质谱仪_章节学习

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题型：单选题

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单选题

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，所以叫做速度选择器．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

正确答案

A

解析

解：A、正离子从P孔射入，电场力方向竖直向下，大小为qE，洛伦兹力方向竖直向上，大小F=qvB=qE，两个力平衡，粒子做匀速直线运动．故A正确．

B、正离子从Q孔射入，电场力方向竖直向下，洛伦兹力方向竖直向下，两个力不能平衡，将向下偏转．故B错误．

C、改变电荷的电性，从P孔射入，电场力和洛伦兹力都反向，仍然平衡，做匀速直线运动．故C错误．

D、电场力与洛伦兹力平衡时，与电量无关，从P孔射入，只要速度满足条件，都能保持平衡．故D错误．

故选A．

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题型：多选题

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多选题

如图所示为回旋加速器的原理示意图，其核心部分是两个D形盒，两盒分别和一高频交流电源的两极相连，高频电源的电压为U，匀强磁场垂直D形盒平面，磁感应强度为B，在D形盒中央s点处放有粒子源．当粒子源放出质量为m、带电量为q的粒子（设粒子的初速度为0），然后被回旋加速器加速，设D形盒的最大半径为R，则（　　）

A所加高频交流电的频率应是

B所加高频交流电的频率应是

C粒子离开加速器前被加速的次数为

D粒子离开加速器时的动能是

正确答案

B,D

解析

解：A、交流电时间，改变一次方向，==得：f=，故A错误B正确；

C、半径为R时，qvB=m得v=，E=mv2=，一次加速为qU，设加速n次，则nqU=E，n=故C错误D正确；

故选：BD．

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题型：简答题

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简答题

回旋加速器D形盒中央为质子流，D形盒的交流电压为U，静止质子经电场加速后，进入D形盒，其最大轨道半径为R，磁场的磁感应强度为B，质子质量为m．求：

（1）质子最初进入D形盒的动能多大？

（2）质子经回旋加速器最后得到的动能多大？

（3）交流电源的频率是什么？

正确答案

解：（1）质子在电场中被加速，根据动能定理，则有最初进入下方D型盒的动能：Ek=eU；

（2）根据qvB=m 得，粒子出D形盒时的速度vm=，

则粒子出D形盒时的动能Ekm=m=；

（3）由洛伦兹力提供向心力，则有：Bev=m；

而T=，所以粒子在磁场中运行周期为T=；

因一直处于加速状态，则磁场中的周期与交流电源的周期相同，

即为：T=，因此频率为f=；

答：（1）质子最初进入D形盒的动能eU；

（2）质子经回旋加速器最后得到的动能；

（3）交流电源的频率是．

解析

解：（1）质子在电场中被加速，根据动能定理，则有最初进入下方D型盒的动能：Ek=eU；

（2）根据qvB=m 得，粒子出D形盒时的速度vm=，

则粒子出D形盒时的动能Ekm=m=；

（3）由洛伦兹力提供向心力，则有：Bev=m；

而T=，所以粒子在磁场中运行周期为T=；

因一直处于加速状态，则磁场中的周期与交流电源的周期相同，

即为：T=，因此频率为f=；

答：（1）质子最初进入D形盒的动能eU；

（2）质子经回旋加速器最后得到的动能；

（3）交流电源的频率是．

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题型：单选题

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单选题

回旋加速器工作原理如图甲所示，D1、D2为D形金属盒，A粒子源位于回旋加速器正中间，其释放出的带电粒子质量为m，电荷量为+q，所加匀速磁场的磁感应强度为B，两金属盒之间加的交变电压变化规律如图乙所示，其周期为T=，不计带电粒子在电场中的加速时间，不考虑由相对论效应带来的影响，则下列说法中正确的是（　　）

At1时刻进入回旋加速器的粒子记为a，t2时刻进入回旋加速器的粒子记为b，a，b在回旋加速器中各被加速一次，a，b粒子增加的动能相同

Bt2，t3，t4时刻进入回旋加速器的粒子会以相同的动能射出回旋加速器

Ct3，t4时刻进入回旋加速器的粒子在回旋加速器中的绕行方向相反

Dt2时刻进入回旋加速器的粒子在回旋加速器中被加速的次数最多

正确答案

B

解析

解：A、由图乙知，t1时刻与t2时刻两金属盒间的电压不等，根据动能定理得 qU=△Ek，可知a、b在回旋加速器中各被加速一次增加的动能不同，故A错误．

B、当粒子的轨迹半径等于D形盒的半径时，获得的动能最大，将射出回旋加速器，设D形盒的半径为R，则由R=知v=，粒子获得的最大动能为：Ekm=，可知粒子射出加速器时的动能，即最大动能与加速电压无关，不同时刻进入回旋加速器的粒子会以相同的动能射出回旋加速器．故B正确．

C、t3、t4时刻进入回旋加速器的粒子获得的速度方向相反，进入磁场后，由左手定则可知，在回旋加速器中的绕行方向相同，故C错误．

D、设加速次数为n，则nqU=Ekm，n=，可知t2时刻进入回旋加速器的粒子加速电压最大，加速次数最少，故D错误．

故选：B

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题型：单选题

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单选题

（2015秋•漳州校级期末）如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置．其核心部分是两个“D”型金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频交流电源相连．则带电粒子获得的最大动能与下列哪些因素有关（　　）

A加速的次数

B加速电压的大小

C交流电的频率

D匀强磁场的磁感应强度

正确答案

D

解析

解：根据qvB=m 得，最大速度v=，则最大动能EKm=mv2=．知最大动能和金属盒的半径以及磁感应强度有关，与加速的次数、交流电的频率和加速电压的大小无关．故D正确，A、B、C错误．

故选：D．

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