人教版高中物理选择性必修第二册第一章4质谱仪与回旋加速器课件(共74张PPT)+作业含答案

课时分层作业(四) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 A D BD C BCD C ABC BC AD AD 1．A　[粒子经过加速电场过程，根据动能定理可得qU＝，解得v＝，粒子进入磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力可得qvB＝，解得R＝∝，则有R氚∶R质＝∶1，故选A。] 2．D　[垂直于纸面向里的方向上加一磁感应强度为B的匀强磁场后，粒子束打在荧光屏上的P点，根据左手定则可知，粒子带正电，A错误；当电场和磁场同时存在时有qvB＝Eq，解得v＝，B错误；在磁场中时，由qvB＝m可得，故D正确，C错误。] 3．BD　[粒子带正电，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外，选项A错误；由动能定理可知，粒子在电场中获得的动能等于电场对它做的功，即qU＝，解得v1＝，选项B正确；粒子在磁场中运动的时间t为周期的一半，根据周期公式T＝可知，在磁场中运动的时间差值Δt＝，选项C错误；粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径R＝，则它们的距离差Δd＝2R1－2R2＝，选项D正确。] 4．C　[为保证每次经过狭缝时，质子都被加速，所需交变电压的周期应等于质子做圆周运动的周期，A错误；当质子运动的轨道半径等于半圆形金属盒的半径时，质子将离开回旋加速器，根据qvB＝可得离开回旋加速器时的动能Ek＝，因此质子离开回旋加速器的最大动能与加速电压U的大小无关，B错误；根据动能定理有nqU＝Ek＝，可知质子在回旋加速器中加速的次数随电压U增大而减少，C正确；质子每旋转一周，加速2次，因此加速电压U越大，加速的次数越少，质子旋转的圈数越少，运动的时间越少，D错误。故选C。] 5．BCD　[质子在磁场中做匀速圆周运动，则有qvB＝，则质子动能为Ek＝，可知最大动能与磁感应强度和D形盒半径有关，与交流电压无关，故A错误；质子在回旋加速器中做圆周运动的周期为T＝，质子的加速次数为n＝，可知在其他条件都不改变的情况下，带电粒子的加速次数与R2成正比，加速时间为t＝n·，可知若只增大D形金属盒的半径，则质子离开加速器的时间变长，故B、D正确；质子做匀速圆周运动的频率与加速电场的频率相同，则有f＝，若磁感应强度B增大，则交流电频率f必须适当增加，加速器才能正常工作，故C正确。故选BCD。] 6．C　[由于洛伦兹力并不做功，而粒子通过电场时有qU＝ΔEk，故粒子是从电场中获得能量，故A错误；带电粒子在磁场中运动的周期T＝，周期与粒子运动的速度大小无关，所以带电粒子运动的周期不变，则交变电场的交变周期不变，故B错误，C正确；粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有qvB＝m，则粒子的最大速度vm＝，所以粒子加速后的最大动能Ek＝，可知粒子的最大动能与电压无关，增大加速电场的电压后，粒子射出加速器时的动能不会增大，故D错误。故选C。] 7．ABC　[直线加速器中金属圆筒形成了静电屏蔽，内部电场强度为零，粒子在圆筒中做匀速直线运动，故A正确；铁磁性材料在磁场中会受到磁场力的作用，不能制作D形盒，故B正确；由于粒子的速度满足＝qvB，得v＝，粒子从回旋加速器中射出，只增加交流电压值U，则每一次通过D形盒间隙增加的速度变大，则可以使加速次数变少，减小在加速器中的运动时间，故C正确；直线加速器接交变电压，每次通过一个圆筒的时间应当固定(一般为半个交变电流的周期)，才可以每次通过间隙都被加速，故D错误。故选ABC。] 8．BC　[粒子在电场中做初速度为零的匀加速运动，则有d＝t2，解得t＝，故氕核和氘核在极板间运动的时间之比，故A错误；带电粒子在磁场中做圆周运动的周期T＝，氕核和氘核在磁场中均运动半个周期，则氕核和氘核在磁场中运动的时间之比，故B正确；由动能定理得qU＝mv2，可得v＝，则氕核和氚核在磁场中运动的速率之比，故C正确；由洛伦兹力提供向心力得qvB＝，可得r＝，则氕核和氘核在磁场中运 ... ...