动的半径为r,电荷量和质量分别为q、m,打在感光板上的距离为S.

根据动能定理,得

qU=mv2

解得:v=

由qvB=m

解得:r==

则S=2r=

得到:=

由图,Sa<Sb,U、B相同,则,故AB错误,D正确;

C、根据粒子做匀速圆周运动,周期公式T=,可知,它们的周期相同,

由于运动的时间是周期的一半,因此磁场中a运动的时间一定等于b运动的时间,故C错误;

故选:D.

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题型: 单选题
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单选题

如图是质谱仪的工作原理示意图.带电粒子以一定的速度进入速度选择器.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

C粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的荷质比越大

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

正确答案

C

解析

解:A、根据带电粒子在磁场中的偏转方向,根据左手定则知,该粒子带正电,则在速度选择器中电场力水平向右,则洛伦兹力水平向左,根据左手定则知,磁场方向垂直纸面向外.故A错误.

B、在速度选择器中,电场力和洛伦兹力平衡,有:qE=qvB,解得v=.故B错误.

C、进入偏转电场后,有:qvB0=m,解得r==,知r越小,比荷越大.故C正确,D错误.

故选:C.

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题型: 单选题
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单选题

回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高额交流电两极相连接的两个D形金属盒,在盒间的狭缝中形成的周期性变化的匀强电场,使带电粒子在通过狭缝时都能被加速,两D型金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中.则下列说法中正确的是(  )

A带电粒子从磁场获得能量

B带电粒子从加速器的边缘进入加速器

C带电粒子从加速器的中心附近进入加速器

D增大加速器狭缝中匀强电场的电场强度,带电粒子射出加速器时的动能就增大

正确答案

C

解析

解:A、粒子在磁场中偏转,洛伦兹力不做功,在电场中加速,电场力做正功,知离子在电场中获得能量,在磁场中能量不变.故A错误;

B、被加速离子由加速器的中心附近进入加速器,而从边缘离开加速器.故B错误,C正确;

D、根据qvB=m得,v=,则粒子的最大动能Ekm=mv2=,与加速的场强无关.故D错误.

故选:C

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题型: 单选题
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单选题

不计重力的负粒子能够在正交匀强电场和匀强磁场中匀速直线穿过.设产生匀强电场的两极板间电压为U,距离为d,匀强磁场的磁感应强度为B,粒子带电荷量为q,进入速度为v,以下说法正确的是(  )

A若同时增大U和B,其他条件不变,则粒子一定能够直线穿过

B若同时减小d和增大v,其他条件不变,则粒子可能直线穿过

C若粒子向下偏,能够飞出极板间,则粒子动能一定增大

D若粒子向下偏,能够飞出极板间,则粒子的动能有可能不变

正确答案

B

解析

解:A、粒子能够直线穿过,则有q=qvB,即v=,若U、B增大的倍数不同,粒子不能沿直线穿过.若同时减小d和增大v,其他条件不变,则粒子可能沿直线穿过.A错误,B正确;

C、粒子向下偏,电场力做负功,又W=0,所以△Ek<0,故C、D错误.

故选B.

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,质谱仪粒子源S产生的不同带电粒子经电场加速后进入速度选择器,再从小孔O垂直进入匀强磁场,沿不同的轨迹到达照相底片上.粒子的重力不计,下列说法正确的是(  )

A粒子源产生的带电粒子都能到达照相底片

B到达p1点粒子的速度小于到达p2点粒子的速度

C按图示轨迹偏转的粒子一定带负电

D到达p1点粒子的比荷大于到达p2点粒子的比荷

正确答案

C,D

解析

解:A、粒子在速度选择器中做匀速直线运动,有qE=qvB,解得v=.而粒子源S产生的不同带电粒子经电场加速后进入速度选择器,根据动能定理可知,,它们经过速度选择器时,速率不会相同,则不可能都能到达照相底片,故A错误;

B、进入偏转电场后,有qvB0=m,解得r==,知r越小,比荷越大,并不能确定粒子的速度大小.故B错误,D正确.

C、因为洛伦兹力提供向心力,根据左手定则知,偏转粒子带负电.故C正确.

故选:CD.

下一知识点 : 回旋加速器
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