第一章　 第四节 洛伦兹力与现代技术（课件 学案 练习，共6份）粤教版（2019）选择性必修 第二册

第四节　第1课时　回旋加速器、质谱仪 （分值：100分） 1~7题每题9分，共63分 考点一　带电粒子在匀强磁场中的运动 1.（多选）两个粒子A和B带有等量的同种电荷，粒子A和B以垂直于磁场的方向射入同一匀强磁场，不计重力，则下列说法正确的是（　　　　） A.如果两粒子的速度vA=vB，则两粒子的半径RA=RB B.如果两粒子的动能EkA=EkB，则两粒子的周期TA=TB C.如果两粒子的质量mA=mB，则两粒子的周期TA=TB D.如果两粒子的质量与速度的乘积mAvA=mBvB，则两粒子的半径RA=RB 2.（2023·深圳市耀华实验学校高二期中）薄铝板将垂直纸面向外的匀强磁场分成Ⅰ、Ⅱ两个区域，一高速带电粒子穿过铝板后速度减小，所带电荷量保持不变，一段时间内带电粒子穿过铝板前后在两个区域运动的轨迹均为圆弧，如图中虚线所示。已知区域Ⅰ的圆弧半径小于区域Ⅱ的圆弧半径，粒子重力忽略不计。则该粒子（　　　　） A.带正电，从区域Ⅰ穿过铝板到达区域Ⅱ B.带正电，从区域Ⅱ穿过铝板到达区域Ⅰ C.带负电，从区域Ⅰ穿过铝板到达区域Ⅱ D.带负电，从区域Ⅱ穿过铝板到达区域Ⅰ 考点二　回旋加速器 3.（多选）（2023·广州市玉岩中学高二期末）回旋加速器由两个铜质D形盒构成，盒间留有缝隙，加高频电源，中间形成交变的电场，D形盒装在真空容器里，整个装置放在与盒面垂直的匀强磁场中。若用回旋加速器加速质子，下列说法正确的是（　　　　） A.质子动能增大是由于洛伦兹力做功 B.质子动能增大是由于电场力做功 C.质子速度增大，在D形盒内运动的周期变大 D.质子速度增大，在D形盒内运动的周期不变 4.（多选）（2024·东莞市高二月考）1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜制D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是（　　　　） A.回旋加速器只能用来加速正离子 B.离子从D形盒之间空隙的电场中获得能量 C.D形盒半径越大，同一离子出射速度越大 D.离子在磁场中做圆周运动的周期是加速交变电压周期的一半 5.（多选）（2024·广州市高二开学考试）劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示。置于真空中的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忽略。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U。若A处粒子源产生质子的质量为m、电荷量为+q，在加速器中被加速，且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.质子被加速后的最大速度不可能超过2πRf B.质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比 C.质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为∶1 D.不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器的最大动能不变 考点三　质谱仪 6.（2024·揭阳市高二月考）质谱仪可以用来分析同位素。如图所示，在容器A中有互为同位素的两种原子核，它们可从容器A下方的小孔S1无初速度飘入加速电场，经小孔S3垂直进入匀强磁场，分别打到M、N两点，距离S3分别为x1、x2。则分别打到M、N的原子核质量之比为（　　　　） A. B. C. D. 7.（多选）（2024·东莞市高二月考）速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束，其运动轨迹如图所示，其中S0A=S0C。不考虑粒子重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　　　） A.甲束粒子带正电，乙束粒子带负电 B.能通过狭缝S0的带电粒子的速率为 C.甲、乙两束粒子的比荷之比为2∶3 D.若两束粒子的电荷量相等，则甲、乙两束粒子的质量比为2∶3 8题10分，9题12分，共22分 8.如图甲所示是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连。带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时 ... ...