1.4质谱仪与回旋加速器 2023-2024学年高二物理人教版（2019）选择性必修第二册（含答案）

1.4质谱仪与回旋加速器 一、单项选择题 1．如图所示是显像管原理俯视图，接通电源后，电子从电子枪射出，没有磁场时打在O，为使电子偏转，在管颈安装了偏转线圈产生偏转磁场，如果要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏的A点，偏转磁场应该（　　） A．竖直向下 B．竖直向上 C．水平向左 D．水平向右 2．为了利用海洋资源，海洋工作者有时根据水流切割地磁场所产生的感应电动势来测量海水的流速，假设海洋某处的地磁场竖直分量B=0.5×10﹣4T，水流是南北流向，如图所示，将两个电极竖直插入此处海水中，且保持两电极的连线垂直水流方向，若两电极相距L=10m，与两电极相连的灵敏电压读数U=0.2mV，则海水的流速大小为（ ） A．4m/s B．40cm/s C．4cm/s D．4mm/s 3．利用质谱仪测量氢元素的同位素，如图所示，让氢元素的三种同位素氕、氘、氚（、、）的离子流从容器A下方的小孔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应强度大小为B的匀强磁场，最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条质谱线，以下说法正确的是（　　） A．a质谱线对应的是氚离子 B．进入磁场时，氕、氘、氚速率相等 C．进入磁场时，氕离子的动量最大 D．氕、氘、氚在磁场中运动的时间相等 4．如图是磁流体发电机的原理示意图，金属板M、N正对着平行放置，且板面垂直于纸面，在两板之间接有电阻R。在极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场。当等离子束（分别带有等量正、负电荷的离子束）从左向右进入极板时，下列说法中正确的是（　　） A．N板的电势高于M板的电势 B．M板的电势高于N板的电势 C．R中有由b向a方向的电流 D．R中无电流通过 5．如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，匀强电场方向竖直向下，有一正离子恰能沿直线从左向右水平飞越此区域。不计重力，则（　　） A．若电子以相同的速率从右向左飞入，电子也沿直线运动 B．若电子以相同的速率从右向左飞入，电子将向下偏转 C．若电子以相同的速率从左向右飞入，电子将向下偏转 D．若电子以相同的速率从左向右飞入，电子也沿直线运动 6．如图所示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平板S下方有强度为的匀强磁场。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．质谱仪是分析同位素的重要工具 C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 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 7．一种用磁流体发电的装置如图所示。平行金属板之间有很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，两板间便产生电压。如果将和电阻为的用电器连接，就是一个直流电源的两个电极。若两板相距为，不计板间电阻，板间的磁场按匀强磁场处理，磁感应强度为，等离子体以速度沿垂直于的方向射入磁场。下列说法正确的是（　　） A．板电势高于板电势 B．发电机的电动势为 C．通过用电器的电流方向从下到上 D．用电器两端电压大小为 8．1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，凭借此项成果，他于1939年获得诺贝尔物理学奖，其原理如图所示，置于真空中的形金属盒半径为，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略；磁感应强度为的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为，加速电压为。若A处粒子源产生质子的质量为、电荷量为，在加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。则下列说法正确的是（　　） A．带电粒子由加速器的边缘进入加速器 B．被加速的带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大 C．质子离开回旋加速器时的最大动能与形盒半径成正比 D．该加速器加速质量 ... ...